机械产品的结构设计是设计工作中的重要内容,在产品开发中占有十分重要的地位。结构设计一般是基于功能进行的,本文采用面向产品结构设计的图形单元技术从功能层次研究产品结构设计的原理、方法和技术,在理论上和应用上对面向产品结构设计的图形单元技术进行了深入而细致的研究。首先,在功能结构分解的基础上,按照相似性原理对常用机械零件的图形单元进行了总结和分类,并利用参数化建模技术建立了基因单元库和功能结构单元库,为后续的工作奠定基础。其次,依据自组织理论,结合图形单元技术提出了基于图形单元技术的产品结构概念设计理论。通过创新的数字信息编码技术,将抽象的单元模型间的配合过程、结构编辑过程演变为清晰简单的数学排列组合过程,实现了自组织配合技术。然后,在功能结构单元库基础上,运用自组织配合技术,完成功能模型的生成,实现零件的概念设计;在基因单元库的基础上,根据图形置换原理,通过变型设计和对三维造型软件的二次开发技术,创建了实用的编辑算法功能模块,实现功能模型的动态结构编辑;利用ADO(ActiveX data object)控件和可变数组完成工艺数据库的自动在线加载,实现功能模型的工艺结构详细设计。最后,在以上理论和技术的支持下,开发出面向产品结构设计的CAD系统。本系统能够从设计师的角度出发,与设计思维很好融合,快速生成零件实体模型,提高产品结构设计的自动化、智能化水平。