成組技術(shù)及其在工藝中的應(yīng)用.ppt

一、成組技術(shù)及其在工藝中的應(yīng)用,1現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的基本任務(wù)和特點(diǎn) 基本任務(wù) 充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)最新成就，按照高效、優(yōu)質(zhì)、低成本的要求，不斷生產(chǎn)出各種節(jié)能省料的新產(chǎn)品,第四節(jié) 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì),基本特點(diǎn) 從歷來(lái)單一品種的生產(chǎn)方式向多品種生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)化，從而使得多品種生產(chǎn)在機(jī)械工業(yè)的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的比重 現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)和制造過(guò)程必須擁有較高的自動(dòng)化水平和靈活應(yīng)變的能力，即實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)和制造過(guò)程的柔性化,2生產(chǎn)系統(tǒng)和制造系統(tǒng) 生產(chǎn)系統(tǒng) 將機(jī)械制造的全過(guò)程及其組成部分看成一個(gè)整體，用系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)分析和研究，對(duì)機(jī)械制造過(guò)程實(shí)行最有效的管理和控制，以期取得最佳經(jīng)濟(jì)效果的技術(shù)和管理系統(tǒng),生產(chǎn)活動(dòng)的三個(gè)階段： 決策階段 研究和開(kāi)發(fā)階段 產(chǎn)品制造階段,生產(chǎn)過(guò)程的載體 物質(zhì)流：以生產(chǎn)對(duì)象、機(jī)床設(shè)備、工藝裝備為中心 信息流：以生產(chǎn)管理和信息處理等管理技術(shù)為中心 能量流：以保證生產(chǎn)正常運(yùn)行的能源等為中心,制造系統(tǒng) 直接將輸入的原材料或毛坯加工成成品的系統(tǒng) 由機(jī)械設(shè)備、工具、各種制造過(guò)程組成,3中、小批量生產(chǎn)的幾種模式 傳統(tǒng)的制造模式： 即用通用機(jī)床或?qū)Ｓ霉に囇b備進(jìn)行生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率依賴于工藝裝備和工人的技術(shù)水平,現(xiàn)代的制造模式：即計(jì)算機(jī)參與整個(gè)機(jī)械制造工業(yè)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助編制工藝規(guī)程（CAPP）和管理信息系統(tǒng)（MIS），采用若干臺(tái)數(shù)控機(jī)床（主要是加工中心），并備有物料傳輸和裝卸、中間存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)組成的柔性制造系統(tǒng)（FMS）；整個(gè)工廠由一個(gè)多級(jí)的網(wǎng)絡(luò)控制，配合一套將設(shè)計(jì)、制造、管理綜合為一個(gè)軟件系統(tǒng)，形成工廠全盤(pán)自動(dòng)化的最高型式計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）,4成組技術(shù)的基本概念 傳統(tǒng)小批量生產(chǎn)方式的缺點(diǎn) 產(chǎn)量小，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，限制了先進(jìn)技術(shù)的采用，生產(chǎn)效率低 生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大 生產(chǎn)計(jì)劃、組織管理復(fù)雜化,零件的相似性原理和成組技術(shù)的誕生 大量統(tǒng)計(jì)資料表明，機(jī)械產(chǎn)品中相似件占70%（結(jié)構(gòu)形狀和加工工藝等相似） 