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摘要：机械设备是由众多零件所组成的，这些零件的设计与机械设备的质量具有密切的联系。模块化的设计方法是一种经典的机械设计方法，这种方法是将设备分为若干个模块进行设计，实现各个部件之间的配合运作。本文将对模块化设计的内涵进行解释，归纳这种设计方法的特点，并且介绍这一方法在机械设计当中的具体应用。
关键词：模块化；设计方法；机械设计
一、前言
机械设备广泛应用于农业种植、工业生产、建筑施工、车船制造等方面，在众多行业当中占据重要地位。机械设备的质量如何，与其设计方案和制作过程具有很大关系。模块化设计方法为了方便机械设备的维修、简化机械设备的包装、降低机械设备的制造成本而诞生的一种设计方法。模块化设计这一理念出自于计算机编程，是设计员先将程序软件的主要结构和流程描述出来，划分为一个个子程序和子过程来分别进行设计，通过调节各个子程序和子过程之间的连接关系，使整个程序软件能够稳定运行。机械设备的设计当中引入这一理念，大大增强了机械设备的运行稳定性和使用安全性。
二、模块化设计方法的涵义
模块化设计，就是讲所要设计的产品划分为若干个部件或者子系统，这些子系统各有各的功能，而且能够相互配合，确保整体产品的正常使用。模块化设计具有三大特征：首先，各个模块之间具有相对独立性，可以单独进行设计、制造、调试、修改和存储；其次，模块之间具有互换性，模块的参数、结构和尺寸都有统一的标准，容易实现互换；最后，模块具有通用性，可以在不同产品之间实现共用。在机械设备的设计当中，首先对产品的总体框架进行设计，然后按照各个部件进行展开设计与设计的完善。这一设计方法会让机械设计更加具有条理，具有多样的选择，机械设备的功能也更加完善。另外，采用模块化的设计方法，如果机械设备的部件发生损坏，也比较容易进行更换，在机械设备正式投入使用之前，调试工作的难度也会降低。
三、模块化设计方法的特点
（一）维修方便
模块化设计方法，相比传统的设计方法具有很多优点，其中之一就是大大方便了机械设备的维修。传统的机械设计是将机械设备作为一个整体进行设计，如果机械设备的某个部件发生了故障，需要将整台机械设备拆开进行维修。这就导致机械设备的维修比较困难。而采用模块化的设计方法，机械设备的各个模块可以随时进行拆卸，在发生故障时单独拆下出现问题的模块进行维修。如果故障比较严重，在短时间内难以进行修复，可以直接更换通用的新模块，避免对机械设备的运行造成过多的干扰。
（二）包装简单
机械设备的包装是设计过程中的重要内容。机械设备的包装设计需要考虑机械设备的外形，合理地占用空间，还要尽可能地方便机械设备的运输。在传统的机械设计当中，想要全面实现这些目标是具有一定难度的。设计人员需要根据零件的尺寸和外形进行包装，如果零件的外形复杂，就容易浪费一些空间，而且不方便工作人员进行包装，大大降低了工作效率。而模块化的设计方法大大简化了机械设备的包装环节，对包装工作人员的专业知识要求大大降低，提高了包装人员的工作效率。
（三）成本降低
模块化的设计方法，不仅能够简化机械产品的包装流程，还能够大大降低机械产品的生产成本。按照以往的机械设计方法，生产成本受到很多不确定因素的影响，产品的生产预算准确性容易降低，容易发生不必要的成本支出。模块化的设计方法秉承节约成本的理念，从各个模块控制产品的生产成本和资金支出，在不影响机械设备整体质量的情况下，缩减机械设备的生产成本。
四、在机械设计当中的具体应用
（一）与成组设计的共同点
模块化设计和成组设计是机械设计当中常用的技术方法，这两者的理念提出都是因为现代社会的机械产品种类、样式越来越多。成组设计就是根据各个零件的特点和特性，将外形、功能类似的零件划分为一组，按照一定的标准进行规范化的处理。这些同组的零件可以通过流水式作业进行批量生产。而模块化设计则是按照各个模块的功能将零件划分在一起进行生产和处理。与成组设计的共同点是，模块化设计在各个模块的内部，也需要将结构、外形相似的零件划分在一起进行集中生产和规范化处理。
（二）模块化设计的应用
