模塊化設(shè)計在混凝土泵車設(shè)計中的應(yīng)用分析

吉堂盛

摘要：如果能夠?qū)⒛K化設(shè)計的過程有效地融入泵車設(shè)計的過程中，那么勢必會讓混凝土泵車的質(zhì)量和工藝更上一層樓。而整個模塊化設(shè)計的內(nèi)容主要包括標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計、產(chǎn)品模塊化平臺設(shè)計和三維的設(shè)計方案。只有全面地加強(qiáng)變型和配置設(shè)計，才能夠在降低成本的基礎(chǔ)上更好地提高產(chǎn)品的質(zhì)量。本文結(jié)合實際案例進(jìn)行全面的分析。

關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計;混凝土泵車;設(shè)計方案;應(yīng)用策略

一、泵車產(chǎn)品模塊化設(shè)計

（一）泵車產(chǎn)品模塊化設(shè)計的概念

對已有的泵車產(chǎn)品進(jìn)行全面的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)就是泵車產(chǎn)品模塊化設(shè)計的根本目的。所有設(shè)計的過程都需要通過模塊化平臺來全面實現(xiàn)。整個模塊化平臺主要是由泵車產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品功能劃分、結(jié)構(gòu)模塊優(yōu)化和模塊接口等幾個部分組成。

（二）全面規(guī)劃產(chǎn)品

由于泵車產(chǎn)品的種類較多。尤其需要根據(jù)產(chǎn)品圖譜的情況來更好地確定產(chǎn)品的參數(shù)和產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。更要注意產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量來盡可能選擇符合客戶設(shè)計要求、銷量穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)可靠的產(chǎn)品。并在最后選擇較為有前途的混凝土泵車型號來作為某個系列的基礎(chǔ)產(chǎn)品。

產(chǎn)品圖譜分析在規(guī)劃產(chǎn)品中一直都占據(jù)著重要地位。尤其需要根據(jù)產(chǎn)品圖譜中的數(shù)據(jù)對產(chǎn)品已有的功能和參數(shù)來進(jìn)行全面優(yōu)化，之后再逐步縮小產(chǎn)品的范圍。在進(jìn)行產(chǎn)品圖譜分析的過程中，需要明確混凝土泵車最大理論輸送量、臂架垂直高度和整車總質(zhì)量等具體的參數(shù)。

（三）產(chǎn)品模塊化

先從混凝土泵車的總體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，再將包括底盤、泵送系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、底架和其他一系列結(jié)構(gòu)作為一級模塊。再根據(jù)模塊制造、模塊維修和模塊試驗等諸多方面的技術(shù)進(jìn)行有效地劃分。其中，臂架系統(tǒng)、連桿系統(tǒng)、軸銷系統(tǒng)和油缸系統(tǒng)四個部分被并入二級模塊。

在二級模塊設(shè)計的過程中，臂架系統(tǒng)一直都占據(jù)著非常重要的位置。尤其可以先將油缸和連桿機(jī)構(gòu)更好地連接在一起，并在之后有效地實現(xiàn)收縮功能。雖然同一型號的混凝土泵車的銷軸、軸套和其他幾個結(jié)構(gòu)基本和油缸的型號完全一致，但是臂架配置的長度卻會有所不同。

在整個混凝土泵車設(shè)計的過程中，臂架和連桿將會關(guān)系到泵車整體的安全，所以一定要采用專業(yè)的機(jī)器進(jìn)行全面的焊接，才能夠在保證生產(chǎn)質(zhì)量的基礎(chǔ)上更好地保證生產(chǎn)的效率[2]。如果能夠?qū)⒛K化設(shè)計更好地融入泵車設(shè)計的過程中，不僅可以使得其制造成本得以有效降低，而且整體質(zhì)量也會變得更好。

（四）有效建立產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)

在將模塊化設(shè)計融入混凝土泵車設(shè)計過程中，有效建立產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)顯得尤為必要。尤其需要在了解有關(guān)產(chǎn)品模塊組合的過程中來配置一個合理的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。注意在已經(jīng)建立的產(chǎn)品基本模塊層次結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上再加入必選和可選的模塊。汽車底盤、油泵和其他必須模塊構(gòu)成必選模塊。臂架減震系統(tǒng)模塊、發(fā)動機(jī)節(jié)能控制模塊、冷卻系統(tǒng)風(fēng)扇模塊和其他模塊構(gòu)成可選模塊。

