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1、一、成组技术（一、成组技术（简称简称GT）成组技术与成组技术与CAPPCAPP市场竞争日益激烈，产品更新换代越来越快。多品种、市场竞争日益激烈，产品更新换代越来越快。多品种、中小批生产方式约占中小批生产方式约占75%80%，产品的生产效率低、，产品的生产效率低、成本高、市场竞争能力差。如何用规模生产方式组织中成本高、市场竞争能力差。如何用规模生产方式组织中小批产品的生产小批产品的生产成组技术成组技术就是针对这种需求而发展就是针对这种需求而发展起来的一种先进技术。起来的一种先进技术。1.1.成组技术的概念成组技术的概念充分利用事物间的相似性，将许多具有相似信息的研究充分利用事物间的相似性，将许多
2、具有相似信息的研究对象归并成组，并用大致相同的方法去解决相似组中的对象归并成组，并用大致相同的方法去解决相似组中的生产技术问题，以达到规模生产的效果，这种技术统称生产技术问题，以达到规模生产的效果，这种技术统称为成组技术。为成组技术。2 2零件的分类编码零件的分类编码 零件编码：零件编码：用数字表示零件的形状特征和工艺用数字表示零件的形状特征和工艺特征。在实施成组技术的过程中，必须首先建特征。在实施成组技术的过程中，必须首先建立相应的零件分类编码系统，然后应用这个编立相应的零件分类编码系统，然后应用这个编码系统使零件的有关信息代码化，据此对零件码系统使零件的有关信息代码化，据此对零件进行分类分
3、组，以便进一步以成组的方式组织进行分类分组，以便进一步以成组的方式组织生产。生产。分类编码系统：德分类编码系统：德Opitz、日、日KK、美、美Code、英英Brisch等等70多种多种我国机械零件分类编码系统我国机械零件分类编码系统简称简称JLBM1系统系统系统组成：系统组成：三部分：三部分：名称类别、形状及加工码、辅助码名称类别、形状及加工码、辅助码15个码位：个码位：第一位总体形状，第二位功能与形状，第三第一位总体形状，第二位功能与形状，第三到九位形状与加工特征，十到十五位材料毛坯主要尺寸等到九位形状与加工特征，十到十五位材料毛坯主要尺寸等 3 3成组工艺规程设计成组工艺规程设计 (1)
4、(1)划分零件组划分零件组对零件编码后根据相似性划分零件加工组，方法有三种：对零件编码后根据相似性划分零件加工组，方法有三种：1)1)特征码位法特征码位法选几位与加工特征直接有关的特征码为形成零件组依据，选几位与加工特征直接有关的特征码为形成零件组依据，只要这些码位相同，零件即可划为一组，不管其它码位只要这些码位相同，零件即可划为一组，不管其它码位 2)2)码域法码域法对各码位制定分组的码域，即码位限制几个数字项，凡对各码位制定分组的码域，即码位限制几个数字项，凡各码位上的特征码落在规定码域内的零件划为同一组。各码位上的特征码落在规定码域内的零件划为同一组。3)3)特征位码域法特征位码域法将特
5、征码位与码域法相结合的分组方法。选取特征性强的将特征码位与码域法相结合的分组方法。选取特征性强的码位并规定允许的变化范围（码域）码位并规定允许的变化范围（码域）,作为分组的依据。作为分组的依据。(2)(2)主样件设计主样件设计 能集中反映组内所有零件的结构特征和工艺特征的零件能集中反映组内所有零件的结构特征和工艺特征的零件称为主样件。它可以是真实零件也可是称为主样件。它可以是真实零件也可是综合的综合的假想零件。假想零件。（3 3）拟订零件组工艺过程）拟订零件组工艺过程 1复合零件法复合零件法按按照照零零件件组组中中的的复复合合零零件件来来设设计计工工艺艺规规程程的的方方法法称称为为复复合合零零
6、件件法法，或或样样件件法法。所所谓谓复复合合零零件件是是拥拥有有同同组组零零件件的的全全部部待待加工表面要素的一个零件。加工表面要素的一个零件。仅适用于回转体零件。仅适用于回转体零件。制订主样件的工艺过程，作为该零件组的制订主样件的工艺过程，作为该零件组的工艺过程，可加工组内每一个零件。成组工艺工艺过程，可加工组内每一个零件。成组工艺路线常用图表格式表示，下图是六个零件组成路线常用图表格式表示，下图是六个零件组成的零件组的的零件组的“综合零件综合零件”及其成组工艺过程卡及其成组工艺过程卡的示意图。的示意图。2、复合路线法 一般适用于非回转类零件。复合路线法是在零件分类成组的基础上，把同组零件的
7、工艺路线作一比较，以组内最复杂零件的工艺路线为基础以组内最复杂零件的工艺路线为基础，然后将此路线与组内其它零件的工艺路线相比较，凡组内其它零件需要而作为代表的工艺路线中没有的工序，一一添上，最终形成一个能满足全组零件要求的成组工艺。4.4.机床的选择与布置机床的选择与布置 成组加工机床应有良好的精度和刚度，加工范围可调。成组加工机床应有良好的精度和刚度，加工范围可调。机床应有较高负荷率（如机床应有较高负荷率（如80%80%），若不当应调整零件组），若不当应调整零件组根据生产组织形式机床有三种不同布置方式：根据生产组织形式机床有三种不同布置方式：(1)(1)成组单机成组单机 设备是单台成组加工机
