成组技术

武汉理工大学成组技术(GroupTechnology)武汉理工大学机电工程学院罗丹专业、重用、全局成组技术GT第4章应用成组技术的产品设计4.1概述4.2设计标准化4.3复合零件法——零件设计标准化方法之一4.4相似类型件分级法——零件设计标准化方法之二4.5应用成组技术的计算机辅助设计成组技术GT4.1概述4.1.1产品设计工作的重要性4.1.2产品设计工作状况4.1.3应用GT的产品设计过程成组技术GT4.1.1产品设计工作的重要性1)产品设计居企业全部生产的领先地位；2)组织生产、核算生产能力、编制生产计划的原始资料；3)影响企业投产后的经济效益。设计费用只占产品成本的15~20%，但对产品成本的影响达75%。成组技术GT4.1.2产品设计工作状况1)设计方法——三段设计法(图4-1，P74)14%55%15%16%构思工作内容草图工作图设计其它构思收集资料、方案设计、比较计算：创造性劳动总体轮廓设计（15%）创造性劳动工作图设计零件图、修改、复查、校对重复性劳动其它（14%）零件图设计占二分之一以上！图4-1产品设计的各阶段成组技术GT4.1.2产品设计工作状况2)存在的问题体制、人员多，设计周期长；五化程度差(系列化、通用化、标准化、规格化、模块化)；管理手段落后，缺乏有效检索手段；重复工作量大，图纸量大。成组技术GT4.1.2产品设计工作状况2)存在的问题－例：零件设计多样性图4-2零件设计细节差别示例成组技术GT产品族的模块分解及集成产品族产品1产品2产品n产品按照模块进行分解和集成…模块1模块2模块m…4.1.3应用GT的产品设计过程成组技术GT4.1.3应用GT的产品设计过程图4-3产品标准化工作简图成组技术GT4.1.3应用GT的产品设计过程图4-4零件设计族的划分盈亏线相似类型件重复使用件特殊，备用件成组技术GT4.1.3应用GT的产品设计过程图4-5应用GT的零件设计多种零件功能相似性分类系统信息复用GT设计指导文件形状尺寸材料设计族科学的检索系统设计标准化设计合理经济效益缩短设计周期降低设计费用提高产品质量综合经济效益成组技术GT4.2设计标准化4.2.1标准化的目的和意义目的：少出新图纸(降低设计的重复性、多样性)；缩短新产品工艺准备周期；减少基本零件种树。(标准件、重复使用件)好处：结构继承、工艺标准化的基础。成组技术GT4.2设计标准化4.2.2产品设计标准化内容1)零件名称的标准化(统一化)2)结构要素标准化成组技术GT4.2设计标准化1)零件名称的标准化(统一化)a.作用：零件名称反映整个零件结构——工艺特征；分类标识，避免混乱；零件检索的索引和关键词。(尤其是计算机)成组技术GT4.2设计标准化1)零件名称的标准化(统一化)b.标准化准则：名称不带尺寸概念，如φ80齿轮；名称不表示用途，如水泵法兰盘——端盖；名称不含材料；结构功用相同，零件应统一(档块、档铁、限位块……)外来语——中文术语：法兰flange——端盖成组技术GT4.2设计标准化2)结构要素标准化四个标准化要素：功能要素、基本形状、功能要素排列、主要尺寸级别主要类型基本类型单一类型ⅢⅡⅠ特征功能要素功能要素功能要素基本形状基本形状要素排列成组技术GT4.2设计标准化2)结构要素标准化四个标准化要素：功能要素、基本形状、功能要素排列、主要尺寸功能要素基本形状要素排列主要尺寸标准件完全标准化****主要类型Ⅲ主要标准化***设计自由度基本类型Ⅱ基本标准化**设计自由度设计自由度单一类型Ⅰ简单标准化*设计自由度设计自由度设计自由度可实现功能要素、基本形状、要素排列三个特征的标准化设计内容：只需关注主要尺寸、有关数据标准化内容：功能要素、基本形状设计内容：尺寸、功能要素布置及有关数据标准化内容：功能要素设计内容：其余成组技术GT4.2设计标准化成组技术GT4.2设计标准化4.2.2零件设计标准化内容图4-6零件设计标准化方框图成组技术GT基于GT的产品现代开发和设计技术过程1.建立完善的编码体系识别码与分类码2.ABC分析了解零件的分布3.零件分类系统地进行零件的管理4.零件名称分析建立数据字典5.几何形状分析支持有效的变型设计6.参数分析使零件批量增大7.建立事物特性表建立可变型的积木块系统8.编制主文档9.建立主结构成组技术GT1)按分类编码系统编码2)统计各零件组相似零件出现频数3)选择出现频数多的零件组作为重点研究对象(待标准化零件)4)统计并分析待标准化零件组的特征信息频谱5)编制标准零件卡片(基本)6)分析并减少零件参数(主、次参数)7)编制标准化的各类文档4.2设计标准化4.2.3基于GT的零件标准化过程成组技术GT4.2设计标准化1)按分类编码系统编码成组技术GT4.2设计标准化2)统计各零件组相似零件出现频数成组技术GT4.2设计标准化这里，忽略了每种零件的批量，即假设每种零件的批量相当。