模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)踐探析

陳飛 許龍

摘 要 針對(duì)機(jī)械產(chǎn)品而言，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案直接關(guān)乎設(shè)備后期的應(yīng)用質(zhì)量與應(yīng)用效果。模塊化設(shè)計(jì)方法的引進(jìn)有效改善了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)中的問題，它將機(jī)械產(chǎn)品的功能性作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，在設(shè)計(jì)過程中充分發(fā)揮模塊的互換性與組合性，使得機(jī)械設(shè)計(jì)工作能夠逐漸發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，提高設(shè)計(jì)方案的可行性，為提高機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文主要內(nèi)容探析了有關(guān)模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，希望能為我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的發(fā)展有所參考。

關(guān)鍵詞 模塊化設(shè)計(jì);機(jī)械設(shè)計(jì);實(shí)踐探析

前言

結(jié)合傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)工作來看，傳統(tǒng)的機(jī)械包裝方法弊端越發(fā)明顯，已經(jīng)不適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)工作的需要。模塊化設(shè)計(jì)方法的出現(xiàn)與應(yīng)用，使得機(jī)械設(shè)計(jì)工作得以通過組合、劃分的方式開展，有利于提高機(jī)械設(shè)計(jì)工作的整體效果，降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)難度，保障產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作得以高質(zhì)量開展，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的產(chǎn)品方案，促使后續(xù)高產(chǎn)活動(dòng)有序開展。

1模塊化設(shè)計(jì)方法的概念

在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中，模塊化設(shè)計(jì)方法是該產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的一種常見手段，具體指代的是在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，將產(chǎn)品不同的部分劃分成不同的模塊，對(duì)不同的產(chǎn)品模塊設(shè)計(jì)工作進(jìn)行全面的考慮，隨后考慮將不同的產(chǎn)品模塊進(jìn)行組裝，最終完成產(chǎn)品模塊設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)活動(dòng)中，一定要充分考慮到模塊的可互換性以及具體劃分，確保后續(xù)產(chǎn)品制造工作方便，明確每個(gè)產(chǎn)品模塊的實(shí)際功能，使得不同模塊之間能夠相互組合。在此過程中需要注意的是，每個(gè)產(chǎn)品模塊功能都具有獨(dú)立性的特點(diǎn)，能夠?qū)@些模塊進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的更換，最終促使整個(gè)機(jī)械產(chǎn)品的系統(tǒng)功能得以不斷升級(jí)[1]。

2模塊化設(shè)計(jì)方法的特點(diǎn)

模塊化設(shè)計(jì)作為一種新的設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)理念，自身具有十分顯著的特點(diǎn)。具體而言，模塊化設(shè)計(jì)工作具有方便維修、簡(jiǎn)化包裝等特點(diǎn)。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，模塊化設(shè)計(jì)工作具有可更換、便于維修的特點(diǎn)，當(dāng)機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中發(fā)生故障時(shí)，工作通過對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行詳細(xì)分析，可以對(duì)產(chǎn)品中的故障模塊進(jìn)行更換，簡(jiǎn)化機(jī)械產(chǎn)品的維修程序，提高設(shè)備維修工作的便捷性[2]。其次，簡(jiǎn)化了機(jī)械產(chǎn)品的報(bào)裝過程。在傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品包裝工作中，以往只是根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)開展包裝工作，工作人員設(shè)計(jì)出來的包裝一般情況下只適用于相同系列的產(chǎn)品，最終為產(chǎn)品包裝工作帶來以便。而模塊化設(shè)計(jì)方法，能夠滿足不同的產(chǎn)品保障要求，進(jìn)而簡(jiǎn)化了產(chǎn)品包裝，有效節(jié)省了人力資源與時(shí)間資源。

3模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)踐

筆者以數(shù)控立式車床設(shè)計(jì)為例，從模塊劃分、確定模塊功能以及模塊組裝等內(nèi)容詳細(xì)論述了有關(guān)模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

3.1 進(jìn)行模塊劃分

針對(duì)數(shù)控立式車床設(shè)計(jì)工作而言，在設(shè)計(jì)工作中應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)工作時(shí)，工作人員一定要根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行分析，根據(jù)產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)需求，合理規(guī)劃產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能，提高產(chǎn)品后期的應(yīng)用效果。此外，設(shè)計(jì)人員還需要充分考慮數(shù)控立式車床本身的需求，將其模塊功能劃分為輔助模塊、執(zhí)行模塊以及傳動(dòng)模塊等，不同的模塊有著不同的功能，將這些模塊統(tǒng)一到機(jī)械設(shè)計(jì)工作中，使得機(jī)械設(shè)備能夠充分發(fā)揮自身作用。

