【正文】 Nanjing Forest University 計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì) —— Computer Aided Process Planning 制作：楊雨圖 機(jī)電學(xué)院 第三章 工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化 2 本章 學(xué)習(xí)目標(biāo) 課程內(nèi)容 ? 掌握成組技術(shù)的概念 ? 了解零件分類編碼技術(shù) ? 了解工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的概念及與 CAPP的關(guān)系 ? 掌握工藝過程標(biāo)準(zhǔn)的方法 ? 掌握工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容 ? 了解數(shù)控工藝標(biāo)準(zhǔn)化 重點(diǎn)：成組技術(shù)的概念及工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的方法與內(nèi)容 3 學(xué)習(xí)內(nèi)容 ? ? 4 ? 概述 ? ? ? 5 ? 1）產(chǎn)品 產(chǎn)量大而品種少 ，工藝過程和生產(chǎn)條件穩(wěn)定，大多數(shù)工作地固定完成一、二道工序，專業(yè)化程度高。 ? 2）多采用 專用、高效設(shè)備 和工藝裝備，生產(chǎn)過程 機(jī)械化、自動(dòng)化程度 及設(shè)備利用率較高 ，生產(chǎn)周期較短，零件加工質(zhì)量易于保證。 ? 3）工人作業(yè)分工細(xì)，多數(shù)工人長期從事一、兩種簡單和重復(fù)性的操作，對(duì)工人的技術(shù)水平要求不高。 ? 4）產(chǎn)品設(shè)計(jì) 通用化 、 系列化 、 標(biāo)準(zhǔn)化 程度高，零件 互換性 好，廣泛采用互換裝配法裝配。 ? 5）產(chǎn)品社會(huì)需求量大，需求穩(wěn)定。企業(yè)根據(jù)用戶需求和科技發(fā)展水平，進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造。訂貨程序通常是先設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，再面向用戶。 ? 6）按 對(duì)象組織專業(yè)化生產(chǎn) ，多采用 流水生產(chǎn) 、 自動(dòng)生產(chǎn)線 等生產(chǎn)組織形式，生產(chǎn)計(jì)劃細(xì)致周密，生產(chǎn)過程易于控制。 ? 7）毛坯制作廣泛采用金屬模機(jī)器造型、壓鑄、精鑄、模鍛、精鍛等方法，毛坯精度高，加工余量小，材料利用率高。 —— 成組技術(shù) 大批量生產(chǎn)特點(diǎn) 6 ? 第一類（ A類） :復(fù)雜件或特殊件 特點(diǎn)：零件較少，約占總數(shù)的5％～ 15％， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)值高。 ? 第二類（ B類） :相似件 特點(diǎn)：數(shù)量大，品種較多，約占總數(shù)的70％， 相似程度較高，多為中等復(fù)雜程度。 ? 第三類（ C類） :簡單件或標(biāo)準(zhǔn)件 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，再用性高，多為低值，一般已經(jīng)組織大批量生產(chǎn)。 —— 成組技術(shù) 機(jī)械類產(chǎn)品中零件的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 標(biāo)準(zhǔn)件 相似件 專用件~~~三類零件產(chǎn)品中所占比例（%）7 成組技術(shù) 成組技術(shù)（ GT）被公認(rèn)為是提高多品種、中小批量生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑，是發(fā)展柔性制造技術(shù)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的重要基礎(chǔ) 成組技術(shù)是一門生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)，即研究和發(fā)掘生產(chǎn)活動(dòng)中有關(guān)事物的相似性，并充分利用事物的相似性，把相似問題歸類成組，尋求解決這一類問題相對(duì)統(tǒng)一的最優(yōu)方案，從而節(jié)約時(shí)間和精力以取得所期望的經(jīng)濟(jì)效益 機(jī)械制造中的成組技術(shù)是將多種零件按其相似性歸類成組，并以這些組為基礎(chǔ)組織生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造工藝和生產(chǎn)管理的合理化 20世紀(jì) 50年代起，成組技術(shù)由蘇聯(lián)學(xué)者斯 ? 帕 ? 米特洛凡諾夫總結(jié)并在機(jī)械工業(yè)中推廣應(yīng)用 成組技術(shù)的發(fā)展： 成組加工 → 成組工藝 → 成組技術(shù) → 成組生產(chǎn)系統(tǒng) 8 GT存在的理由： 1）批量法則：中小批量生產(chǎn)成本是大批量的 30～ 50倍，中小批量生產(chǎn)占總生產(chǎn)的 70%左右 2）設(shè)備利用：大批量生產(chǎn)為專用設(shè)備，而中小批量生產(chǎn)所使用的設(shè)備利用不充分。 如普通車床 CW6140加工的零件直徑 D最大可達(dá) 400mm，零件直徑 D100 mm的加工占總加工量的 80%以上。 3）制造周期：制造周期中，大約 95%左右的時(shí)間為非加工時(shí)間 9 ? 