(一)模塊化設計的一般概念
模塊化設計是對在一定范圍內(nèi)的功能相同但機能、規(guī)格不同的產(chǎn)品進行分析、劃分并設計出一系列功能模塊。
液壓機模板模塊信息模型如圖3—74所示，它由參數(shù)化實體模型和與之相關的數(shù)據(jù)信息模型組成。
模塊化設計還可分為：
(1)橫向系列模塊化設計在某一基型品種上，通過變換、增加或減少某些可互換的特定模塊而形成變型產(chǎn)品。
圖2 為一下梁模板模塊的結構簡圖。在對該產(chǎn)品族劃分并公道創(chuàng)建出一系列模塊的基礎上，根據(jù)新產(chǎn)品的設計要求，將一組已存在的特定模塊公道組合成模塊化的新產(chǎn)品方案。
(二)液壓機廣義模塊化設計
(1)模板模塊在文獻中，天津大學和天津鍛壓機床總廠提出一種基于模板模塊的液壓機機架結構模塊化設計方法，即基于參數(shù)化、變量化、模塊化集成設計的廣義模塊化設計。
經(jīng)實際應用證實模板模塊的設計方法可以有效進步液壓機本體機架結構的快速創(chuàng)建，為產(chǎn)品報價和具體設計提供可靠的信息。
圖1 模板模塊信息模型
結合天津鍛壓機床廠的實際情況，以該廠引進的三維CAD軟件I—DEAS為設計平臺(也是CAE分析的有效工具)，進行液壓機模塊模板參數(shù)化造型設計。它具有特定的功能、結構拓撲布局，并包含著各種相關的設計規(guī)范和設計知識，在此基礎上，根據(jù)用戶需求可以快速設計出特定的液壓機模塊部件，并把這種典型的模塊結構稱為模板模塊。數(shù)據(jù)信息模型存儲著模板模塊的設計支持信息，是液壓機模塊化設計系統(tǒng)中模塊的信息核心。提出了采用模板模塊的概念，將液壓機各個結構模塊按照不同的功能、不同的結構設計參數(shù)合用范圍、不同的結構形式等收拾整頓劃分出典型的模塊結構形式。其中，參數(shù)化造型技術是模板模塊結構尺度化、設計知識尺度化的基礎，有限元變量優(yōu)化分析是知足強度、剛度前提下選擇公道結構參數(shù)的基礎。
(2)柔性模塊參考文獻提出廣義模塊化設計是以柔性模塊和實例模塊為基礎構建產(chǎn)品模塊系統(tǒng)，并以選擇柔性模塊或由柔性模塊天生的模塊實例組成模塊化產(chǎn)品的設計方法。該模板模塊上帶移動工作臺、液壓墊，有三個頂出缸，工作臺及液壓墊有效尺寸范圍一定。
模塊化設計已經(jīng) 液壓機廣泛應用于機床、減速器、計算機、家用電器和家具等行業(yè)，它夸大的是模塊的通用化、尺度化和系列化，其模塊結構及其接口參數(shù)一般可以固定下來。
模塊化設計的長處在于縮短了設計和調(diào)試周期，產(chǎn)品更新?lián)Q代快；易于產(chǎn)品的制造、裝配、維修和回收；降低本錢；保證產(chǎn)品的機能不亂可靠。液壓機模板模塊結構由一系列參數(shù)驅動，對于某一模板對應相應的一組參數(shù)，如圖3—75所示，模板模塊的結構參數(shù)由模塊化液壓機設計系統(tǒng)輸出，CAD軟件從設計數(shù)據(jù)庫中提取詳細設計參數(shù)，天生詳細的模塊實例。這種產(chǎn)品系列模塊化設計與劃分的條件是：載荷、強度、剛度和材料特性參數(shù)不是模塊結構劃分的主要影響因素。
變量優(yōu)化信息是模板模塊的核心信息，對于液壓機本體三大梁的模塊結構，影響其剛度的主要因素，一般是一些主筋板的厚度和形位幾何參數(shù)，其結構拓撲關系基本不變，優(yōu)化目的即為尋求主要結構參數(shù)(筋板厚度、筋板間隔參數(shù))的 優(yōu)值。可以較好地解決產(chǎn)品品種、規(guī)格與設計制造周期和出產(chǎn)本錢之間的矛盾。模板模塊的參數(shù)化實體模型由三維CAD軟件(如PIo／E,I—DEAS等)二次開發(fā)天生，包括特征參數(shù)信息和結構拓撲關系信息。該模板結構中的各個參數(shù)與參數(shù)之間的關系由液壓機設計職員提供，各個結構參數(shù)的選擇由相關的設計規(guī)范庫、尺度庫提供，其中影響結構強度、剛度的幾個主要結構參數(shù)為有限元變量分析的結果。為此，采用了參數(shù)化造型技術和有限元變量優(yōu)化技術。
(2)縱向系列模塊化設計在統(tǒng)一類型中對不同規(guī)格的基型產(chǎn)品進行變型產(chǎn)品設計。
(3)全系列模塊化設計縱向系列模塊化設計加橫向系列模塊化設計。
圖2 下橫梁模板模塊結構示例
圖3 為液壓機模塊化設計的基本流程。
。根據(jù)用戶提出的設計要求，在模塊治理庫中查詢到相應的模板模塊，并根據(jù)詳細的設計參數(shù)確定模板模塊中的所有結構參數(shù)，從而快速設計出知足要求的主結構機架。
但是液壓機的本體結構隨工藝、工況的不同而變化范圍較大，形式復雜而 液壓機多樣，且要知足一定的強度、剛度要求，載荷是其主要的功能要求，因此，現(xiàn)有的一般的模塊化設計技術不能知足其設計要求。
為了使模板模塊不但能夠按照要求快速結構成形，而且要保證模型知足強度、剛度等要求。
上一個：