導(dǎo)語(yǔ)：機(jī)械設(shè)計(jì)模塊化設(shè)計(jì)方法探討一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

由于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法已不能滿足實(shí)際需求，為更好的適應(yīng)機(jī)械產(chǎn)品多樣化發(fā)展特征，不僅要加強(qiáng)對(duì)機(jī)械制造的研究，將模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用其中，還要在縮短機(jī)械設(shè)計(jì)制造周期的情況下，確保產(chǎn)品質(zhì)量，減少成本。確定模塊化設(shè)計(jì)方法，應(yīng)基于其特點(diǎn)來(lái)分析在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的主要方向，有目的的進(jìn)行分析和完善，以滿足實(shí)際應(yīng)用要求。

1模塊化設(shè)計(jì)方法

模塊化設(shè)計(jì)即以滿足市場(chǎng)實(shí)際需求為目的，分析一定范圍內(nèi)不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格產(chǎn)品的功能性，然后基于結(jié)果對(duì)其進(jìn)行功能模塊的劃分，最后通過(guò)對(duì)不同模塊的選擇與組合，形成不同產(chǎn)品。面對(duì)市場(chǎng)需求不斷變化的情況，將模塊化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，可以對(duì)指定范圍的模塊進(jìn)行選擇，然后組成功能各異的機(jī)械產(chǎn)品，可縮短機(jī)械制作周期，以更少的成本來(lái)獲得最大利潤(rùn)。可以將模塊化設(shè)計(jì)分為縱向設(shè)計(jì)與橫向設(shè)計(jì)2種模式，在不改變參數(shù)的情況下，通過(guò)對(duì)模塊的相互轉(zhuǎn)換，來(lái)獲得全新的功能各異的產(chǎn)品。其中，將縱向設(shè)計(jì)與橫向設(shè)計(jì)組合應(yīng)用，可達(dá)到全系列設(shè)計(jì)的效果。

