趙奎林

【摘 要】現(xiàn)代化社會(huì)的技術(shù)水平提升，我國(guó)的機(jī)械工程制造業(yè)在飛速的發(fā)展之中，對(duì)機(jī)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(lái)越廣泛，獲得了國(guó)內(nèi)外的一致好評(píng)。機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)在我國(guó)雖然發(fā)展的年限較短，但是對(duì)于設(shè)計(jì)的創(chuàng)新和發(fā)展是與日俱增的，模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)巨大，逐漸成為機(jī)械制造商較為青睞的設(shè)計(jì)方法。本文首先對(duì)模塊化設(shè)計(jì)方法理念及特點(diǎn)簡(jiǎn)要概述；其次，對(duì)模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用綜合分析。

【關(guān)鍵詞】模塊化設(shè)計(jì)；機(jī)械設(shè)計(jì)；運(yùn)用探討

前言：機(jī)械應(yīng)用與人們社會(huì)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(jìn)步之中，為了滿(mǎn)足工業(yè)發(fā)展以及現(xiàn)代化建設(shè)的需求，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)工藝提出了更高的要求，要想我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)跟上時(shí)代的步伐，在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中如何在節(jié)省成本、生態(tài)環(huán)保的基礎(chǔ)上提升機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新融合水平，成為重要的研究課題。本文針對(duì)模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用進(jìn)行深入的探討。

1 模塊化設(shè)計(jì)方法理念及特點(diǎn)

模塊化設(shè)計(jì)主要是指在機(jī)械設(shè)計(jì)的過(guò)程中通過(guò)機(jī)械應(yīng)用的功能、性能、規(guī)格等明確區(qū)分范圍設(shè)計(jì)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(gè)子系統(tǒng)作為設(shè)計(jì)的通用模塊，以此提升機(jī)械設(shè)計(jì)的程序化與標(biāo)準(zhǔn)化程度。模塊化設(shè)計(jì)理念不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn)，同時(shí)可以不斷豐富其綠色設(shè)計(jì)思想，保障設(shè)計(jì)的過(guò)程中既滿(mǎn)足機(jī)械的實(shí)用功能，又滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境功能，一方面，縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)程序與市場(chǎng)的適配性；另一方面，加強(qiáng)產(chǎn)品制造可回收以及再利用可能性，便于機(jī)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(qiáng)機(jī)械制造的可持續(xù)發(fā)展能力。

模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)主要是：（1）系列化，機(jī)械制造業(yè)與各行各業(yè)的聯(lián)系性都相當(dāng)緊密，無(wú)論是社會(huì)生產(chǎn)還是日常生活都離不開(kāi)對(duì)機(jī)械制造的應(yīng)用，伴隨著現(xiàn)代化社會(huì)的水平不斷提升，對(duì)于機(jī)械制造的需求規(guī)模在不斷的擴(kuò)大之中，提升其生產(chǎn)的批量化是一直的擴(kuò)大趨勢(shì)，模塊化設(shè)計(jì)在批量生產(chǎn)的基礎(chǔ)上可以提升對(duì)功能、性能、形態(tài)的系列化變動(dòng)能力，在擴(kuò)大生產(chǎn)的過(guò)程中，提升設(shè)計(jì)品類(lèi)；（2）通用化，模塊設(shè)計(jì)的過(guò)程中具有一定程度的通用性，處于少部分的專(zhuān)用部件，大多數(shù)運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)的機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品都可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品交互，對(duì)其尺寸參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)接處理，加強(qiáng)產(chǎn)品的通用程度；（3）組合化，模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用設(shè)計(jì)是進(jìn)行機(jī)械零件的分部位制造設(shè)計(jì)，通過(guò)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(mǎn)足更多的產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求，實(shí)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(jì)中每一個(gè)模塊單獨(dú)設(shè)計(jì)、制造、修改、調(diào)整，便于生產(chǎn)規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)化升級(jí)，提升不同制造產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)業(yè)化能力[1]。

2 模塊化設(shè)計(jì)方法及其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的運(yùn)用

2.1 明確操作步驟

模塊化設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的優(yōu)勢(shì)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(jì)的流程是基于市場(chǎng)調(diào)查與分析，進(jìn)行模塊化總體設(shè)計(jì)，進(jìn)行模塊的劃分與分模塊建立，獨(dú)立模塊建設(shè)后進(jìn)行模塊的選擇與組合，投入到模塊的生產(chǎn)實(shí)施之中，通過(guò)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)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(jī)械設(shè)計(jì)，需要充分明確各部分的操作步驟，總體設(shè)計(jì)中不僅要考慮到單一產(chǎn)品設(shè)計(jì)，要進(jìn)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(qiáng)各模塊產(chǎn)品之間的靈活調(diào)換組合型，加強(qiáng)模塊化設(shè)計(jì)的規(guī)范化程度。明確操作步驟的過(guò)程中需要明確的是模塊化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與產(chǎn)品制造處于兩個(gè)不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，濟(jì)寧流程化的設(shè)計(jì)應(yīng)用中需要加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行不同模型之間加強(qiáng)對(duì)機(jī)械理念的參數(shù)科學(xué)設(shè)計(jì)，提升模塊的應(yīng)用范圍，例如在切割分排機(jī)的模塊設(shè)計(jì)應(yīng)用中，需要對(duì)其進(jìn)行分排架、折疊機(jī)構(gòu)、機(jī)架等多種零件都存在接口，對(duì)其接口進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，促進(jìn)模塊化設(shè)計(jì)的系列化保障能力，提升其總體設(shè)計(jì)的規(guī)劃能力，對(duì)其各部分模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合規(guī)劃配置，在多次制造的過(guò)程中可以只進(jìn)行細(xì)節(jié)微調(diào)，減少傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的繁瑣、復(fù)雜程度[2]。

