陆伟华1 曹磊2
1、翱途能源科技（无锡）有限公司 江苏，宜兴 214207；2、无锡威孚精密机械制造有限责任公司 江苏，无锡 214000
摘要：模块化设计在充分分析机械产品使用功能的基础上，根据客户需要进行机械产品功能模块的划分及组合，使机械产品往横向、纵向、跨系列及全系列方向发展，简化机械产品的设计过程，降低机械设备的开发成本，便于机械设备的后期维护及功能升级。随着模块化设计与成组技术、柔性制造技术、仿真技术及CAD、CAPP、CAM等辅助计算机制造技术的不断结合，机械产品的设计效率及设计质量将不断提高。
关键词：模块化设计，机械设计，运用探讨
1 模块化设计思想对机械设计的影响
模块化设计思想，其目的在于简化设计程序和制造过程，缩短产品研制和设备准备的时间。机械设计涉及的内容较广，曾经对世界经济的发展做出过重大的贡献，机械设计主要任务是研究产品与人之间相互协调的关系，机械产品的结构形态是机械产品造型的载体。伴随着现代科学技术深入和分工进一步的细化，将在机械加工方面获得成功的模块化设计思想引入机械设计，能协调设计中多个需求，实现整体系统、创造多个不同的形态并降低产品成本的一种有效方法和有力的尝试。机械设计专业是基于机械化大工业的基础上诞生发展的，其带有明显机械的标准化、批量化、组合化、通用化等痕迹，在现代加工成型的各种主要手段中，机械加工成型在企业中至今仍占有一定的比例。模块化设计思想在机械加工中成功地运用，必然会影响工业设计的模式。产品的成型与产品设计程序、产品形态的美观与实用效果、加工工艺、材料选择、运用何种科学技术，用什么样的加工设备、使用的环境和要求、经济定位等因素都会对产品的造型设计形成阶段性的影响。
2 模块化设计的特点
首先，模块化设计能够简化包装机械设计过程，提高设计效率。传统的包装机械设计中，设计人员需要根据客户提出的个性化要求进行单独设计，并且设计出来的产品也只能应用于这种包装机械产品中，无法再应用于其他机械。模块化设计可以考虑部件的从横系列以及跨系列的应用，可以得到满足多种需要的不同产品，对于不同的订货要求，只需要更换模板，便能得出设计产品。
其次，模块化设计产品更新换代快，具有很高的柔性。由于模块化设计十分先进，设计人员可以不断更新其中的技术，采用先进的模块取代其中功能陈旧的模块，造出更加优越的产品，利于企业满足客户的个性化要求，在市场竞争中站稳脚跟。不仅如此，模块化机械产品还便于维修。因为模块化机械产品都是由模块组成，当机械产品出现问题时，只要分析问题，找出发生故障的那一个模块即可，大大缩短了包装机械维修和保养的时间，有利于提高设计效率。模块化设计也能够实现包装机械的系统化、标准化等。
最后，模块化包装机械还具有高质量、低成本的特点。采用模块化设计可以改变传统的单件小批量生产模式，转变为相当批量的模块生产，提高了模块化产品的质量，同时也降低了包装机械的成本。
3模块化设计方法在机械设计中的应用
3.1对模块进行划别区分
在产品的模块进行有效划分时，每个模块确保具有独立功能，这样可以对已经划分的模块在功能上具有独立的特征使其容易拼接、组合和搭配使用，形成了多样的变形产品，使整个模块具有完整性确保高质量的完成。从组成上来看，每个模块的功能通过了解后，可以通过将某些成分模块化或是丢掉或者更改一些模块，让某些部分产生不同的功能和作用。当然这比替换全部要节约一些，而参照原有的模板，同时需要对客户的产品需求进行划分。要在客户需求的基础上对产品进行功能上的划分，又要在产品的功能基础上对所处结构进行区分。将有同种功能的部分进行总的区分。