2模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)與應(yīng)用方向

2.1模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)。（1）縮短設(shè)計(jì)周期。將市場(chǎng)和客戶需求作為基礎(chǔ)，選擇合適的模塊來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，爭(zhēng)取通過(guò)更少的投入來(lái)獲得最大效益，尤其是在小規(guī)模生產(chǎn)制造廠家中效果更為顯著。在設(shè)計(jì)前需要對(duì)市場(chǎng)相關(guān)需求進(jìn)行整合，并判斷產(chǎn)品功能，然后進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，利用模塊之間的有效組合來(lái)形成特定的產(chǎn)品。在此過(guò)程中可以根據(jù)需求隨時(shí)對(duì)模塊體系進(jìn)行調(diào)整，從技術(shù)層面來(lái)提供創(chuàng)新模塊體系，對(duì)模塊設(shè)計(jì)理念進(jìn)行更新，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)及功能性更完整的產(chǎn)品。（2）產(chǎn)品性能穩(wěn)定。通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)得到的產(chǎn)品，前期均進(jìn)行了詳細(xì)的需求分析及功能篩選，模塊的組合方式更為嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)，使其更貼合市場(chǎng)與客戶的需求，因此具有更高的使用率。基于此機(jī)械制造技術(shù)的應(yīng)用效率提高，使得產(chǎn)品的功能也更為穩(wěn)定。同時(shí)，模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品功能性更為明確，使其內(nèi)部多樣化大幅度降低，可以在更高程度上滿足用戶個(gè)性化需求。并且后期維修便捷，整體生產(chǎn)成本更低。（3）知識(shí)管理集成。模塊化設(shè)計(jì)為一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性，是對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)范過(guò)程，構(gòu)建模塊結(jié)構(gòu)與產(chǎn)品知識(shí)信息，為模塊規(guī)劃得以實(shí)現(xiàn)的基本要求。模塊化設(shè)計(jì)方法的實(shí)現(xiàn)，需要落實(shí)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及管理的整個(gè)過(guò)程中，對(duì)產(chǎn)品知識(shí)進(jìn)行科學(xué)管理，來(lái)為設(shè)計(jì)人員提供便捷，促使模塊不斷優(yōu)化和改進(jìn)，使得生產(chǎn)時(shí)效性得以完善。2.2模塊化設(shè)計(jì)原則。模塊化設(shè)計(jì)的基本原則即通過(guò)一系列組合促使最少模塊形成多樣化產(chǎn)品，且無(wú)論是性能還是功能等均具有最優(yōu)化效果，不僅能夠縮短機(jī)械制作周期，還可以大幅度降低生產(chǎn)成本。在實(shí)際操作中需要在設(shè)計(jì)初期對(duì)模塊類型進(jìn)行詳細(xì)劃分，為產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)。現(xiàn)在我國(guó)對(duì)于模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的研究還處于初級(jí)階段，未確定一個(gè)準(zhǔn)確的模塊劃分標(biāo)準(zhǔn)，目前所依據(jù)的為按照側(cè)重點(diǎn)間差異分類。可以將模塊看作為系統(tǒng)組成的獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元，對(duì)產(chǎn)品功能進(jìn)行分析，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣化，來(lái)對(duì)總功能、子功能等結(jié)構(gòu)單元之間的相關(guān)性進(jìn)行構(gòu)建，為模塊分類提供依據(jù)。對(duì)模塊化設(shè)計(jì)基本原則進(jìn)行分析，即所劃分單個(gè)模塊單元需具備一定獨(dú)立性；模塊之間相關(guān)性要盡量少，避免相互之間影響；對(duì)模塊接口進(jìn)行有效分離。2.3模塊化設(shè)計(jì)過(guò)程。主要分為2個(gè)步驟，一為系列模塊產(chǎn)品的研制，將市場(chǎng)需求調(diào)查結(jié)果作為依據(jù)，來(lái)完成產(chǎn)品模塊化的設(shè)計(jì)；二是單個(gè)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)，將用戶實(shí)際需求作為模塊選擇依據(jù)，完成對(duì)應(yīng)功能產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以確定前期的市場(chǎng)及用戶需求調(diào)查為模塊化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟，對(duì)促進(jìn)產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)具有促進(jìn)作用，確保模塊選擇與規(guī)劃的合理性與規(guī)劃性，以免在模塊組合時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)亂。然后便可以滿足實(shí)際需求為目的，選擇并完成模塊規(guī)劃，得到功能相符的產(chǎn)品。

