成組技術(shù)課件

1、成組技術(shù)1.1 1.1 成組技術(shù)的概念成組技術(shù)的概念 隨著市場需求多樣化和多變性的不斷增長，傳統(tǒng)多品種，中小批量生產(chǎn)存在許多問題難以采用先進，高效的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)手段落后，生產(chǎn)率低下生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，生產(chǎn)周期較長設(shè)備利用率低，大材小用現(xiàn)象普遍1.1.1 成組技術(shù)概述1、成組技術(shù)（Group Technology）的誕生成組技術(shù)歷經(jīng)了 成組加工 成組工藝 成組技術(shù)的發(fā)展過程2、成組技術(shù)的概念成組技術(shù)是將具有相似特征或信息的多種事物，按著一定的準(zhǔn)則分類成組，使若干事物能夠采用同一處理方法，以達到節(jié)省精力、時間和費用的目的。1.1 1.1 成組技術(shù)的概念成組技術(shù)的概念 成組技術(shù)的廣泛定義是

2、將許多各不相同、但又具有相似信息的事物，按一定準(zhǔn)則分類成組，使若干種事物能采用同一或相似解決辦法，以達到節(jié)省精力、時間和費用之目的。1.1.2 成組技術(shù)定義 在機械制造領(lǐng)域定義：成組技術(shù)將多種零件按其相似性進行分類成組，并以這些零件組為基礎(chǔ)組織生產(chǎn)，實現(xiàn)多品種，中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計，制造工藝和生產(chǎn)管理的合理化。機械制造中成組技術(shù)的概念機械制造中成組技術(shù)的概念 成組技術(shù)的基本原理如圖所示 1.1.3 成組技術(shù)原理成組技術(shù)原理成組技術(shù)基本原理示意圖產(chǎn)品產(chǎn)品分解分解歸并歸并標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化零件分類前與分類后 分類前分類前 分類后分類后n 事物之間存在著繼承性繼承性和相似性相似性，因此，看似零亂無序的客

3、觀事物，卻可以利用它們的繼承性和相似性，并通過分類技術(shù)分類技術(shù)而將它們歸并成組。然后針對同組相似事物的共性問題，在合理化和標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，使之按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)原則和標(biāo)準(zhǔn)方法去解決，見圖1。l按零件的形狀、尺寸、制造工藝的相似性，將零按零件的形狀、尺寸、制造工藝的相似性，將零件分類歸并成組（族），擴大零件的工藝批量，件分類歸并成組（族），擴大零件的工藝批量，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)濟效益生產(chǎn)也能獲得類似大批量流水生產(chǎn)的經(jīng)濟效益l成組技術(shù)成了成組技術(shù)成了CADCAD、CAPPCAPP、CAMCAM、FMSFM

4、S等的技術(shù)等的技術(shù)基礎(chǔ)基礎(chǔ) 1.2 成組技術(shù)的實質(zhì)l提高設(shè)計工作的標(biāo)準(zhǔn)化與合理化，減少設(shè)計工作量提高設(shè)計工作的標(biāo)準(zhǔn)化與合理化，減少設(shè)計工作量l減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時間l有利于生產(chǎn)管理科學(xué)化有利于生產(chǎn)管理科學(xué)化l成組技術(shù)是成組技術(shù)是CADCAD、CAMCAM的基礎(chǔ)的基礎(chǔ)1.3 成組技術(shù)在機械工業(yè)生產(chǎn)中的成組技術(shù)在機械工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用重要作用2.1 零件分類編碼系統(tǒng)零件分類編碼系統(tǒng) 零件分類是成組技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，分類的合理與否將直接影響成組技術(shù)的經(jīng)濟成果。1 三種比較常用的編碼系統(tǒng)：德國的OPITZ系統(tǒng)；我國機械工業(yè)部制定的JLBM-1編碼系統(tǒng)；面向工藝的編碼系統(tǒng)。3 零件分類的依據(jù)是

5、零件的相似性，以相似性準(zhǔn)則制定零件的編碼系統(tǒng)便形成了零件的分類編碼系統(tǒng)。22.2 OPITZ系統(tǒng)系統(tǒng) 該分類編碼系統(tǒng)由9位十進制數(shù)字代碼組成，前五位表示零件的形狀特征，稱為形狀代碼（或主碼）；后四位分別表示零件的尺寸、材料、原始形狀和精度，稱為輔助代碼（輔碼）。每個碼位有10個特征值（0-9）分別表示零件的十種特征值。用數(shù)字“0-9”分別表示零件的特征。 零件分類編碼零件分類編碼零件分類編碼零件分類編碼目的：l減少現(xiàn)有零件工藝過程的多樣性減少現(xiàn)有零件工藝過程的多樣性l擴大零件的工藝批量擴大零件的工藝批量l提高工藝設(shè)計的質(zhì)量提高工藝設(shè)計的質(zhì)量依據(jù)：l根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特征和工藝特征的相似性根據(jù)零件的