2)统计各零件组相似零件出现频数3)选择出现频数多的零件组作为重点研究对象(待标准化零件)成组技术GT4.2设计标准化4)统计并分析待标准化零件组的特征信息频谱分析待标准化零件组中影响设计的重要特征得到待标准化的要素两种结构形式、三个尺寸档就是对12种零件实施标准化的方向。成组技术GT4.2设计标准化两种结构形式、三个尺寸档--12种零件5)编制标准零件卡片(基本)6)分析减少零件参数(主、次参数)成组技术GT4.2设计标准化6)参数分析减少零件参数(主、次约束参数)7)编制标准化的各类文档整体标准化重复使用实际情况较复杂成组技术GT4.2设计标准化基于GT的零件设计过程(已标准化后)标准化重复使用成组技术GT4.3复合零件法——零件设计标准化方法之一4.3.1概念一组相似零件的尺寸码，轮廓形状代码和形状要素代码汇集起来。集中全族诸多零件的全部功能要素的零件——复合零件，一般为综合体。复合零件：在设计族内，若某一零件集中有全族内所有零件的功能要素，则称该零件为设计族的复合零件。成组技术GT4.3复合零件法——零件设计标准化方法之一4.3.1概念例：双向阶梯轴零件另外，课本P78-79，图4-4，图4-5分别为轴和法兰盘设计族及其复合零件(图中央部分)。成组技术GT4.3复合零件法——零件设计标准化方法之一4.3.2要求大体代表全族的结构外形；集中所有全族零件的功能要素。以此复合件作为设计标准化模式，进行标准化设计，制订零件的设计标准。复合零件的形成：编码——按一定的相似性标准制订码域——按码域汇集零件——选代表叠加要素准则：相同相似形状、要素、尺寸、材料、精度成组技术GT4.3复合零件法——零件设计标准化方法之一4.3.2要求t2Dkt1D1DAd1f2Dk30405060708090100DA=Dk+20DA=Dk+30DAM4,6,8M10,12,1650607080901001101204.870809010011012060130沉头D1d1t1M4M6M8M10M12M16螺栓7.09.511.514189.213.317.62216.732.82.33.245.36.37.4倒角0d≤2525d≤6060d≤150150d范围a×4501×4501.5×4502×4502.5×450课本P80-81，图4-6，图4-7分别为轴和法兰盘设计族的设计标准成组技术GT4.3复合零件法——零件设计标准化方法之一4.3.3复合零件法基础上的零件设计步骤1)构思2)作草图、编码3)按编码检索——标准(复合件)——设计族4)参照该族设计标准，设计该类零件有关功能要素的尺寸等参数整体标准化重复使用成组技术GT4.4相似类型件分级法——零件设计标准化方法之二4.4.1相似类型件分级法特点按相似性程度区分为不同级别(ppt第16页)按级进行不同程度的标准化设计部分标准化重复使用成组技术GT4.4相似类型件分级法——零件设计标准化方法之二4.4.2相似类型件分级法设计过程1)分类——形成若干设计族，决定出需要标准化的零件2)分级3)综合4)总结成组技术GT4.4相似类型件分级法——零件设计标准化方法之二4.4.2相似类型件分级法设计过程图4-10按相似件分级法的设计标准化工作程序•划分产品类别，产品组•按结构、功能、技术条件划分零件类型•按相似性码域筛选零件•建立若干设计族Ⅲ—Ⅱ—Ⅰ按特征分组画频率分布直方图(课本图4-11)P84ⅢⅡⅠ包含关系标准化：功能要素--基本形状--排列制订指导件文件成组技术GT4.4相似类型件分级法——零件设计标准化方法之二图4-12设计指导资料一览表相似类型件说明预先印刷好的图样推荐数据一览表推荐数据标准的功能要素某零件族A成组技术GT4.4相似类型件分级法——零件设计标准化方法之二4.4.2相似类型件分级法设计过程p85-90图4-14~4-20设计指导资料的一些典型例子成组技术GT4.5应用成组技术的计算机辅助设计p91图4-21~4-32设计指导资料的一些典型例子成组技术GTY停止标准件？开始通用件？重复使用件？下一个零件？相似类型件？构思设计绘制零件草图编码图形显示修改合格吗？自动绘图交互式检索标准件交互式检索通用件标准件样交互式设计特殊件软件化的GT指导设计资料CAC系统重复使用件数据库按一定模式（或方法）建立的相似类型件数据库绘图软件YNYYNNNYYNN成组技术GT思考题1)简述基于GT的零件标准化过程。2)简述按相似件分级法的零件设计标准化工作程序。3)简述按复合零件法进行零件设计标准化的要求。武汉理工大学专业、重用、全局