计算机软件在机械设计中的应用

何佳城

摘 要 互联网时代，计算机软件越来越智能化，功能越来越强大，用途也越来越广泛。计算机软件在传统的机械设计领域也发挥着越来越重要的作用。本文介绍了机械设计传统与软件应用现状，分析了计算机软件应用在机械设计领域的好处，对未来机械设计的发展及计算机软件在其中的应用进行了展望。

关键词 计算机；软件；机械设计

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2019）226-0123-02

随着机械设计的不断发展，传统的手工设计已经难以满足要求，计算机软件在机械设计领域的作用已经越来越重要。在信息化时代，如何更好的将计算机软件应用于机械设计当中，是一个值得探讨的重要课题。

1 机械设计传统与软件应用现状

机械设计本身设计的产品和设备实物较为复杂，精确性要求较高，设计人员对产品需求、工作原理、零部件材料和尺寸规格等进行提前研究，然后运用传统图纸绘图设计出各类型的产品，很容易让复杂的设计满足不了严格的要求。因此，需要采用先进的技术以提升其设计水平（如应用计算机软件等），进而提高产品质量。

目前，在机械设计领域最常用的一款软件是AutoCAD[ 1 ]，在图纸绘制、模型建立等多个方面，AutoCAD的应用带来了诸多好处，大大提高了机械设计的水平和质量。AutoCAD支持多种常用快捷键和功能组合键，在用户界面提供多种用于实现用户交互功能的输入控制选项，并且支持用户自定义菜单栏和工具栏。AutoCAD软件可以实现图形绘制等功能，并支持脚本运行和二次开发。

除了AutoCAD软件外，Solidworks也是一款机械设计中应用相当广泛的计算机软件[ 2 ]。Solidworks软件的特点是简单易学、功能强大，尤其利于智能化设计的实现。它能提供多种设计方案，便于分析比较，能降低设计误差，提高设计成功率。Solidworks提供人性化的用户界面，具备强大的配置管理功能和智能化装备设计技术，支持在线协同工作，因而受到越来越多工程设计人员的欢迎，得到广泛应用。

虽然AutoCAD、Solidworks等计算机辅助设计有诸多优点，但在我国，计算机辅助设计水平较低，与西方国家相比，我国计算机辅助设计仍停留在初级阶段，不利于我国机械设计事业发展。国内工程设计人员对AutoCAD和Solidworks软件的作图原则、选用命令、使用规范等掌握情况参差不齐，不利于推广使用计算机软件进行集成化开发和在线协同分工合作，影响了计算机软件在机械设计过程中优势的发挥。

2 计算机软件应用在机械设计中的好处

2.1 提高设计质量

使用AutoCAD、Solidworks等計算机软件进行机械设计时采用统一的作图原则和使用规范，因而能够防止手工绘制图纸时的误差。众所周知，人为绘制图纸时，由于每个人字迹不同，很难做到完全一致，即使是同一个人在同一张图纸两次绘制同一个模型，也很难保证大小形状精确一致。而使用计算机软件进行绘图能完美解决这一问题。计算机软件提供标准化的元件模块，消除了手工绘图的偏差，大大提高了设计质量。

此外，日益强大的计算机绘图软件还能进行仿真模拟，实现错误识别并发出警报提醒，大大提高了设计的成功率、可靠性。总之，计算机软件可以极大提高机械设计的精确性、可靠性、安全性、规范性，从而大大提高设计质量。

2.2 减少设计时间

应用计算机软件进行机械设计可以大大减少设计时间。首先，由于模块的直接调用，设计者不再需要一笔一划手工绘制每一个零部件。其次，由于图纸的相似性，设计人员可以直接利用现存的设计图纸，直接在原有的图纸上修改、补充、完善，不需要再全部重新绘制。

此外，Solidworks等计算机软件支持在线协同工作，设计人员不再需要集聚一起，他们可以通过互联网，在任何地方完成自己的分工任务。最后，强大的计算机软件提供各种辅助设计功能，能帮助工程设计人员不断优化设计流程，提高设计效率，提高设计成功率，这些都使得设计时间大大减少。

2.3 节约设计成本

使用计算机软件进行设计可以节约设计耗材，电子化的图纸在绘制、修改、补充、完善时不再需要在纸张上涂涂改改，不需要浪费笔墨和纸张，大大节约了设计成本。此外，计算机软件提供仿真分析等诸多强大辅助功能，设计过程中可以利用仿真建模来辅助分析设计，而不再需要完全依赖实物搭建，能够大大提高设计成功率，节约设计成本。

