成组技术作业.doc

研究生专业课程考试答题册 得分：阅卷人签字：学 号 2013022066 姓 名 赵文杰 考试课程 先进制造技术 考试日期 2014.05. 西安工程大学研究生部成组技术目录第一章.成组技术简介 21.1成组技术的发展概况 21.2成组技术定义 31.3成组技术原理 31.3.1基本原理： 31.3.2零件的相似形 41.4零件分类成组常用的方法 41.4.1、视检法 41.4.2、生产流程分析法 41.4.3、编码分类法 4第二章.零件分类编码系统 52.1层次结构 52.2链式结构 52.3混合结构 52.4目前常用的编码系统有以下几种 52.4.1．Opitz编码系统 52.4.2．KK-3系统 62.4.3. JLBM-1系统 72.4.4．柔性编码系统 8第三章.成组技术的应用 93.1产品设计方面 93.1.1成组技术在CAD中的应用 93.1.2成组技术在CAPP系统中的应用 93.2制造工艺方面 93.2.1成组工艺 103.2.2成组生产单元的组织 103.2.3成组技术在FMS中的应用 103.3生产组织管理方面 103.4.成组技术的应用 113.4.1成组技术在数控加工中的应用 113.4.2编制成组工艺 123.4.3成组生产的组织形式 123.4.4成组技术在车间设备布置中的应用 14第四章.成组技术的应用实例 154.1成组技术的优点 17第五章.总结以及展望 175.1集成化趋势 175.2工具化趋势 18II成组技术第一章.成组技术简介1.1成组技术的发展概况1950年；成组技术（Group Technology，简称GT）成组技术的概念起源1959年；苏联科学家S.P.Mitrofanor在《成组技术科学原理》一书中，正式提出“成组技术”一词。

1960年，原西德和英国科学家开始对成组技术进行深入研究，以探讨成组技术在生产中的实用性1963年，成组技术首先在原苏联应用于实际生产并获得成功，且在全国范围内迅速推广1970年，日本政府也开始在国内推广成组技术1970年代末，成组技术在美国得到广泛接受和应用到1995年，美国使用成组技术的企业达到了50%～75%由于成组技术的应用可以使企业在当今品种多、中小批量生产、质量要求高的制造环境中缩短生产周期，提高生产效率和产品质量，加强企业的竞争力，所以成组技术能够如此迅速的得到推广和应用1.2成组技术定义成组技术GT（Group Technology）是一门生产技术科学，它主要研究如何识别和发掘生产活动中有关事务的相似性，并对其进行充分利用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与机械加工方面，乃是将多种零件按其工艺的相似性分类成组以形成零件族，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，从而使小批量生产能获得接近于大批量生产的经济效果成组技术将品种众多的零件按其相似性分类以形成为数不是很多的零件族，把同一零件族中诸零件分散的小生产量汇集成较大的成组生产量。

这样，成组技术就巧妙地把品种多转化为“少”，把生产量小转化为“大”，由于主要矛盾有条件的转化，这就为提高多品种、小批量生产的经济效益提供了一种有效的方法1.3成组技术原理1.3.1基本原理：对相似的零件进行识别和分组，相似的零件归入一个零件组或零件族，并在设计和制造中充分利用它们的相似点，以获得所期望的经济效益例如，在机械加工中，利用成组技术的原理将若干种零件按其工艺的相似性分成零件族，这样每一族零件都具有相似的加工工艺，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批量然后按照大批量加工的方法对零件进行加工，从而获得接近于大批生产的经济效果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性方法实际上，人们很早以来就在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是成组技术在机械工业中的应用现代发展的成组技术已广泛应用于设计、制造和管理等各个方面，并取得了显著的效益与生产事务的相关性是客观存在的，这不仅为人的一般常识所认可，而且也为统计学所证实国外通过对机床零件的统计分析，发现产品（同类型或相近类型）的更新换代将不会影响成组技术的继续实施，这就科学的证明了成组技术实施的延续性。

零件统计学是实施成组技术过程中充分认识和利用有关事物相似性的有用的科学方法，为成组技术的创立提供了可以信赖的科学依据成组技术基本原理要求充分认识和利用客观存在着的有关事物的相似性，按一定的相似标准将有关事物归类成组1.3.2零件的相似形零件的相似性就是指设计性质（如几何形状和尺寸等）方面的相似性和制造性质（如加工工艺）方面的相似性零件的相似性是零件分族的基础是将企业的多种产品、部件和零件,按照一定的相似性准则(如形状、结构、加工工艺等相似)分类编组,合理地组织生产各个环节的一种组织管理技术成组技术不以单一产品为生产对象,而是按照若干产品零件结构和加工工艺的相似性组织生产因此也可以把这种应用于企业生产全过程的综合性技术称为成组技术，成组技术的基础是相似性相似性是指不同类型、不同层次的系统之间存在某些共有的物理、化学、几何、生物学或功能等方面的具体属性或特征1.4零件分类成组常用的方法1.4.1、视检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1.4.2、生产流程分析法生产流程分析法PFA（Production Flow Analysis）是以零件生产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。

