模块化设计在机械设计中的应用.docx

模块化设计在机械设计中的应用摘要：在机械设计中利用模块化设计的设计方法可以实现规模化、批量化、个性化的生产企业可以通过对某些零件进行改进后快速生产出新的产品。文章首先对模块化设计进行了介绍然后对模块化设计的基本原则进行了介绍分析了模块设计的特点和过程最后对包装机械模块化设计的实施进行了探讨。关键词：机械设计；模块化设计；包装机械；产品模块；模块库随着我国经济的不断发展用户群体逐渐从集中式逐渐过渡到了个体户传统的工业生产已经无法满足当前的经济模式和生产方式。企业在更新设备时如果对所有的设备进行设计更新必然会造成成本的巨额消耗。为了降低成本可以将机械划分成类型不同的模块并根据实际的需求对模块进行更换从而降低设计成本提高企业的经济效益。1模块化设计的基本情况早在20世纪中期模块化设计理论已在国外发达国家得到了一定的应用受到了各大厂家的认可。所谓模块化设计主要指的是针对不同规格但具备同样功能或者同一型号而功能不同产品的有效分析最终设计出一系列的功能模块产品借助模块的组合与有效选择形成不同的产品类型以迎合市场的相关需求。随着时代的发展传统的产品设计理念已远远不能满足社会发展之所需只有创新设计理念优化设计方案才是有效举措。2模块化划分原则模块化设计的基本原则是用最少的模块数量通过一系列组合而形成多样化的产品所生产的产品不管是在性能方面还是其他层面都是最优化的而且采取模块化设计能够最大限度地节省施工成本。因此在设计初期相关人员应对模块类型进行细分。然而纵观当前我国在该方面的研究还处于起步阶段对模块的划分标准仍没有一个确定依据当前所划分的依据主要是按照侧重点之间的差异对模块进行分类的。一般而言模块是能组成系统的、独立的结构单元通过对产品功能的全面了解构建总功能、子功能等结构单元之间的相关性从而为模块的分类提供一定的依据。模块划分应遵循以下原则：一是所划分的单个模块单元应具备一定的独立性；二是各模块接口之间要进行有效分离；三是模块与模块之间的相关性应尽可能少这样某一模块存在异常不致影响其他模块的正常使用。3模块设计特点和过程3.1模块设计特点模块设计的主要特点列举如下：3.1.1产品定义的完整化。设计人员通过对市场相关产品功能的调查分析进行科学有效的设计通过模块之间的有效组合形成特定的产品。此外模块体系是可以变更的按照不同设计要求以及相关技术层面的提供创新模块体系优化模块设计理念从而使所生产的产品不管是在结构方面还是功能特性方面都满足相关要求。3.1.2尽可能地减少设计周期。根据每个用户的相关需求选取有效的模块对产品进行优化设计以使其用最少的投入获得较多的产出。该方法主要应用于小规模生产的制造厂家。3.1.3产品性能安全稳定、维修便捷而且施工成本低。模块化设计中所使用到的相关设备都是经过严格筛选的设备的使用率高这样可方便加工制造技术的有效应用提高产品的功能特性。通过模块化设计的应用能够将产品内部多样化尽可能地降低在满足用户个性化需求的基础上提高产品的使用率。3.1.4实现知识管理和集成设计。模块化设计过程不是一蹴而就的它是一项系统而庞杂的工程也是对产品结构设计的规范过程构建模块接口与产品知识信息是模块规划得以有效实施的根本保障。产品模块化设计应贯穿设计与管理的整个阶段中通过对产品知识的科学管理可为设计人员提供一定的便捷促使其对模块不断优化与改进增强生产的实效性。3.2模块设计过程一般而言模块设计分为两大板块进行：一是系列模块产品研制阶段此阶段主要是按照市场的相关调查数据对整个研制阶段进行模块的有效设计；二是单个产品的模块化设计本阶段主要是根据用户自身的实际需求对模块进行选择从而设计出符合要求的产品。系列产品与单个产品的模块化设计过程见图1所示。通过对图1的分析得知第一层次是模块化设计的主要过程也是最为关键的阶段其中模块的划分又是整个阶段中的核心环节采取科学、合理的划分方式对模块化的优化设计可起到一定的促进作用从而有效防止模块组合时出现错乱等不良现象的发生。待第一层设计完成后设计人员需对整个过程进行全面检查满足相关要求后即可开始第二层次的设计。4包装机械的模块化设计探讨分析4.1包装机械的基本特征包装机械与其他机械存在一定的差异是一种特殊类型的机械而且据调查大多数包装机械都存在这样一种特点即机械结构复杂多样化具有较好的灵活性与柔性。随着时代在变迁包装机械的更新速度也在不断加快因此整台包装机械采用模块化设计方案可大大降低包装机械的研发周期增加产品的类型从而适应瞬息万变的市场需求。用于完成包装过程的机械类型有充填机械、标签机械、干燥机械等11类