概念：成組技術(shù)（ Group Technology， GT）是機(jī)械制造過程中一種先進(jìn)的科學(xué)的 生產(chǎn)和組織管理方法 ，它旨在 識(shí)別和開發(fā) 機(jī)械制造過程中 各環(huán)節(jié) 諸種信息間的相似性，采取適當(dāng)?shù)慕M織形式和先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其工作的 合理化 、 科學(xué)化 ，使多品種、中小批量和單件生產(chǎn)的企業(yè)獲得較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 ? 概念：零件相似性 零件相似性是指零件所具有的特征的相似性，它可以分為 結(jié)構(gòu) 、 材料 和 工藝 等方面的相似性。 —— 成組技術(shù) 成組技術(shù)的實(shí)質(zhì) 10 GT的相似性 零件的結(jié)構(gòu)特征相似性包括： 結(jié)構(gòu)相似性 （零件的形狀相似、尺寸相似、精度相似 … ） 材料相似性 （零件種類相似、毛坯形狀相似、熱處理方法相似 … ） 工藝相似性 （加工工藝相似、加工設(shè)備相似、工藝裝備相似 … ） … GT的核心問題是充分利用生產(chǎn)系統(tǒng)中的各種相似性信息 11 —— 成組技術(shù) 零件相似性結(jié)構(gòu)相似性 材料相似性 工藝相似性形狀相似尺寸相似精度相似毛坯形式相似材料相似熱處理方法相似加工方法與設(shè)備相似工序順序相似夾具相似測量方法及量具相似基本形狀相似 、 形狀要素相似及其分布規(guī)律相似 零件的相似性組成 12 ? ?① 賦予零件以更大的相似性，為制造管理方面實(shí)施成組技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。 ?② 新產(chǎn)品具有繼承性，使得多年積累的相關(guān)設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)重復(fù)使用。 ?③ 設(shè)計(jì)信息可以重復(fù)使用，加快設(shè)計(jì)速度，縮短設(shè)計(jì)周期。 ? ?① 減少由于零件更換所需要的機(jī)床調(diào)整時(shí)間。 ?② 使用成組夾具，減少夾具的種類數(shù)。 ?③ 易于實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助成組夾具設(shè)計(jì)。 —— 成組技術(shù) 成組技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 13 ? ?① 按模塊化的原理組織生產(chǎn)，即采取成組生產(chǎn)單元的生產(chǎn)組織形式。成組生產(chǎn)單元是以加工族為生產(chǎn)對(duì)象的產(chǎn)品專業(yè)化或工藝專業(yè)化（熱處理等）的基層生產(chǎn)單位。 ?② 有助于建立結(jié)構(gòu)合理的生產(chǎn)系統(tǒng)功用數(shù)據(jù)，壓縮信息的存儲(chǔ)量。 ?③ 采用分類編碼技術(shù)，也是計(jì)算機(jī)輔助管理系統(tǒng)得以順利實(shí)施的重要基礎(chǔ)。 —— 成組技術(shù) 成組技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 14 ? 成組技術(shù)首先由前蘇聯(lián) 米特凡諾夫 教授于 20世紀(jì) 50年代首先提出，并與 1959年出版了 《 成組工藝科學(xué)原理 》 。 ? 前 捷克斯洛伐克 機(jī)床與金屬切削研究所提出了一個(gè)簡明實(shí)用的零件分類編碼系統(tǒng)，僅 4位編碼，適合中小企業(yè)和零件特征統(tǒng)計(jì)。 ? 聯(lián)邦德國亞?。?Aachen）工業(yè)大學(xué) 奧匹茲 （ ）教授提出的 Opitz零件分類編碼系統(tǒng)，由 9位碼組成。 ? 日本自 1967的～ 1976年逐次開發(fā)了五個(gè)零件分類編碼系統(tǒng)（ KC2及 KK 3），由十進(jìn)制的 21位代碼組成的混合結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。 ? 我國 1984提出的 JLJBM1零件分類編碼系統(tǒng)，由十進(jìn)制的 15位代碼組成的混合結(jié)構(gòu)分類編碼系統(tǒng)。 ? 成組技術(shù)經(jīng)歷了 成組加工 成組工藝 成組技術(shù) 成組工程 大規(guī)模定制生產(chǎn) 的 5個(gè)階段。 —— 成組技術(shù) 成組技術(shù)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 15 ? 零件分類編碼系統(tǒng)的定義 ? 零件分類編碼建立應(yīng)考慮的因素 ? 零件分類編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式分類 ? 常見分類編碼系統(tǒng)簡介 16 零件分類編碼系統(tǒng)就是用數(shù)字、字母或符號(hào)對(duì)零件各有關(guān)特征進(jìn)行描述和標(biāo)識(shí)的一套特定的法則和規(guī)定。按照分類編碼系統(tǒng)的規(guī)則用數(shù)字或字符描述和標(biāo)識(shí)零件特征的代碼就是零件分類編碼，也叫GT碼 。 —— 成組技術(shù) 17 零件分類編碼系統(tǒng) 零件分類編碼由代表零件設(shè)計(jì)和制造的特征符號(hào)組成，利用成組技術(shù)正確抽出零件圖紙中為制定工藝過程所必需的必要信息 常見編碼系統(tǒng)： Opitz編碼系統(tǒng) KK3系統(tǒng) JLBM1系統(tǒng) 柔性編碼系統(tǒng) 設(shè)計(jì)屬性 制造屬性 其他實(shí)例： ? 身份證號(hào) 430－ 304