寶劍鋒

【摘 要】通過運用模塊化的設(shè)計方法，在設(shè)計的時候運用劃分和組合的方式完成所有的工作，不僅有利于提高設(shè)計的科學(xué)性，還能夠提高模塊化設(shè)計的效果，降低機械設(shè)計成本，對促進機械設(shè)計的順利進行具有重要的作用。

【關(guān)鍵詞】機械設(shè)計；模塊化；設(shè)計方法

一、引言

模塊化設(shè)計方法是機械設(shè)計的一種重要方法，它是指在進行機械設(shè)計的時候，將不同的組成部分劃分為相應(yīng)的模塊，對每個模塊的設(shè)計進行全面的考慮，然后將其進行組裝，最后完成機械設(shè)計的所有內(nèi)容。從設(shè)計層面上看，模塊化在技術(shù)上的轉(zhuǎn)變已經(jīng)基本完成了。通過對劃分和組合來完成不同的種類的機械包裝，這樣就可以縮短工期，這樣能夠減少制造需要的成本。所以說模塊化從設(shè)計上還是制造上都是機械制造商最后的選擇。

二、模塊化設(shè)計方法的具體操作步驟

為了促進模塊化設(shè)計方法得到更好的運用，在設(shè)計時需要遵循相應(yīng)步驟和方法，確保模塊的獨立性和完整性，方便模塊之間的連接，并力求用最少的模塊設(shè)計最多的產(chǎn)品，保證結(jié)構(gòu)的精度，性能的穩(wěn)定。首先應(yīng)該考慮機械設(shè)備的具體需要，合理確定模塊的劃分，確保模塊操作的方便，并保證模塊之間能夠進行輕易的組合。每個模塊既獨立又相互依存。然后將不同的模塊組合起來，實現(xiàn)機械設(shè)計所需要的功能。另外，還要確保每個模塊具有可更換的功能，當(dāng)一個模塊在使用中出現(xiàn)問題的時候，可以對其進行更換，不影響其他模塊的運行和整個機械設(shè)備的運作。

例如，包裝設(shè)計中模塊化設(shè)計方法，第一種方法是模塊的拆分與重組設(shè)計，這種方法一般被運用到大型包裝件的設(shè)計中，其目的是化整為零，以節(jié)省包裝本體在運輸過程中所占用的空間。在運輸包裝設(shè)計中，由于運輸包裝本體的體積較大，因而在早期為了避免包裝本體的運輸?shù)某杀?，對一些大型的包裝件的運輸，通常都采用就地取材的方式進行即時包裝，但是這種臨時的包裝沒有統(tǒng)一的標準，也沒有嚴格的質(zhì)量安全保障，因此在運輸或出口過程中往往不能被檢驗通過。而在標準化需求下，包裝也具有了統(tǒng)一的要求和標準，很多包裝都被可拆卸式包裝箱所替代。這種可拆卸式包裝箱，在運輸未成箱之前，通常都是獨立的部件，需要包裝時，一般將包裝通過鏈接件進行重新組裝來形成包裝箱，進而在運輸過程中節(jié)省空間。這種設(shè)計方法在大型運輸包裝的設(shè)計中被廣泛應(yīng)用，是模塊化設(shè)計理念的典型體現(xiàn)。

第二種方法是通過改變某一子模塊，實現(xiàn)整體包裝的差異化設(shè)計。這種方法被廣泛運用在銷售包裝設(shè)計領(lǐng)域，主要目的是通過標準化壓縮生產(chǎn)周期，以降低成本。從方法學(xué)的角度來看，系列化包裝中主要采用了統(tǒng)一包裝中的某些能保證包裝風(fēng)格的部件，將包裝中其他的構(gòu)成元素進行平行或者遞進式的變化，如圖2所示。在此方法中，其思想的核心和模塊化設(shè)計方法有相似之處，都是將包裝的各個部件看成獨立的系統(tǒng)，通過改變這些獨立的子系統(tǒng)使包裝的外部形態(tài)發(fā)生變化。例如，在系列化包裝容器造型設(shè)計中，很多包裝容器都是統(tǒng)一整體造型，通過變更某一局部的造型形態(tài)，使包裝容器具有差異性。運用這種方式，更多的是通過改變包裝容器的蓋部形態(tài)，并使包裝的主體在設(shè)計中保持不變，從而實現(xiàn)包裝容器的系列化。這樣一來，就可以在不更換包裝主體成型模具的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)包裝的系列化，其實質(zhì)就是本文中所探討的模塊化設(shè)計方法。

