成組工藝-精簡(jiǎn)

成組工藝-精簡(jiǎn)成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

批量法則在大批量生產(chǎn)中，由于采用專用、高效和自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備，可以獲得高的生產(chǎn)率，低的生產(chǎn)成本，短的生產(chǎn)周期；而多品種、小批量生產(chǎn)則相反。機(jī)床利用率例：CA6140車床，最大加工直徑φ400，實(shí)際加工90％以上工件直徑不足100mm，機(jī)床利用率極低。制造周期在多品種、中小批量生產(chǎn)中，加工時(shí)間僅占生產(chǎn)時(shí)間的約5％，其余95％均為周轉(zhuǎn)等待時(shí)間；加工時(shí)間中真正進(jìn)行切削的時(shí)間不足30%。多品種、中小批量生產(chǎn)中存在的問(wèn)題成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

標(biāo)準(zhǔn)件復(fù)雜件相似件20～25%70%5～10%零件復(fù)雜程度零件出現(xiàn)頻數(shù)圖1-14機(jī)械產(chǎn)品中不同復(fù)雜程度零件分布規(guī)律成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

圖1-15結(jié)構(gòu)相似零件組圖1-16工藝相似零件組二成組技術(shù)的實(shí)質(zhì)成組技術(shù)(GroupTechnology)簡(jiǎn)稱GT，將許多互不相同，但又具有相似信息的事物按照一定的準(zhǔn)則分類成組，使若干種事物能夠采用同一的解決方法，以達(dá)到節(jié)省精力、時(shí)間和費(fèi)用的目的。簡(jiǎn)而言之：成組技術(shù)是利用零件的相似性來(lái)進(jìn)行多品種小批量生產(chǎn)的科學(xué)方法；三零件組的概念成組技術(shù)在研究零件分類時(shí)，常采用“零件組”這一形象的概念。零件組是具有某些共同屬性的零件集合。成組技術(shù)（GroupTechnology—GT）

圖1-17成組技術(shù)基本原理產(chǎn)品部件零件零件組ABCA1A2A3B1B2C1C2C3C4將多種零件按其相似性分類成組，人為擴(kuò)大生產(chǎn)批量重復(fù)使用原則：◆資源重復(fù)使用，降低生產(chǎn)成本；

◆作業(yè)熟練程度增加，提高生產(chǎn)率。GT工作原理四成組技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果在多品種小批量生產(chǎn)方式中推廣應(yīng)用成組技術(shù)，使生產(chǎn)組織和生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了很大的變化，在實(shí)際應(yīng)用中取得了較好的效果，主要表現(xiàn)在：

1、簡(jiǎn)化了生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作。

2、為使小批量生產(chǎn)廣泛用采高效率設(shè)備。

3、縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高了按期交貨率。

4、促進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及零部件的標(biāo)準(zhǔn)化。

5、簡(jiǎn)化了生產(chǎn)管理?！?-2零件的分類編碼系統(tǒng)零件的分類編碼系統(tǒng)：用字符（數(shù)字、字母或符號(hào)）對(duì)零件各有關(guān)特征（或?qū)傩裕┻M(jìn)行描述和標(biāo)識(shí)的規(guī)則和依據(jù)。零件特征碼：每一個(gè)代表零件特征（或?qū)傩裕┑淖址?。零件代碼：零件特征碼按一定規(guī)律的組合。二、對(duì)零件分類編碼系統(tǒng)的要求1零件類型；2代碼所表示的詳細(xì)程度、碼的結(jié)構(gòu)3代碼使用的數(shù)制；4代碼的構(gòu)成方式；5代碼必須是非二義和完整，即每一個(gè)零件有它自己的唯一代碼；6代碼應(yīng)該是簡(jiǎn)明的三、零件分類編碼系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.奧匹茲(OPITZ)零件分類編碼系統(tǒng)2.夾具分類編碼系統(tǒng)3.刀、量、輔具分類編碼系統(tǒng)`0回轉(zhuǎn)體L/D≤0.510.5<L/D<32L/D≥33異形件L/D≤24異形件L/D>25特殊件6非回轉(zhuǎn)體板狀A(yù)/B≤3A/C≥47條狀A(yù)/B>38塊狀A(yù)/B≤3A/C<49特殊件外表面形狀要素主要形狀主要形狀主要形狀主要形狀內(nèi)表面形狀要素回轉(zhuǎn)加工內(nèi)外表面的形狀要素平、曲面加工輔助孔、齒形加工平、曲面加工輔助孔、齒形、成型加工主孔加工平、曲面加工輔助孔、齒形、成型加工尺