（五）標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計

標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計指的是通過對通用模塊內(nèi)部的信息內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，從而真正構(gòu)建一個標(biāo)準(zhǔn)的下屬零件的信息描述體系。在模塊設(shè)計的過程中主要是由參數(shù)分析、模塊幾何形狀、模塊接口主模型和其他各類文檔。

另外，在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模塊設(shè)計的過程中，先對部件的幾何形狀和參數(shù)進(jìn)行全面分析，之后再建立主模型主圖一直都發(fā)揮著重要的作用。

（六）三維化泵車模塊設(shè)計

三維化泵車模塊設(shè)計能夠很好地將模塊化設(shè)計運(yùn)用于混凝土泵車設(shè)計的過程中。必須以PDM系統(tǒng)平臺為基礎(chǔ)再全面運(yùn)用Top-Down參數(shù)化的設(shè)計方法進(jìn)行協(xié)同設(shè)計。只有通過這樣三維參數(shù)化的模型設(shè)計才能夠在實現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的基礎(chǔ)上更好地提高產(chǎn)品設(shè)計的效率。

在將三維化泵車模塊融入設(shè)計過程中時，需要由總體設(shè)計師和模塊設(shè)計師協(xié)同進(jìn)行工作。總設(shè)計師先需要通過規(guī)劃設(shè)計方案來確定一級模塊和主要參數(shù)，最根本的就是要負(fù)責(zé)整體產(chǎn)品的布局?？傇O(shè)計師和模塊設(shè)計師更需要通過PDM系統(tǒng)來有效進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，這樣就能夠有效地代替?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)計方法中繁瑣的口頭和紙面交流，并更好地保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。只有讓總體設(shè)計的參數(shù)和條件被更改之后，才能夠讓模塊化設(shè)計在混凝土泵車設(shè)計過程中有更好的應(yīng)用效果。

二、實際案例分析

例如，在設(shè)計銷軸的過程中，主要需要經(jīng)過幾何形狀分析、參數(shù)分析和建立模型主圖等幾個環(huán)節(jié)。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模塊化設(shè)計的過程中，尤其可以運(yùn)用模塊化設(shè)計的方法綜合就銷軸表面的粗糙度、形位公差和材料熱處理工藝綜合為標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計。并在運(yùn)用模塊化設(shè)計的過程中有效地減少工具本身的種類。

在將模塊化設(shè)計運(yùn)用于混凝土泵車設(shè)計的過程中時，尤其可以通過將銷軸的直徑和減重的孔徑按照標(biāo)準(zhǔn)的系數(shù)來進(jìn)行設(shè)計，從而有效地減少整體成本。雖然將模塊化設(shè)計運(yùn)用于單個產(chǎn)品設(shè)計的過程中有些不合理，但是卻能夠?qū)炷帘密囌w設(shè)計有很大的好處。

利用標(biāo)準(zhǔn)的工程圖模板可以在短時間內(nèi)生成軸銷三維模型，并在此過程中，通過利用Creo系統(tǒng)建立一個標(biāo)準(zhǔn)的軸銷主圖。通過這樣一個設(shè)計的過程往往能夠使得混凝土泵車的結(jié)構(gòu)變得更為合理。

三、結(jié)語

本文通過介紹混凝土泵車的概念、設(shè)計現(xiàn)狀和泵車產(chǎn)品模塊化設(shè)計的內(nèi)容進(jìn)行全面地分析，并在之后結(jié)合混凝土泵車銷軸的設(shè)計案例進(jìn)行全面的分析。希望通過模塊化設(shè)計能夠既提高企業(yè)響應(yīng)市場需求的能力，又更好地提高產(chǎn)品的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 約瑟夫·蕭塔納.祁國寧，譯.制造企業(yè)的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015（3）：129-133

[2]孔凡凱.大型定制產(chǎn)品模塊化制造關(guān)鍵技術(shù)研究[D].哈爾濱工程大學(xué)，2015（3）：59-63