加工中心模塊化設(shè)計的研究
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！隨著制造裝備業(yè)的快速發(fā)展，加工中心的更新?lián)Q代不斷加速，為了縮短開發(fā)周期，以最快速度響應(yīng)市場變化的需求，模塊化設(shè)計具有重要意義。模塊化設(shè)計是通過模塊之間的重組性及互換性，創(chuàng)建出不同功能的產(chǎn)品，它不僅使企業(yè)在市場競爭者中掌握主動權(quán)，而且為創(chuàng)新設(shè)計和變型設(shè)計提供依據(jù)，為實現(xiàn)敏捷制造奠定基礎(chǔ)，因此，本論述就模塊化設(shè)計的原則進行探討。1有關(guān)模塊化設(shè)計的概念1.1模塊的概念模塊作為模塊化設(shè)計的基本要素，是指系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)獨立,彼此之間存在定義好的接口，且具有一定功能的零件、組件或部件。一個部件成為模塊的條件是:部件的功能、空間以及其他接口特征存在于模塊化產(chǎn)品的特定標準接口允許的范圍內(nèi)。模塊根據(jù)功能可劃分為：基本模塊、輔助模塊、特殊模塊等。(D基本模塊：實現(xiàn)系統(tǒng)中最基本的功能，是不可缺少的模塊。©輔助模塊:實現(xiàn)系統(tǒng)之間連接的模塊。0) 特殊模塊:實現(xiàn)特殊功能的模塊。1.2模塊化設(shè)計的概念模塊化設(shè)計應(yīng)用于機械、電子、家具等諸多行業(yè)中，通過模塊之間的相互組合，可設(shè)計出不同的變型產(chǎn)品?；靖拍钍?為了開發(fā)多種不同功能結(jié)構(gòu),或相同功能結(jié)構(gòu)而性能不同的產(chǎn)品，不必對每種產(chǎn)品單獨進行設(shè)計，而是精心設(shè)計出一批模塊,將這些模塊經(jīng)過不同的組合，構(gòu)造出具有不同功能結(jié)構(gòu)和性能的多種產(chǎn)品。模塊化設(shè)計以用戶需求為導向，通過市場調(diào)研和經(jīng)濟技術(shù)評價,確定模塊的系列型譜。模塊的系列型譜分為縱系列型譜、橫系列型譜、跨系列模塊。縱系列型譜為系統(tǒng)中模塊的功能及原理方案相同，結(jié)構(gòu)相似，但尺寸參數(shù)不同。例如，德國SHW廠生產(chǎn)的工具加工中心，只需改變床身和橫梁2個基礎(chǔ)件的高度和長度，就可以得到3種縱系列規(guī)格的產(chǎn)品。橫系列型譜是在一定基型產(chǎn)品的基礎(chǔ)上更換或添加模塊，以得到擴展功能的同類變型產(chǎn)品。跨系列模塊為采用相同的基礎(chǔ)件和通用件的不同類型產(chǎn)品。但加工中心行業(yè)的模塊化設(shè)計并不是各模塊之間的簡單拼接，模塊的強度、剛度以及接口的標準化都是模塊化設(shè)計過程中的難點，因此,如何系統(tǒng)地協(xié)調(diào)各模塊之間的關(guān)系是加工中心模塊化設(shè)計研究的_個方向。2模塊化設(shè)計的步驟2.1明確任務(wù)以市場需求為導向，明確產(chǎn)品的總功能，在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，以需求最為廣泛的作為主要模塊,擯棄市場需求較少而又制造代價高的模塊。例如，以車床的需求為例，通過_些企業(yè)的調(diào)査，無尾座的切削占60%~82%,因此，無尾座的設(shè)計作為主要模塊,尾座可作為特殊模塊類設(shè)計。2.2建立功能結(jié)構(gòu)此階段的主要任務(wù)是在明確總功能的基礎(chǔ)上，進行功能分析，劃分各個子功能，再轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的功能模塊。見圖1所示，模塊分類圖?？偣δ芊纸鉃榛竟δ?、輔助功能、特殊功能，轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的模塊。