模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的運用探討

趙奎林

【摘 要】現(xiàn)代化社會的技術(shù)水平提升，我國的機械工程制造業(yè)在飛速的發(fā)展之中，對機械零件的質(zhì)量要求也在不斷的提升，應(yīng)用的范圍也越來越廣泛，獲得了國內(nèi)外的一致好評。機械設(shè)計技術(shù)在我國雖然發(fā)展的年限較短，但是對于設(shè)計的創(chuàng)新和發(fā)展是與日俱增的，模塊化設(shè)計的應(yīng)用優(yōu)勢巨大，逐漸成為機械制造商較為青睞的設(shè)計方法。本文首先對模塊化設(shè)計方法理念及特點簡要概述；其次，對模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的應(yīng)用綜合分析。

【關(guān)鍵詞】模塊化設(shè)計；機械設(shè)計；運用探討

前言：機械應(yīng)用與人們社會生產(chǎn)、日常生活的聯(lián)系都非常的密切，人們的生活質(zhì)量水平在不斷的提升，工業(yè)發(fā)展也在進步之中，為了滿足工業(yè)發(fā)展以及現(xiàn)代化建設(shè)的需求，對于機械設(shè)計工藝提出了更高的要求，要想我國的機械制造業(yè)跟上時代的步伐，在機械設(shè)計的過程中如何在節(jié)省成本、生態(tài)環(huán)保的基礎(chǔ)上提升機械設(shè)計的創(chuàng)新融合水平，成為重要的研究課題。本文針對模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的運用進行深入的探討。

1 模塊化設(shè)計方法理念及特點

模塊化設(shè)計主要是指在機械設(shè)計的過程中通過機械應(yīng)用的功能、性能、規(guī)格等明確區(qū)分范圍設(shè)計出成套的功能模塊，構(gòu)成具有特定工程的子系統(tǒng)，將這個子系統(tǒng)作為設(shè)計的通用模塊，以此提升機械設(shè)計的程序化與標(biāo)準(zhǔn)化程度。模塊化設(shè)計理念不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化的特點，同時可以不斷豐富其綠色設(shè)計思想，保障設(shè)計的過程中既滿足機械的實用功能，又滿足生態(tài)環(huán)境功能，一方面，縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期，提升產(chǎn)品設(shè)計的系列化發(fā)展，提升產(chǎn)品的最終質(zhì)量，以最快的速度保障設(shè)計程序與市場的適配性；另一方面，加強產(chǎn)品制造可回收以及再利用可能性，便于機械零件的重組、重復(fù)使用的可能性，融入循環(huán)使用的技術(shù)理念，加強機械制造的可持續(xù)發(fā)展能力。

模塊化設(shè)計的特點主要是：（1）系列化，機械制造業(yè)與各行各業(yè)的聯(lián)系性都相當(dāng)緊密，無論是社會生產(chǎn)還是日常生活都離不開對機械制造的應(yīng)用，伴隨著現(xiàn)代化社會的水平不斷提升，對于機械制造的需求規(guī)模在不斷的擴大之中，提升其生產(chǎn)的批量化是一直的擴大趨勢，模塊化設(shè)計在批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上可以提升對功能、性能、形態(tài)的系列化變動能力，在擴大生產(chǎn)的過程中，提升設(shè)計品類；（2）通用化，模塊設(shè)計的過程中具有一定程度的通用性，處于少部分的專用部件，大多數(shù)運用模塊化設(shè)計的機械設(shè)計產(chǎn)品都可以實現(xiàn)產(chǎn)品交互，對其尺寸參數(shù)實現(xiàn)對接處理，加強產(chǎn)品的通用程度；（3）組合化，模塊化設(shè)計的應(yīng)用設(shè)計是進行機械零件的分部位制造設(shè)計，通過模塊化的通用參數(shù)調(diào)整，可以在最大程度上提升不同產(chǎn)品之間的組合能力，滿足更多的產(chǎn)品設(shè)計需求，實現(xiàn)跨產(chǎn)品的組合應(yīng)用；（4）標(biāo)準(zhǔn)化，在模塊化的設(shè)計中每一個模塊單獨設(shè)計、制造、修改、調(diào)整，便于生產(chǎn)規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化升級，提升不同制造產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化能力[1]。

2 模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的運用

2.1 明確操作步驟

模塊化設(shè)計在機械設(shè)計中的優(yōu)勢發(fā)展，最為基礎(chǔ)的是更加明確的操作步驟，模塊化設(shè)計的流程是基于市場調(diào)查與分析，進行模塊化總體設(shè)計，進行模塊的劃分與分模塊建立，獨立模塊建設(shè)后進行模塊的選擇與組合，投入到模塊的生產(chǎn)實施之中，通過專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的機械生產(chǎn)進行模塊的組裝，完成工藝生產(chǎn)的整體流程。模塊化應(yīng)用下的機械設(shè)計，需要充分明確各部分的操作步驟，總體設(shè)計中不僅要考慮到單一產(chǎn)品設(shè)計，要進行全面化的系列縱向與橫向考察，為模塊化生產(chǎn)的系列化預(yù)留出靈活可操作性空間，加強各模塊產(chǎn)品之間的靈活調(diào)換組合型，加強模塊化設(shè)計的規(guī)范化程度。明確操作步驟的過程中需要明確的是模塊化的產(chǎn)品設(shè)計與產(chǎn)品制造處于兩個不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，濟寧流程化的設(shè)計應(yīng)用中需要加強對其進行不同模型之間加強對機械理念的參數(shù)科學(xué)設(shè)計，提升模塊的應(yīng)用范圍，例如在切割分排機的模塊設(shè)計應(yīng)用中，需要對其進行分排架、折疊機構(gòu)、機架等多種零件都存在接口，對其接口進行統(tǒng)一規(guī)劃，促進模塊化設(shè)計的系列化保障能力，提升其總體設(shè)計的規(guī)劃能力，對其各部分模塊設(shè)計進行綜合規(guī)劃配置，在多次制造的過程中可以只進行細節(jié)微調(diào)，減少傳統(tǒng)機械設(shè)計的繁瑣、復(fù)雜程度[2]。