6、結(jié)構(gòu)特征和工藝特征的相似性 3.1 成組技術(shù)中零件組（族）的劃分成組技術(shù)中零件組（族）的劃分l編碼分類法：采用特征碼位法和碼域法，擴大工采用特征碼位法和碼域法，擴大工藝批量藝批量特征碼位法：選擇幾位與加工特征直接有關(guān)的碼特征碼位法：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)位作為形成零件組的依據(jù)碼域法：對特征碼位上的數(shù)據(jù)規(guī)定某一范圍，而碼域法：對特征碼位上的數(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)完全相同不是要求特征碼位上的數(shù)據(jù)完全相同 3.2 編碼分類法3.3 成組生產(chǎn)單元建立成組生產(chǎn)單元建立 1概念 成組生產(chǎn)單元是實施成組技術(shù)的一種重要的組織形式，在成組單元內(nèi)，工件可以有序流

7、動，大大減少了工件的運動路程。 圖5.14 成組生產(chǎn)單元3.3 成組生產(chǎn)單元建立成組生產(chǎn)單元建立2成組生產(chǎn)單元的形式成組生產(chǎn)單元按照規(guī)模，自動化和機床布置形式分為： 成組單機，用于零件組內(nèi)零件種數(shù)較少，加工工藝較簡單，大部分加工工作可在一臺機床上完成 成組單元，將一個零件組加工所用的設(shè)備集中在一起，形成封閉的加工單元，是成組生產(chǎn)單元最基本，最常見的形式 成組流水線，用于零件組內(nèi)零件種數(shù)較少，零件之間相似程度較高，零件生產(chǎn)批量較大的情況 成組柔性制造系統(tǒng)，是高度自動化的成組生產(chǎn)單元。3.3 成組生產(chǎn)單元建立成組生產(chǎn)單元建立成組技術(shù)的實施步驟1、確定由領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)的具有一定工作效率的專業(yè)隊伍2、對零件

8、分類編碼系統(tǒng)進行研究和完善3、在生產(chǎn)單位按照成組工藝和成組管理的要求，局部設(shè)置成組生產(chǎn)單元，組織成組生產(chǎn)4、在實踐中進行總結(jié)，對成組技術(shù)存在的問題進行收集、整理，分析、判斷及時反饋，修正成組技術(shù)在局部應(yīng)用中存在的問題5、在機械加工車間內(nèi)，推行經(jīng)過局部試點后，比較成熟的成組加工工藝和成組管理經(jīng)驗 4.1 成組技術(shù)的應(yīng)用主要包括：4.2 成組技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用成組技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用 在零件設(shè)計過程中，利用零件編碼檢索并調(diào)出設(shè)計過的與之相似的零件，在此基礎(chǔ)上進行局部修改，形成新的零件。 在產(chǎn)品和零部件中采用成組技術(shù)，不僅可以減少設(shè)計工作量，而且有利于提高設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 其圖示如下：4.2

9、 成組技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用4.3 成組技術(shù)在加工工藝方面的應(yīng)成組技術(shù)在加工工藝方面的應(yīng)用用 按零件組編制工藝，不僅為了實施成組生產(chǎn)的需要，使工廠當(dāng)前生產(chǎn)屬于同一工藝組的相似零件能按照成組工藝進行生產(chǎn)，同時從戰(zhàn)略角度也是為了實現(xiàn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化的目標(biāo)，也是實施CAPP的前期工作。 成組工藝的編制方法如下： 4.34.3成組工藝的編制方法成組工藝的編制方法 復(fù)合零件法：按照零件族中的復(fù)合零件按照零件族中的復(fù)合零件來設(shè)計工藝規(guī)程的方法。來設(shè)計工藝規(guī)程的方法。l復(fù)合零件即擁有同組零件的全部特征加復(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零件。工表面要素的一個零件。l該方法適用于回轉(zhuǎn)體零件成組工藝的