2.4 便于展示

计算机软件上的设计图纸支持放大、缩小、拉伸、旋转等多种功能，这些都是传统手工图纸所不具备的。尤其对于三维立体图形，计算机软件可以从360度任意视角观看，全方位呈现各处细节。此外，计算机图纸能够在每台电脑上展示，并能借助大屏幕、投影仪等实现共同观看，这些都是传统图纸做不到的。

2.5 利于资料管理

使用计算机软件进行机械设计，其资料都是电子化资料，管理起来十分方便。在移交、保管、存放、修改、借鉴、查阅时，电子资料明显更加方便。纸质化资料在资料管理过程中可能出现磨损、老化等问题，因而需要良好的存储环境，并且大量资料的摆放也需要较大仓储面积，管理起来比较麻烦。而电子化资料没有这些问题，它管理起来十分方便、高效。

3 未来机械设计的发展及计算机软件在其中的应用

3.1 关键在人才培养

计算机软件的应用终究只能作为辅助机械设计的良好工具，最终还是要看设计人才的培养。机械设计原理、方法的不断创新发展，计算机软件本身的不断更新、完善，计算机软件在机械设计中更广泛、更高效的使用，都有赖于人才的培养。只有不断完善人才的培养机制，培养造就一大批机械设计领域的关键人才，并充分发挥出人才的价值和作用，计算机软件才能不断完善，软件的应用才能更加高效、广泛，机械设计的水平才能大幅提高。

3.2 融合发展是趋势

机械设计有一整套复杂的理论，其设计思路、设计方法等也在不断发展完善。计算机软件对机械设计来说是一个十分重要的辅助手段，其广泛的应用于机械设计当中的同时，也深刻促进机械设计方法、思路的改进。计算机绘图与机械绘图相融合[3]，将大幅提高机械设计水平，缩短设计周期，提高产品质量。

如果计算机软件应用与机械设计应用融合成果发展成熟，那么机械设计的集成化、智能化将得到极大的提升。计算机网络的兴起已深入到每个领域，对于机械行业，传统的机械设计制造方法早已不能顺应时代发展，要坚持机电一体化发展[ 4 ]，才能有利于智能化的实现。

随着工业高速发展，一些资源利用率、环境影响等问题也日益显著，所以对于发展，尤其是工业发展，一定要坚持科学发展、绿色发展、高效发展。机械设计中与计算机技术的融合，可以实现产品的微型化、自动化，提高其工作效率。

生产过程中的副产物或产生的废物应得到合理处理，机械设备与计算机的融合可检测生产过程状况，自动开启处理程序，实现智能化控制，同时减少了生产过程中的人力投入，大大提高了效率。

3.3 智能化发展是方向

时代发展迅速，根据国家战略需求，我们需要在许多科技领域实现质的飞跃，工业智能化是当代发展的核心要求之一。依据国家发表的白皮书《中国2025制造》，实现工業制造智能化是一个重要目标，突破的核心之一与本文所谈的技术是密切相关的。

AutoCAD、Solid Works等计算机软件在机械设计中的应用十分重要，未来机械设计的智能化，有赖于计算机技术的不断发展。只有计算机软件更加完善、更加强大，机械设计的智能化才能更好实现。在今后的机械设计制造中，计算机信息技术必然会成为其有效的技术支撑，从而推进机械设计智能化的发展[ 5 ]。

4 结论

AutoCAD、Solid Works等计算机软件已经在目前的机械设计中得到广泛应用。可以预见，与机械设计有关的计算机软件未来将具备更加强大的功能，机械设计中将更多的使用到计算机软件，机械设计将朝着更加智能化的方向不断发展。

参考文献

[1]孙莹.浅析CAD技术在机械工程设计中的应用[J].内燃机与配件，2018（19）：212-213.

[2]董轩，张玉鹏，许牧远.SolidWorks在机械设计中的应用[J].科技经济导刊，2018，26（25）：19.

[3]丁雨.机械制图与计算机制图的融合研究[J].科技风，2015（2）：244.

[4]程麒鎏.探讨机械设计制造及其自动化技术的发展方向[J/OL].中国战略新兴产业[2018-11-15].https：//doi. org/10.19474/j.cnki.10-1156/f.006667.

[5]金卫红.信息技术背景下机械设计制造及其自动化[J].电子技术与软件工程，2018（18）：248.