2.2 合理劃分模塊

模塊設(shè)計的過程中較為重要的是對設(shè)計模塊進行合理的劃分，模塊的劃分過程中既要遵循機械設(shè)計的整體性，又要保障模塊設(shè)計的獨立性，以此保障運用最少的模塊進行最多的機械產(chǎn)品設(shè)計制造，從設(shè)計的實用性進行技術(shù)的合理劃分保障。在合理劃分模塊中主要包括以下3個步驟：（1）劃分模塊，進行初步劃分的過程中根據(jù)機械設(shè)計的原始層次進行數(shù)據(jù)參數(shù)整理，根據(jù)機械零件的特點、需求、結(jié)構(gòu)以及實用功能進行模塊的劃分，不同的機械設(shè)計產(chǎn)品對于模塊的劃分具有不同的特點，需要進行數(shù)據(jù)的集合、分散，多次的科學(xué)計算才能得出最佳的合理化數(shù)據(jù)模塊劃分標(biāo)準(zhǔn)；（2）對模塊編碼，劃分模塊的過程中需要對不同的模塊進行編碼標(biāo)注，根據(jù)模塊之間不同的關(guān)聯(lián)性與屬性進行整體管理設(shè)計，便于在模塊設(shè)計中形成整體性的管理與產(chǎn)品優(yōu)化研發(fā)，對于機械設(shè)計的系列化優(yōu)化也具有重要的意義，根據(jù)機械零件的特點調(diào)整進行針對性的零件優(yōu)化，促進模塊化的作用發(fā)揮程度；（3）模塊數(shù)字化設(shè)計應(yīng)用，數(shù)字化的設(shè)計應(yīng)用需要運用數(shù)字化的編碼方式、數(shù)字化的計算方式進行模塊的合理性劃分，在模塊設(shè)計劃分的過程中深入的融合計算機的設(shè)計能力，減少人工模塊劃分的主觀臆斷性，提升機械設(shè)計與制造的現(xiàn)代化應(yīng)用能力，迎合社會現(xiàn)代化設(shè)計的市場需求[3]。

2.3 模塊組裝

模塊的組裝工作是在模塊設(shè)計的合理性功能劃分之后，為保障整體機械設(shè)計的合理性，需要進行模塊的組合調(diào)節(jié)，確保整體的協(xié)調(diào)合理程度，加強對各個模塊之間的對接能力進行優(yōu)化處理，確保各模塊之間具有及時更換的功能，減少機械生產(chǎn)時各模塊之間過于依賴的可能性，提升其各部分的獨立性，避免因為單個模塊的出現(xiàn)問題從而影響整體的機械設(shè)計。模塊組裝的過程中，應(yīng)簡要其包裝設(shè)計，在傳統(tǒng)的機械設(shè)計之中，是根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計進行獨立的保障設(shè)計，在機械設(shè)計中融入模塊化應(yīng)用，簡化其包裝的繁瑣復(fù)雜性，節(jié)約部分生產(chǎn)時間與勞動力投入，優(yōu)化模塊組裝的標(biāo)準(zhǔn)流程。模塊的組裝數(shù)據(jù)模塊應(yīng)用機械設(shè)計的最后步驟，在這一部分工作中，要進行整體機械設(shè)計的驗收，進行模塊設(shè)計的檢測，提升整體機械設(shè)計的完整性，加強其后續(xù)制造程序的專業(yè)性，確保模塊在投入生產(chǎn)的過程中具有合理配置的能力。在數(shù)控機床的模塊化機械制造過程中，具有單功能監(jiān)測與多功能監(jiān)測，在模塊組裝的過程中充分對其進行明確化的管理與設(shè)計，可以在很大程度上加強數(shù)控機床機械制造的系統(tǒng)化能力，提升機械制造的工作效率，減少制作結(jié)束后零件組裝的復(fù)雜性，完善基礎(chǔ)工作的應(yīng)用能力，促進機械設(shè)計制造的整體現(xiàn)代化水平[4]。

結(jié)束語

綜上所述，模塊化設(shè)計方法在機械設(shè)計中的應(yīng)用屬于大勢所趨，符合時代的發(fā)展潮流，符合市場的進步需求。機械制造業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展不僅體現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)制造之中，對于機械設(shè)計的應(yīng)用也有重要推動作用，綜合考慮市場需求，對其進行設(shè)計上的創(chuàng)新與工藝優(yōu)化，促進機械設(shè)計在設(shè)計上更加專業(yè)，在使用上更加安全，才能進一步發(fā)展并擴大適用范圍。機械設(shè)計和制造都代表中國形象，需要將中國制造和中國創(chuàng)造完全結(jié)合，才能將我國的機械制造推向世界市場。

參考文獻：

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[3]徐曉偉.淺談模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].民營科技，2018（09）：54.

[4]于飛.試析模塊化設(shè)計方法在機械設(shè)計中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機，2018，49（15）：146.

（作者單位：鄭州飛機裝備有限責(zé)任公司）