模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的應(yīng)用

1、模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的應(yīng)用摘要：伴隨時代的變遷，國內(nèi)機械制造業(yè)也在逐步提高生產(chǎn)要求?，F(xiàn)階段， 以往的設(shè)計方法已經(jīng)很難達到現(xiàn)代市場上的高水準機械設(shè)計要求。而作為一種全 新的設(shè)計方法，模塊化設(shè)計法掀起了一場技術(shù)革新，極大地促進了機械設(shè)計水平 的大跨度提升?；诖?，本文概述了模塊化設(shè)計法，并探討了在機械設(shè)計中對其 展開的應(yīng)用措施，僅供參考。關(guān)鍵詞：有效應(yīng)用；機械設(shè)計；模塊化設(shè)計在機械設(shè)計中，所采用的設(shè)計方法直接決定著產(chǎn)品的設(shè)計效率、質(zhì)量、生產(chǎn) 成本1。當前的模塊化設(shè)計法則結(jié)合機械產(chǎn)品體系功能，基于模塊結(jié)構(gòu)的互換性、 組合性特征，在設(shè)計機械時展現(xiàn)出很獨特的優(yōu)勢。所以，在目前的機械設(shè)計中， 模

2、塊化設(shè)計現(xiàn)已在實踐活動中獲得推廣應(yīng)用，還贏得了很廣泛的肯定。一、模塊化設(shè)計法的概述1、基礎(chǔ)概念現(xiàn)階段，模塊化設(shè)計法指的就是結(jié)合市場需求，分析位于某種范圍，具備不 一樣功能或相同功能產(chǎn)品性能，并根據(jù)結(jié)果明確劃分出系統(tǒng)功能模塊，再對選出 的各種模塊加以組合，并形成不同產(chǎn)品的一種設(shè)計方法。在市場需求一直變化 的情形下，在機械設(shè)計中基于模塊化設(shè)計法，便能夠面向固定模塊科學做出選擇， 然后組合形成功能各異的機械產(chǎn)品，進而大幅減短制造周期，降低投入并得到最 大的利潤。在當前的模塊化設(shè)計中，以縱向橫向設(shè)計的方法模式為主。在控制參 數(shù)不變下，結(jié)合彼此轉(zhuǎn)換模塊方式，來獲得多元化功能的新產(chǎn)品。其中，基于對 縱橫設(shè)

3、計的組合，就能夠得到一系列的設(shè)計成果。2、優(yōu)勢高度集成在模塊化設(shè)計法中，往往涉及由淺入深的設(shè)計過程，并且系統(tǒng)性也很強，還 充分規(guī)范了整個產(chǎn)品設(shè)計過程，創(chuàng)建起來模塊結(jié)構(gòu)及產(chǎn)品信息，進而達到模塊設(shè) 計基礎(chǔ)目標4。在具體投入使用模塊化設(shè)計法時，還要在產(chǎn)品設(shè)計、管理全程均 統(tǒng)一貫穿，以不斷優(yōu)化、改進、完善有關(guān)產(chǎn)品和其模塊，并逐步增強生產(chǎn)時效性。減短設(shè)計周期結(jié)合市場、客戶需求，精選出適合的模塊來改善產(chǎn)品設(shè)計效果，以通過更少 的投入，獲得最大的效益。尤其是在小規(guī)模生產(chǎn)廠家之中效果會更顯著。在著手 設(shè)計之前，還要整合市場上的需求，并明確產(chǎn)品功能，然后科學展開設(shè)計、有機 組合模塊，獲得特定種類產(chǎn)品。其中，還可

4、以結(jié)合需求隨時靈活調(diào)整模塊體系丘。 從專業(yè)層次上，革新供給模塊體系，以及時更新設(shè)計理念，設(shè)計出結(jié)構(gòu)更優(yōu)、功 能更全的產(chǎn)品。(3 )性能穩(wěn)定通過模塊化設(shè)計法得來的產(chǎn)品，在設(shè)計前期均會進一步細化需求、科學篩選 功能。所以，模塊組合也會更具嚴謹性、科學性，且更符合市場和客戶需求，因 此使用率也就更高。其中，還提高了機械生產(chǎn)技術(shù)的整體應(yīng)用效率，并增強了產(chǎn) 品功能穩(wěn)定性。同時，引進模塊化設(shè)計法后，對產(chǎn)品功能也更明確，并降低了多 樣化水平，還更充分地滿足個性化需求。在后續(xù)還可更便捷地對其維修，以減少 制造成本投入。二、機械設(shè)計中具體應(yīng)用模塊化設(shè)計法的舉措1、科學劃分好產(chǎn)品模塊，全面細化產(chǎn)品模塊功能在用模塊

5、化設(shè)計法時，設(shè)計人員先要按機械產(chǎn)品方面功能要求，選好模塊化 的量及組合連接不同功能模塊的形式?；跈M向模塊設(shè)計法，以充分復合機械內(nèi) 部空間的作用。在具體設(shè)計模塊功能時，則需要設(shè)計人員圍繞產(chǎn)品主體功能，用 分層法設(shè)計實現(xiàn)產(chǎn)品功能的系統(tǒng)。就不一樣的產(chǎn)品功能層級，優(yōu)選出各模塊化功 能，從而在模塊上落實產(chǎn)品功能。然后，在設(shè)計物理模塊結(jié)構(gòu)時，也應(yīng)結(jié)合模塊 結(jié)構(gòu)特點，借助縱向模塊化設(shè)計法，選出適宜的模塊物理結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)功能的方法 方式。為達到升級、更換模塊需求，則需設(shè)計人員預留一定的升級空間，經(jīng)由物 理、功能兩個空間來設(shè)計模塊。同時，在用模塊化設(shè)計法具體設(shè)計產(chǎn)品時，還需 緊密關(guān)注市場大趨勢，以滿足各種新要求

