分析模塊化設計方法及其在機械設計中的應用

蔡燕華

寧波技師學院，浙江寧波 315000

隨著我國經濟的快速發展，用戶群體的有原來的集中式變為個體戶，這樣就要求機械制造商在制造的時候要減少成本，然而傳統的機械包裝的方法已經不再適用于現在要求。從設計層面上看，模塊化在技術上的轉變已經基本完成了。通過對劃分和組合來完成不同的種類的機械包裝，這樣就可以縮短工期，這樣能夠減少制造需要的成本。所以說模塊化從設計上還是制造上都是機械制造商最后的選擇。

1 模塊化的設計方法

對模塊的劃分、和可互換性等方面劃分的好壞可以直接影響模塊的實際能否成功。在進行劃分的時候不僅僅要考慮在制作的時候的方便性、同時也應該考慮到在進行組合的時候是否能夠輕易的組合。所以，在設計模塊的時候，一定要進行詳細的劃分。同時，在進行模塊劃分時，應該考慮到在系統中的可更換性；同時也要保證模塊在功能方面要有其獨立性；模塊之間的結合應該方面分離等等。

在進行模塊設計的時候應該注意模塊的組合，也就是模塊之間的結合面。為了能夠使，模塊之間進行更換，當然不同的模塊之間也要保證其能夠進行更換。所以，在設計模塊的時候，應該保證模塊具有可更換性。同時也必須增加接口處的的規格化和標準化。

2 模塊設計的內涵及特點

2.1 模塊化設計內涵

模塊化包裝的機械產品，是指由特定的模塊在一定的范圍內，組成不同種類和不同功能的包裝機械。在對模塊化進行設計的時候，有以下幾種內涵：

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

2.2 設計的特點

1）便于維修

在使用模塊化設計的時候，由于模塊具有可更換的特點，所以如果在機械包裝的過程中發生故障的話，只需要將不合適的模塊更換就可以。這樣省去了在設計的時間，以及方便維修；

2）簡化包裝設計

在過去的包裝中，進行設計的人主要根據產品的特點進行指定的包裝，所以設計出來的包裝只能使用于相同系列的產品，而對其他系列的產品不能夠應用。采用模塊化設計之后，可以使一種設計滿足許多的系列的產品，只要在客戶提貨的時候進行模塊之間的更換即可在對傳統的機械化包裝進行設計的時候要對每一個零件的設計進行考慮，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，這樣就導致機械的生產周期短，然而，在采用了模塊化之后，技術人員不用再考慮每一個零件的設計，只需要使用現有的模塊即可；

3）模塊化包裝的成本低

在進行模塊化包裝的時候，可以根據模塊特有的功能進行。同時也可以通過對模塊的不斷研究，不斷的完善其質量和性能，以此來增加模塊化產品的數量。這樣就可以用較少的模塊組合成最多的機械包裝。在減少設計時候的同時，也減少了設計成本。

3 模塊化設計機械設計中的應用

1）模塊化技術和成組技術在對機械的包裝處理上有著一定的共同點。它們提出的依據都是現代產品的多樣化。進行成組的時候都是依據零件特點等因素，主要是利用物體之間的相似性，并且將這些相似的事物進行組合，通過對相似零件規范化的處理，達到小批產品也具有流水作業的情況。而模塊化追求的是小產品和中產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是，對相似的零件進行集中處理；

2）模塊化技術的應用。數控機床對模塊化的劃分是指對機床運動分析和結構分析得出的結構，將具有同樣功能的結構進行合理的劃分。所以說，模塊化劃分的好壞之間影響著模塊化設計的成敗；

3）數控機床在進行模塊劃分時的原則。首先應該根據現有的結構上的要求進行劃分，其主要原則如下：

（1）將具有獨立功能的單位作為模塊，也就是說對已經分解的單元結構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行組合，能夠拼湊出多種產品；

（2）部件作為模塊。在進行劃分的時候，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品的質量；

（3）利用組件的方式作模塊。設計人員對模塊分解之后，還可以將模塊進行組件，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濟效益；

（4）在進行模塊劃分的時候，還要考慮到機床中大件的劃分，保證其規范性，還要使其便于分離和結合。同時也要考慮到模塊的發展空間，定時的進行升級。

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

當然，設計人員進行分解時，首先應該考慮的就是用戶需求。由于用戶之間的條件存在差異，所以會所在確定機床規格時候也要不同，也就是說在模塊的組成中也會存在差異。對單柱的數控來說，其總功能是車削。在將其進行劃分的時候，可以講車削的溝槽和旋轉面等方面進行。除此之外，還要將其的銑鏜功能進行劃分，這些功能可以按其的執行功能和監測等方面進行劃分。

4 結論

綜上所述，模塊化可以說是迄今為止機械包裝中最好的設計方法，其開創了機械包裝的設計的開放化和標準化。從而提高了機械制造商在競爭如此激烈的市場中的競爭力，同時也推進了我國機械化的水平。

[1]劉小鵬，張衛國，鐘毅芳.機床模塊化設計中的模塊創建及應用[J].華中理工大學學報，2009(5).

[2]陳勝勇等.基于構件的軟件設計方法及其在機械CAD系統中的應用[J].機械科學與技術，2008(8).

[3]蔡業彬.模塊化設計方法及其在機械設計中的應用[J].機械設計與制造，2005(8).