模块化的设计需要依靠计算机设备来提供支持，模块划分的好坏对机械设计的优劣具有决定性影响。通过计算机设备来进行模块化设计，能够对设计方案进行全局规划，让机械设计更加符合机械设备的生产效用，各个模块的划分更加具有科学性。模块化设计采取“先整体、后局部”的设计思路，一切设计都要为了产品的使用功能服务。计算机设备可以检测设计方案，模拟设备的运行，监控机械设备工作参数的变动，发现机械设计当中存在的问题，从而对设计方案进行完善。
（三）数控机床的模块划分
数控机床的模块划分具有以下几项原则：
第一，各个模块应该具有独立的功能。这就是说对机械设备的模块划分应该以功能的单独实现为标准，划分出的每一个模块都能够单独实现某一功能。只有这样，各个模块之间才能够进行不同的组合搭配，形成各有特色、各有用途的机械设备产品，让机械设备产品更加具有多樣性。
第二，以各个部件作为模块。在进行模块划分的时候，不要将同一部件划分在不同的模块当中。保持模块的完整性，不仅能够简化设计的过程，还能够确保机械设备的产品质量。
第三，模块之间可以进行组合搭配。设计人员在模块划分之后，可以通过大量的实验进行模块的组合搭配，从而增加部件的用途，开发出更加多样的产品。
第四，注意大部件的划分。在划分模块的时候，可以在确保规范性的基础上，对大部件进行分离，还要在模块的功能发展的同时，及时进行大部件的升级换代。
（四）数控机床的功能分解
机械设备的生产主要是通过数控机床来完成的。模块化的设计理念同样可以应用到机械生产当中，按照不同层次对生产环节进行控制。各个用户对于机械设备的要求也都不同，设计人员要充分考虑到用户的实际需求，进行模块的组合和搭配。机械设计要包括设计方案的可行性评估、机械设备的调试检测等内容，这样才能够全方位确保机械设备的科学生产和安全生产。
五、结论
从目前的机械设计发展现状来看，模块化的设计方法是机械设计的最佳方法。模块化的设计方法从产品的功能实现、运行安全、包装运输、调试维修等多个角度入手，通过模块的划分、设计、搭配组合来让机械设备的生产规范化，同时还能够降低机械设备的生产成本，提高机械设备的生产水平。（作者单位：陕西机电职业技术学院）
参考文献：
[1]文宏.模块化设计法在机械产品设计中的应用[J].湖南农机，2013，05：80-81.
[2]杨勤，肖钦兰，彭敏.产品族的模块化设计方法研究与应用[J].机械设计与研究，2014，01：5-7+16.
[3]侯恩光.模块化设计方法在数控维修实训平台中的应用[J].湖北理工学院学报，2013，06：7-8+15.
关键词：模块化；设计方法；机械设计
一、前言
机械设备广泛应用于农业种植、工业生产、建筑施工、车船制造等方面，在众多行业当中占据重要地位。机械设备的质量如何，与其设计方案和制作过程具有很大关系。模块化设计方法为了方便机械设备的维修、简化机械设备的包装、降低机械设备的制造成本而诞生的一种设计方法。模块化设计这一理念出自于计算机编程，是设计员先将程序软件的主要结构和流程描述出来，划分为一个个子程序和子过程来分别进行设计，通过调节各个子程序和子过程之间的连接关系，使整个程序软件能够稳定运行。机械设备的设计当中引入这一理念，大大增强了机械设备的运行稳定性和使用安全性。
二、模块化设计方法的涵义
模块化设计，就是讲所要设计的产品划分为若干个部件或者子系统，这些子系统各有各的功能，而且能够相互配合，确保整体产品的正常使用。模块化设计具有三大特征：首先，各个模块之间具有相对独立性，可以单独进行设计、制造、调试、修改和存储；其次，模块之间具有互换性，模块的参数、结构和尺寸都有统一的标准，容易实现互换；最后，模块具有通用性，可以在不同产品之间实现共用。在机械设备的设计当中，首先对产品的总体框架进行设计，然后按照各个部件进行展开设计与设计的完善。这一设计方法会让机械设计更加具有条理，具有多样的选择，机械设备的功能也更加完善。另外，采用模块化的设计方法，如果机械设备的部件发生损坏，也比较容易进行更换，在机械设备正式投入使用之前，调试工作的难度也会降低。
三、模块化设计方法的特点
（一）维修方便
模块化设计方法，相比传统的设计方法具有很多优点，其中之一就是大大方便了机械设备的维修。传统的机械设计是将机械设备作为一个整体进行设计，如果机械设备的某个部件发生了故障，需要将整台机械设备拆开进行维修。这就导致机械设备的维修比较困难。而采用模块化的设计方法，机械设备的各个模块可以随时进行拆卸，在发生故障时单独拆下出现问题的模块进行维修。如果故障比较严重，在短时间内难以进行修复，可以直接更换通用的新模块，避免对机械设备的运行造成过多的干扰。
