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成組數(shù)控技術(shù)的發(fā)展
成組數(shù)控技術(shù)從 50 年代提出到如今已經(jīng)歷了近 50 年的發(fā)展和應(yīng)用。成組數(shù)控技術(shù)作為一門綜合性的生產(chǎn)技術(shù)科學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM ）和柔性制造系統(tǒng)等方面的技術(shù)基礎(chǔ)。我國(guó)早在 60 年代初就在紡織機(jī)械、飛機(jī)、機(jī)床及工程機(jī)械等機(jī)械制造業(yè)中推廣應(yīng)用成組技術(shù)，并初見(jiàn)成效。原機(jī)械部設(shè)計(jì)研究院負(fù)責(zé)組織研制的全國(guó)機(jī)械零件分類編碼系統(tǒng) JLBMI ，它將對(duì)我國(guó)推廣應(yīng)用成組數(shù)控技術(shù)起到積極推進(jìn)作用。近幾年來(lái)，一些工廠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，應(yīng)用成組技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。我國(guó)不少高等工業(yè)院校結(jié)合教學(xué)和科研工作，在成組數(shù)控技術(shù)基本理論及其應(yīng)用方面，如零件分類編碼系統(tǒng)、零件分類成組方法和計(jì)算機(jī)輔助編碼、分類、工藝設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)管理的軟件系統(tǒng)等方面都開(kāi)展了許多研究工作，并取得了不少成果?？梢韵嘈?，隨著應(yīng)用推廣和科研工作的持續(xù)開(kāi)展，成組數(shù)控技術(shù)對(duì)提高我國(guó)機(jī)械工業(yè)的制造技術(shù)生產(chǎn)管理水平將日益發(fā)揮其重要的作用。 （引用[2]）。
成組數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向：(1) 國(guó)家和地方政府的科技資助政策在發(fā)生重大變化:更強(qiáng)調(diào)公共財(cái)政支持公共的服務(wù)平臺(tái),例如江蘇正在建立高校-企業(yè)共建的工程中心,如紡織機(jī)是知識(shí)創(chuàng)新平臺(tái)中的重要內(nèi)容. 成組技術(shù)可以幫助知識(shí)的條理化和編碼化機(jī)械工程中心等. (2) 國(guó)家在建立各種知識(shí)創(chuàng)新平臺(tái),支持企業(yè)的創(chuàng)新. （引用[3]）.
用成組數(shù)控技術(shù)原理指導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì),替代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,是企業(yè)改善設(shè)計(jì)質(zhì)量、提高設(shè)計(jì)效率的一個(gè)重要手段。統(tǒng)計(jì)表明,當(dāng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種新產(chǎn)品時(shí),往往有80 % 以上的零件設(shè)計(jì)可以參考借鑒或直接引用原有的產(chǎn)品圖紙,而對(duì)車床產(chǎn)品設(shè)計(jì)而言,可重復(fù)利用和借鑒的零部件就更多。成組數(shù)控技術(shù)要求在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中盡量采用已有產(chǎn)品的零件,減少零件形狀、零件上的功能要素以及尺寸的離散性,要求各種產(chǎn)品間的零件盡可能相似,盡可能重復(fù)使用,不僅在同系列產(chǎn)品之間如此,在不同系列產(chǎn)品之間也盡可能如此。如在研制開(kāi)發(fā)普通臺(tái)式車床時(shí),對(duì)不同系列、不同規(guī)格的臺(tái)式車床,其床身、床鞍、刀架、尾架、主軸箱、進(jìn)給箱、溜板箱等根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同的模塊供設(shè)計(jì)人員根據(jù)客戶需要進(jìn)行拼裝,不同模塊中所用零部件盡可能相近或相似?？梢赃@樣說(shuō),設(shè)計(jì)者的任務(wù)不是創(chuàng)造新零件,而是盡量用現(xiàn)有零件拼裝新產(chǎn)品。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)按先檢索后設(shè)計(jì)的順序,充分利用庫(kù)內(nèi)的設(shè)計(jì)資料,檢索現(xiàn)有零件,盡量減少新設(shè)計(jì)的工作量,在合理繼承的基礎(chǔ)上,進(jìn)行創(chuàng)新。將成組數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面,可減少產(chǎn)品中相似零件的數(shù)目,消除重復(fù)設(shè)計(jì)零件,減少設(shè)計(jì)建模及繪圖工作,利用零件的分類編碼系統(tǒng)檢索出同樣功能的零件,識(shí)別代用件等等。 （引用[1]）
成組數(shù)控工藝設(shè)計(jì)