三、模塊化設(shè)計方法在機械設(shè)計中的運用

為了讓人們對模塊化設(shè)計方法在機械設(shè)計中的運用有更為詳細的了解，下面將通過數(shù)控立式車床設(shè)計為例進行分析和探討。

1、進行模塊劃分。在數(shù)控立式車床設(shè)計中，運用模塊化設(shè)計方法，其中最為關(guān)鍵的內(nèi)容是進行功能與結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)設(shè)計的具體需要，對結(jié)構(gòu)的功能進行科學(xué)合理的劃分，這是決定設(shè)計效果的關(guān)鍵內(nèi)容。根據(jù)數(shù)控立式車床設(shè)計和具體工作的需要，將該模塊功能劃分為傳動模塊、執(zhí)行模塊、支承模塊、輔助模塊、監(jiān)測模塊，每個模塊具有自身獨特的功能，統(tǒng)一于機械設(shè)計中，促進機械設(shè)備功能的有效發(fā)揮。

2、確定模塊功能。在對模塊進行劃分之后，接下來工作是確定每個模塊的功能。有些模塊只有單一的某種功能，而有些模塊卻有多種功能。例如，工件監(jiān)測裝置模塊的功能是工件監(jiān)測功能，刀具監(jiān)測裝置模塊的功能是刀具監(jiān)測功能，機內(nèi)對刀裝置模塊的功能是機內(nèi)對刀功能，在這些模塊中，每個模塊單獨行使某項功能。同時，有些功能由幾個模塊完成，例如，工作臺模塊、卡爪模塊都具有工作定位功能，同時，工作臺模塊、卡爪模塊、主變速箱模塊都具有工件旋轉(zhuǎn)功能。有些模塊還具有多種功能，在具體運用中能夠完成多種功能，例如，刀架模塊具有刀具定位、刀具夾緊、刀具松開功能。在確定每個模塊的功能之后，明確每個功能的任務(wù)，為合理進行模塊的組織做好準備。

3、進行模塊組裝。功能確定之后進行模塊組裝，從而確保整個機械設(shè)計各模塊得到合理配置，在實際運用中發(fā)揮更大的作用。組裝的時候要確保組裝完整，做好模塊之間的結(jié)合面處理，注重布局的合理性，同時各模塊具有更換功能，在使用中如果出現(xiàn)問題的話，可以對其進行及時更換，并且某個模塊的更換不會影響其他模塊的工作，還不會給整個數(shù)控立式車床的運行帶來負面影響。另外，組裝的時候還要做好接口的處理工作，確保接口規(guī)格符合要求，對其進行標準化處理，從而確保模塊組裝效果。

4、完成設(shè)計工作。通過設(shè)計、組裝之后完成整個數(shù)控立式車床的設(shè)計工作，完成設(shè)計任務(wù)。該數(shù)控立式車床包括傳動模塊、執(zhí)行模塊、支承模塊、輔助模塊、監(jiān)測模塊，其中傳動模塊包括主傳動軸、水平進給箱、垂直進給箱、橫梁升降箱；執(zhí)行模塊包括刀架、卡爪、工作臺；支承模塊包括立柱、橫梁、滑架；輔助模塊包括保護罩、冷卻裝置、排剛裝置、刀庫、機床電氣、液壓與潤滑裝置；監(jiān)測模塊包括工件測量裝置、刀具監(jiān)測裝置、機內(nèi)對刀裝置等。

5、具體運用效果。在該數(shù)控立式車床設(shè)計工作中，通過運用模塊化的設(shè)計方法，不僅順利完成了設(shè)計任務(wù)，還對各個模塊的功能進行了有效劃分，滿足了數(shù)控立式車床實際工作的需要。設(shè)計完成后通過質(zhì)量檢驗和驗收，各項指標都符合設(shè)計要求，并且滿足實際工作的需要，確保了設(shè)計水平。將該數(shù)控立式車床運用到實際工作中，不僅能夠順利完成各項工作的操作，還可提高整個設(shè)備運作效率，降低成本，取得良好設(shè)計和運行效果，贏得了設(shè)計和使用部門的一致好評，類似機械設(shè)計也可以從中獲取啟示與借鑒。

四、結(jié)語

總之，模塊化設(shè)計方法滿足了機械設(shè)計的需要，在機械設(shè)計具體運用中具有良好的效果。在今后在進行機械設(shè)計的時候，需要重視模塊化設(shè)計方法的運用，并把握相應(yīng)要點，嚴格按照規(guī)定做好模塊劃分、模塊組裝等各項工作，并注重提高設(shè)計人員的綜合素質(zhì)，重視設(shè)計經(jīng)驗的總結(jié)，從而使模塊化設(shè)計方法得到更好的運用。

【參考文獻】

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