10、編該方法適用于回轉(zhuǎn)體零件成組工藝的編制。制。 4.34.3成組工藝的編制方法成組工藝的編制方法復(fù)合路線法：以組內(nèi)最復(fù)雜零件的工藝以組內(nèi)最復(fù)雜零件的工藝路線為基礎(chǔ)，添上組內(nèi)其它零件需要的路線為基礎(chǔ)，添上組內(nèi)其它零件需要的工序，最終形成滿足全組零件要求的成工序，最終形成滿足全組零件要求的成組工藝。組工藝。該方法適合于非回轉(zhuǎn)體零件成組工藝的該方法適合于非回轉(zhuǎn)體零件成組工藝的編制。編制。4.4 成組技術(shù)在車間設(shè)備布置中的應(yīng)用成組技術(shù)在車間設(shè)備布置中的應(yīng)用 不僅物料流動直接從一臺機床到另一臺機床，消除了迂回和倒流，可使物料搬運工作大為簡化，顯著降低物料搬運工作量，并便于生產(chǎn)管理，大大縮短生產(chǎn)周期。所以成

11、組單元不僅是一種設(shè)備布置形式，還涉及到產(chǎn)品對象、生產(chǎn)人員及生產(chǎn)計劃和管理等方面，成組單元構(gòu)成了一個完整的基層生產(chǎn)組織。4.5 成組調(diào)整和成組夾具成組調(diào)整和成組夾具 現(xiàn)有夾具系統(tǒng)中，如通用可調(diào)整夾具、專業(yè)化可調(diào)整夾具、組合夾具，均作為成組夾具使用。采用哪一種夾具結(jié)構(gòu)，主要根據(jù)批量大小、加工精度高低、產(chǎn)品的生命周期等因素決定。 通常，零件的批量大、加工精度高時。都采用專業(yè)化可調(diào)整夾具，零件組批量小，可采用通用可調(diào)整夾具和組合夾具，如產(chǎn)品生命周期短，適合用組合夾具。4.6 成組生產(chǎn)成組生產(chǎn) 成組技術(shù)除在機械加工生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用外，無論是鑄造、鍛壓、冷沖壓、裝配、熱處理或塑料零件的生產(chǎn)，都先后應(yīng)用了

12、成組技術(shù)，并取得不同程度的進展和經(jīng)濟效益。雖然不同的生產(chǎn)過程有不同的特點，但基本原理是相同的，即為不同的工藝過程擬訂能反映其結(jié)構(gòu)工藝過程特點的分類編碼系統(tǒng)，和應(yīng)用可調(diào)整式成組工藝裝備，以及相應(yīng)的生產(chǎn)計劃和管理系統(tǒng)。4.7 物料的成組庫存及管理物料的成組庫存及管理 原材料庫房物料的排列 立體庫中物料的排列 電子，電器材料庫中物料的排列 4.8 應(yīng)用應(yīng)用GT的技術(shù)經(jīng)濟效益的技術(shù)經(jīng)濟效益 我國GT在生產(chǎn)中取得的技術(shù)經(jīng)濟效益統(tǒng)計成組技術(shù)在航天產(chǎn)品調(diào)度中的應(yīng)用案例分析：案例背景： 蘭州物理研究所從事著我國星用貯箱、氣瓶的研制生產(chǎn)工作已有30多年的歷史了，經(jīng)過多年的發(fā)展， 建立了比較完善的貯箱、氣瓶生產(chǎn)線

13、，成為航天壓力容器的定點生產(chǎn)單位， 并承擔(dān)著星用壓力容器95%以上的研制任務(wù)。 然而面對衛(wèi)星對貯箱、氣瓶需求的不斷增長， 現(xiàn)有的生產(chǎn)能力與需求之間存在著巨大的差距。為了適應(yīng)新需求， 該研究所必須對生產(chǎn)調(diào)度方法進行優(yōu)化， 以最大限度地提升生產(chǎn)能力。 該研究所經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)航天器用壓力容器在結(jié)構(gòu)上有較多的相似性，因此具有良好的成組技術(shù)應(yīng)用前景。一、零件分組（1）按照檢視法可將零件分為五大類具體分別為大型零件、板類零件、篩網(wǎng)類零件、接嘴類零件、軸套類零件。其數(shù)量分布圖如圖2所示：18%18%3%3%30%30%4%4%圖圖2 2運用分類編碼法中的VUOSO系統(tǒng)又可以將個大類分成若干種類型：其中大型零件包

