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由于傳統的機械設計方法已不能滿足實際需求，為更好的適應機械產品多樣化發展特征，不僅要加強對機械制造的研究，將模塊化設計應用其中，還要在縮短機械設計制造周期的情況下，確保產品質量，減少成本。確定模塊化設計方法，應基于其特點來分析在機械設計中應用的主要方向，有目的的進行分析和完善，以滿足實際應用要求。

1模塊化設計方法

模塊化設計即以滿足市場實際需求為目的，分析一定范圍內不同功能或相同功能不同性能、不同規格產品的功能性，然后基于結果對其進行功能模塊的劃分，最后通過對不同模塊的選擇與組合，形成不同產品。面對市場需求不斷變化的情況，將模塊化設計方法應用到機械設計中，可以對指定范圍的模塊進行選擇，然后組成功能各異的機械產品，可縮短機械制作周期，以更少的成本來獲得最大利潤。可以將模塊化設計分為縱向設計與橫向設計2種模式，在不改變參數的情況下，通過對模塊的相互轉換，來獲得全新的功能各異的產品。其中，將縱向設計與橫向設計組合應用，可達到全系列設計的效果。

2模塊化設計特點與應用方向

2.1模塊化設計特點。（1）縮短設計周期。將市場和客戶需求作為基礎，選擇合適的模塊來對產品進行優化設計，爭取通過更少的投入來獲得最大效益，尤其是在小規模生產制造廠家中效果更為顯著。在設計前需要對市場相關需求進行整合，并判斷產品功能，然后進行科學設計，利用模塊之間的有效組合來形成特定的產品。在此過程中可以根據需求隨時對模塊體系進行調整，從技術層面來提供創新模塊體系，對模塊設計理念進行更新，產生結構及功能性更完整的產品。（2）產品性能穩定。通過模塊化設計得到的產品，前期均進行了詳細的需求分析及功能篩選，模塊的組合方式更為嚴謹和科學，使其更貼合市場與客戶的需求，因此具有更高的使用率?；诖藱C械制造技術的應用效率提高，使得產品的功能也更為穩定。同時，模塊化設計的產品功能性更為明確，使其內部多樣化大幅度降低，可以在更高程度上滿足用戶個性化需求。并且后期維修便捷，整體生產成本更低。（3）知識管理集成。模塊化設計為一個循序漸進的過程，具有很強的系統性，是對產品結構設計的規范過程，構建模塊結構與產品知識信息，為模塊規劃得以實現的基本要求。模塊化設計方法的實現，需要落實到產品設計以及管理的整個過程中，對產品知識進行科學管理，來為設計人員提供便捷，促使模塊不斷優化和改進，使得生產時效性得以完善。2.2模塊化設計原則。模塊化設計的基本原則即通過一系列組合促使最少模塊形成多樣化產品，且無論是性能還是功能等均具有最優化效果，不僅能夠縮短機械制作周期，還可以大幅度降低生產成本。在實際操作中需要在設計初期對模塊類型進行詳細劃分，為產品功能設計的實現提供基礎?，F在我國對于模塊化設計方法在機械設計中應用的研究還處于初級階段，未確定一個準確的模塊劃分標準，目前所依據的為按照側重點間差異分類?？梢詫⒛K看作為系統組成的獨立結構單元，對產品功能進行分析，以實現產品多樣化，來對總功能、子功能等結構單元之間的相關性進行構建，為模塊分類提供依據。對模塊化設計基本原則進行分析，即所劃分單個模塊單元需具備一定獨立性；模塊之間相關性要盡量少，避免相互之間影響；對模塊接口進行有效分離。2.3模塊化設計過程。主要分為2個步驟，一為系列模塊產品的研制，將市場需求調查結果作為依據，來完成產品模塊化的設計；二是單個產品的模塊化設計，將用戶實際需求作為模塊選擇依據，完成對應功能產品的設計。在整個設計過程中，可以確定前期的市場及用戶需求調查為模塊化設計的關鍵步驟，對促進產品模塊化設計具有促進作用，確保模塊選擇與規劃的合理性與規劃性，以免在模塊組合時出現錯亂。然后便可以滿足實際需求為目的，選擇并完成模塊規劃，得到功能相符的產品。

3機械設計中模塊化設計方法

（1）產品模塊劃分。將模塊化設計應用到機械設計中，首先需要對產品各模塊進行科學劃分，這也是整個設計中的核心。根據市場以及用戶需求調查結果，對產品功能和結構進行詳細分析，最終完成結構功能的劃分。以數控立式車床為為例，機械設計時需要結合日常實際生產作業特點以及生產要求，確定設備模塊為傳動模塊、監測模塊、執行模塊以及支承模塊等，并且不同模塊間關聯性要降到最小，實現各模塊的個性化功能設計，確保能夠充分發揮機械設備功能。（2）確定模塊功能。完成產品功能模塊的科學劃分后，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雜多樣。例如，工件監測設備對應的功能模塊，刀具監測則為刀具監測裝置所對應的功能模塊，均為單一功能模塊。但也存在多個模塊共同實現的功能，例如，工作臺模塊與卡爪模塊等全部具備定位功能，而工作臺模塊、主變速箱模塊以及卡爪模塊等均具備工件旋轉功能。另外，還存在某些模塊同時具備多種功能，例如，道具模塊具有刀具定位、刀具松開及刀具夾緊等功能。由此可見在進行模塊化設計時，除了要確定模塊功能以外，還要確定功能任務，保證模塊組織能夠順利實現。（3）功能模塊組裝。對產品各功能模塊進行組裝，可以確保機械設計全階段不同模塊配置的合理化，進而達到實際生產的應用需求。在實際操作中，要求作業人員應確保模塊組裝的完整性，對模塊結合面做好處理，提高整體布局的科學性。另外，不同模塊間還具備更換功能，如果在后期工業生產過程中某模塊出現故障，能夠及時進行更換，不會對其他模塊功能效果產生干擾，可以維持正常生產作業的開展。模塊組裝全過程要嚴格按照專業規范和標準進行，做好細節控制，尤其是接口處理要合格，達到最佳組裝效果。（4）產品設計任務。將模塊化設計應用到機械設計中，完成功能模塊劃分及組裝后，便可實現產品設備的全方位設計工作。對于上文所述數控立式車床，共設置有監測模塊、傳動模塊、執行模塊及支承模塊等多個功能模塊，且傳動模塊又分為主傳動軸、水平進給箱、橫梁升降箱及垂直進給箱等，在實際生產中通過刀架與工作臺的組合來完成執行操作。（5）設計應用效果。對于產品的機械設計全過程中，應用模塊化設計方法，可以基于設計任務的同時，對產品模塊進行功能劃分，且降低不同模塊之間的關聯性，使其能夠更大程度上來發揮應用功能，避免一個模塊故障對其他模塊產生不良影響，提高機械設計綜合效果。而在完成所有設計任務后，還需要對產品進行質量檢驗與最終驗收，確認各項設計參數與功能指標是否達標設計要求，以此來不斷提高設計水平，確保產品能夠達到實際應用水平，滿足市場及用戶需求。模塊化設計方法在機械設計中的應用，能夠在提高設備運行效率的同時，降低設計成本，達到更佳設計以及運行效果。

4結語

模塊化設計方法在機械設計中的應用，是市場發展的必然需求，可以更大程度上來滿足市場及用戶應用要求?；趯I原則，按照設計基本流程，對產品各功能模塊進行劃分與組裝，使其在具有較高運行效率的同時，降低機械設計成本，促使機械設計以及機械制造水平進一步提高。

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作者:鐘龍 單位:湖南金石分選智能科技有限公司