陳亞凈

承德華遠(yuǎn)自動化設(shè)備有限公司

模塊化設(shè)計方法及其在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用

陳亞凈

承德華遠(yuǎn)自動化設(shè)備有限公司

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶群體的有原來的集中式變?yōu)閭€體戶，這樣就要求機(jī)械制造商在制造的時候要減少成本，然而傳統(tǒng)的機(jī)械包裝的方法已經(jīng)不再適用于現(xiàn)在要求。從設(shè)計層面上看，模塊化在技術(shù)上的轉(zhuǎn)變已經(jīng)基本完成了。通過對劃分和組合來完成不同的種類的機(jī)械包裝，這樣就可以縮短工期，這樣能夠減少制造需要的成本。所以說模塊化從設(shè)計上還是制造上都是機(jī)械制造商最后的選擇。

模塊化設(shè)計；方法；應(yīng)用；機(jī)械設(shè)計

模塊化設(shè)計方法在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用越來越廣泛。本文首先對模塊化設(shè)計方法進(jìn)行了闡述，然后又對其的特點進(jìn)行了分析，最后分析了模塊化機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用。希望以此為以后的模塊化的應(yīng)用提供參考數(shù)據(jù)。使模塊化能夠在機(jī)械設(shè)計中得到更好的應(yīng)用。

一、模塊設(shè)計的內(nèi)涵及特點

1 模塊化設(shè)計內(nèi)涵

模塊化包裝的機(jī)械產(chǎn)品，是指由特定的模塊在一定的范圍內(nèi)，組成不同種類和不同功能的包裝機(jī)械。在對模塊化進(jìn)行設(shè)計的時候，有以下幾種內(nèi)涵：

1)縱向設(shè)計；2)橫向設(shè)計。也就是在保證參數(shù)的情況下，通過不同的模塊之間的轉(zhuǎn)換完成產(chǎn)品的變化；3)全系列的設(shè)計。其包括以上兩種設(shè)計方式。

2設(shè)計的特點

1)便于維修。在使用模塊化設(shè)計的時候，由于模塊具有可更換的特點，所以如果在機(jī)械包裝的過程中發(fā)生故障的話，只需要將不合適的模塊更換就可以。

2)簡化包裝設(shè)計。在過去的包裝中，進(jìn)行設(shè)計的人主要根據(jù)產(chǎn)品的特點進(jìn)行指定的包裝，所以設(shè)計出來的包裝只能使用于相同系列的產(chǎn)品，而對其他系列的產(chǎn)品不能夠應(yīng)用。采用模塊化設(shè)計之后，可以使一種設(shè)計滿足許多的系列的產(chǎn)品，只要在客戶提貨的時候進(jìn)行模塊之間的更換即可在對傳統(tǒng)的機(jī)械化包裝進(jìn)行設(shè)計的時候要對每一個零件的設(shè)計進(jìn)行考慮，這樣就需要人員掌握的知識面廣，這樣不單單浪費時間，同時也消耗了人員的精力，這樣就導(dǎo)致機(jī)械的生產(chǎn)周期短，然而，在采用了模塊化之后，技術(shù)人員不用再考慮每一個零件的設(shè)計，只需要使用現(xiàn)有的模塊即可；

3)模塊化包裝的成本低。在進(jìn)行模塊化包裝的時候，可以根據(jù)模塊特有的功能進(jìn)行。同時也可以通過對模塊的不斷研究，不斷的完善其質(zhì)量和性能，以此來增加模塊化產(chǎn)品的數(shù)量。這樣就可以用較少的模塊組合成最多的機(jī)械包裝。在減少設(shè)計時候的同時，也減少了設(shè)計成本。

二、模塊化設(shè)計定義及目的

模塊化設(shè)計的界定是從產(chǎn)品設(shè)計以及生產(chǎn)的不斷發(fā)展中逐步形成的，它指的是在某一范圍內(nèi)為滿足市場的不同需求，根據(jù)功能分析為基礎(chǔ)，對功能相同或者相同功能而性能、規(guī)格各異的產(chǎn)品進(jìn)行劃分，并以功能模塊形式進(jìn)行系列設(shè)計，以期達(dá)到變通對模塊的選擇和組合，即可構(gòu)成顧客定制的個性化產(chǎn)品。其內(nèi)容包括創(chuàng)建和組合，其中模塊是具有一定功能的零件、組件或部件，一般為批量生產(chǎn)。鑒于不同模塊可組合成差異化產(chǎn)品，設(shè)計的重用率因而得以提升，使設(shè)計成本大大降低，實現(xiàn)了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計速度的提升及定制設(shè)計規(guī)?；?。

