模块化设计方法在机械设计的应用

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【摘要】文章首先分析了模块化设计方法，以及该设计理念的内容与特点，总结为便于维修、简化包装、成本低三方面。其次重点探讨模块化设计方法在机械设计中的具体应用，并简要介绍了有效的控制方法，将其应用在机械设计生产中，能够取得良好效果。

【关键词】模块化设计；机械设计；设计特点

一、模块化的设计方法

机械设备由众多零件组成，设计阶段也是分类进行的，应用模块化设计理念，能够在短时间内完成工作任务，设计结果也更具有可行性。模块化设计需要考虑各部件投入使用后是否能够实现功能，这与模块之间的配合有很大联系，将设备主体分开设计，彼此之间相互独立又能够共同配合实现功能。设计期间要考虑部件如果发生损坏是否便于更换，以此来保障运行过程稳定可靠，此类设计理念是通过整体细分来实现的。设计期间外形也能得到很好的优化，拥有完善的设计流程，并不是逐次完成设计任务的，先将主体设计完成后，再进行细致的划分，这种设计理念下，机械设备功能更完善，使用期间如果发生故障，检修任务也更容易进行。掌握设计方法才能够优化完成任务，机械设备使用安全性也因此得到了保障。

二、模块设计的内涵及特点

1、模块化设计内涵

设计任务可以从多个层面共同进行，并且这一特征是传统设计方法中所不具备的。先对产品的框架进行设计，在逐层开展内容完善，这样机械设计任务开展形式拥有更多的选择，并且不会出现设计形式混乱的情况。机械设计需要将参数完善记录，方便对设计图形进行审核，完全达到安全标准才能够投入到生产环节中。通常情况下是同横向与纵向两方面来探讨设计形式，将数据依次填写到框架中，对比分析是否存在误差。设计期间结合使用需求可以随时对模块进行改变，确保工作任务能够高效开展。

2、设计的特点。

2.1便于维修。模块化设计理念与传统设计方法相比较，拥有很多新的特点。首先是使用阶段发生故障更便于维修，修理任务也可以在局部进行，节省时间的同时在维修效率上也有明显提升。各模块均可灵活拆卸，故障严重时，通过调试很难使之恢复正常，此时直接将木块更换，快速完成维修任务。由此可见，无论是设计还是使用，该种设计理念都有很多突破，解决了机械设备使用中遇到的问题。2.2简化包装设计。包装是设计工作中的重要内容，同时也十分复杂。要根据设备的外形对包装进行设计，保护运输安全也要合理利用空间，这些标准很难同时实现，但通过模块化设计，包装环节更简单便于实施。传统包装方法中，工作人员要根据不用零件的设计形式探讨包装方案，对基层工作人员相关专业知识要求严格，并且在包装过程中会浪费大量时间，并不利于机械生产加工高效进行。应用模块化设计理念后，包装工程中所面对的产品也都是划分后的，并不需要基层工作人员了解机械设计原理，对控制成本支出及提升生产效率都有很大的帮助。加强模块化设计理念应用后，工作人员可以更高效的完成包装任务，为机械设备使用阶段提供便捷性。2.3模块化包装的成本低。应用模块化设计方法后，在机械生产包装流程中有明显的简化，同时成本支出也得到有效控制。传统的设计理念中，存在很多不确定因素，因此预算的成本支出也很容易发生变化，在工作任务开展过程中，包装所用材料通过计算可以得到准确结果。这样管理人员更明确不必要的成本支出，解宝鑫辽宁金螳螂幕墙装饰有限公司110167严格控制资金使用，这也是模块化设计理念中节约成本的依据。虽然资金支出得到了控制，但产品使用质量并不会因此受到影响。

三、模块化设计机械设计中的应用

1、模块化技术和成组技术的共同点。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；

2、模块化技术的应用。模块化设计理念需要计算机设备支持才能完成设计任务，应用该技术也需要全面的方案规划，明确机械生产的使用方向，这样在模块划分时才更具有科学性。设计任务通常是先整体再局部，以实现使用功能为目标。不断完善设计方案，借助计算机软件对使用功能进行检测，确保能够达到检验标准，才可以投入到生产环节中。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。模块化划分的好坏之间影响着模块化设计的成败。

3、数控机床在进行模块划分时的原则。（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；（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）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；（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。

4、数控机床的功能分解。机械生产是通过数控机床来完成控制任务的，模块化设计理念应用后，控制任务也要细致划分，以实现使用功能为目标，对生产环节进行分层次控制，这样功能划分更科学合理。机械设备使用阶段的科学性是对设计方案最好的评估，如果不能确定方案可行性，可以通过试验检测进行判断。当然，设计人员进行分解时，首先应该考虑的就是用户需求。由于用户之间的条件存在差异，所以会所在确定机床规格时候也要不同，也就是说在模块的组成中也会存在差异。对单柱的数控来说，其总功能是车削。在将其进行划分的时候，可以讲车削的沟槽和旋转面等方面进行。还要将其的铣镗功能进行划分，这些功能可以按其的执行功能和监测等方面进行划分。

模块化可以说是迄今为止机械包装中最好的设计方法，其开创了机械包装的设计的开放化和标准化。从而提高了机械制造商在竞争如此激烈的市场中的竞争力，同时也推进了我国机械化的水平。

作者:解宝鑫 单位:辽宁金螳螂幕墙装饰有限公司

参考文献

[1]蔡燕华.分析模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J].科技传播,2014(02).

[2]耶建宁.模块化设计方法及其在机械设计中的应用探析[J].科技创新与应用,2015(06).