寸材料毛坯形狀精度輔助碼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轉(zhuǎn)體零件分類回轉(zhuǎn)體零件：主要表面由回轉(zhuǎn)面構(gòu)成或者外形為正多邊形，其內(nèi)形要進(jìn)行回轉(zhuǎn)加工的零件。除回轉(zhuǎn)體以外的一切零件均屬于非回轉(zhuǎn)體（代碼0-5）不帶偏移回轉(zhuǎn)體（1）零件只有一個(gè)回轉(zhuǎn)軸線，此軸線就是零件的幾何軸線（2）垂直于零件回轉(zhuǎn)軸線的截面均為圓形或者環(huán)形，或兩者組合，但是鑄、鍛、焊毛坯中的加強(qiáng)筋、非功能凹槽以及圓柱體由切削加工而形成的槽、螺紋、齒形等，其截面不是圓或環(huán)形，仍屬不帶偏移的零件。不帶偏移回轉(zhuǎn)體按照長(zhǎng)徑比用(0-3)來(lái)表示零件類型0回轉(zhuǎn)體L/D≤0.510.5<L/D<32L/D≥3

形狀碼外表面形狀要素0光滑(直徑無(wú)變化)無(wú)形狀要素1

單向臺(tái)階無(wú)形狀要素2

有螺紋3有功能槽4雙向臺(tái)階無(wú)形狀要素5有螺紋6有功能槽7有功能錐面8有傳動(dòng)螺紋9其它內(nèi)表面形狀要素0光滑(直徑無(wú)變化)無(wú)形狀要素1

單向臺(tái)階無(wú)形狀要素2

有螺紋3有功能槽4雙向臺(tái)階無(wú)形狀要素5有螺紋6有功能槽7有功能錐面8有傳動(dòng)螺紋9其它平面加工0無(wú)平面加工1外部平面和/或一個(gè)方向彎曲2等距排列的外表面3外部槽和/或縫4外花鍵(多邊形)5外部平面和/或槽和/或縫、外花鍵6內(nèi)部平面和/或內(nèi)部槽7內(nèi)花鍵(多邊形)8內(nèi)外花鍵、槽和/或縫9其它輔助孔與齒形加工0無(wú)齒形無(wú)輔助孔1獨(dú)立的軸面孔2規(guī)則分布的軸向孔3獨(dú)立的徑向孔4軸向和/或徑向和/或其它方向的孔5規(guī)則分布的軸向和/或徑向和/或其它方向的孔6有齒形圓柱齒輪7錐齒輪8其它齒輪9其它

第一位第二位第三位第四位第五位

Digit1Digit2Digit3Digit4Digit5NonrotationalPartclass0123456789RotationalL/D≤0.50.5<L/D<3L/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非回轉(zhuǎn)體零件形狀碼輔助碼輔助碼圖1-20Opitz分類編碼系統(tǒng)輔助碼（6～9位）Steel,Heattreatment0123456789012345678901234567890123456789Diameter(Length)MaterialAccuracyOriginalshapeofrawmaterial≤2020～5050～100100～160160～250250～400400～600600～10001000～2000＞2000NodularironAlloysteel(Heattreatment)NonferrousmetalLightalloyAllothersCastironPipeMachinedworkpieceCastingandforgingsL,U,Tetc.sectionsteelBar(heatrolling)Bar(coldrollingordrawing)△,□,etc.barSheetStickplateWeldmentUndefined23452+32+42+53+42+3+4+5Digit6Digit8Digit9Digit7AlloysteelSteelSteel應(yīng)用實(shí)例毛坯材料是灰鑄鐵經(jīng)鑄造而成,內(nèi)部通孔中間是功能槽。利用奧匹茲編碼系統(tǒng)對(duì)此零件進(jìn)行完整的9位編碼。分類編碼結(jié)果:0—回轉(zhuǎn)體零件，L/D≤0.5；01—一端臺(tái)階，無(wú)形狀要素；013—光滑或一臺(tái)階，有功能槽；0131—外平面；01311—軸向孔，用鉆模，不帶齒；013114—直徑在160～250之間；0131140—材料為鑄鐵；0131407—毛坯為鑄鐵；013114075—第二、三位有高精度要求。

