實現活塞專用加工機床的模塊化設計，根據用戶提出的總體任務和要求，進行模塊選擇與模塊裝配組合設計，是實現快速響應市場需求的關鍵所在。

　　基于模塊的活塞專用加工機床總體方案設計是指通過分析用戶提出的總體任務定義與功能要求，進行模塊選擇與模塊裝配組合設計。由于模塊化方案設計的多解性，必須從眾多的方案中優選出擬采用的方案。為此，首先要對各候選方案進行評價，然后根據評價的結果決策。如果方案不能達到預定的目標，則必須進行再設計，提出新的設計方案或對原方案的某一部分進行修改，得到比較滿意的設計方案。

　　基于模塊的總體方案設計

　　基于模塊的機床總體方案設計可以歸結為兩個相反的過程，即分解和組合。分解是根據被加工對象的工藝信息和用戶的功能要求定義機床總功能和性能指標，確定機床總體方案形式和主要性能參數、特性參數值，并將其分解成一系列易于實現的子功能；組合是根據子功能要求選擇出所有滿足要求的模塊，并通過模塊綜合，組合出多個可實現的機床總體方案。由于機床功能結構十分復雜，難以從整體上直接完成其設計任務的求解，因此，設計任務的分解是必須的，分解出的子功能可由相應的模塊完成。基于模塊的機床總體方案設計基本步驟如下：

　　（1）根據機床總功能和性能參數將總任務分解成一些相對簡單的子功能；

　　（2）根據子功能的性能參數的要求查出滿足要求的模塊；

　　（3）由于滿足某一子功能要求的模塊往往不止一個，故可形成多個組合方案；

　　（4）進行模塊接口分析，確定可實現的組合方案；

　　（5）建立方案的裝配模型。

　　1.任務分解

　　設計任務的分解主要是在進行功能分解的同時將總的設計參數分配到相應的子功能，由子功能結構實現，或者說給子功能規定相應的設計參數。當總功能被分解后，可以得到一個分層的任務體系，如圖1所示活塞精止口、鉆中心孔機床功能分解圖。

圖1  活塞精止口、鉆中心孔機床功能分解

　　2.模塊的選擇與組合

　　模塊的選擇是在現有機床模塊的基礎上，針對機床總功能要求的劃分，從已建立的模塊庫中，搜索到與所需模塊功能相一致的模塊。主要內容包括對現有模塊的功能選擇、調用和判斷。

　　以活塞精密車床系列為例，現有主要模塊種類為：主軸箱、主軸箱支座（過橋）、滑臺、滑臺座、尾座、床身和底座7種模塊。根據模塊結合面特征，可得如圖2所示模塊的組合形式。

圖2  模塊的組合形式

　　模塊的組合方案有S1＝{1，2，3，4，5，6，7}，S2＝{1，3，4，5，6，7}，S3＝{1，3，4，5，6}，S4＝{1，2，3，4，5，6}，S5＝{1，2，3，4，5，7}，S6＝{1，3，4，5，7}， S7＝{1，3，4，6，7}。

　　例如：BHC-50A活塞環槽精密車床采用S2＝{1，3，4，5，6，7}模塊組合形式，BHC-22活塞精密外圓車床采用S5＝{1，2，3，4，5，7}，精止口、鉆中心孔機床模塊組合形式采用S7＝{1，3，4，6，7}。

　　3.模塊之間的連接方式

　　模塊在產品中一般是成鏈狀、樹狀或網狀組合在一起的。由于模塊在產品中的作用不同，即實現的子功能不同，與其他模塊之間的組合關系也不同。根據某一模塊所能連接其他模塊的數量，可分為單向連接、雙向連接和多向連接（圖3）。

圖3  模塊的連接方式

　　單向連接是指模塊只有一個接口，并且僅能與另外一個模塊相連接的組合方式。單向連接的模塊都處于鏈或樹的末端。

　　雙向連接的模塊有兩個接口，能與另外兩個模塊相連接。雙向連接的模塊可以通過組合使所構成的系統由兩端向外擴展。