总的来说，模块划分的优劣决定着模块设计的失败与质量。但是也要对模版的发展前景留有一定空间，这样就可以引入更加新型的想法但不会阻碍模块化的设计，新型的想法可以使体系长期处于多样化更加能够满足顾客的需要，而且通过模板化的设计方式可以使产品能够划分和整合，同时还能够投入大批量的生产中去，一定程度上降低了生产的成本。
3.2应用在立式数控机床中
在立式数控机床应用中，应分析、了解既有机床的既有功能，按照有关基础理论与基础划分原则来展开设计工作，基于划分的主要结果，分析以下方面: 一是技术人员基于功能独立的单元类型模块，便可准确划分立式数控机床的特殊化功能，并在控制机床功能整体独立性的条件下，进一步便捷搭配，秉持模块化设计基础原则，建立起多种设计规划的产品。二是在当前的模块化设计当中，机械零部件本就属于模块形式之一，这就是有效控制模块完整性的关键性渠道，并且还可以提高装配立式数控机床的整体质量。此外，通过整体模块，变更机械零部件。在规划机床模块之时，作为技术人员，便应注意保留模块化空间。而在快速发展技术的过程中，模块设计也融入了许多新专业技术，并且稳步提升模块规划工作效率。
3.3套标机模块化设计的运用
随着社会的飞速发展，人们对物质生活的需求越来越高，商品求新求变，以饮用品为例，
包装样式琳琅满目，套标机是用于瓶身标签收缩贴合的机械设备，而传统的套标机采用一对一的形式进行标签套制，而饮料瓶型多种多样，传统的方式存在较大的局限性，大幅增加生产企业的成本负担，影响企业的良性发展。而通过模块化的设计方式，就能够让套标机更好地满足多样化的生产需求。如通过更换对应的套标模块（如适应不同尺寸标签的中心柱），可以满足不同瓶型（如圆形瓶、方形瓶）、不同套标形式（全裹—如瓶装王老吉、半裹—如500ml统一冰红茶）、不同规格产品（如500ml、1L、1.5L等）生产需求，而不需要对整个设备进行更换，大幅降低企业生产成本。通过这种方式消除因为套标对产品设计产生的局限，企业可以设计出更多样化的产品提供给消费者进行选择，从而提升企业产品的竞争力。
3.4齿轮减速器的模块化设计运用
在进行齿轮减速器模块设计前，必须对市场进行相应的分析调研，根据市场的需求来调整模块化设计的相应策略。（1）根据所需设备的主要参数，确定最终的系列型谱。在进行齿轮减速器模块设计时，应对减速器的主要参数进行及时的查找，然后根据参数确定最终系列型谱。（2）模块化技术设计的有序完成。首先分析设计中所需的基本功能，以确定模块功能；然后进一步确认所需的材料属性及结构规格；之后根据需求生成生产的模块成型及判定，以保证齿轮减速器设计过程的完整性。（3）设计全系列模块。采用全系列模块设计的方式，确定齿轮减速器最终的系统参数指标及尺寸，然后根据参数指标进行相应的调整，以实现标准化处理，充分发挥出模块化设计优势。根据设计得知，齿轮减速器通过模块化设计，能让其主要零部件的高通用化程度得到增强，有效降低成本，也更便于管理。
4结语
我国的经济飞速发展，国民经济日益提升，传统的机械设计方法已经不再能适应于当前社会市场中机械产品的多样化发展。机械设计制造面临着新的难题：周期短，成本高，种类多，产品供不应求等。随着科技的发展，随之而产生的模块化设计方法已经逐步成熟，模块化设计已成为现今机械产品发展的一个趋势。模块化设计不仅能缩短机械设计制造的周期，而且能有效的减少成本，从而受到了机械制造商的广泛追捧。
参考文献
[1]王永福. 模块化设计理论及其在桥式起重机设计中的应用[D].大连理工大学,2004.
[2]孟丽娟.模块化设计方法及其在机械设计中的应用[J].黑龙江科技信息,2016(23):34.
[3]耶建宁.模块化设计方法及其在机械设计中的应用探析[J].科技创新与应用,2015(16):120.