成組技術(shù)正是研究和利用了有關(guān)事物的相似性，將企業(yè)的各種產(chǎn)品、部件和零件，按一定的相似性準(zhǔn)則分類編組，并以這些組為基礎(chǔ)，組織生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、管理的合理化,成組技術(shù)的實(shí)質(zhì) 復(fù)雜而多樣的事物或信息中，有許多問(wèn)題具有相似性，把相似問(wèn)題分組，就能使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)化，從而找出解決這一組問(wèn)題的同一方法或答案，并節(jié)省時(shí)間和精力,實(shí)質(zhì)：按零件的形狀、尺寸、制造工藝的相似性，將零件分類歸并成組（族），擴(kuò)大零件的工藝批量，以便采用高效率的工藝方法和設(shè)備，使中小批量生產(chǎn)也能獲得類似大批量流水生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益 成組技術(shù)成了CAD、CAPP、CAM、FMS等的技術(shù)基礎(chǔ),5成組技術(shù)在機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用 提高設(shè)計(jì)工作的標(biāo)準(zhǔn)化與合理化，減少設(shè)計(jì)工作量 減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間 有利于生產(chǎn)管理科學(xué)化 成組技術(shù)是CAD、CAM的基礎(chǔ),6成組生產(chǎn)的組織形式 根據(jù)目前成組加工的實(shí)際應(yīng)用情況，成組加工系統(tǒng)有三種基本形式： 成組單機(jī) 成組生產(chǎn)單元 成組生產(chǎn)流水線,成組單機(jī) 把一組工序相同或相似的零件族集中在一臺(tái)機(jī)床上加工 特點(diǎn)：針對(duì)從毛坯到成品多數(shù)工序可以在同一類型的設(shè)備上完成的工件；也可以只完成其中某幾道工序 功用：成組技術(shù)的最初形式，是成組技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)；減少機(jī)床調(diào)整時(shí)間，有一定經(jīng)濟(jì)效果,成組生產(chǎn)單元 指一組或幾組工藝上相似零件的全部工藝過(guò)程，由相應(yīng)的一組機(jī)床完成，該組機(jī)床即構(gòu)成車(chē)間的一個(gè)封閉生產(chǎn)單元 特點(diǎn)：把幾種類型機(jī)床組成一個(gè)封閉的生產(chǎn)系統(tǒng)；完成一組或幾組相似零件的全部工藝過(guò)程；有一定的獨(dú)立性，并有明確的職責(zé) 功用：設(shè)備利用率高；縮短了生產(chǎn)周期；簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理,7成組技術(shù)中的零件編碼 零件分類編碼的基本原理 概念 分類把事物劃分成不同組的過(guò)程 編碼對(duì)不同組的事物給予不同的代碼 零件分類編碼抽象地反映零件名稱、功能、結(jié)構(gòu)、形狀、工藝特性、精度等信息的代碼（符號(hào)） 編碼法則對(duì)代碼代表的意義所作出的明確規(guī)定和說(shuō)明,原理 成組技術(shù)的編碼，必須充分反映機(jī)械零件的各種特征，這些特征包括：零件的結(jié)構(gòu)和形狀、各組成表面的類別及配置關(guān)系、零件材料及熱處理、幾何尺寸、加工精度和表面質(zhì)量 代碼必須能唯一地區(qū)分產(chǎn)品零件族,對(duì)零件分類編碼系統(tǒng)的要求： 充分、全面、準(zhǔn)確地描述零件信息 系統(tǒng)邏輯層次分明，結(jié)構(gòu)合理 容易被計(jì)算機(jī)理解和處理 考慮與CAD、CAM的鏈接和企業(yè)的應(yīng)用要求 易于被工程人員理解，易于編程,代碼結(jié)構(gòu)的類型 層次式（又稱單元碼）：每一代碼的含義都由前一級(jí)代碼限定（各分支都必須定義） 鏈?zhǔn)剑ň仃囀剑ㄓ址Q多元碼）：碼位上每一個(gè)數(shù)字都代表不同的信息，與前面的碼位無(wú)關(guān) 混合式（層次式和鏈?zhǔn)交旌希壕C合層次式和混合式代碼的長(zhǎng)處,零件的編碼系統(tǒng) 常用的分類編碼系統(tǒng)有如下兩種： 奧匹茲（Opitz）分類編碼系統(tǒng) 由德國(guó)亞琛工業(yè)大學(xué)的H奧匹茲教授領(lǐng)導(dǎo)研制成功的,基本結(jié)構(gòu) 