生产流程分析法的有效性与所依据的工厂技术资料有关采用此法可以按工艺相似性将零件分类，以形成加工族1.4.3、编码分类法按编码分类，首先制定零件分类编码系统，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），把分类的零件进行编码，待零件有关信息代码化后，就可以根据代码对零件进行分类，零件有关生产信息代码化将有助于应用计算机辅助成组技术的实施第二章.零件分类编码系统 零件编码系统是由代表零件的设计或制造的特征符号所组成，这些符号代码可以是数字，也可以是字母，或者两者都有在一般情况下，大多数分类编码系统只使用数字，在成组技术实际应用中，存在3种基本编码结构 2.1层次结构 在层次结构中，每一个后级符号的定义取决于前级符号的值这种结构亦称为单码结构或树状结构能以有限个位数记录大量有关零件信息其信息量最大 2.2链式结构 在链式结构中，那些有序符号的意义是固定的，与前级符号无关，这种结构亦可称为多码结构主要缺点是在代码位数相同的条件下，链式代码容量较小，不像层次式那样详细 2.3混合结构 工业上大多数零件编码系统都是由上述两种编码系统组合而成的，形成混合结构混合结构具有层次结构和链式结构共同的优点。

典型的混合结构都由一系列较小的链式结构构成，这些结构链中的数字都是独立的，但整个混合代码中，需要用一个或几个数字来表示零件的类别，这和层次结构一样混合结构能最好地满足设计和制造的需要 2.4目前常用的编码系统有以下几种 2.4.1．Opitz编码系统 Opitz系统是一个十进制9位代码的混合结构分类编码系统，如图12-1所示，是由联邦德国Aachen工业大学H.Opitz教授提出的在成组技术领域中是最著名的分类编码系统图12-1说明了Opitz和系统的基本结构，前5位数（1，2，3，4，5）称为形状代码，用于描述零件的基本设计特征, 第一位数字是表示零件属于回转体还是非回转体及尺寸大小的特征，第二位数字表示结构上的区别，第三、四、五位数字表示不同表面形状和加工特征，后4位数（6，7，8，9）构成增补代码，用来描述对制造有用的特征（尺寸、原材料、毛坯形状和精度） Opitz系统的特点可以归纳为以下几点 1.系统的结构较简单，便于记忆和手工分类 2.系统的分类标志虽然形式上偏重零件结构特征，实际上也隐含着工艺信息例如，零件的尺寸标志，既反映零件在结构上的大小，又反映零件在加工中所用的机床和工艺设备的规格大小。

虽然有精度标志，但只用一位码来标识是不够充分的3.系统的分类标志尚欠严密和准确 系统从总体结构上看，虽属简单，但从全局结构看，则仍十分复杂 图12-1 Opitz编码系统 2.4.2．KK-3系统 KK-3系统是由日本通产省机械技术研究所提出的草案，并经日本机械振兴协会成组技术研究会下属的零件分类编码系统分会讨论修改而成，是一个供大型企业使用的十进制21位代码的混合结构系统，其基本结构如图12-2所示 KK-3系统有以下几个特点 1.在码位先后顺序安排上，基本上考虑到各部分形状加工顺序关系，是一个设计、工艺并重的分类编码系统 2.在分类标志配置和排列上，便于记忆和应用 3.采用了按功能和名称作为分类标志，特别便于设计部门检索用 4.系统的主要缺点是环节多，在某些环节上，零件出现率较低，这意味着有些环节设置不当 图12-2 KK-3系统2.4.3. JLBM-1系统JLBM-1系统是我国原机械工业部为在机械加工中推行成组技术而开发的一种零件分类编码系统，这个系统经过先后4次的修改，已于1984年作为我国机械工业部的技术指导资料JLBM-1系统的结构可以说是Opitz系统和KK-3系统的结合，克服了Opitz系统分类标志不全和KK-3环节过多的缺点。

JLBM-1系统是1个十进制15位代码的混合结构分类编码系统，如图12-3所示将图12-3与图12-1作对比，可看出JLBM-1系统在结构上基本与Opitz系统相似为弥补Opitz系统的不足，把Opitz系统的开头加工码加以扩充，把Opitz系统的零件类别码改为零件功能名称码，把热处理标志从Opitz系统中的材料、热处理码中独立出来，主要尺寸码也由一个环节扩大为两个环节因为系统采用了零件功能名称码，所以也吸取了KK-3系统的特点此外，扩充形状加工码的做法也和KK-3系统的想法相近JLBM-1系统还增加了形状加工的环节，因而除比Opitz系统可以容纳较多的分类标志外，还在系统的总体组成上要比Opitz系统简单，因此也易于使用 图12-3 JLBM-1系统的结构 2.4.4．柔性编码系统 Opitz、KK-3、JLBM-1等属于刚性分类编码系统，其最大的缺点是不能完整、详尽地描述零件结构特征和工艺特征，所以柔性编码系统的概念和理论也应运而生了柔性分类编码的概念是指分类编码系统横向码位长度可以根据描述对象的复杂程度而变化 柔性编码系统既克服刚性编码系统的缺点，又继承刚性编码的优点，所以，零件的柔性编码结构模型为：柔性编码=固定码+柔性码。

固定码用于描述零件的综合信息。