首页 -> 2007年第5期
关于手工设计与计算机辅助设计
作者：聂法宪
关键词：手工设计；辅助设计；教学
计算机辅助设计，是指利用计算机的计算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计分析、修改和优化。它综合了计算机知识和工程设计知识的成果，并随着计算机硬件性能和软件功能的不断提高而逐渐完善。在高职高专机电专业的教学过程中，计算机辅助设计课程深受教师的重视和学生的喜爱，其教学地位逐步提高，学时数明显增加，学生兴趣更加浓厚。究其原因，一方面是计算机辅助设计改善了师生们的设计工作方式和设计方法，缩短了设计周期，适应和满足了现代经济社会快节奏经济发展的需要；另一方面是企事业单位在招聘人员时，把
计算机应用能力作为一个必备条件。
任何机电产品的设计，总是包括运动设计、结构设计、强度设计和精度设计。以往设计初始阶段，繁琐的受力分析计算和绘图工作都是由人工完成的。计算机技术发展到今天，机电行业大量的技术工作都不同程度地用计算机来完成，它快捷方便，人们通过三维造型技术能够欣赏到自己的作品并对不满意的地方进行修改，直到满意为止。人们从来没有像现在这样依赖于计算机，机械设计中绝大部分的设计计算和绘图工作都是用计算机来完成的，软件开发商根据社会的需要，针对不同的行业开发出了不同用途的计算机软件，其中用于机电行业的工程计算和设计软件就有多种，常用的有AutoCAD、Solid Works等，学习和应用这些软件是机电专业大学生的必修课程之一。在教学实践中发现，学生学会这些软件后，在进行《机械制图》测绘、《机械设计基础》的课程设计（一般为减速器）和毕业设计时，过分相信和依赖计算机，将使用计算机作为设计的唯一手段，当计算机的计算结果和手工设计的结果不一致时，往往怀疑和否定手工设计结果的正确性，视计算机的结果为真理。这是片面的、甚至是错误的想法。具体原因分析如下：
第一，机电工程行业有一套符合本专业的规范，它包括设计规范、制造规范和安全规范等。这些规范是人们长期劳动实践经验的总结，是科学工作者在长期科学实验中总结出的用于解决机电工程问题的科学的方法和手段。这些方法和手段具有多样性的特点，应视机械设备的工作环境条件，承载能力的大小等具体情况进行选择合适的专业规范。在计算机软件很难融入现实中所有的方法和手段时，再好的软件也难包罗你所需要的计算条件和计算方法。计算机软件也不一定完全满足人们的设计思想。另外，在技术上不断有新的设计方法和理念出现时，这些新科学和技术不会立即在计算机系统里实现。
第二，习惯于使用计算机软件后，学生只知道输入原始数据，使用计算机的输出计算结果，时间长了学生的运算能力明显下降，对于学过的受力分析方法和运算公式、设计中所运用到的机械设计原理、机械零件课程中的强度校核等内容遗忘很快。长期使用计算机软件设计的学生其惰性增加，思维僵化。设计中遇到困难不是用大脑思维来解决问题，而往往是求助于计算机，认为计算机能够解决设计中遇到的一切问题。这对工程设计的创新和学生创新思维的培养是不利的。事实上，计算机操作系统和应用软件都是人类智慧的结晶，机械产品人性化的设计理念可通过计算机来实现，计算机永远代替不了人类的思维。
第三，机电工程所广泛使用的绘图软件和工程力学分析软件的设计，都是从工程模型到程序语言，其程序的设计上都有不尽如人如意的地方。因此，使用计算机软件进行辅助设计时需特别慎重，校核工作最好和手工设计相结合，防止出现不当的计算结果，进而导致设计失败。
第四，计算机辅助绘图软件（如AutoCAD）广泛应用于机械、电子等领域，因它使工程图的设计更加便捷而受到企事业单位的青睐，该项技术已成为大学生必备的技能之一。学生在掌握计算机辅助绘图软件后，就不再遵循手绘制草图——校核——绘制正确的零件图或装配图的步骤，而是直接在计算机上作图，有的学生甚至怀疑训练手工绘图的必要性，认为计算机辅助绘图可以代替手工设计。而事实上，使用计算机辅助绘图软件设计的工程图的差错率较高。这是因为使用计算机作图时，由于显示器尺寸的限制，对图纸不可能做到整体的浏览，当浏览一个局部时，往往会忘记上一个局部的内容。学生在使用计算机设计时，由于对所设计的工程图不能整体对应浏览，工程图的差错率更高。为提高设计质量，降低差错率，必须要求学生先在图纸上手工绘制零件和装配草图，仔细核对修改无误后再使用CAD绘图，让学生消除没有必要进行手工绘图训练的错误认识。手工绘图的训练是必不可少的，只能加强。
机械工程的设计计算和绘图发展到今天，不应用计算机是不可能的，因为使用计算机在缩短工作时间的同时也降低了设计计算的成本和费用，适应了市场需要的工期。高职高专的学生掌握和使用先进的设计手段也无可厚非，但我们更应思考：使用先进手段后如何提高设计质量，减少差错，使学生不过多的依赖计算机，做到手工设计和计算机辅助设计的有机结合，通过计算机让学生的创新思维得到最大限度地发挥，实现自己的设计思想，设计出新颖美观的产品。
作者简介：
聂法宪，男，河南濮阳职业技术学院机电工程系高级讲师。
（本栏责任编辑：周秀峰）