以車床為例,首先通過市場調(diào)研，明確任務(wù)，根據(jù)車床的切削原理，劃分為4大基本功能，再具體化為九大功能模塊，以便組合成不同功能的車床，見圖2所示。2.3確定模塊的系列型譜模塊化設(shè)計在應(yīng)用時也應(yīng)該遵循系列化設(shè)計的原理，即：每類模塊具有多種規(guī)格,而每種規(guī)格參數(shù)按照優(yōu)先數(shù)系的公比劃分。若公比小，則模塊劃分較細，雖可能組合成較多的變型產(chǎn)品，但系列型譜內(nèi)的許多優(yōu)點得不到充分發(fā)揮。反之，若公比較大，模塊劃分過粗，得到的變型產(chǎn)品規(guī)格種類較少，難以滿足用戶的需求。因此，必須在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，通過全面的技術(shù)分析,才能確定******公比。2.4各模塊的組合按照不同功能劃分的模塊，組合時遵循以下原則：C0如何以較少的模塊種類組合出盡可能多的產(chǎn)品為目的；0各模塊的結(jié)合面要保證具有良好的強度、剛度,以滿足零件抗震性的要求；Q盡可能遵循“四化原則(標準化、系列化、通用化、典型化)，以確保各模塊連接時的通用性及快速更換。對于加工中心而言，各模塊的組合并不是模塊之間簡單的拼湊，接口部分是直接影響加工中心性能的關(guān)鍵部位，據(jù)統(tǒng)計，整機阻尼的70%,剛度的60%決定于接口，所以接口部分的設(shè)計在整個模塊化設(shè)計中占有重要地位。3模塊化設(shè)計的優(yōu)點模塊化設(shè)計在縮短產(chǎn)品的制造周期，快速響應(yīng)市場，加強市場的競爭力等方面有顯著的優(yōu)勢，此外，模塊化設(shè)計還有以下優(yōu)點。(〇隨著科學的發(fā)展，用先進的技術(shù)設(shè)計出新模塊,取代舊模塊,提高產(chǎn)品的技術(shù)性能，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代。0采用模塊化設(shè)計，只需更換部分模塊，或設(shè)計更改個別零件，就可推出滿足用戶要求的產(chǎn)品,不僅縮短了設(shè)計周期，而且提高了產(chǎn)品的更新?lián)Q代。C3)模塊化設(shè)計中的大部分零件都由模塊組成，如果機器發(fā)生故障，只需更換相關(guān)模塊即可，因此，維修方便，耗時短,對生產(chǎn)的影響較小。(4模塊化設(shè)計方法推動了整個企業(yè)技術(shù)、生產(chǎn)、管理和組織體系的改革。由于產(chǎn)品的大多數(shù)零部件由單件小批量生產(chǎn)性質(zhì)變?yōu)榕可a(chǎn)，有利于采用成組加工等先進技術(shù)，有利于組織專業(yè)化生產(chǎn)，即提高質(zhì)量,又降低成本。4應(yīng)用舉例模塊化設(shè)計在專用加工中心中最典型的應(yīng)用就是組合加工中心的設(shè)計。所謂組合加工中心就是根據(jù)工件的加工需要,以大量的通用部件據(jù)統(tǒng)計:組合加工中心的通用件與標準部件占零件總量的7〇%~90%)為基礎(chǔ)，配以少量專用部件和夾具而組成的_種ill效專用加工中心。圖3所示，典型的單工位三面鉆床，其中夾具7、多軸箱8、中間底座2為專用部件，需要根據(jù)加工零件的結(jié)構(gòu)自行設(shè)計外,其余部件都為通用件與標準部件，用戶根據(jù)不同的需要可將通用件模塊與標準件組合成不同形式與功能的加工中心。組合加工中心采用采用模塊化設(shè)計原則，不僅縮短了制造周期，維修更換零部件方便,而且由于組合加工中心采用多刀加工，自動化程度高，提高了經(jīng)濟效率。5結(jié)束語在制造業(yè)高速發(fā)展的今天，模塊化生產(chǎn)本著“以最少模塊組合出盡可能多的產(chǎn)品”為原則，以低成本和快速響應(yīng)市場為切入點決了品種、規(guī)格多樣化和成本之間的矛盾，找到了它們的******平衡點，為精益-敏捷_柔性化的制造業(yè)發(fā)展趨勢打下了堅實的基礎(chǔ)。海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任！