成組技術(shù)課件

成組技術(shù)(GroupTechnology)武漢理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院羅丹專業(yè)、重用、全局1第4章應(yīng)用成組技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)4.1概述4.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化4.3復(fù)合零件法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之一4.4相似類型件分級法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之二4.5應(yīng)用成組技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)24.1概述4.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的重要性4.1.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作狀況4.1.3應(yīng)用GT的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程34.1.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作的重要性1)產(chǎn)品設(shè)計(jì)居企業(yè)全部生產(chǎn)的領(lǐng)先地位；2)組織生產(chǎn)、核算生產(chǎn)能力、編制生產(chǎn)計(jì)劃的原始資料；3)影響企業(yè)投產(chǎn)后的經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)費(fèi)用只占產(chǎn)品成本的15~20%，但對產(chǎn)品成本的影響達(dá)75%。44.1.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作狀況1)設(shè)計(jì)方法——三段設(shè)計(jì)法(圖4-1，P74)14%55%15%16%構(gòu)思工作內(nèi)容草圖工作圖設(shè)計(jì)其它構(gòu)思收集資料、方案設(shè)計(jì)、比較計(jì)算：創(chuàng)造性勞動總體輪廓設(shè)計(jì)（15%）創(chuàng)造性勞動工作圖設(shè)計(jì)零件圖、修改、復(fù)查、校對重復(fù)性勞動其它（14%）零件圖設(shè)計(jì)占二分之一以上！

圖4-1產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各階段54.1.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作狀況2)存在的問題體制、人員多，設(shè)計(jì)周期長；五化程度差(系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、模塊化)；管理手段落后，缺乏有效檢索手段；重復(fù)工作量大，圖紙量大。64.1.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作狀況2)存在的問題－例：零件設(shè)計(jì)多樣性圖4-2零件設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)差別示例7產(chǎn)品族的模塊分解及集成產(chǎn)品族產(chǎn)品1產(chǎn)品2產(chǎn)品n產(chǎn)品按照模塊進(jìn)行分解和集成…模塊1模塊2模塊m…4.1.3應(yīng)用GT的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程84.1.3應(yīng)用GT的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程圖4-3產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化工作簡圖94.1.3應(yīng)用GT的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程圖4-4零件設(shè)計(jì)族的劃分盈虧線相似類型件重復(fù)使用件特殊，備用件104.1.3應(yīng)用GT的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程圖4-5應(yīng)用GT的零件設(shè)計(jì)多種零件功能相似性分類系統(tǒng)信息復(fù)用GT設(shè)計(jì)指導(dǎo)文件形狀尺寸材料設(shè)計(jì)族科學(xué)的檢索系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)合理經(jīng)濟(jì)效益縮短設(shè)計(jì)周期降低設(shè)計(jì)費(fèi)用提高產(chǎn)品質(zhì)量綜合經(jīng)濟(jì)效益114.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化4.2.1標(biāo)準(zhǔn)化的目的和意義目的：少出新圖紙(降低設(shè)計(jì)的重復(fù)性、多樣性)；縮短新產(chǎn)品工藝準(zhǔn)備周期；減少基本零件種樹。(標(biāo)準(zhǔn)件、重復(fù)使用件)好處：結(jié)構(gòu)繼承、工藝標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)。124.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化4.2.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容1)零件名稱的標(biāo)準(zhǔn)化(統(tǒng)一化)2)結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化134.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化1)零件名稱的標(biāo)準(zhǔn)化(統(tǒng)一化)a.作用：零件名稱反映整個(gè)零件結(jié)構(gòu)——工藝特征；分類標(biāo)識，避免混亂；零件檢索的索引和關(guān)鍵詞。(尤其是計(jì)算機(jī))144.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化1)零件名稱的標(biāo)準(zhǔn)化(統(tǒng)一化)b.標(biāo)準(zhǔn)化準(zhǔn)則：名稱不帶尺寸概念，如φ80齒輪；名稱不表示用途，如水泵法蘭盤——端蓋；名稱不含材料；結(jié)構(gòu)功用相同，零件應(yīng)統(tǒng)一(檔塊、檔鐵、限位塊……)外來語——中文術(shù)語：法蘭flange——端蓋154.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化2)結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化要素：功能要素、基本形狀、功能要素排列、主要尺寸

