模块化设计方法及其在机械设计中的应用分析

模块化设计方法及其在机械设计中的应用分析

作者：艾洪涛

来源：《科学与信息化》2018年第11期

摘 要 随着我国社会经济的发展和科学技术的进步，我国机械设计中应用的先进技术越来越广泛，尤其是模块化设计在其中发挥着重要的作用。基于此，本文以模块化设计作为研究对象，通过对模块化设计的特点和方法进行研究，分别从机械包装处理和数控机床应用等方面详细阐述模块化设计方法在机械设计中的应用分析，从而在提高工作质量的同时，为以后的实际应用提供数据参考。

关键词 模块化设计；机械设计；实际应用 引言

改革开放以来，我国经济发展势态良好，用户群体从原有的集中式逐渐转变为个体户，这就导致机械制造商必须减少成本支出，传统的机械包装已经无法满足当前的成本需求和市场需求。由此，模块化设计的出现在机械包装中不仅缩短时间，还能够节约成本，无论是技术还是生产都对机械设计有着深远的影响，这是机械制造商发展的必然趋势。 1 模块化设计 1.1 模块化设计特点

模块化设计中包含纵向设计和横向设计，在可以保证参数的前提下通过模块之间的转化，达到产品变化的效果。模块化的设计特点如下：①模块化设计便于维修，因为模块可以进行更换，如果机械包装中出现了故障，只需要更换模块就能继续使用。②模块化设计具有简化包装设计的特点，传统的机械包装中主要是依照产品特点进行包装，设计出的包装有一定局限性，只能用于一个相同系列，其他系列的产品却不适宜应用。但是模块化设计应用时，技术人员不用重新考虑每一个零件的设计，只需要使用模块即可，减少了大量的时间。③模块化设计包装成本低，完善模块的性能，提高产品生产数量，减少设计步骤的时候，也可以降低生产和设计的成本。

1.2 模块化设计方法

模块化设计方法就是将产品要素进行组合，形成模块，模块再与要素组合成产品的过程。在进行模块化设计的时候一定要关注模块之间的组合问题，为了能够让模块之间自由转换，在

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设计的过程中一定要保证模块的可更换性，增加接口处的规格与标准化，保证模块的功能有着独立性，可以进行分离与组合。

2 模块化设计方法在机械设计中的应用分析

2.1 模块化技术和成组技术在对机械包装处理中的应用

模块化设计与成组技术在机械包装处理中有着相同点，无论是模块化设计技术还是成组技术提出的依据都是现代多样化产品，物体之间有着相似性，将这些相似的物体组合后处理，进行一批产品流水作业，这些产品中有可能是小批产品，也有可能是大规模零件生产，无论是哪一种，都可以进行规范化流水作业，可见零件的划分导致模块的产生。

一直以来，我国食品机械包装行业在国际中处于劣势地位，生产效率低、产品造型落后、稳定性低、配套件与设备的使用寿命低，而一些控制技术相对来说也不占有优势，德国包装设计在国际中十分先进，灌装饮料和啤酒的成套设备生产速度很快，自动化程度很高，在模块化设计的应用下，产品不断升级换代，不仅故障率低，还有着环保的效果。因此，近几年来，我国也开始效仿德国、美国和日本的机械包装设计，开始大量使用模块化设计技术，企图采用模块化的方法，以中小单机为主，设备精度高且体积小，方便安装与操作，即使包装技术流程出现故障，只需更换模块即可[1]。 2.2 模块化技术在数控机床的应用

数控机床在使用模块化设计时，首先要对模块进行划分，根据当前现有的结构划分需要遵循以下几点原则：①模块具有独立性，已经分解的单元结构在进行划分的时候也要保证它的独立性，模块在组合的时候才可以组合出更加多样化的产品。②产品的各个零部件也是模块，划分的时候将部件划分为模块，从而保证模块具有完整的特点，进一步保障产品的质量。③将组件的方式作为模块，相关人员在分解的时候会将模块进行组合，不断试验后，找出最适合的组件作为该产品的另加，一方面可以体现零件和产品的性能，帮助产品零部件的用途扩大，另一方面更加具有经济价值，无须更换整个零件，更换个别组件即可。④模块在进行划分的时候，需要考虑机床中对大件的划分，使用的时候要方便组合和分离，保证模块的用途广泛，不能只局限于一个或者一系列产品中，当技术在革新的同时，也要对模块进行产业升级[2]。 数控机床功能分解方面，模块在划分的时候一定要考虑到各个部分的功能，将总功能划分成多个独立的功能，随后工作人员根据这些功能进行了解，并详细的进行模块划分。划分的过程中首先要考虑用户的需求，根据用户需求中存在的差异决定机床的规格，所以机床在组合的时候也会有不同的功能。单柱数控中，总功能为车削，划分模块的时候可以从沟槽与旋转面等方面考虑，也可以从其他方面划分，这些划分好的功能建议分为执行与检测功能。

某公司在数控机床的实际应用中就是使用了模块化设计技术，并对数控机床进行模块化管理，从而有利于企业部门之间的实际分工，各个部门之间的信息交接都变得更加有效，联络中

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如果出现问题就会导致工作出现重复性，降低生产效率，模块化设计结构也更加合理了。自从该公司使用模块化设计技术以后，公司组织结构和生产的产品模块之间有了关联，每个部门会负责一个模块，在自己的区域内进行流水线生产，不仅提高了工作效率，也降低了错误的发生。该公司的工艺、采购、财务都能够运行得到，根据产品研发和技术的优化，随之改变并作出相应的反映，提高了该企业的市场占有率，完善竞争机制，挖掘组织的潜能，保证每一个模块、每一个零件都可以在一定程度上达到最好的发挥。 3 结束语

总而言之，传统的制造业已经无法满足于当前经济发展的态势和市场的需求，想要在国际竞争中拥有技术优势和生产优势，就要从先进科学技术入手，提高模块化设计技术在机械设计中的使用，满足产品多样化，尤其在个体化和多品种需求里，模块化设计技术可以最大限度内实现企业的效应，保证生产质量的同时提高生产的效率，完整整体结构，帮助设计人员和工作人员工作结构的调整，从而推动我国机械化自动水平。 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，2014，6（04）：160，154.

[2] 孟丽娟.模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J].黑龙江科技信息，2016，（23）：34.