第二章成组工艺-精简

•一成组技术的发展•成组技术起源于前苏联及东欧各国，二十世纪五十年代前就有类似的思想，五十年代以后，成组技术逐渐地发展起来。它发展过程大体上是“成组加工→成组工艺→成组技术”三个阶段。成组技术（GroupTechnology—GT）批量法则在大批量生产中，由于采用专用、高效和自动化的生产设备，可以获得高的生产率，低的生产成本，短的生产周期；而多品种、小批量生产则相反。机床利用率例：CA6140车床，最大加工直径φ400，实际加工90％以上工件直径不足100mm，机床利用率极低。制造周期在多品种、中小批量生产中，加工时间仅占生产时间的约5％，其余95％均为周转等待时间；加工时间中真正进行切削的时间不足30%。多品种、中小批量生产中存在的问题成组技术（GroupTechnology—GT）◆目前，单件小批量生产的产品占机械产品总数的70％以上，并有继续增大的趋势。解决多品种、中小批量生产的有效途径是采用GT。5％95％调整、装夹、对刀、检测等切削30％70％加工时间运输与等待时间制造周期加工时间图1-13多品种、中小批量生产的时间分配GT的客观基础二次相似性结构（形状、尺寸、精度…）材料（材质、毛坯、热处理…）工艺（加工方法、加工设备…）一次相似性机械零件之间存在相似性这种相似性主要表现在三个方面：成组技术（GroupTechnology—GT）机械产品中各类零件出现有明显的规律性（图1-14）正是由于70%左右的零件属于相似件，构成实施成组技术的客观基础。成组技术（GroupTechnology—GT）标准件复杂件相似件20～25%70%5～10%零件复杂程度零件出现频数图1-14机械产品中不同复杂程度零件分布规律成组技术（GroupTechnology—GT）图1-15结构相似零件组图1-16工艺相似零件组•二成组技术的实质•成组技术(GroupTechnology)简称GT，将许多互不相同，但又具有相似信息的事物按照一定的准则分类成组，使若干种事物能够采用同一的解决方法，以达到节省精力、时间和费用的目的。简而言之：成组技术是利用零件的相似性来进行多品种小批量生产的科学方法；•三零件组的概念•成组技术在研究零件分类时，常采用“零件组”这一形象的概念。零件组是具有某些共同属性的零件集合。成组技术（GroupTechnology—GT）图1-17成组技术基本原理产品部件零件零件组ABCA1A2A3B1B2C1C2C3C4将多种零件按其相似性分类成组，人为扩大生产批量重复使用原则：◆资源重复使用，降低生产成本；◆作业熟练程度增加，提高生产率。GT工作原理•四成组技术的技术经济效果•在多品种小批量生产方式中推广应用成组技术，使生产组织和生产技术发生了很大的变化，在实际应用中取得了较好的效果，主要表现在：1、简化了生产技术准备工作。2、为使小批量生产广泛用采高效率设备。3、缩短了产品生产周期，提高了按期交货率。4、促进产品结构及零部件的标准化。5、简化了生产管理。§2-2零件的分类编码系统•零件的分类编码系统：用字符（数字、字母或符号）对零件各有关特征（或属性）进行描述和标识的规则和依据。•零件特征码：每一个代表零件特征（或属性）的字符。•零件代码：零件特征码按一定规律的组合。二、对零件分类编码系统的要求1零件类型；2代码所表示的详细程度、码的结构3代码使用的数制；4代码的构成方式；5代码必须是非二义和完整，即每一个零件有它自己的唯一代码；6代码应该是简明的三、零件分类编码系统简介1.奥匹兹(OPITZ)零件分类编码系统2.夹具分类编码系统3.刀、量、辅具分类编码系统`0回转体L/D≤0.510.5L/D32L/D≥33异形件L/D≤24异形件L/D25特殊件6非回转体板状A/B≤3A/C≥47条状A/B38块状A/B≤3A/C49特殊件外表面形状要素主要形状主要形状主要形状主要形状内表面形状要素回转加工内外表面的形状要素平、曲面加工辅助孔、齿形加工平、曲面加工辅助孔、齿形、成型加工主孔加工平、曲面加工辅助孔、齿形、成型加工尺寸材料毛坯形状精度辅助码第第第第一二三四位位位位第第第第第一二三四五位位位位位回转体零件分类•回转体零件：主要表面由回转面构成或者外形为正多边形，其内形要进行回转加工的零件。除回转体以外的一切零件均属于非回转体（代码0-5）•不带偏移回转体（1）零件只有一个回转轴线，此轴线就是零件的几何轴线（2）垂直于零件回转轴线的截面均为圆形或者环形，或两者组合，但是铸、锻、焊毛坯中的加强筋、非功能凹槽以及圆柱体由切削加工而形成的槽、螺纹、齿形等，其截面不是圆或环形，仍属不带偏移的零件。不带偏移回转体按照长径比用(0-3)来表示零件类型0回转体L/D≤0.510.5L/D32L/D≥3形状码外表面形状要素0光滑(直径无变化)无形状要素1单向台阶无形状要素2有螺纹3有功能槽4双向台阶无形状要素5有螺纹6有功能槽7有功能锥面8有传动螺纹9其它内表面形状要素0光滑(直径无变化)无形状要素1单向台阶无形状要素2有螺纹3有功能槽4双向台阶无形状要素5有螺纹6有功能槽7有功能锥面8有传动螺纹9其它平面加工0无平面加工1外部平面和/或一个方向弯曲2等距排列的外表面3外部槽和/或缝4外花键(多边形)5外部平面和/或槽和/或缝、外花键6内部平面和/或内部槽7内花键(多边形)8内外花键、槽和/或缝9其它辅助孔与齿形加工0无齿形无辅助孔1独立的轴面孔2规则分布的轴向孔3独立的径向孔4轴向和/或径向和/或其它方向的孔5规则分布的轴向和/或径向和/或其它方向的孔6有齿形圆柱齿轮7锥齿轮8其它齿轮9其它第一位第二位第三位第四位第五位Digit1Digit2Digit3Digit4Digit5NonrotationalPartclass0123456789RotationalL/D≤0.50.5L/D3L/D≥3Smooth,noshapeelements0123456789ThreadExternalshape,