級別主要類型基本類型單一類型ⅢⅡⅠ特征功能要素功能要素功能要素基本形狀基本形狀要素排列

164.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化2)結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化要素：功能要素、基本形狀、功能要素排列、主要尺寸

功能要素基本形狀要素排列主要尺寸標(biāo)準(zhǔn)件完全標(biāo)準(zhǔn)化****主要類型Ⅲ主要標(biāo)準(zhǔn)化***設(shè)計(jì)自由度基本類型Ⅱ基本標(biāo)準(zhǔn)化**設(shè)計(jì)自由度設(shè)計(jì)自由度單一類型Ⅰ簡單標(biāo)準(zhǔn)化*設(shè)計(jì)自由度設(shè)計(jì)自由度設(shè)計(jì)自由度可實(shí)現(xiàn)功能要素、基本形狀、要素排列三個(gè)特征的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)內(nèi)容：只需關(guān)注主要尺寸、有關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容：功能要素、基本形狀設(shè)計(jì)內(nèi)容：尺寸、功能要素布置及有關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容：功能要素設(shè)計(jì)內(nèi)容：其余174.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化184.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化4.2.2零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化內(nèi)容圖4-6零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方框圖19基于GT的產(chǎn)品現(xiàn)代開發(fā)和設(shè)計(jì)技術(shù)過程

1.建立完善的編碼體系識別碼與分類碼2.ABC分析了解零件的分布3.零件分類系統(tǒng)地進(jìn)行零件的管理4.零件名稱分析建立數(shù)據(jù)字典5.幾何形狀分析支持有效的變型設(shè)計(jì)6.參數(shù)分析使零件批量增大7.建立事物特性表建立可變型的積木塊系統(tǒng)8.編制主文檔9.建立主結(jié)構(gòu)201)按分類編碼系統(tǒng)編碼2)統(tǒng)計(jì)各零件組相似零件出現(xiàn)頻數(shù)3)選擇出現(xiàn)頻數(shù)多的零件組作為重點(diǎn)研究對象(待標(biāo)準(zhǔn)化零件)4)統(tǒng)計(jì)并分析待標(biāo)準(zhǔn)化零件組的特征信息頻譜5)編制標(biāo)準(zhǔn)零件卡片(基本)6)分析并減少零件參數(shù)(主、次參數(shù))7)編制標(biāo)準(zhǔn)化的各類文檔4.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化4.2.3基于GT的零件標(biāo)準(zhǔn)化過程214.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化1)按分類編碼系統(tǒng)編碼224.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化2)統(tǒng)計(jì)各零件組相似零件出現(xiàn)頻數(shù)234.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化這里，忽略了每種零件的批量，即假設(shè)每種零件的批量相當(dāng)。2)統(tǒng)計(jì)各零件組相似零件出現(xiàn)頻數(shù)3)選擇出現(xiàn)頻數(shù)多的零件組作為重點(diǎn)研究對象(待標(biāo)準(zhǔn)化零件)244.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化4)統(tǒng)計(jì)并分析待標(biāo)準(zhǔn)化零件組的特征信息頻譜分析待標(biāo)準(zhǔn)化零件組中影響設(shè)計(jì)的重要特征得到待標(biāo)準(zhǔn)化的要素兩種結(jié)構(gòu)形式、三個(gè)尺寸檔就是對12種零件實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化的方向。254.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化兩種結(jié)構(gòu)形式、三個(gè)尺寸檔--12種零件5)編制標(biāo)準(zhǔn)零件卡片(基本)6)分析減少零件參數(shù)(主、次參數(shù))264.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化6)參數(shù)分析減少零件參數(shù)(主、次約束參數(shù))7)編制標(biāo)準(zhǔn)化的各類文檔整體標(biāo)準(zhǔn)化重復(fù)使用實(shí)際情況較復(fù)雜274.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化基于GT的零件設(shè)計(jì)過程(已標(biāo)準(zhǔn)化后)標(biāo)準(zhǔn)化重復(fù)使用284.3復(fù)合零件法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之一4.3.1概念一組相似零件的尺寸碼，輪廓形狀代碼和形狀要素代碼匯集起來。集中全族諸多零件的全部功能要素的零件——復(fù)合零件，一般為綜合體。復(fù)合零件：在設(shè)計(jì)族內(nèi)，若某一零件集中有全族內(nèi)所有零件的功能要素，則稱該零件為設(shè)計(jì)族的復(fù)合零件。294.3復(fù)合零件法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之一4.3.1概念例：雙向階梯軸零件另外，課本P78-79，圖4-4，圖4-5分別為軸和法蘭盤設(shè)計(jì)族及其復(fù)合零件(圖中央部分)。304.3復(fù)合零件法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之一4.3.2要求大體代表全族的結(jié)構(gòu)外形；集中所有全族零件的功能要素。以此復(fù)合件作為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化模式，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，制訂零件的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。復(fù)合零件的形成：編碼——按一定的相似性標(biāo)準(zhǔn)制訂碼域——按碼域匯集零件——選代表疊加要素準(zhǔn)則：相同相似形狀、要素、尺寸、材料、精度314.3復(fù)合零件法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之一4.3.2要求t2Dkt1D1DAd1f2Dk30405060708090100DA=Dk+20DA=Dk+30DAM4,6,8M10,12,1650607080901001101204.870809010011012060130沉頭D1d1t1M4M6M8M10M12M16螺栓7.09.511.514189.213.317.62216.732.82.33.245.36.37.4倒角0<d≤2525<d≤6060<d≤150150<d范圍a×4501×4501.5×4502×4502.5×450課本P80-81，圖4-6，圖4-7分別為軸和法蘭盤設(shè)計(jì)族的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

