文/孫啟祥

1 CAD機械創(chuàng)新設計的相關內容闡述

關于CAD概念設計的基本思想是從已有的設計實例和設計知識中組合成一種具有功能要求的設計方案，其方法必須是以功能為前提的，然后通過類比的一種方法獲得結果，其中需要使用的資源是設計實例或者是設計知識，將結構和行為進行定性描述，設計者需要對設計方案進行更改和決策。其中的設計過程是：根據(jù)功能設計結果和設計要求，建立一種分功能的邏輯結構；通過尋找各種方法建立產品分功能的一種原理方案；對各個分功能的原理重新組合，得到一個完整的設計方案。

機械產品設計需要經歷以下幾個過程：

（1）首先要充分了解用戶的需求，掌握用戶信息，作為設計的標準和要求；

（2）對用戶需求分析，設計一套完善的解決方案；

（3）將產品的主功能分解成一些子功能，根據(jù)各子功能之間的關系，形成一種產品理論方案；

（4）根據(jù)已設計好的方案對產品進行結構設計，實現(xiàn)產品的有效化使用。

2 CAD設計方法在機械產品設計中的重要性

在機械產品的設計中，CAD技術方法的使用是十分重要的，需要人與計算機的緊密配合，將多學科方法進行綜合，實現(xiàn)對產品的設計，創(chuàng)新設計是增強產品市場競爭力的根本途徑，是面向用戶和面向市場的一種設計產品，只有通過創(chuàng)新設計才能夠設計出具有市場競爭力的設計產品。

機械創(chuàng)新設計是一項復雜而且耗時的工作，需要有很強的設計理念，需要設計人員開闊自己的思維能力，提高設計的效率，不斷尋求一種科學的設計方法進行設計?？茖W的設計方法能夠設計出更好的產品，也能夠滿足人們的意愿，CAD技術作為一種先進的科學技術在機械創(chuàng)新設計中有著重要的作用。

3 機械創(chuàng)新設計的目標

CAD技術在機械創(chuàng)新設計中的使用也是一種新的設計方法，CAD技術在機械創(chuàng)新設計中可以實現(xiàn)一種創(chuàng)造性的思維，創(chuàng)新設計中的CAD方法使用是對設計方法進行模擬。CAD支持下的創(chuàng)新設計主要包括以下幾方面：

圖1：機械產品方案設計模型

圖2：計算機創(chuàng)新設計程序圖

（1）CAD產品的應用主要是面向產品生產的全過程，CAD系統(tǒng)在產品的設計中能夠獲取產品設計中的全部歷史數(shù)據(jù)，在對新的產品進行設計的過程中，能夠從原始的信息中獲得設計靈感，對于產品中的一部分零件進行重新設計和制造，能夠使少部分的零件符合產品的整體設計。對于產品中的一些零散的零件，可以將這些零散的零件轉化為典型的零件模型，能夠有效的縮短產品開發(fā)的周期，節(jié)約成本。

（2）CAD技術能夠進行虛擬化的一種技術設計，設計人員在虛擬的一種環(huán)境中創(chuàng)造出產品的模型，能夠利用虛擬環(huán)境中的工具進行對產品設計的調整，通過改變產品的外形來調整產品，能夠在虛擬的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)產品設計中存在的問題和缺陷，能夠盡早的發(fā)現(xiàn)產品研制過程中的設計缺陷，更好的保證產品設計的準確性和科學性。

（3）CAD技術的應用可以有效的滿足設計中不同模塊之間的分工設計，在計算機系統(tǒng)中通過將不同的設計分成不同的模塊，安排不同的設計人員進行分工設計，利用計算機網(wǎng)絡技術將這些分散的模塊進行組裝，并且建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型實行一種動態(tài)化的管理。

4 CAD方法對于功能設計的支持

機械創(chuàng)新設計中的功能設計主要是進行功能分解的過程，對于機械的功能進行分解，可以更加準確的認識到機械產品設計中的每一個模塊，對于機械產品有了更加深刻的了解和認識，CAD方法在產品的功能設計中，需要將抽象化的思考與具體化進行有機結合。例如，在實際的設計過程中，功能對象一般包括電壓、水、電能等的一些客觀物質。