3機(jī)械設(shè)計(jì)中模塊化設(shè)計(jì)方法

（1）產(chǎn)品模塊劃分。將模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，首先需要對(duì)產(chǎn)品各模塊進(jìn)行科學(xué)劃分，這也是整個(gè)設(shè)計(jì)中的核心。根據(jù)市場(chǎng)以及用戶需求調(diào)查結(jié)果，對(duì)產(chǎn)品功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，最終完成結(jié)構(gòu)功能的劃分。以數(shù)控立式車床為為例，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)需要結(jié)合日常實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)特點(diǎn)以及生產(chǎn)要求，確定設(shè)備模塊為傳動(dòng)模塊、監(jiān)測(cè)模塊、執(zhí)行模塊以及支承模塊等，并且不同模塊間關(guān)聯(lián)性要降到最小，實(shí)現(xiàn)各模塊的個(gè)性化功能設(shè)計(jì)，確保能夠充分發(fā)揮機(jī)械設(shè)備功能。（2）確定模塊功能。完成產(chǎn)品功能模塊的科學(xué)劃分后，需要確定模塊功能。雖然模塊功能比較單一，但也存在部分模塊功能復(fù)雜多樣。例如，工件監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)應(yīng)的功能模塊，刀具監(jiān)測(cè)則為刀具監(jiān)測(cè)裝置所對(duì)應(yīng)的功能模塊，均為單一功能模塊。但也存在多個(gè)模塊共同實(shí)現(xiàn)的功能，例如，工作臺(tái)模塊與卡爪模塊等全部具備定位功能，而工作臺(tái)模塊、主變速箱模塊以及卡爪模塊等均具備工件旋轉(zhuǎn)功能。另外，還存在某些模塊同時(shí)具備多種功能，例如，道具模塊具有刀具定位、刀具松開(kāi)及刀具夾緊等功能。由此可見(jiàn)在進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)時(shí)，除了要確定模塊功能以外，還要確定功能任務(wù)，保證模塊組織能夠順利實(shí)現(xiàn)。（3）功能模塊組裝。對(duì)產(chǎn)品各功能模塊進(jìn)行組裝，可以確保機(jī)械設(shè)計(jì)全階段不同模塊配置的合理化，進(jìn)而達(dá)到實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用需求。在實(shí)際操作中，要求作業(yè)人員應(yīng)確保模塊組裝的完整性，對(duì)模塊結(jié)合面做好處理，提高整體布局的科學(xué)性。另外，不同模塊間還具備更換功能，如果在后期工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中某模塊出現(xiàn)故障，能夠及時(shí)進(jìn)行更換，不會(huì)對(duì)其他模塊功能效果產(chǎn)生干擾，可以維持正常生產(chǎn)作業(yè)的開(kāi)展。模塊組裝全過(guò)程要嚴(yán)格按照專業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，做好細(xì)節(jié)控制，尤其是接口處理要合格，達(dá)到最佳組裝效果。（4）產(chǎn)品設(shè)計(jì)任務(wù)。將模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中，完成功能模塊劃分及組裝后，便可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)備的全方位設(shè)計(jì)工作。對(duì)于上文所述數(shù)控立式車床，共設(shè)置有監(jiān)測(cè)模塊、傳動(dòng)模塊、執(zhí)行模塊及支承模塊等多個(gè)功能模塊，且傳動(dòng)模塊又分為主傳動(dòng)軸、水平進(jìn)給箱、橫梁升降箱及垂直進(jìn)給箱等，在實(shí)際生產(chǎn)中通過(guò)刀架與工作臺(tái)的組合來(lái)完成執(zhí)行操作。（5）設(shè)計(jì)應(yīng)用效果。對(duì)于產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)全過(guò)程中，應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法，可以基于設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)，對(duì)產(chǎn)品模塊進(jìn)行功能劃分，且降低不同模塊之間的關(guān)聯(lián)性，使其能夠更大程度上來(lái)發(fā)揮應(yīng)用功能，避免一個(gè)模塊故障對(duì)其他模塊產(chǎn)生不良影響，提高機(jī)械設(shè)計(jì)綜合效果。而在完成所有設(shè)計(jì)任務(wù)后，還需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)與最終驗(yàn)收，確認(rèn)各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)與功能指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)設(shè)計(jì)要求，以此來(lái)不斷提高設(shè)計(jì)水平，確保產(chǎn)品能夠達(dá)到實(shí)際應(yīng)用水平，滿足市場(chǎng)及用戶需求。模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，能夠在提高設(shè)備運(yùn)行效率的同時(shí)，降低設(shè)計(jì)成本，達(dá)到更佳設(shè)計(jì)以及運(yùn)行效果。

4結(jié)語(yǔ)

模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，是市場(chǎng)發(fā)展的必然需求，可以更大程度上來(lái)滿足市場(chǎng)及用戶應(yīng)用要求。基于專業(yè)原則，按照設(shè)計(jì)基本流程，對(duì)產(chǎn)品各功能模塊進(jìn)行劃分與組裝，使其在具有較高運(yùn)行效率的同時(shí)，降低機(jī)械設(shè)計(jì)成本，促使機(jī)械設(shè)計(jì)以及機(jī)械制造水平進(jìn)一步提高。

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