模块化设计方法及其在机械设计中的应用

模块化设计方法及其在机械设计中的应用

金其林

杭州九阳豆业有限公司 浙江杭州 310018

摘要：随着社会经济的发展，我国企业的生产力水平也在不断的提高，而机械化程度在生产生活中占比也越来越重，同时模块化设计方法在机械设计中也越来越普遍，运用模块化设计可以提高机械设计的质量和效率。但是，现在模块化技术还不够成熟，需要相关企业进一步对模块化设计进行研究，提高企业竞争力。

关键词：模块化设计；机械设计；应用

随着改革开放的进行，我国经济飞速发展，人们对机械设计的需求也日益增大。为了适应人们对现代化的需求，传统的机械设计被逐渐淘汰。在现代化的机械设计中可以运用模块化设计方法，模块化设计方法可以提高机械设计效率和质量，还能为企业节约成本，提高经济效益。但是，模块化技术的运用还不是很成熟，还需要在不断的实践中创新和改良。这就需要加强对模块化设计的研究，发挥该方法在机械设计中的重要作用。

1 模块化设计方法

1.1模块化的设计方法理念

模块化的设计方法在机械设计中需要根据生产需求和生产工艺需求来进行设计，通过运用科学的合理地规划，对模块设计工作进行有效的划分。模块化的设计方法理念要求加强各模块之间的联系，要用尽可能少的模块组合，制造更多的产品。各个模块需要满足功能的完整性和联系性，力求在保证商品质量的同时，还要满足用户的需求。在进行模块化设计时，要建立一套统一的系统，保证不同模块之间能互相联系结合。各个模块化之间的有效结合，能促进机械生产效率，降低制造成本，提高经济收益。

1.2模块化设计的特点

模块化设计方法是一种新兴的设计理念，与传统的设计方法不同。模块化设计方法要求具有相对独立性，也就是可以对模块独立的进行设计、制造、调试、修改和存储，这可以满足不同类别的企业生产的需求，还要具有互换性。各个模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化、统一化，可以实现不同模块之间的相互连通，这样就可以在满足不同机械功能时可以互相更换模块，保证模块之间的互换性；其次还要拥有通用性，有利于不同生产需求以及各种生产器材之间模块的通用，实现跨系列产品间的模块的通用。

1.2.1模块化设计更便于设备检修

由于模块设计的机械装置具有统一的参数，不同设备的各个模块之间参数可以共用，在检查设备的时候可以很容易观察到其中的参数异常，并能轻易地找到参数异常的模块进行检修。随着数字化、信息化的发展，在模块化设计时，可以在机械设备中加入智能化版块，利用信息技术随时监控设备的运行情况。当出现故障时，可以很快的报错，维修人员就可以进行及时的检修，这样极大地降低了成本，减少了产品的故障率。

1.2.2模块化设计简化了包装流程

现代化的模块化设计方法，可以在任何机械组件上加装包装模块。传统的机械装置生产的产品只能通过人工进行二次加工包装，极大地浪费了人力和生产实践。通过机械化的包装模块，可以利用机械化设备对产品进行包装，减少了人力的投入和生产时长，提高了生产效率。

1.2.3模块化设计能够节约生产成本

将模块化设计引入机械设计中，前期需要引进技术和加大成本投入，看似增加了成本，其实不然。由模块化设计的机械装置具有统一参数，在更换坏掉的装置的时候更加容易，成本也更低。还有就是模块化设计的机械装置具有智能化，可以独立完成一系列的产品生产操作，降低了人力成本的投入。模块化设计是一个一劳永逸的设计方法，能够极大地节约生产成本。

2 模块化设计方法在机械设计中的实际应用

2.1在实际生产过程中，模块化设计方法的具体操作步骤

在实际生产过程中，利用模块化设计方法对机械设计，首先要对产品需求和产品定位进行统筹规划，需要了解客户对生产设备的需求和生产工艺的需要，建立大致的机械模型，并引进先进技术，利用数字建模技术对设备进行模拟调试。当模拟结果达到生产要求后，按照统一的比例参数进行设计生产。在选择生产材料的时候也要进行严格的审查，在设计方案时对材料要求、参数、数量等都要进行详细地记录。还要分模块进行设计，保证设计的各个模块之间的互通性，使之既能够独立运行，还要能够互相连接。生产好各个模块后，按照顺序进行组装，调试设备的性能，观察是否能有效地运行。还要换模块进行组合，保证各个模块的互通性。在最后对每个模块的参数设置进行保留，以便以后进行参数查阅和比对。

2.2进行合理的模块划分，明确模块分工

由于现代机械需要完成的功能多种多样，各个模块要进行明确的分工，所以在进行模块化设计要根据生产要求合理的分工。首先要对整个生产流程进行研究，在根据生产工艺的要求，搭配好各个模块的运行顺序。模块化的合理的分工能有效地提高生产效益，加快各个模块之间的融合。还可以对模块之间的搭配组合进行不断的调整，优化生产过程，为后期的生产提供有效的数据。

2.3进行模块的有效组装，完成模块设计工作

由于各个模块具有独立性和相互连通性，所以要根据生产需求，合理的对各个模块进行搭配。科学有效的模块组装可以优化生产流程，提高生产效益。但是也有些企业没有对模块搭配进行研究，采用了错误的组合方法，加大了对设备的磨损，生产出来的产品还不能达到要求。所以在进行模块组装时，需要对生产流程进行研究，然后对模块组装进行模拟。在数字建模仪器上进行模拟操作，并且搭配不同的组装方案，寻找最优化的搭配组合方案。

3 结束语

模块化设计方案在机械设计中的运用是时代的要求，是信息化、数字化下的产物。但是现代模块化技术还不是很成熟，由于生产厂家很多，各个厂家的设计样本参数都不同，这样导致不同厂家生产出来的设备模块不能互通，加大了机械设备的生产成本。现在需要加快对参数的统一化，各个厂家需要互相合作沟通，尽早地统一生产参数。各个企业也要加强模块化设计的运用，不断地积累经验，不断总结出现的问题，寻找解决方法，尽早研究出一套完善的模块化设计方案。

将模块化设计方案运动到机械设计中，不仅能够提高生产效益，保证产品质量，还能降低人工成本，提高企业的经济效益。

参考文献：
[1] 方占萍. 模块化设计方法及其在机械设计中的运用探讨[J]. 农机使用与维修, 2021.

[2] 陈飞, 许龙. 模块化设计方法及其在机械设计中的实践探析[J]. 科学与信息化, 2020(16):1.

[3] 牛荦. 模块化设计在工程机械轮胎成型机设计中的应用[J]. 轮胎工业, 2020, 40(10):4.