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1、8设计理论与方法专题论文5机械设计62002年1月l1文章编号:1001-2354(2002)01-0008-03*基于模板模块的机械产品广义模块化设计模块编码系统1122侯亮,徐燕申,李森,夏春分(1.天津大学机械工程学院,天津300072;2.天津锻压机床总厂,天津300142)摘要:针对广义模块化设计的特点,分析了广义模块化设计中模块编码的目的、原则和编码对象,并总结了其模块化编码所需的相关信息,由此给出了广义模块编码的一般过程,最后以液压机模块化设计编码为实例进行了验证。关键词:模板模块;广义模块化设计;模块编码中图分类号:TH12文献标识码:A身结构组成虽然比
2、较固定(由上梁、下梁、立柱等组1概述成),但其结构参数则随载荷吨位、有效台面尺寸等不同而变化。对于第一类产品,可以采用传统的模块化设计进行模块的创建和组合以构成适应用户不同需求产品的计算机辅助模块化设计是今年来受到广泛重视的一种现代设计方法。在进行功能分析的基础的产品。而对于第二类产品,一般为工况复杂、大载上,对整个产品系列自顶向下规划,设计出若干组符合荷、需进行刚度和强度计算的非定型结构机械产品,如/三化0原则所必须的功能模块,然后根据用户的具体液压机、工程机械、水利发电机组等,则很难用传统模设计要求,通过对功能模块的选择和综合,快速设计出块化原理和方法进行产品的拼装
3、和组合,也不能用参新的产品,从而解决了中、大批量生产中用户需求个性数化设计对产品进行简单的缩放,而是要按照用户预化和单件小批量生产中批量化的矛盾。订的需求,确定其结构型式和规格大小。广义模块化[1]基于模板模块的广义模块化设计是在传统模块化设计是针对后一类产品设计而提出的,它的基本思设计理论基础上,融合参数化、变量化设计的内容,用路是通过分析、总结产品的典型结构,构造供设计使用以解决象液压机、起重机等需要进行结构刚度和强度的参数化模板模块,该模板模块具有典型的拓扑结构,计算的非定型结构机械产品的快速设计问题。对设计参数有一定范围的适应性,可以根据用户或设在模块化设计中,
4、模块编码的合理与否对整个模计要求快速由此模板模块构建出具体结构尺寸的实例块化设计系统的建立和运行,如模块选择、模块综合以模块,再由这些实例模块组合成具体的产品结构。及企业的生产管理等诸多方面具有重要的影响,而作对于广义模块化设计,其设计制造过程的产品数为广义模块化设计,由于它要适合更为广泛的产品设据管理和一般模块化设计一样,是通过模块化编码对计,尤其是要适应非定型结构产品的参数化、变量化设模块化产品实行管理的,但其模块编码方法则因其设计,因此,研究、确定其合理的编码方法对基于模块化、计对象主要为非定型结构机械产品而不能照搬一般的参数化及变量化设计的广义模块化设计具有重要
5、意模块化编码方法,须研究能够反映广义模块化设计特义。点的模块编码方法,使其产品数据管理更为合理。2基于模板模块的机械产品3模块编码的目的、一般原则和广义模块化设计模块编码的对象从产品结构的设计特点来看,机械产品可以分为3.1模块编码的目的、一般原则两类,一是结构主参数的分级特性明显,可以进行产品编码在于用规定的字符来代表复杂的概念,从而结构的系列化,如数控机床、加工中心等;二是结构主避免文字叙述所带来的冗长和累赘,以及概念表达的[6]参数是由载荷或使用工况决定,其产品结构难于进行多样性、多义性和非标准化。模块编码的目的主要系列化分级,产品规格大小往往根据用户定义的载荷是
6、使模块信息的描述代码化,即用一个具有充足信息或工况参数而定并进行结构设计,如液压机产品,其机的编码来唯一地标识一个模块,从而为模块的选择和*收稿日期:2001-04-08;修订日期:2001-07-12基本项目:天津市自然科学重大基金资助项目(003804711)作者简介:侯亮(1974-),男,天津大学机械工程学院博士生,研究方向:CAD/CAE/CAM。5机械设计62002年1月l1专题论文设计理论与方法9组合,尤其是该过程的计算机管理提供必要的条件,模块化设计系统的前提是针对产品的特点确定编码的方4.1模板模块从属关系的确定法,使其体现产品的结构特征,从而便于模块
7、的划分、创建模块化设计系统的第一步是针对具体产品完组合和管理。成其产品系列型谱的拟定。图2所示为液压机产品模模块编码必须遵循以下原则:块化设计的产品系列型谱,液压机的机身属于大型结(1)唯一性:编码必须唯一的标志一个模块,模块构件,结构布局形式、设计参数和刚度、强度等设计约也只能存在唯一的编码;束对设计出的结构都有直接影响。因此,对此类非定(2)完整性:模块编码要尽可能完整地表达模块信型结构机械产品进行模块化快速设计分析时,就应总息,要能满足模块化设计与制造全过程的需要,包括模结出其影响结构的主要参数,作为划分产品系列和确块的选择、组合以