3.2 確定模塊功能

在對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及模塊進(jìn)行劃分之后，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)每個(gè)模塊的功能進(jìn)行明確。通常情況下，部分模塊只有一種功能，但是部分模塊自身卻含有多項(xiàng)功能。例如，針對(duì)工件檢測(cè)裝置模塊而言，主要功能是工件監(jiān)測(cè)功能。對(duì)于刀具監(jiān)測(cè)裝置模塊的功能而言，該模塊的主要功能為刀具監(jiān)測(cè)功能，總的來說，不同的模塊具有自身獨(dú)特的功能，某些功能的實(shí)現(xiàn)需要多個(gè)模塊支持才能完成。例如主變速箱模塊、工作臺(tái)模塊等，這些模塊除了自身特別的功能之外，還具有工件旋轉(zhuǎn)功能[3]。

3.3 進(jìn)行模塊組裝

在對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的模塊功能進(jìn)行確定之后，需要開展模塊組裝工作，使得各個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)模塊能夠?qū)崿F(xiàn)合理配置，進(jìn)而在實(shí)際應(yīng)用過程中充分發(fā)揮自身作用。在此過程中需要注意的是，在組裝過程中一定要注意組裝的完整性，處理好各個(gè)模塊的結(jié)合面，注重不同模塊之間的布局。因?yàn)楦鱾€(gè)模塊之間具有良好的更換功能，因此一旦在使用過程中發(fā)生異常現(xiàn)象，那么工作人員可以及時(shí)對(duì)其進(jìn)行更換，但是在更換工作中要注意，不能影響其他模塊的工作，否則將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)車床受到影響。最后，在組裝產(chǎn)品模塊的過程中還要注意，做好不同模塊的接口處理，確保模塊的接口規(guī)格能夠符合設(shè)計(jì)要求，對(duì)所有模塊都進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的處理，提高模塊組裝后的效果。

3.4 完成設(shè)計(jì)工作

設(shè)計(jì)人員在完成模塊設(shè)計(jì)、組裝工作之后，便完成了數(shù)控立式車床的整體設(shè)計(jì)任務(wù)。具體來看，數(shù)控立式車床中包含支承模塊、傳動(dòng)模塊、監(jiān)測(cè)模塊。其中，傳動(dòng)模塊又可以被分為橫梁升降、主傳動(dòng)軸等。輔助模塊可以分為排剛裝置、機(jī)床電氣等，監(jiān)測(cè)模塊又可以被分為機(jī)內(nèi)對(duì)刀裝置、工件測(cè)量裝置等[4]。在完成車床設(shè)計(jì)工作之后，還需要對(duì)其開展質(zhì)量驗(yàn)收工作，確保車床的各項(xiàng)指標(biāo)都能夠滿足工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。

4結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)模塊化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的應(yīng)用情況來看，模塊化設(shè)計(jì)本身具有簡(jiǎn)化包裝、便于維修等多種特點(diǎn)，在具體應(yīng)用過程中，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合機(jī)械產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)以及產(chǎn)品功能需求，在設(shè)計(jì)工作中重視模塊劃分工作，在確定好機(jī)械產(chǎn)品的模塊功能之后開展設(shè)計(jì)工作，此外，還需要重視模塊組裝，確保最終的設(shè)計(jì)方案能夠滿足產(chǎn)品本身的功能習(xí)慣需求，為機(jī)械產(chǎn)品的后期應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 慶燕飛.試論模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2019（15）：121.

[2] 程熾成.模塊化機(jī)械設(shè)計(jì)理念的實(shí)踐可行性分析策略[J].智能城市，2018，4（5）：166-167.

[3] 馬曉茜，王輝，蔡長(zhǎng)韜，等.復(fù)雜機(jī)電產(chǎn)品多層級(jí)模塊化設(shè)計(jì)方法的研究與應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)，2018，35（8）：84-89.

[4] 艾洪濤.模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析[J].科學(xué)與信息化，2018（11）：88，91.