6、，基于產(chǎn)品的特性，選好時機并以合理 的形式及時升級模塊體系功能。2、按模塊化結(jié)構(gòu)模式，展開模塊編碼在明確了模塊設(shè)計的功能特征、物理形式以后，設(shè)計人員就需按產(chǎn)品設(shè)計及 后續(xù)維管、養(yǎng)護要求，基于一定的規(guī)律，對產(chǎn)品模塊展開編碼。若產(chǎn)品實現(xiàn)功能 的模式愈復雜，內(nèi)部零件集成度便會愈高。但是，高集成度并不表示各產(chǎn)品模塊 間“無距離”，只是距離會更小、體系層次會更緊密。所以，在按要求設(shè)計完模 塊化結(jié)構(gòu)后，就需要按模塊功能、產(chǎn)品特點，來編碼標記模塊，并用激光刻印專 業(yè)技術(shù)來編碼各種模塊。就此，為了提升模塊編碼的整體安全高效性，則可以實 現(xiàn)功能的方式為編碼依據(jù)，并用一樣的英文字母充當種類標記字母來標記實現(xiàn)相 同

7、功能的模組，并記錄好標記內(nèi)容，形成模組編碼手冊，以分布維修人員修理、 更換模塊。此外，就較精密、高價的模塊組件，則可圖用不一樣的色彩做好標記， 并在顯眼的地方標記這些零部件的編碼，進而保障在模塊組合中，不損壞這些零 部件。3、模塊化設(shè)計的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)應(yīng)力要求相符在當前的機械設(shè)計中，產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)組件間需要涉及功能性、應(yīng)力應(yīng)變上的 連接工作。因為不一樣模塊間具有縱橫排布模式，造就了機械內(nèi)部存在的傳統(tǒng)、 執(zhí)行、輔助組件間的應(yīng)力應(yīng)變制約影響關(guān)系。所以，當用模塊化設(shè)計法進行機械 組件設(shè)計時，則需要先優(yōu)選組件原材料，再按組件實際物理結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)選機械 模塊化封裝方法，并促使組件在一定的封裝形式下，達

8、到防塵、防風、防水方面 的要求。此外，為了保障產(chǎn)品性能、減少產(chǎn)品投入使用后的故障率，則還需要借 助應(yīng)力應(yīng)變結(jié)構(gòu)測試儀等，來測試重要模組的應(yīng)力應(yīng)變，以明確此位置組件整體 應(yīng)力承載力能否達到要求?；诖?，還可以按組件表現(xiàn)出來的應(yīng)力承載力特征， 深化優(yōu)化連接不同組件間、組合各種模塊的形式，從而經(jīng)由原材料、體系結(jié)構(gòu)形 式，來有效增強機械結(jié)構(gòu)體系各種組件的整體抗應(yīng)力應(yīng)變綜合能力。4、模塊化裝配過程，優(yōu)化連接模塊在模塊化設(shè)計中，主要的工作內(nèi)容就是設(shè)計模塊的組裝形式、功能。其中， 組裝模塊的形式直接關(guān)乎著模塊實現(xiàn)功能的實際效果。所以，在模塊化設(shè)計中， 當設(shè)計完模塊結(jié)構(gòu)功能與形式后，便應(yīng)按模塊物理形態(tài)，優(yōu)選連

9、接不同模塊的形 式，并改善連接模塊間的強度。在部分電路板面積很大的基礎(chǔ)模塊組織內(nèi)，還應(yīng) 按電路板位置，優(yōu)選出分層排布模塊的方式，以保障模塊能夠在橫縱向較好排布， 從而嚴控產(chǎn)品總功耗。在模塊組裝中，還要優(yōu)化布置模塊整體，保障其能夠在滿 足功能要求的情形下，呈現(xiàn)出必要的美觀特性。若在組裝中，實際模塊的大小會 影響到機械內(nèi)部空間的利用率，則就此，便需要按模塊實現(xiàn)功能要求，再設(shè)計整 個模塊體系物理形態(tài)，又或按產(chǎn)品實現(xiàn)功能要求，及時更換模塊，嚴禁為美觀性 或集成度而從產(chǎn)品安全性或功能方面讓步或妥協(xié)。三、結(jié)語綜上所述，在現(xiàn)階段的機械設(shè)計中，先進的模塊化設(shè)計方法發(fā)揮出了至關(guān)重 要的作用。既全面簡化了機械產(chǎn)品的整個設(shè)計流程，又大幅降低了機械產(chǎn)品開發(fā) 成本，還能夠方便后續(xù)維護機械、升級機械產(chǎn)品功能。同時，在模塊化設(shè)計法逐 步結(jié)合豐富多樣輔助制造技術(shù)的情況下，還將會進一步提升設(shè)計機械產(chǎn)品的質(zhì)量 和效率。參考文獻蘇琦.機械設(shè)計中模塊化設(shè)計方法的應(yīng)用J.內(nèi)燃機與配 件，2021(09):220-221.方占萍.模塊化設(shè)計方法及其在機械設(shè)計中的運用探討J.農(nóng)機使用與維 修