模块化设计方法及其在机械设计中的应用

2017-03-10陈亚净

环球市场 2017年4期

关键词：机械设计模块化机械

陈亚净

承德华远自动化设备有限公司

模块化设计方法及其在机械设计中的应用

陈亚净

承德华远自动化设备有限公司

随着我国经济的快速发展，用户群体的有原来的集中式变为个体户，这样就要求机械制造商在制造的时候要减少成本，然而传统的机械包装的方法已经不再适用于现在要求。从设计层面上看，模块化在技术上的转变已经基本完成了。通过对划分和组合来完成不同的种类的机械包装，这样就可以缩短工期，这样能够减少制造需要的成本。所以说模块化从设计上还是制造上都是机械制造商最后的选择。

模块化设计；方法；应用；机械设计

模块化设计方法在机械设计中的应用越来越广泛。本文首先对模块化设计方法进行了阐述，然后又对其的特点进行了分析，最后分析了模块化机械设计中的应用。希望以此为以后的模块化的应用提供参考数据。使模块化能够在机械设计中得到更好的应用。

一、模块设计的内涵及特点

1 模块化设计内涵

模块化包装的机械产品，是指由特定的模块在一定的范围内，组成不同种类和不同功能的包装机械。在对模块化进行设计的时候，有以下几种内涵：

1)纵向设计；2)横向设计。也就是在保证参数的情况下，通过不同的模块之间的转换完成产品的变化；3)全系列的设计。其包括以上两种设计方式。

2设计的特点

1)便于维修。在使用模块化设计的时候，由于模块具有可更换的特点，所以如果在机械包装的过程中发生故障的话，只需要将不合适的模块更换就可以。

2)简化包装设计。在过去的包装中，进行设计的人主要根据产品的特点进行指定的包装，所以设计出来的包装只能使用于相同系列的产品，而对其他系列的产品不能够应用。采用模块化设计之后，可以使一种设计满足许多的系列的产品，只要在客户提货的时候进行模块之间的更换即可在对传统的机械化包装进行设计的时候要对每一个零件的设计进行考虑，这样就需要人员掌握的知识面广，这样不单单浪费时间，同时也消耗了人员的精力，这样就导致机械的生产周期短，然而，在采用了模块化之后，技术人员不用再考虑每一个零件的设计，只需要使用现有的模块即可；

3)模块化包装的成本低。在进行模块化包装的时候，可以根据模块特有的功能进行。同时也可以通过对模块的不断研究，不断的完善其质量和性能，以此来增加模块化产品的数量。这样就可以用较少的模块组合成最多的机械包装。在减少设计时候的同时，也减少了设计成本。

二、模块化设计定义及目的

模块化设计的界定是从产品设计以及生产的不断发展中逐步形成的，它指的是在某一范围内为满足市场的不同需求，根据功能分析为基础，对功能相同或者相同功能而性能、规格各异的产品进行划分，并以功能模块形式进行系列设计，以期达到变通对模块的选择和组合，即可构成顾客定制的个性化产品。其内容包括创建和组合，其中模块是具有一定功能的零件、组件或部件，一般为批量生产。鉴于不同模块可组合成差异化产品，设计的重用率因而得以提升，使设计成本大大降低，实现了机械产品设计速度的提升及定制设计规模化。

模块化设计的宗旨为用设计上的少变去满足客户需求的多变；以设计时间的最少投入、加工速度的专业化来提高设计生产效率、缩短产品生产周期，应对市场中交货期的日益缩短；采用最有效的方式取得最快速的产品创新；设计方法从组合上求创新、并从功能角度出发，达到产品通用化和标准化，使其可靠性及质量得以提升，通过平台的建立、共享产品通用模块，满足产品大量定制下的经济效益规模化。

三、模块化设计机械设计中的应用

3.1 模块化技术和成组技术在对机械的包装处理上有着一定的共同点。

它们提出的依据都是现代产品的多样化。进行成组的时候都是依据零件特点等因素，主要是利用物体之间的相似性，并且将这些相似的事物进行组合，通过对相似零件规范化的处理，达到小批产品也具有流水作业的情况。而模块化追求的是小产品和中产品以及大批量零件之间的效果，也是利用它们之间的相似度，把一些零件划分，最后制成模块。它们之间的共同点主要表现是，对相似的零件进行集中处理。

3.2 模块化技术的应用

数控机床对模块化的划分是指对机床运动分析和结构分析得出的结构，将具有同样功能的结构进行合理的划分。所以说，模块化划分的好坏之间影响着模块化设计的成败。

3.3 数控机床在进行模块划分时的原则

首先应该根据现有的结构上的要求进行划分，其主要原则如下：

3.3.1 将具有独立功能的单位作为模块，也就是说对已经分解的单元结构上的划分尽可能的做到其独立性，这样方便不同模块之间的进行组合，能够拼凑出多种产品。

3.3.2 部件作为模块。在进行划分的时候，以部件作为模块，这样能够保证模块的完整性，而且也能够保证拼凑的产品的质量。

3.3.3 利用组件的方式作模块。设计人员对模块分解之后，还可以将模块进行组件，通过不断的试验更换某些零件，可以使部件的用途增加，这样比更换整个零件更具有经济效益。

3.3.4 在进行模块划分的时候，还要考虑到机床中大件的划分，保证其规范性，还要使其便于分离和结合。同时也要考虑到模块的发展空间，定时的进行升级。

3.4 数控机床的功能分解。

在对模块进行划分的时候，必须要考虑到整个车床的功能。把数控车床的总功能进行模块的划分，使其成为一个个独立的功能，接着设计人员就可以进行模块的划分。