（二）包装简单
机械设备的包装是设计过程中的重要内容。机械设备的包装设计需要考虑机械设备的外形，合理地占用空间，还要尽可能地方便机械设备的运输。在传统的机械设计当中，想要全面实现这些目标是具有一定难度的。设计人员需要根据零件的尺寸和外形进行包装，如果零件的外形复杂，就容易浪费一些空间，而且不方便工作人员进行包装，大大降低了工作效率。而模块化的设计方法大大简化了机械设备的包装环节，对包装工作人员的专业知识要求大大降低，提高了包装人员的工作效率。
（三）成本降低
模块化的设计方法，不仅能够简化机械产品的包装流程，还能够大大降低机械产品的生产成本。按照以往的机械设计方法，生产成本受到很多不确定因素的影响，产品的生产预算准确性容易降低，容易发生不必要的成本支出。模块化的设计方法秉承节约成本的理念，从各个模块控制产品的生产成本和资金支出，在不影响机械设备整体质量的情况下，缩减机械设备的生产成本。
四、在机械设计当中的具体应用
（一）与成组设计的共同点
模块化设计和成组设计是机械设计当中常用的技术方法，这两者的理念提出都是因为现代社会的机械产品种类、样式越来越多。成组设计就是根据各个零件的特点和特性，将外形、功能类似的零件划分为一组，按照一定的标准进行规范化的处理。这些同组的零件可以通过流水式作业进行批量生产。而模块化设计则是按照各个模块的功能将零件划分在一起进行生产和处理。与成组设计的共同点是，模块化设计在各个模块的内部，也需要将结构、外形相似的零件划分在一起进行集中生产和规范化处理。
（二）模块化设计的应用
模块化的设计需要依靠计算机设备来提供支持，模块划分的好坏对机械设计的优劣具有决定性影响。通过计算机设备来进行模块化设计，能够对设计方案进行全局规划，让机械设计更加符合机械设备的生产效用，各个模块的划分更加具有科学性。模块化设计采取“先整体、后局部”的设计思路，一切设计都要为了产品的使用功能服务。计算机设备可以检测设计方案，模拟设备的运行，监控机械设备工作参数的变动，发现机械设计当中存在的问题，从而对设计方案进行完善。
（三）数控机床的模块划分
数控机床的模块划分具有以下几项原则：
第一，各个模块应该具有独立的功能。这就是说对机械设备的模块划分应该以功能的单独实现为标准，划分出的每一个模块都能够单独实现某一功能。只有这样，各个模块之间才能够进行不同的组合搭配，形成各有特色、各有用途的机械设备产品，让机械设备产品更加具有多樣性。
第二，以各个部件作为模块。在进行模块划分的时候，不要将同一部件划分在不同的模块当中。保持模块的完整性，不仅能够简化设计的过程，还能够确保机械设备的产品质量。
第三，模块之间可以进行组合搭配。设计人员在模块划分之后，可以通过大量的实验进行模块的组合搭配，从而增加部件的用途，开发出更加多样的产品。
第四，注意大部件的划分。在划分模块的时候，可以在确保规范性的基础上，对大部件进行分离，还要在模块的功能发展的同时，及时进行大部件的升级换代。
（四）数控机床的功能分解
机械设备的生产主要是通过数控机床来完成的。模块化的设计理念同样可以应用到机械生产当中，按照不同层次对生产环节进行控制。各个用户对于机械设备的要求也都不同，设计人员要充分考虑到用户的实际需求，进行模块的组合和搭配。机械设计要包括设计方案的可行性评估、机械设备的调试检测等内容，这样才能够全方位确保机械设备的科学生产和安全生产。
五、结论
从目前的机械设计发展现状来看，模块化的设计方法是机械设计的最佳方法。模块化的设计方法从产品的功能实现、运行安全、包装运输、调试维修等多个角度入手，通过模块的划分、设计、搭配组合来让机械设备的生产规范化，同时还能够降低机械设备的生产成本，提高机械设备的生产水平。（作者单位：陕西机电职业技术学院）
参考文献：
[1]文宏.模块化设计法在机械产品设计中的应用[J].湖南农机，2013，05：80-81.
[2]杨勤，肖钦兰，彭敏.产品族的模块化设计方法研究与应用[J].机械设计与研究，2014，01：5-7+16.
[3]侯恩光.模块化设计方法在数控维修实训平台中的应用[J].湖北理工学院学报，2013，06：7-8+15.