ExternalshapeelementsnoshapeelementsOrsmoothFunctionalgrooveSteppedtobothendnoshapeelementsThreadFunctionalgrooveFunctionalconeOperatingthreadAllothersSteppedoneendSteppedoneendSmooth,noshapeelements0123456789ThreadInternalshape,InternalshapeelementsnoshapeelementsOrsmoothFunctionalgrooveSteppedbothendnoshapeelementsThreadFunctionalgrooveFunctionalconeOperatingthreadAllothersPlanesurfacemachining0123456789Surfaceplaneand/orcurvedinonedirection,externalNosurfacemachiningExternalplanesurfacerelatedbygraduationaroundcircleExternalgrooveand/orslotExternalspline(polygon)Externalplanesurfaceand/orslot,externalsplineInternalplanesurfaceand/orslotInternalspline(polygon)Internal/externalpolygon,grooveand/orslotAllothersAuxiliaryholesandgearteethNoauxiliaryholeAxial,notonpitchcirclediameter0123567894Axial,onpitchcirclediameterNogearteethWithgearteethRadial,notonpitchcirclediameterAxial/radial,and/orotherdirectionAxial/radial,onPCDand/orotherdirectionAllothersSpurgearteethBevelgearteethOthergearteeth非回转体零件形状码辅助码辅助码图1-20Opitz分类编码系统辅助码（6～9位）Steel,Heattreatment0123456789012345678901234567890123456789Diameter(Length)MaterialAccuracyOriginalshapeofrawmaterial≤2020～5050～100100～160160～250250～400400～600600～10001000～2000＞2000Nodulariron242mmKgb/242mmKgb/Alloysteel(Heattreatment)NonferrousmetalLightalloyAllothersCastironPipeMachinedworkpieceCastingandforgingsL,U,Tetc.sectionsteelBar(heatrolling)Bar(coldrollingordrawing)△,□,etc.barSheetStickplateWeldmentUndefined23452+32+42+53+42+3+4+5Digit6Digit8Digit9Digit7AlloysteelSteelSteel应用实例毛坯材料是灰铸铁经铸造而成,内部通孔中间是功能槽。利用奥匹兹编码系统对此零件进行完整的9位编码。分类编码结果:0—回转体零件，L/D≤0.5；01—一端台阶，无形状要素；013—光滑或一台阶，有功能槽；0131—外平面；01311—轴向孔，用钻模，不带齿；013114—直径在160～250之间；0131140—材料为铸铁；0131407—毛坯为铸铁；013114075—第二、三位有高精度要求。2.夹具分类编码系统3.刀、量、辅具分类编码系统我国JLBM1编码示例φ240700.80.8其余3.2压盖零件编码（001021103050736)§2-3零件分类编组方法零件分类编组就是按照一定的相似准则，将品种繁多的零件归并成若干个具有某些特征相似的零件组。零件的分类编组是成组技术的核心和关键，并且是计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）和柔性制造系统（FMS）等发展的基础。§2-3零件分类编组方法一、目测法（视检法）它是由人直接观测零件图或实际零件以及零件的制造过程，并依靠人的经验判断对零件进行分组。这种方法直观易行，对零件进行粗分类的有效方法。例如，应用视检法可方便地将零件划分为回转体类、箱体类和叉体类等。但由于这种方法是凭经验进行的，所依据的零件类型是模糊的，因此用它对零件进行较细的分类就比较困难。目前，这种方法一般不单独使用，而是作为一种辅助方法，用于零件的粗分类。§2-3零件分类编组方法二、生产流程分析法生产流程分析法又称流程分析法，它只涉及零件的制造方法，而不考虑零件设计特征的相似性。因而，它是一种适用于制造、管理领域，而不适合于设计领域的分组方法。分析过程：工厂流程分析车间流程分析生产单元流程分析设备（工装）分析生产流程分析法特点是能够同时产生零件组与机床组（生产单元），它常用于生产单元设§2-3零件分类编组方法•三、分类编码法分类编码法是实施计算机辅助成组技术（CAGT）较常使用的分组方法。这种方法是先将各种零件特征编码，然后对代码规定出相似准则，按准则将代码相似的零件归为一组。•(1)特征码位法：针对分组目的，只选择影响较大的信息类别（码位）的关键特征（代码）作为聚集对象的分组标准。•(2)码域法：设定若干个不同