2.夾具分類編碼系統(tǒng)3.刀、量、輔具分類編碼系統(tǒng)我國(guó)JLBM1編碼示例

φ240700.80.8其余3.2壓蓋零件編碼（001021103050736)§2-3零件分類編組方法零件分類編組就是按照一定的相似準(zhǔn)則，將品種繁多的零件歸并成若干個(gè)具有某些特征相似的零件組。零件的分類編組是成組技術(shù)的核心和關(guān)鍵，并且是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)（CAPP）和柔性制造系統(tǒng)（FMS）等發(fā)展的基礎(chǔ)?！?-3零件分類編組方法一、目測(cè)法（視檢法）它是由人直接觀測(cè)零件圖或?qū)嶋H零件以及零件的制造過(guò)程，并依靠人的經(jīng)驗(yàn)判斷對(duì)零件進(jìn)行分組。這種方法直觀易行，對(duì)零件進(jìn)行粗分類的有效方法。例如，應(yīng)用視檢法可方便地將零件劃分為回轉(zhuǎn)體類、箱體類和叉體類等。但由于這種方法是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，所依據(jù)的零件類型是模糊的，因此用它對(duì)零件進(jìn)行較細(xì)的分類就比較困難。目前，這種方法一般不單獨(dú)使用，而是作為一種輔助方法，用于零件的粗分類。§2-3零件分類編組方法二、生產(chǎn)流程分析法生產(chǎn)流程分析法又稱流程分析法，它只涉及零件的制造方法，而不考慮零件設(shè)計(jì)特征的相似性。因而，它是一種適用于制造、管理領(lǐng)域，而不適合于設(shè)計(jì)領(lǐng)域的分組方法。分析過(guò)程：工廠流程分析車間流程分析

生產(chǎn)單元流程分析設(shè)備（工裝）分析

生產(chǎn)流程分析法特點(diǎn)是能夠同時(shí)產(chǎn)生零件組與機(jī)床組（生產(chǎn)單元），它常用于生產(chǎn)單元設(shè)§2-3零件分類編組方法三、分類編碼法分類編碼法是實(shí)施計(jì)算機(jī)輔助成組技術(shù)（CAGT）較常使用的分組方法。這種方法是先將各種零件特征編碼，然后對(duì)代碼規(guī)定出相似準(zhǔn)則，按準(zhǔn)則將代碼相似的零件歸為一組。(1)特征碼位法：針對(duì)分組目的，只選擇影響較大的信息類別（碼位）的關(guān)鍵特征（代碼）作為聚集對(duì)象的分組標(biāo)準(zhǔn)。(2)碼域法：設(shè)定若干個(gè)不同的特征代碼領(lǐng)域（特征矩陣）作為分組標(biāo)準(zhǔn)，用以篩選已編碼、待分組的多種零件，每個(gè)矩陣對(duì)應(yīng)著一個(gè)零件組。矩陣元素用二進(jìn)制表示，“1”表示應(yīng)具有的特征，“0”表示不具有的特征。(3)特征位碼域法：該法是特征碼位法和碼域法的綜合。在抓住關(guān)鍵碼位的基礎(chǔ)上，適當(dāng)放寬分組標(biāo)準(zhǔn)。

例：假設(shè)某零件族允許各碼位的范圍如下：第1碼位：0，1，2（不帶偏移的回轉(zhuǎn)體零件）；第2碼位：0，1，2，3（外形光滑或單向臺(tái)階）；第3碼位：0，1（無(wú)內(nèi)孔）；第4碼位：0，1，2，3（無(wú)平面加工或有外部的平面加工）；第5碼位：0（無(wú)輔助孔）；第6碼位：0，1，2，3（d<=160）;第7碼位：2，3，4，5，6（鋼材料）；第8碼位：0，1（圓棒料）第9碼位：0，1（沒(méi)有精度要求或外形有精度要求）。

碼域法是對(duì)分類編碼系統(tǒng)中各碼位的特征項(xiàng)規(guī)定那個(gè)一定的允許范圍，作為零件分組的依據(jù)。

代碼碼位1234567890111111011111110101121101011003010101100400000010050000001006000000100700000000080000000009000000000零件族特征矩陣代碼碼位1234567890100110101100100000020000100013001001000401000000050000000006000010000700100001080000000009000000000特征碼域表右邊哪些符合左邊特征碼域表100300110110301300130201200120403301130300000030101211110101110420354800§2-4成組工藝成組工藝：為一組結(jié)構(gòu)工藝特征相同的零件制訂的一種建立在同類型可快速調(diào)整的生產(chǎn)設(shè)備基礎(chǔ)上的高效加工工藝。

