模块化设计在单柱式液压机快速设计中的应用

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近几年，制造业迅猛发展，液压压力机的生产制造行业也加快了发展的步伐。目前国内液压压力机制造企业有400余家，中小型液压压力机制造企业每年产量也都有百余台，设计人员的工作量非常大、重复性也较高，从而导致效率低下，这些都是制约企业发展的关键要素。因此，迫切需要对设计技术进行改良，以达到快速设计的目的。这对增强相关企业的生存和发展能力具有重要的现实意义。

目前，国际上针对快速响应设计的变型设计技术、快速原型技术、系列化拈化技术和虚拟制造技术等发展较为迅速。在单柱式液压机的快速设计研究中，目前最主要的是采用拈化设计、变型设计和参数化设计。本文将重点阐述拈化设计。

1 拈化设计概述拈化设计的设计理念能够适应市场需要，模块的组合配置，可以创建不同需求的产品，满足客户的定制需求，采用这-理念能够降低产品的开发成本，缩短设计周期，最终可以充分满足客户的个性需求，保证批量生产并降低成本。

从系统 的观 点 出发，采用分解 和组合 的方法 ，建立拈体系和运用拈组成产品(系统 )的全过程称为拈化、拈是在通用化、系列化和组合化等标准化基础上引入系统工程原理而发展起来的-种标准化 的高级形式 ，表现为特征尺寸模数化、结构典型化、部件通用化、参数系列化和组装积木化。

拈化技术可以帮助实现产品的快速配置设计，因此企业要想快速配置出客户所需要的不同产品，采用拈化技术是十分有必要的。拈化设计技术可以将拈进行不同的组合从而产生大量的变型产品(见图 1)，通过拈化设计组合的拈化产品模型具有独特的功能、结构和性能特点。

图1 拈化示意图近年来，拈化机械产品的设计是全球工业发达国家普遍采用的-种设计方法，本文按照液压压力机的结构来划分拈。

收稿 日期 ：2012-09-15基金项目：安徽机电职业技术学院教科研项目作者简介：王秋红(1982- )，女，黑龙江七台河人，硕士，安徽机电职业技术学院讲师 ，研究方向为数控技术。

· 155·王秋红，等：拈化设计在单柱式液压机快速设计中的应用2 拈化设计技术的优势拈化设计能够提高产品的开发速度，其优势主要表现在以下几个方面 J：(1)时间的优势。在客户提出要求后，企业可以迅速对已有拈进行合理配置组合 ，组成用户所要求的产品，从而大大降低设计时间，加快了交货速度。

(2)设计创新上的优势。企业拿到订单后，通过分析客户需求，在重组已有拈的基础上，还可以设计新的拈，以取代原有的拈，而这些新拈都具有更好的性能，从而便于产品的更新换代，对于发展相关的变形产品十分有利。

(3)质量和成本的优势。拈化设计有利于实现生产自动化和工艺标准化，由于拈化设计使生产过程简化，因此既提高了生产效率，又缩短了生产周期，降低了生产制造成本。

3 拈化设计的主要方式拈化设计主要有以下几种方式 J：(1)横系列拈化设计。横系列拈化设计是指不改变产品主参数，常是在基型品种上更换或添加拈，利用拈化原理发展其变形产品，形成新的变形品种。这种设计方式易实现，因此应用最广。

(2)纵系列拈化设计。纵系列拈化设计是指在同-类型中对不同规格的基型产品进行设计。

(3)全系列拈化设计。全系列拈化设计包括横系列和纵系列拈化设计。例如液压压力机，除了形成横系列产品(液压压力机和机械压力机等)，还可以改变压力机的吨位大小，得到纵系列的规格 。

(4)全系列和跨系列拈化设计。全系列和跨系列拈化设计主要是在全系列基础上用于结构比较类似的跨产品的拈化设计上。例如，全系列的龙门铣床结构与龙门刨、龙门刨床和龙门导轨磨床相似 ，可以发展跨系列拈化设计。

4 液压机的拈划分液压压力机是-款非常复杂的机械产品，它由很多拈组成，拈与拈之间在结构、性能上都有不同。不同型号的液压压力机，配置也不-样。为. 1 56 。

了能够实现快速设计，可将液压机进行拈化划分，划分后可以对不同的拈分别进行参数化设计，这样可以降低参数化设计的难度，然后根据实际需要，将不同的拈进行组合，就成了-个新的液压压力机。液压机的拈结构见图2。

图2 液压机的拈结构图根据拈化设计的理论，要实现单柱式液压压力机快速设计，很重要的-点就是要对液压压力机进行合理的拈划分～产品按照产品结构和功能划分成可以重用和互换的不同功能单元，每个功能单元具有相对稳定的、-致的几何连接接 口和输入输出接口。在划分过程中拈数量和规模是相互矛盾的2个因素，因此对任-产品进行拈划分时，都要综合考虑，寻求最佳的状态。

在上述分析的基础上，液压机拈划分时要注意拈之间的连接和装配，下面介绍拈划分的原则：(1)拈的划分应尽量考虑整个产品生命周期中各个环节的需求，比如产品的拈可以考虑工艺合件、采购合件和维修合件等。

(2)拈是构成产品的-部分，具有独立功能，这里所指的独立包括功能上的独立和结构上的独立。以此保证拈在重用时，既能够适应参数化设计的要求，又能便于拈的设计和各个拈的最后装配。

(3)拈划分可以以零部件为单位进行划分，其中以结构件作为拈是最常见的划分类型。

液压压力机属于大型机械产品，这类产品往往要根据客户的需求进行个性化设计，结构相对比较复杂，非标或系列化程度不明显，并且大多数都是以单件小批量生产为主。因此，对其进行拈划分时，不能过于细分，拈不能太多，最好应以部件作为模块5 结 语本文对拈化设计理念作了深人剖析，重点阐王秋红，等：拈化设计在单柱式液压机快速设计中的应用述了拈化的应用及设计原则。应用拈化设计技术能够通过快速重组拈得到新的产品，大大提高了设计效率。对提高企业竞争力 ，提升企业的生存发展能力具有重要的现实意义。