8、床或成组加工中心设备是单台成组加工机床或成组加工中心(2)(2)成组生产单元成组生产单元 成组零件的全部工艺过程，由相应的一组机床完成成组零件的全部工艺过程，由相应的一组机床完成(3)(3)成组生产流水线成组生产流水线 机床设备按零件组工艺流程布置，各台设备的生产节机床设备按零件组工艺流程布置，各台设备的生产节 拍基本一致。与普通流水线不同的是：在生产线上流拍基本一致。与普通流水线不同的是：在生产线上流 动的不是一种零件而是一组零件。动的不是一种零件而是一组零件。ComputerAidedProcessPlanning 是利用计算机是利用计算机协助工艺人员进行过程设计的技术，是把对产品本身进协
9、助工艺人员进行过程设计的技术，是把对产品本身进行定义的数据转换成面向制造的数据的关键环节。行定义的数据转换成面向制造的数据的关键环节。二、计算机辅助工艺规程设计二、计算机辅助工艺规程设计（CAPP）1.1.CAPPCAPP设计方法设计方法（1）样件法样件法采用成组技术按主样件设计典型工艺规程存贮计算机中。采用成组技术按主样件设计典型工艺规程存贮计算机中。输入新零件编码及要求，检索出相应的工艺规程并进行编输入新零件编码及要求，检索出相应的工艺规程并进行编辑修改，最后输出该零件的工艺规程。辑修改，最后输出该零件的工艺规程。（3）专家系统）专家系统把工艺专家编制工艺的经验和知识存在知识库中，可把工艺
10、专家编制工艺的经验和知识存在知识库中，可较方便地通过专用模块进行增删和修改。较方便地通过专用模块进行增删和修改。（2）创成法）创成法输入零件图形和工艺信息后，计算机便按照工艺决策输入零件图形和工艺信息后，计算机便按照工艺决策制定的逻辑算法语言，在不需人工干预条件下自动生成制定的逻辑算法语言，在不需人工干预条件下自动生成工艺规程。工艺规程。自动化程度高，但系统复杂，技术上尚不成熟。自动化程度高，但系统复杂，技术上尚不成熟。2样件法样件法CAPP设计原理设计原理（1）工艺信息数字化）工艺信息数字化1）零件编码矩阵化）零件编码矩阵化 零件编码零件编码矩阵，即一维数组矩阵，即一维数组二维数组二维数组2
11、）零件组特征的矩阵化）零件组特征的矩阵化 同组所有零件的特征矩阵叠加起来得零件组特征矩阵同组所有零件的特征矩阵叠加起来得零件组特征矩阵3）主样件设计）主样件设计 特征矩阵图中交点上出现特征矩阵图中交点上出现“1”“1”与与“0”“0”的频数各不相同，的频数各不相同，频数大的特征须反映到主样件中，频数小的特征可舍去频数大的特征须反映到主样件中，频数小的特征可舍去6）综合加工工艺路线的数字化）综合加工工艺路线的数字化 用一（用一（N4N4）矩阵来表示零件加工工艺路线，如图矩阵来表示零件加工工艺路线，如图4-734-735）工序工步名称编码）工序工步名称编码 编码以工步为单位，热处理、检验以及装夹、
12、调头等操编码以工步为单位，热处理、检验以及装夹、调头等操 作也当作一个工步编码作也当作一个工步编码,使计算机能按预定方法调出使计算机能按预定方法调出。4）零件上各种形面的数字化）零件上各种形面的数字化 编码只表示零件结构、工艺特征，没有提供零件表面编码只表示零件结构、工艺特征，没有提供零件表面 信息，还必须对零件表面逐一编码，信息，还必须对零件表面逐一编码，如图如图4-71 4-71 7）工序工步内容矩阵）工序工步内容矩阵 以工步为单位，一个工步占一行，共以工步为单位，一个工步占一行，共9 9列，描述工步序号，列，描述工步序号，名称编码，机床和刀具编码，进给量和背吃刀量值，计算名称编码，机床和
13、刀具编码，进给量和背吃刀量值，计算切削数据和基本时间的公式编码，该工步所属工序编码。切削数据和基本时间的公式编码，该工步所属工序编码。（2）CAPP系统数据库系统数据库 工艺信息经过数字化后形成了大量数据，按一定的工艺工艺信息经过数字化后形成了大量数据，按一定的工艺 文件形式集合起来，存储在计算机内，形成数据库以备检文件形式集合起来，存储在计算机内，形成数据库以备检 索和调用。数据文件的格式主要有零件编码特征矩阵文件、索和调用。数据文件的格式主要有零件编码特征矩阵文件、样件工艺文件，工艺数据文件等。样件工艺文件，工艺数据文件等。输入零件特征矩阵输入零件特征矩阵查找该零件所属零件组查找该零件所属零件组调出相应调出相应的综合工艺路线矩阵的综合工艺路线矩阵输入形面编码及技术要求输入形面编码及技术要求选取选取零件加工工序及编码零件加工工序及编码得加工工艺路线得加工工艺路线调出工序及工调出工序及工步内容步内容查找该工步机床刀具名称和型号查找该工步机床刀具名称和型号计算切削用计算切削用量、切削力、功率和基本时间等。量、切削力、功率和基本时间等。计算机将每次查到的计算机将每次查到的工步内容都存入存储区内，最后形成一份完整的加工工工步内容都存入存储区内，最后形成一份完整的加工工艺规程打印出来。艺规程打印出来。（3）CAPP设计过程设计过程