虚拟现实辅助设计实现装配性标准化、通用化、模块化

2023-11-22 理论教育版权反馈

【摘要】：产品设计中的标准化、通用化问题不仅影响产品加工生产的组织安排和工艺性，而且影响着产品装配生产的组织和装配工艺性。对于独立部件或装配单元，又可以进一步考虑其组成零件的标准化和通用化，从而提高整个产品的标准化、通用化程度。采用单元化、模块化设计应当注意以下设计原则。设计出的标准单元应尽可能将参数、规格系列化。

在产品的总体设计中采用标准化、模块化设计的思想，尽可能将复杂的产品分解为功能独立、连接关系明确、检查维修方便的独立的单元，并尽可能地采取标准化的组件，这样不仅可以提高产品的质量，同时还可以大大降低制造和装配的复杂性。产品设计中的标准化、通用化问题不仅影响产品加工生产的组织安排和工艺性，而且影响着产品装配生产的组织和装配工艺性。在当今产品向多品种、中小批量生产发展的形势下，这个问题显得尤其重要。

1.标准化设计

标准化设计包括采用可以直接购买的符合国际、国家或者行业标准的零件，直接在产品中应用。提高产品的标准化程度，可以降低设计、工艺编制和生产准备等所需要的费用，而且，标准件的材料性质、性能、可靠性等数据是明确的，可以根据有关标准在采购中进行严格检验。在成本方面，与新设计制造的零件相比，采用标准件的成本一般只有新设计零件的10%。在装配过程中采用标准化的工装设备进行装配，可以大大简化装配工艺过程，保证产品的装配质量。

2.通用化、系列化设计

产品由于品种不同，外形和结构上必然会存在一定的差异。但是如果采用通用化、系列化的设计方法，将产品中的通用部件系列化，使各品种之间有着良好的继承性，将给产品的加工和装配带来极大的方便。通用化、系列化一方面可以降低设计、工艺编制和生产准备的时间和成本；另一方面，还可以采用批量化的生产组织模式，将多个品种中的通用部件进行批量生产，采用先进技术和装备，提高劳动生产率。

进行通用化、系列化设计时，应当考虑以下几点。

(1)将产品分解为部件和装配单元，分析各个部件和单元的用途及技术特性，将功能相同或相似的零部件根据产品品种的要求，采用标准化数列形成产品系列。

(2)选择符合通用化部件或装配单元的最适宜的运动系统和结构。

(3)装配单元或部件结构相同，但技术特性差别相当大时要考虑工艺过程典型化。

(4)尽量使壳体零件通用化。当工艺特性差别很大时，可将这类零件合理地归并成几类结构类似的零件。

(5)尽可能使零件的结构要素通用化。

在此基础上，按照成组技术方法对零件进行分类，可采用典型的成组工艺过程，大大提高零件的工艺性，为采用大规模生产的方式加工和产品装配创造了条件。

3.单元化、模块化设计

复杂结构的产品，不可能整个通用化时，可按其结构功能，设计成若干可以独立装配的单元或部件，这不仅改善了装配工艺性，而且有利于产品的改进和改型。新型产品的改进设计可在基本型产品的基础上仅对某些部件或装配单元进行改进，可缩短生产准备周期，增强应变能力和产品的市场竞争力。对于独立部件或装配单元，又可以进一步考虑其组成零件的标准化和通用化，从而提高整个产品的标准化、通用化程度。

采用单元化设计的主要目的有以下几点。

(1)使装配工作能分散平行进行，以缩短最终总装的装配工作量和装配时间，提高总装的质量。

(2)独立的装配单元可以进行单独检测，易于保证最终产品的综合性能。(www.chuimin.cn)

(3)改善装配工作的条件，利于实现装配的自动化，提高装配效率和产品质量。

(4)可以采用简单的装配定位方法，简化复杂产品的装配工装设计。

(5)将具有特殊装配环境要求和特殊实验要求的装配件分离出来，减少专用厂房面积，节约投资费用。

单元不仅是某些系统和设想的简单划分，它作为一种结构必须能够发挥独立的功能。而且如果能组装具有各种功能的单元，即可做出具有各种新组合功能的产品。采用单元化、模块化设计应当注意以下设计原则。

(1)明确单元的功能，一个单元不应当具有过多的功能。

(2)按照专业划分单元，以减少总装中多个专业之间的协调。

(3)设计出的标准单元应尽可能将参数、规格系列化。

(4)用在单元上的各机械零件应标准化，即设计要简单，生产率及可靠性要高。

(5)装配单元的输入输出的接口参数或安装尺寸等应标准化。