模塊化設(shè)計的宗旨為用設(shè)計上的少變?nèi)M足客戶需求的多變；以設(shè)計時間的最少投入、加工速度的專業(yè)化來提高設(shè)計生產(chǎn)效率、縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，應(yīng)對市場中交貨期的日益縮短；采用最有效的方式取得最快速的產(chǎn)品創(chuàng)新；設(shè)計方法從組合上求創(chuàng)新、并從功能角度出發(fā)，達(dá)到產(chǎn)品通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，使其可靠性及質(zhì)量得以提升，通過平臺的建立、共享產(chǎn)品通用模塊，滿足產(chǎn)品大量定制下的經(jīng)濟(jì)效益規(guī)?；?/p>

三、模塊化設(shè)計機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用

3.1 模塊化技術(shù)和成組技術(shù)在對機(jī)械的包裝處理上有著一定的共同點。

它們提出的依據(jù)都是現(xiàn)代產(chǎn)品的多樣化。進(jìn)行成組的時候都是依據(jù)零件特點等因素，主要是利用物體之間的相似性，并且將這些相似的事物進(jìn)行組合，通過對相似零件規(guī)范化的處理，達(dá)到小批產(chǎn)品也具有流水作業(yè)的情況。而模塊化追求的是小產(chǎn)品和中產(chǎn)品以及大批量零件之間的效果，也是利用它們之間的相似度，把一些零件劃分，最后制成模塊。它們之間的共同點主要表現(xiàn)是，對相似的零件進(jìn)行集中處理。

3.2 模塊化技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床對模塊化的劃分是指對機(jī)床運動分析和結(jié)構(gòu)分析得出的結(jié)構(gòu)，將具有同樣功能的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的劃分。所以說，模塊化劃分的好壞之間影響著模塊化設(shè)計的成敗。

3.3 數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行模塊劃分時的原則

首先應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)上的要求進(jìn)行劃分，其主要原則如下：

3.3.1 將具有獨立功能的單位作為模塊，也就是說對已經(jīng)分解的單元結(jié)構(gòu)上的劃分盡可能的做到其獨立性，這樣方便不同模塊之間的進(jìn)行組合，能夠拼湊出多種產(chǎn)品。

3.3.2 部件作為模塊。在進(jìn)行劃分的時候，以部件作為模塊，這樣能夠保證模塊的完整性，而且也能夠保證拼湊的產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.3.3 利用組件的方式作模塊。設(shè)計人員對模塊分解之后，還可以將模塊進(jìn)行組件，通過不斷的試驗更換某些零件，可以使部件的用途增加，這樣比更換整個零件更具有經(jīng)濟(jì)效益。

3.3.4 在進(jìn)行模塊劃分的時候，還要考慮到機(jī)床中大件的劃分，保證其規(guī)范性，還要使其便于分離和結(jié)合。同時也要考慮到模塊的發(fā)展空間，定時的進(jìn)行升級。

3.4 數(shù)控機(jī)床的功能分解。

在對模塊進(jìn)行劃分的時候，必須要考慮到整個車床的功能。把數(shù)控車床的總功能進(jìn)行模塊的劃分，使其成為一個個獨立的功能，接著設(shè)計人員就可以進(jìn)行模塊的劃分。

結(jié)束語：

總之，模塊化設(shè)計方法是實現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)品大規(guī)模定制、使產(chǎn)品越加符合當(dāng)前市場需求的有效方法之一，在提高效率、降低成本、保證質(zhì)量等方面具有很大優(yōu)勢。但模塊化設(shè)計也有帶來不利影響的可能性，在機(jī)械設(shè)計中還需加強(qiáng)分析，對其進(jìn)行合理應(yīng)用。

[1]趙勃.機(jī)械設(shè)計中模塊化設(shè)計方法的運用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)市場，2015(6)：194.

[2]諶炎輝.復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品模塊化設(shè)計若干關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2013.