14、括半球、筒體、球缺；板類零件包括各類收集器支壓板、導(dǎo)向板；篩網(wǎng)類零件包括各類收集器組件篩網(wǎng)；軸套類零件包括各類收集器骨架及其他軸套類零件；接嘴類零件包括氣口、液口。一、零件分組（2）下面僅以軸套類零件的分類做一詳細(xì)的講解。在此之前有必要了解一下VUOSO編碼系統(tǒng)，VUOSO編碼系統(tǒng)將零件分了4個層次，即：一、零件分組（3）毛坯類型、材料、熱處理IIIIIIIV類級型組附在輪廓形狀上的結(jié)構(gòu)要素尺寸大小、基本輪廓形狀回轉(zhuǎn)體或非回轉(zhuǎn)體、基本輪廓形狀類回轉(zhuǎn)體零件回轉(zhuǎn)體零件軸線上有軸線上有有齒形、花鍵有齒形、花鍵軸線上有軸線上有無孔無孔盲孔盲孔通孔通孔無孔無孔通孔通孔0 01 12 234 4D Dma

15、xmax(L/D)(L/D)maxmax級0 40 40 1 6 6341 8041 80 1 4 4681 20081 200 3 80 80 3 38 200 200 3 30 30 型 組0 01 12 23 34 40 0光滑或臺階圓柱齒有花鍵非金屬1 1軸線上有螺紋其它鑄件灰鑄鐵2 2軸線外有孔圓錐齒有花鍵球鐵或鑄鋼3 3有槽或平面其它有色金屬4 41+2蝸輪有花鍵各種型板線材和鍛件普通探鋼5 51+3其它優(yōu)質(zhì)和合金鋼滲炭鋼6 62+3多聯(lián)齒有花鍵淬硬鋼7 71+2+3其它熱處理鋼8 8錐面其它有花鍵其它合金鋼9 9異形其它有色金屬M1825115分類編碼的結(jié)果為0176即 該軸無孔

16、（“類”編碼為0） Dmax40且L/Dmax介于16之間（“級”編碼為1）軸線上有螺紋（1）且軸線外有孔（2）且有槽或平面（3）所以“型”編碼為7（1+2+3）該軸的材質(zhì)為淬硬鋼（即“組”編碼為6）其他零件分法類似于此注：M 螺紋18 18mm M18代表螺紋的直徑為18mm一、零件分組 (4）下面為一個收集器骨架的實例下面為一個收集器骨架的實例三、應(yīng)用研究（1） 根據(jù)各組零件的結(jié)構(gòu)特點，按零件分類對其采用不同生產(chǎn)調(diào)度方法， 以確保整條生產(chǎn)線上每個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的能力發(fā)揮到最佳。1、大型零件（占4%）：該類零件的生產(chǎn)能力受設(shè)備的生產(chǎn)能力限制較大， 因此設(shè)備的生產(chǎn)能力是零件生產(chǎn)過程中的主要因素， 所

17、以大型零件的生產(chǎn)采用“ 流水作業(yè)”連續(xù)生產(chǎn)。2、板類零件（45%）：由于生產(chǎn)量大且考慮到實際生產(chǎn)過程中分?jǐn)偟皆擃惲慵嚰庸?、鉗加工、線切加工等環(huán)節(jié)的生產(chǎn)設(shè)備有限，所以對板類零件進行進行多批次不同數(shù)量的投產(chǎn)。3、篩網(wǎng)類零件（、篩網(wǎng)類零件（18%）篩網(wǎng)類零件的生產(chǎn)工序一般包括下料、清洗、泡破點檢驗等。該類零件生產(chǎn)工序較少、工藝過程相似性高，各零件不僅具有相同的加工工序， 而且工序順序也相同，且生產(chǎn)設(shè)備均為專用設(shè)備， 因此其生產(chǎn)方式采用傳統(tǒng)的“ 加工流水線”，該生產(chǎn)方式有利于按零件的加工順序布置加工設(shè)備，組織流水生產(chǎn)， 接近于大量生產(chǎn)。三、應(yīng)用研究（2）三、應(yīng)用研究（2）4、軸套類零件（30%）：其生產(chǎn)工時基本集中在車加工上， 同時該類零件占用車加工生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)量相對較多， 考慮實際生產(chǎn)情況，需基于需求量， 對軸套類零件采用“ 均衡生產(chǎn)” 的方式組織生產(chǎn)。5、接嘴類零件（3%）：包括氣口、液口等，該類零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此生產(chǎn)工藝過程相對較長、生產(chǎn)工序較多， 涉及到的生產(chǎn)設(shè)備也相對較多，且每工步均需有專用的工裝輔助完成。但該類零件的數(shù)量只占零件總數(shù)量的3 ， 因此其生產(chǎn)采用現(xiàn)有的“ 單件生產(chǎn)方式”。軸類零件相關(guān)數(shù)據(jù)零件名稱零件名稱工時工時/h/h投產(chǎn)數(shù)量投產(chǎn)數(shù)量/ /只只合計