一、劃分零件組1．按照零件結(jié)構(gòu)工藝相似性劃分零件組。2．按照零件的單元表面劃分零件組。3．按照關(guān)鍵工種，統(tǒng)一工裝及機(jī)床調(diào)整的一致性來(lái)劃分零件組。二、制訂成組工藝1．

基本原則(1)

工藝、工步安排應(yīng)保證加工后的任何零件滿足圖紙的技術(shù)要求(2)

工藝裝備應(yīng)該是成組的或是通用可調(diào)的，以滿足組內(nèi)任何零件的加工需要(3)

設(shè)備應(yīng)該是高效的，重新調(diào)整的時(shí)間要少(4)工藝文件應(yīng)該形式簡(jiǎn)單，內(nèi)容詳盡，使用方便

2.制訂方法

（1）

復(fù)合零件法：以零件組的“復(fù)合零件”作為對(duì)象制訂成組工藝。復(fù)合零件是指結(jié)構(gòu)上具有表征一組零件的全部基本要素的真實(shí)零件或假想零件，它也是一個(gè)組的結(jié)構(gòu)工藝代表。多用于回轉(zhuǎn)體零件的成組工藝過(guò)程設(shè)計(jì)綜合零件綜合零件實(shí)際零件【例】特征矩陣綜合零件成組工藝過(guò)程卡車間零件組代號(hào)頁(yè)工序號(hào)工序名稱及內(nèi)容機(jī)床適用零件車右端面,打中心孔,車外圓(留磨量)車螺紋,倒角,切槽,切斷1C6132ABCDE2車左端面,打中心孔,倒角銑鍵槽（銑橫槽,銑扁）3C6132X51W4調(diào)質(zhì)5研中心孔C61326磨外圓M121∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨∨1234567890123456789回轉(zhuǎn)體復(fù)合零件例子：2.制訂方法(2)復(fù)合路線法：從分析零件組中全部工藝路線入手，從中選出一個(gè)工序最多、流程合理和有代表性的工藝路線，以此為基礎(chǔ)，逐個(gè)比較其它同組零件的工藝路線，并把其特有的工序按合理順序添加到代表性工藝路線上，使其成為一個(gè)工序齊全、安排合理、適用于同組所有零件的工藝路線。多用于非回轉(zhuǎn)體零件的成組工藝過(guò)程設(shè)計(jì)#4X-Z-X#3X-t-Z#2X-t-Z-X#1X-Z銑底面預(yù)鉆銑槽孔銑槽銑底面鏜孔鉆孔銑底面鏜孔預(yù)鉆銑槽孔銑槽銑底面鉆孔1234銑底面鏜孔鉆孔銑槽零件工序復(fù)合路線非回轉(zhuǎn)體零件用復(fù)合路線法編制成組工藝過(guò)程概念圖復(fù)合路線法應(yīng)用

§2-5成組生產(chǎn)組織形式及設(shè)備布置設(shè)計(jì)

一、機(jī)床設(shè)備的布置形式按照成組技術(shù)原理，確定最佳的布置形式，使零件加工過(guò)程合理、物流路線最短，最終實(shí)現(xiàn)零件加工的短周期、低成本、高質(zhì)量。成組加工的機(jī)床設(shè)備布置一般有：成組加工單機(jī)、成組生產(chǎn)單元、成組加工流水線三種形式。1.成組加工單機(jī)

零件的全部加工工序都在這一臺(tái)設(shè)備上完成，這種形式稱為成組加工單機(jī)。采用成組加工單機(jī)的優(yōu)勢(shì)是：可以預(yù)先給工作地裝備必要的專用工裝、貨架、工具箱等裝置；對(duì)機(jī)床進(jìn)行專門化改裝；讓操作工人很快掌握復(fù)雜機(jī)床和刀具的調(diào)整，因而可以不要配備專門的調(diào)整工人。成組加工單機(jī)是成組技術(shù)的最初形式，其經(jīng)濟(jì)效益受限制。但隨著數(shù)控機(jī)床和加工中心的廣泛應(yīng)用，特別是柔性運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展，成組加工單機(jī)的組織形式又變得重要起來(lái)。成組技術(shù)在車間設(shè)備布置中的應(yīng)用成組生產(chǎn)單元成組加工機(jī)床普通機(jī)床成組生