2.2 合理劃分模塊

模塊設(shè)計(jì)的過(guò)程中較為重要的是對(duì)設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行合理的劃分，模塊的劃分過(guò)程中既要遵循機(jī)械設(shè)計(jì)的整體性，又要保障模塊設(shè)計(jì)的獨(dú)立性，以此保障運(yùn)用最少的模塊進(jìn)行最多的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造，從設(shè)計(jì)的實(shí)用性進(jìn)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(gè)步驟：（1）劃分模塊，進(jìn)行初步劃分的過(guò)程中根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)的原始層次進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)整理，根據(jù)機(jī)械零件的特點(diǎn)、需求、結(jié)構(gòu)以及實(shí)用功能進(jìn)行模塊的劃分，不同的機(jī)械設(shè)計(jì)產(chǎn)品對(duì)于模塊的劃分具有不同的特點(diǎn)，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的集合、分散，多次的科學(xué)計(jì)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(duì)模塊編碼，劃分模塊的過(guò)程中需要對(duì)不同的模塊進(jìn)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(jìn)行整體管理設(shè)計(jì)，便于在模塊設(shè)計(jì)中形成整體性的管理與產(chǎn)品優(yōu)化研發(fā)，對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的系列化優(yōu)化也具有重要的意義，根據(jù)機(jī)械零件的特點(diǎn)調(diào)整進(jìn)行針對(duì)性的零件優(yōu)化，促進(jìn)模塊化的作用發(fā)揮程度；（3）模塊數(shù)字化設(shè)計(jì)應(yīng)用，數(shù)字化的設(shè)計(jì)應(yīng)用需要運(yùn)用數(shù)字化的編碼方式、數(shù)字化的計(jì)算方式進(jìn)行模塊的合理性劃分，在模塊設(shè)計(jì)劃分的過(guò)程中深入的融合計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)能力，減少人工模塊劃分的主觀臆斷性，提升機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的現(xiàn)代化應(yīng)用能力，迎合社會(huì)現(xiàn)代化設(shè)計(jì)的市場(chǎng)需求[3]。

2.3 模塊組裝

模塊的組裝工作是在模塊設(shè)計(jì)的合理性功能劃分之后，為保障整體機(jī)械設(shè)計(jì)的合理性，需要進(jìn)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(qiáng)對(duì)各個(gè)模塊之間的對(duì)接能力進(jìn)行優(yōu)化處理，確保各模塊之間具有及時(shí)更換的功能，減少機(jī)械生產(chǎn)時(shí)各模塊之間過(guò)于依賴(lài)的可能性，提升其各部分的獨(dú)立性，避免因?yàn)閱蝹€(gè)模塊的出現(xiàn)問(wèn)題從而影響整體的機(jī)械設(shè)計(jì)。模塊組裝的過(guò)程中，應(yīng)簡(jiǎn)要其包裝設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)之中，是根據(jù)不同的產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行獨(dú)立的保障設(shè)計(jì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)中融入模塊化應(yīng)用，簡(jiǎn)化其包裝的繁瑣復(fù)雜性，節(jié)約部分生產(chǎn)時(shí)間與勞動(dòng)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(jī)械設(shè)計(jì)的最后步驟，在這一部分工作中，要進(jìn)行整體機(jī)械設(shè)計(jì)的驗(yàn)收，進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)的檢測(cè)，提升整體機(jī)械設(shè)計(jì)的完整性，加強(qiáng)其后續(xù)制造程序的專(zhuān)業(yè)性，確保模塊在投入生產(chǎn)的過(guò)程中具有合理配置的能力。在數(shù)控機(jī)床的模塊化機(jī)械制造過(guò)程中，具有單功能監(jiān)測(cè)與多功能監(jiān)測(cè)，在模塊組裝的過(guò)程中充分對(duì)其進(jìn)行明確化的管理與設(shè)計(jì)，可以在很大程度上加強(qiáng)數(shù)控機(jī)床機(jī)械制造的系統(tǒng)化能力，提升機(jī)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(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造的整體現(xiàn)代化水平[4]。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，模塊化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用屬于大勢(shì)所趨，符合時(shí)代的發(fā)展潮流，符合市場(chǎng)的進(jìn)步需求。機(jī)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(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用也有重要推動(dòng)作用，綜合考慮市場(chǎng)需求，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新與工藝優(yōu)化，促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)上更加專(zhuān)業(yè)，在使用上更加安全，才能進(jìn)一步發(fā)展并擴(kuò)大適用范圍。機(jī)械設(shè)計(jì)和制造都代表中國(guó)形象，需要將中國(guó)制造和中國(guó)創(chuàng)造完全結(jié)合，才能將我國(guó)的機(jī)械制造推向世界市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：鄭州飛機(jī)裝備有限責(zé)任公司）