机械5

成组技术是把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。在本次设计中的零件为内齿圈，应用成组技术原理对零件进行分类编码，结果得到4种零件编码而且编码相同，所以可以在应用成组技术加工时将其编为一组。编码相同也就是形状特征相同，所以可以编制出一套相同的加工工艺组织生产这批零件。在本次的夹具设计中主要设计成组钻床夹具设计，由于4个零件的外型相似可以在此夹具中加工，由于尺寸不同、孔的位置度不一样，可以通过钻模和齿轮齿条来调节左右和上下的位置，用分度台来保证孔的各个位置。内齿轮的外形加工主要在车床上加工，其精加工在CK6150上加工，而且为了方便操作还编制了数控宏程序（数控车的程序）。 通过自己对成组技术的学习及其应用，对这门学科有了深入的了解。在对工艺编制和数控程序的编制、夹具的设计也有了明显的提高。得出了一些经验教训，也都做了粗浅的分析和总结。对以后在工作中也是一次锻炼的机会。 Group tech
nology is similar to the problem fall i
nto a group seeki
ng solutio
ns to the problems relatively u
niform group the best optio
n, to achieve the desired eco
nomic results. I
n the curre
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nology Applicatio
n of the pri
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n of group tech
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ng classified as a group. Codi
ng is the same as the shape of the same, it ca
n produce the same set of processi
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n the curre
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nology a
nd its applicatio
ns, this subject has i
n-depth u
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nity. 前言 成组技术是近几年来国内外机械制造领域内得到迅速发展的另一种加工方式，通过成组技术的应用可以解决中小批量的零件加工，也是实现各种柔性制造方式并使之获得最优的技术经济效益的重要学科。 本次设计的题目是内齿轮成组数控加工艺及其钻床夹具设计，是银川起重机厂有关齿套类零件的成组数控加工工艺的设计课题的一部分。既然选择了这个设计的课题，就要知道成组技术的基本原理，理解现代的加工技术和典型的机加工工艺。应用成组技术来解决这个课题，通过编码分类来编制出形状相似的零件我为一组，来编制出相近的一套加工工艺，不需要单独对每个零件去编制工艺，这样可以降低成本，节约时间，提高生产效率。 在加工中小批量的零件时，采用成组夹具，其夹具的范围可以针对相似的零件进行设计，这样减少专用夹具的设计，既省材料，又省时间，范围也很广。如本次设计的成组夹具，不仅针对内齿圈上分布的若干个孔进行加工，而且还能加工类似于内齿圈的回转体。实心的回转体在本夹具中还能以外圆定位，这样大大减少了调整时间。 在本次设计中有的工序是要在数控机床上加工的，应用成粗技术，编制了成组数控加工程序，此设计的内容及方向对工厂的生产加工是有积极的意义的。 在设计中也参考了许多的文献和资料，并对这些文献、资料加以学习，应用这些所讲的东西并且结合自己所想的、所理解的，编写了成组技术在本次设计中的应用。 成组技术不仅是现有企业为适应多品种生产进行技术改造的有效手段，也是为实现企业高度现代化而采用高技术的一个重要基矗 设计是综合运用所学的知识的训练过程，也是对自我学习能力的检验和创新能力、实践能力及创业精神的重要环节。由于知识水平有限，设计经验不足，设计中会出现不少错误，也诚恳希望老师和同学批评指正。 目录 摘要1 前言1 第一章成组技术简介7 1-1成组技术概述7 1-2零件分类编码系统在成组技术中的应用10 1-3零件分类系统实例分析13 第二章零件的作用和结构工艺性分析及系统编码组16 2-1零件的工艺性分析16 2-2应用OPITZ编码系统对零件进行编码分组18 第三章成组加工工艺设计21 3-1生产类型的确定21 3-2毛胚的选择及零件的加工工艺设计22 第四章成组夹具设计32 4-1夹具设计32 4-2成组夹具设计33 4-3成组夹具的设计内容34 4-4导向装置38 第五章数控加工程序编制40 5-1数控机床的构成与工作原理40 5-2数控编程40 5-3数控宏程序42 总结49 参考文献50 第一章成组技术简介 §1-1成组技术概述 1-1．