分析模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

蔡燕華

寧波技師學(xué)院，浙江寧波 315000

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用戶群體的有原來(lái)的集中式變?yōu)閭€(gè)體戶，這樣就要求機(jī)械制造商在制造的時(shí)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(jì)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(guò)對(duì)劃分和組合來(lái)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(shuō)模塊化從設(shè)計(jì)上還是制造上都是機(jī)械制造商最后的選擇。

1 模塊化的設(shè)計(jì)方法

對(duì)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(shí)際能否成功。在進(jìn)行劃分的時(shí)候不僅僅要考慮在制作的時(shí)候的方便性、同時(shí)也應(yīng)該考慮到在進(jìn)行組合的時(shí)候是否能夠輕易的組合。所以，在設(shè)計(jì)模塊的時(shí)候，一定要進(jìn)行詳細(xì)的劃分。同時(shí)，在進(jìn)行模塊劃分時(shí)，應(yīng)該考慮到在系統(tǒng)中的可更換性；同時(shí)也要保證模塊在功能方面要有其獨(dú)立性；模塊之間的結(jié)合應(yīng)該方面分離等等。

在進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該注意模塊的組合，也就是模塊之間的結(jié)合面。為了能夠使，模塊之間進(jìn)行更換，當(dāng)然不同的模塊之間也要保證其能夠進(jìn)行更換。所以，在設(shè)計(jì)模塊的時(shí)候，應(yīng)該保證模塊具有可更換性。同時(shí)也必須增加接口處的的規(guī)格化和標(biāo)準(zhǔn)化。

2 模塊設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及特點(diǎn)

2.1 模塊化設(shè)計(jì)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(duì)模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，有以下幾種內(nèi)涵：

1）縱向設(shè)計(jì)；2）橫向設(shè)計(jì)。也就是在保證參數(shù)的情況下，通過(guò)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(jì)。其包括以上兩種設(shè)計(jì)方式。

2.2 設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

1）便于維修

在使用模塊化設(shè)計(jì)的時(shí)候，由于模塊具有可更換的特點(diǎn)，所以如果在機(jī)械包裝的過(guò)程中發(fā)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(shè)計(jì)的時(shí)間，以及方便維修；

2）簡(jiǎn)化包裝設(shè)計(jì)

在過(guò)去的包裝中，進(jìn)行設(shè)計(jì)的人主要根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)進(jìn)行指定的包裝，所以設(shè)計(jì)出來(lái)的包裝只能使用于相同系列的產(chǎn)品，而對(duì)其他系列的產(chǎn)品不能夠應(yīng)用。采用模塊化設(shè)計(jì)之后，可以使一種設(shè)計(jì)滿足許多的系列的產(chǎn)品，只要在客戶提貨的時(shí)候進(jìn)行模塊之間的更換即可在對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械化包裝進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候要對(duì)每一個(gè)零件的設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮，這樣就需要人員掌握的知識(shí)面廣，這樣不單單浪費(fèi)時(shí)間，同時(shí)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(gè)零件的設(shè)計(jì)，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(shí)候，可以根據(jù)模塊特有的功能進(jìn)行。同時(shí)也可以通過(guò)對(duì)模塊的不斷研究，不斷的完善其質(zhì)量和性能，以此來(lái)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(jì)時(shí)候的同時(shí)，也減少了設(shè)計(jì)成本。

3 模塊化設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1）模塊化技術(shù)和成組技術(shù)在對(duì)機(jī)械的包裝處理上有著一定的共同點(diǎn)。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(shí)候都是依據(jù)零件特點(diǎn)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(guò)對(duì)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(diǎn)主要表現(xiàn)是，對(duì)相似的零件進(jìn)行集中處理；

2）模塊化技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床對(duì)模塊化的劃分是指對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)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(shuō)，模塊化劃分的好壞之間影響著模塊化設(shè)計(jì)的成??；

3）數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行模塊劃分時(shí)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：

（1）將具有獨(dú)立功能的單位作為模塊，也就是說(shuō)對(duì)已經(jīng)分解的單元結(jié)構(gòu)上的劃分盡可能的做到其獨(dú)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；

（2）部件作為模塊。在進(jìn)行劃分的時(shí)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）利用組件的方式作模塊。設(shè)計(jì)人員對(duì)模塊分解之后，還可以將模塊進(jìn)行組件，通過(guò)不斷的試驗(yàn)更換某些零件，可以使部件的用途增加，這樣比更換整個(gè)零件更具有經(jīng)濟(jì)效益；

（4）在進(jìn)行模塊劃分的時(shí)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(shí)也要考慮到模塊的發(fā)展空間，定時(shí)的進(jìn)行升級(jí)。

4）數(shù)控機(jī)床的功能分解。在對(duì)模塊進(jìn)行劃分的時(shí)候，必須要考慮到整個(gè)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(gè)個(gè)獨(dú)立的功能，接著設(shè)計(jì)人員就可以進(jìn)行模塊的劃分。

當(dāng)然，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分解時(shí)，首先應(yīng)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(huì)所在確定機(jī)床規(guī)格時(shí)候也要不同，也就是說(shuō)在模塊的組成中也會(huì)存在差異。對(duì)單柱的數(shù)控來(lái)說(shuō)，其總功能是車削。在將其進(jìn)行劃分的時(shí)候，可以講車削的溝槽和旋轉(zhuǎn)面等方面進(jìn)行。除此之外，還要將其的銑鏜功能進(jìn)行劃分，這些功能可以按其的執(zhí)行功能和監(jiān)測(cè)等方面進(jìn)行劃分。

4 結(jié)論

綜上所述，模塊化可以說(shuō)是迄今為止機(jī)械包裝中最好的設(shè)計(jì)方法，其開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械包裝的設(shè)計(jì)的開(kāi)放化和標(biāo)準(zhǔn)化。從而提高了機(jī)械制造商在競(jìng)爭(zhēng)如此激烈的市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)也推進(jìn)了我國(guó)機(jī)械化的水平。

[1]劉小鵬，張衛(wèi)國(guó)，鐘毅芳.機(jī)床模塊化設(shè)計(jì)中的模塊創(chuàng)建及應(yīng)用[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2009(5).

[2]陳勝勇等.基于構(gòu)件的軟件設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械CAD系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2008(8).

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