324.3復(fù)合零件法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之一4.3.3復(fù)合零件法基礎(chǔ)上的零件設(shè)計(jì)步驟1)構(gòu)思2)作草圖、編碼3)按編碼檢索——標(biāo)準(zhǔn)(復(fù)合件)——設(shè)計(jì)族4)參照該族設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)該類零件有關(guān)功能要素的尺寸等參數(shù)整體標(biāo)準(zhǔn)化重復(fù)使用334.4相似類型件分級法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之二4.4.1相似類型件分級法特點(diǎn)按相似性程度區(qū)分為不同級別(ppt第16頁)按級進(jìn)行不同程度的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)部分標(biāo)準(zhǔn)化重復(fù)使用344.4相似類型件分級法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之二4.4.2相似類型件分級法設(shè)計(jì)過程1)分類——形成若干設(shè)計(jì)族，決定出需要標(biāo)準(zhǔn)化的零件2)分級3)綜合4)總結(jié)354.4相似類型件分級法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之二4.4.2相似類型件分級法設(shè)計(jì)過程圖4-10按相似件分級法的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工作程序劃分產(chǎn)品類別，產(chǎn)品組按結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)條件劃分零件類型按相似性碼域篩選零件建立若干設(shè)計(jì)族Ⅲ—Ⅱ—Ⅰ按特征分組畫頻率分布直方圖(課本圖4-11)P84Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ包含關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)化：功能要素--基本形狀--排列制訂指導(dǎo)件文件364.4相似類型件分級法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之二圖4-12設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料一覽表相似類型件說明預(yù)先印刷好的圖樣推薦數(shù)據(jù)一覽表推薦數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的功能要素某零件族A374.4相似類型件分級法——零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化方法之二4.4.2相似類型件分級法設(shè)計(jì)過程p85-90圖4-14~4-20設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料的一些典型例子384.5應(yīng)用成組技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)p91圖4-21~4-32設(shè)計(jì)指導(dǎo)資料的一些典型例子39Y停止標(biāo)準(zhǔn)件？開始通用件？重復(fù)使用件？下一個(gè)零件？相似類型件？構(gòu)思設(shè)計(jì)繪制零件草圖編碼圖形顯示修改合格嗎？自動繪圖交互式檢索標(biāo)準(zhǔn)件交互式檢索通用件標(biāo)準(zhǔn)件樣交互式設(shè)計(jì)特殊件軟件化的GT指導(dǎo)設(shè)計(jì)資料CAC系統(tǒng)重復(fù)使用件數(shù)據(jù)庫按一定模式（或方法）建立的相似類型件數(shù)據(jù)庫繪圖軟件YNYYNNNYYNN40思考題1)簡述基于GT的零件標(biāo)準(zhǔn)化過程。2)簡述按相似件分級法的零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化工作程序。3)簡述按復(fù)合零件法進(jìn)行零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的要求。41專業(yè)、重用、全局謝謝！42GT產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過程GT產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)GT產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)43GT產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)過程用盡可能少的零部