1成组工艺的概念 在现代机械工业中，多品种、中小批量生产占的比重很大，其特点是，在一个企业中，产品的品种多，而批量很校在“批量法则”的主导下，使这类生产性质的企业，一直沿用着传统和落后的技术和经营方式，这样就形成了周期长、效率低、成本高、质量差和经营管理混乱等缺点。为了提高生产率、缩短生产周期和降低成本，逐渐推广采用成组工艺。所谓成组工艺，就是把结构、形状和尺寸相似，而加工工艺又相近的不同产品中的零件，规划为一组（或一族），并为该组（族）零件制定典型的工艺过程及设计继承性、可调性的工艺装备。由于采用成组工艺，扩大了批量，使多品种、中小批量生产的企业，可以把经济合理地采用先进工艺方法和高效率的自动化或机械化的工艺装备。 1-1．2成组技术的基本原理及其经济效益 在机械制造中，小批量生产占较大的比重，各类机器的生产大约7080±于单件、小批量生产。由于国内外市场竞争日益加剧和科技飞跃发展，要求产品不断改进和更新，因此预计多品种、小批量方式的比重今后将有继续增长的趋势。统计资料表明，我们国家的机械工业亦有此发展趋势。我国机械制造业也正朝着品种逐渐增多，批量逐渐减少的方向发展，这是适应当前对机械产品需求多样化的发展趋势的。 回顾传统的做法，则是习惯于对每个事物采取孤立的原则和方法去解决相似或相同的问题。结果，必然导致不必要的多样化和重复性。例如：相同或相似功能的零部件，或者将其结构设计得完全不同，或者将其工艺编制成截然不同，这就是相同或相似功能零部件的结构和工艺的多样化；或者不断重复设计出完全相同的结构，不断重复编制出完全相同的工艺，这就是相同或相似功能零部件的结构和工艺的重复性。多样性将导致生产和管理的复杂化，而重复性则是徒然浪费资源。 因此，如何摆脱小批量、多品种所造成的困境，而使之获得接近大批量生产的经济效益是一个很值得重视的技术问题。为此，近代在组织上、技术上提出了不少措施和办法，例如，生产专业化、产品设计的三化（标准化、系列化及通用化）及模块化数控机床及加工中心的应用等等，这些都取得了一定的效果，但都有局限性。 成组技术的科学理论及其实践表明，它能从根本上解决生产中由于品种多、产量小而带来的矛盾。 成组技术（GT-Group Tech
nology）是一门生产技术科学，研究如何识别和发掘生产活动中有关事物的相似性，并充分利用它，即把相似的问题归类成组，寻求解决这一组问题相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效益。 成组技术应用于机械加工方面，乃是将多种零件按其工艺的相似性分类以形成零件族，把同一零件族中零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量，从而使小批生产能获得接近于大批生产的经济效果。 根据以上所述，可以把成组技术的原理归结为：依靠设计标准而有效地保持不同产品之间的结构-工艺继承性；通过工艺标准化而充分利用零部件之间的结构-工艺相似性。结构-工艺继承性是设计标准化的前提，结构-工艺相似性则是工艺标准化的基矗 就方法论的角度来看，成组技术不啻是一种杂乱无章事物合理化、系统化、标准化的有效方法。 成组技术的基本原理是符合辩证法的，所以它可以作为指导生产的一般方法。实际上，人们很早经来已应用成组技术的哲理指导生产实践，诸如生产专业化、零部件标准化等皆可以认为成组技术在机械工业中的应用。现代发展了成组技术已广泛应用于设计、制造和管理等各个方面，并取得了显著的效果。 成组技术基本原理既然是要求充分认识和利用客观存在着的有关事物的相似性，所以按一定的相似性标准将有关事物归类成组是实施成组技术的基矗目前，将零件分类成组常用的方法有：（1）视检法；（2）生产流程法；（3）编码分类法。 视检法是由有生产经验的人员通过对零件图纸仔细阅读和判断，把具有某些特征属性的一些零件归结为一类。它的效果主要取决于个人的生产经验，多少带有主观性和片面性。 生产流程法（PFA－Probucfio
n FIow A
naiysis）是以零件生产流程为依据的。为此，需要有较完整的工艺流程及生产设备明细表等技术文件。通过对零件生产流程的分析，可以把工艺过程相近的，即使用同一组机床进行加工的零件归结为一类。采用此法分类的正确性是分析方法以及所依据的工厂技术资料有关。虽然，采用此法可以按工艺相似性将零件分类，以形成加工族。 按编码分类法，首先需要将待分类和诸零件进行编码，即将零件的有关设计、制造等方面的信息转译为代码（代码可以是数字或数字、字母兼用）。为此，需选用或制定零件分类编码系统。由于零件有关信息的代码化，将有助于应用计算机辅助成组技术的实施。 具统计成组技术能使产量提高成本降低，同时又使固定资产库存资金和流动资金统统减少。因此，最终能使投资回收率增大。这就足以证明成组技术的经济效益十分显著。 在促使企业生产合理化和现代化的综合改造中，成组技术无疑是一条投资小而效益大的首选综合改造途径。 1-1.3成组技术的发展 成组技术是50年代由前苏联c.