奧匹茲代碼采用混合式代碼結(jié)構(gòu)；由9位代碼組成，前5位為幾何碼（又稱主碼），分別代表零件的種類、基本形狀、回轉(zhuǎn)表面加工、平面加工、輔助孔、輪齒、型面加工；后4位為輔助碼，分別代表主要尺寸（直徑或邊長(zhǎng)）、材料類型、毛坯形狀、加工精度；每一個(gè)碼位有10個(gè)特征碼,JLBM-1分類編碼系統(tǒng) 這是“機(jī)械工業(yè)成組技術(shù)零件分類編碼系統(tǒng)”的漢語(yǔ)拼音縮寫(xiě) 1985年由我國(guó)機(jī)械電子工業(yè)部設(shè)計(jì)研究總院負(fù)責(zé)制訂,也是采用混合式代碼結(jié)構(gòu)；由15位代碼組成，第1、2位代碼代表零件名稱類別；第39位是形狀與加工碼（為主碼）；第1015位代碼為輔助碼，分別代表材料、毛坯原始形狀、熱處理、主要尺寸、加工精度；每一個(gè)碼位有10個(gè)特征碼,8成組技術(shù)中零件組（族）的劃分 目的： 減少現(xiàn)有零件工藝過(guò)程的多樣性 擴(kuò)大零件的工藝批量 提高工藝設(shè)計(jì)的質(zhì)量 依據(jù)： 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征和工藝特征的相似性,方法： 視檢法：由有經(jīng)驗(yàn)的工藝師根據(jù)零件圖樣或?qū)嶋H零件及其制造過(guò)程，直觀地憑經(jīng)驗(yàn)判斷零件的相似性，對(duì)零件進(jìn)行分類成組； 生產(chǎn)流程分析法：按工藝特征相似性分類，先根據(jù)零件的工藝路線卡列出工藝路線表，再對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行分析、歸納、整理,編碼分類法：采用特征碼位法和碼域法，擴(kuò)大工藝批量 特征碼位法：選擇幾位與加工特征直接有關(guān)的碼位作為形成零件組的依據(jù) 碼域法：對(duì)特征碼位上的數(shù)據(jù)規(guī)定某一范圍，而不是要求特征碼位上的數(shù)據(jù)完全相同,9制訂成組工藝過(guò)程 復(fù)合零件法（又稱為主樣件法）：按照零件族中的復(fù)合零件來(lái)設(shè)計(jì)工藝規(guī)程的方法 復(fù)合零件即擁有同組零件的全部特征加工表面要素的一個(gè)零件,復(fù)合路線法：以組內(nèi)最復(fù)雜零件的工藝路線為基礎(chǔ)，添不組內(nèi)其它零件需要的工序，最終形成滿足全組零件要求的成組工藝,二、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì),1計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（CAPP）的發(fā)展 CAPP的產(chǎn)生 通過(guò)向計(jì)算機(jī)輸入被加工零件的原始數(shù)據(jù)、加工條件和加工要求，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行編碼、編程直至最后輸出經(jīng)過(guò)優(yōu)化的工藝規(guī)程卡片的過(guò)程，稱為CAPP,CAPP是隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)和產(chǎn)品制造采用計(jì)算機(jī)輔助手段之后，作為中間環(huán)節(jié)，工藝過(guò)程的自動(dòng)化亦應(yīng)運(yùn)而生 CAPP的發(fā)展 最初，CAPP僅用于工藝規(guī)程的檢索和管理； 而今，能直接輸入零件圖形和加工要求，通過(guò)系統(tǒng)的邏輯判斷功能，自動(dòng)地直接生成零件的工藝過(guò)程,2CAPP的設(shè)計(jì)方式 修訂式（派生式）CAPP系統(tǒng) 利用零件的相似性來(lái)檢索已存入計(jì)算機(jī)內(nèi)的工藝規(guī)程，再加以修改編輯，生成一個(gè)新的工藝過(guò)程 生成過(guò)程：先編碼建立特征矩陣將若干零件歸類分組建立零件族特征矩陣制定標(biāo)準(zhǔn)工藝規(guī)程存入計(jì)算機(jī)使用時(shí)調(diào)出零件族特征矩陣根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際零件修改成該零件的單獨(dú)工藝規(guī)程,創(chuàng)成式CAPP系統(tǒng) 直接根據(jù)輸入的圖形和加工信息，生產(chǎn)