對于硬幣包卷機功能的設計中，將CAD的設計方法應用到其中，進行設計的步驟主要是：

（1）根據(jù)提前規(guī)定的相關設計要求自動生成硬幣包卷機的主功能；

（2）將這個主功能進行分解，其中主要包括硬幣的輸送和硬幣的存放等；

（3）在完成功能的辨識之后，需要對功能進行完整性的檢查，對模型中的功能進行檢測。

5 CAD設計方法在機械創(chuàng)新中的應用

CAD設計方法在機械創(chuàng)新設計中的應用主要是建立一種設計模型，形成基本的設計理論和設計方法，對設計模型進行系統(tǒng)化的研究，形成一個系統(tǒng)的機械創(chuàng)新設計框架。CAD支持下的機械創(chuàng)新設計對于進行實踐和研究都是十分重要的。

（1）首先會使用到集成化技術，在進行機械設計的過程中，采用CAD設計要使用到設計方法和設計流程，通過對信息的集成，將不同單元之前的信息整合起來，依靠軟件信息開發(fā)平臺對信息進行處理和轉化。其中的信息集成是不能夠滿足機械的功能設計，需要向技術和管理方面進行集成，才能夠更好的適應制造系統(tǒng)發(fā)展的需求。如圖1機械產品設計模型。

這種機械產品的設計模型重要由企業(yè)制造—先進技術使用—信息技術與先進技術的結合，在進行設計的過程中，需要滿足客戶的個性化需求。例如，大規(guī)模的定制主要是有產品設計模塊化和制造專門化和管理的網(wǎng)絡化組成的，其中的模塊化生產主要是將產品的各個零部件進行模塊化的生產，在機械制造業(yè)的生產中，其中有大部分的零件在結構和功能方面都是相似的。

（2）重視軟件的開發(fā)和創(chuàng)新，在進行設計的過程中，其中使用的二維設計軟件是CAD軟件，對于一些大型的企業(yè)應該要不斷進行創(chuàng)新，采用三維設計軟件，其中的中小企業(yè)應該使用針對企業(yè)的設計項目的專用的CAD軟件，比如鍋爐CAD軟件，在軟件的使用中，應該使用國產的軟件進行創(chuàng)新設計，對國產軟件進行不斷更新和完善。

（3）注重產品數(shù)據(jù)資源的整合，在進行機械產品的創(chuàng)新設計中，需要建立一種創(chuàng)新的設計環(huán)境，在企業(yè)中，一般主要是通過查詢的方式進行對零部件的檢索，一般檢索出內容包括零件類型、材料類型和來源類型這些條件，從中查找出符合條件的零件類型，然后就會得到有關零件的數(shù)據(jù)分析，例如，零件的有關說明、設計時間以及設計作者等。其中功能結構的描述方式關系到機構的組合完成，如圖2計算機創(chuàng)新設計程序圖。

（4）注重對設計人員的培訓工作，人們在接觸到一個新的設計任務時，往往不能對產品設計有新的認識，這就需要應用到檢索功能，通過對內容的查詢和檢索，可以對產品有一個新的認識。其中良好的設計環(huán)境可以激發(fā)設計者的想象力，產品的創(chuàng)新也是一項比較復雜的工程它也具有一些不確定的因素。

（5）參數(shù)設計方法，在CAD設計系統(tǒng)中，要想有效實現(xiàn)一種集成化而且具有智能性的CAD系統(tǒng)設計，需要基于約束參數(shù)設計，這種設計方法主要是利用幾何約束來表達產品幾何模型的設計，可以通過定義參數(shù)，對設計的結果進行控制，其中主要的設計方法有造型操作的構造、規(guī)則推理方法等，可以實現(xiàn)對設計模型的修改和完善。

6 結語

綜上所述，在機械創(chuàng)造設計過程中，CAD是一種使用廣泛的設計工具，在機械創(chuàng)新設計過程中，CAD技術能夠為機械設計提供很大的便利，這種設計方法的應用能夠有效的提升產品的競爭力。其中設計過程中有關于功能、結構以及概念的設計，都需要使用到CAD設計方法，可以實現(xiàn)對機械產品的模擬化設計，可以在軟件的設計中投入更多的資源，不斷進行創(chuàng)新。