n.米特洛方诺夫首先提出来的。当时称作“成组技术”，主要用于零件的机械加工方面。米氏在工作中就发现由于产品品种和规格繁多、批量较孝产品更新频繁，使得工艺准备工作十分繁重。但经过仔细分析和观察，在机床加工零件时，零件具有一定的结构-工艺相似性。如果把这些相似的零件归并成组，则同组零件的工艺过程便可进一步统一，然后有可能按照统一的工艺过程设计共用的凸轮，共用的刀具布置，并进行统一的调正。这样就能显著节约工艺准备时间，节约制造资源，节约因更换加工对象所花的调整时间。 50年代末，成组技术初级阶段的成组加工迅速在前苏联以及东欧获得推广应用。与此同时，成组加工也被传播到西欧。原来米氏只是把成组加工局限在机械加工领域，及至50年代末，却逐渐从机械加工延伸到其他更加广泛的领域。因此，成组加工也旋即改称为成组工艺。 60年代初到60年代中期由原捷克斯伐克的卡洛茨和英国的伯别奇提出了分类编码系统及提出了生产流程分析原理，借此找出工艺相似的零件组，以建立与之对应生产单元，从而使企业的物流路线和生产流程更趋合理，有效的解决了多工序零件的成组加工问题，特别是生产管理问题。由此而使成组工艺进一步发展成为一种把生产技术与组织管理揉合成一体的综合技术－成组技术。 通过世界各国具体而深入地应用和研究成组技术，极大地丰富和发展了米氏的原理，而使这更完善。今天，成组技术已成为生产合理化和现代化的一项基础技术。 §1-2零件分类编码系统在成组技术中的作用 1-2.1零件分类编码系统概述 零件分类编码系统已经成为成组技术原理的重要组成部分，也是有效实施成组技术的重要手段，因此在实施成组技术的过程中，建立相应的零件分类编码系统，也就成为一项首要的准备工作。 最早实施成组技术时并未采用零件分类编码技术，那时对零件的分选主要用视检法，显然这种方法比较粗略。为此，随着成组技术实践的深入和应用的需要，又提出了零件的分类编码技术和分类编码系统。 就零件的分类编码理论而言，可以说至今还未完备。因此，世界上的零件分类编码系统层次不穷。但是，随着人们的不断实践和总结经验，产品零件的分类编码理论必将日益完善，从而终将出现比较典型的通用分类编码系统。 1-2.2零件分类编码的作用 零件分类是成组技术的基础，分类的合理与否直接影响到成组技术的效果，因此国外对成组技术的分类方法很重视。随着电子计算机和电子数据处理系统的发展，以采用电子计算机进行零件的分类和编码。 其作用为： 1）提高设计工作的标准化与合理化 零件分类编码后，可建立零件图册，实现产品零件的标准化、合理化，与扩大零件通用化的程度，减少设计工作量。 2）有助于工件分类归并成组（族），推行成组加工 利用适宜的零件分类系统，可以划分零件组，制定成组零件的工艺路线，选择设备进行成组加工。 3）有利于生产管理科学化 利用分类编码系统，可借助计算机实现生产管理科学化和现代化。