數(shù)控加工的基本特點(diǎn)對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析,擬訂工藝方案,選擇合適的夾具、刀具,確定切削用量。一些在普通機(jī)床的加工工藝中任何數(shù)控加工,在編制數(shù)控加工工藝和程序之前,都要不必考慮的問(wèn)題,如工序內(nèi)工步的安排、零點(diǎn)設(shè)置、對(duì)刀點(diǎn)。毛坯的制作沖裁模,一般要經(jīng)過(guò)鍛造進(jìn)行毛坯操作,碳素工具鋼一般鍛造性能良好,鍛造過(guò)程中對(duì)表面脫碳要嚴(yán)加注意,加熱時(shí)間要盡量縮短,其次要嚴(yán)格控制鍛壓比,一般要大于4, 鍛造后,空氣冷卻。始鍛1 200 ℃,終鍛800 ℃。
熱處理工藝：鍛造后為了給后序的加工、最終熱處理工序作好準(zhǔn)備,應(yīng)消除鍛件內(nèi)的應(yīng)力,改善組織,并使其具有合適的硬度和穩(wěn)定細(xì)小的組織,以利于機(jī)械加工。因此鍛件要在毛壞狀態(tài)下進(jìn)行預(yù)先熱處理。T10A 碳素工具鋼,一般采取球化退火,使?jié)B碳體成球狀均勻分布,若鍛件沿晶界出現(xiàn)網(wǎng)狀碳化物時(shí),則先進(jìn)行正火處理,消除網(wǎng)狀碳化物,然后進(jìn)行球化退火。通常采用球化退火,以獲得鐵素體機(jī)體上分布的細(xì)小均勻的粒狀碳化物組織。淬火(1) 淬火溫度T10A 淬透性低。需要用水冷卻,容易產(chǎn)生變形和淬裂,另外碳素工具鋼對(duì)過(guò)熱敏感,晶粒容易長(zhǎng)大,其淬火溫度一般是在碳化物與奧氏體共存的兩相區(qū)內(nèi),這是由于碳化物的存在不僅可以阻止奧氏體的長(zhǎng)大,使碳素工具鋼保持較小晶粒,從而能在高硬度條件下保證具有一定的韌性;而且剩余碳化物的存在也有利于模具耐磨性的提高。為防止過(guò)熱,選取最低的淬火加熱溫度(760～780 ℃),是獲得最好機(jī)械性能的關(guān)鍵,為防止淬火開(kāi)裂,必須在淬火方法上實(shí)現(xiàn)均勻冷卻[1] 。(2) 加熱、保溫時(shí)間的由于加熱時(shí)間與模具的材質(zhì)、工件大小有關(guān)。升溫時(shí)間因工件大小而異,保溫時(shí)間依材質(zhì)而不同,加熱時(shí)間不可取一定值,加熱時(shí)間的長(zhǎng)短直接影響模具的組織性能。為保證T10A 冷作模具基體奧氏體化,碳化物溶解,必須有一定保溫時(shí)間,保溫時(shí)間本公司采用15～25 min 。
公式： 升溫時(shí)間= f(模具工件尺寸,30 min/ 25 mm)
保溫時(shí)間= f (鋼材材質(zhì)) (SK工具鋼10～15 min, 該公司采用15～25 min)
SK鋼材加熱時(shí)間= 保溫時(shí)間+ 升溫時(shí)間
T10A 冷作模具加熱時(shí)間=30 min/25 mm+15～20 (引用[10])
數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容：
1.選擇數(shù)控機(jī)床：考慮各數(shù)控機(jī)床的附件種類、行程范圍、承重等因素,根
據(jù)需要加工的工件,來(lái)選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床。(引用[12])
2. 選擇適合在數(shù)控機(jī)床上加工的工序內(nèi)容一般的,對(duì)于難測(cè)量、難控制尺寸的非敞開(kāi)內(nèi)腔;尺寸精給系統(tǒng)反向間隙對(duì)加工精度的影響。同一把刀能加工的內(nèi)
容應(yīng)該連續(xù)加工,盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助工作時(shí)間, 提高加工效率。(引用[13])
3. 數(shù)學(xué)處理。編程前,根據(jù)零件的幾何特征,在建立的工件坐標(biāo)系上,計(jì)算出刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的零件(如直線和圓弧組成的零件),只需計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩個(gè)幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值等。
度、位置精度高、更換機(jī)床難以保證的部位;鏡像對(duì)稱的加工降低加工成統(tǒng)規(guī)定的指定代碼、程序段格式,來(lái)編寫零件程序清單。
4.通過(guò)傳輸介質(zhì),將程序輸入機(jī)床。 (引用[9])
5. 程序校驗(yàn)與首件試切。表面等,考慮在數(shù)控機(jī)床加工。此外,考慮到數(shù)控機(jī)床的工時(shí)費(fèi)用高等因素,為提高數(shù)控機(jī)床的工作效率不考慮數(shù)控機(jī)床。 (引用[9])
6. 分析加工零件的圖紙:普通機(jī)床能滿足圖紙要求的本,當(dāng)程序被驗(yàn)證準(zhǔn)確無(wú)誤之后,存檔。編寫零件程序清單:加工路線和工藝參數(shù)確定以后,根據(jù)各機(jī)床所用數(shù)控系明確加工內(nèi)容及技術(shù)要求,確定加工方案,制定數(shù)控加工路線分析零件的變形情況、加工余量以及圖紙中各加工表面的尺寸精度、幾何形狀精度、相線位置度、表面粗糙度等要求;設(shè)計(jì)數(shù)控加工的工序劃分、機(jī)床附件和刀具的選擇、夾具的定位與安裝、切削用量的確定、安排走刀路線等等。 (引用[9])
7. 編制、調(diào)整數(shù)控加工工序的程序:數(shù)控機(jī)床程序編制的方法有兩種:即手工編程和自動(dòng)編程。手工編程由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算、書(shū)寫程序清單直到程序的輸入和檢驗(yàn)。適用于點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件,缺點(diǎn)是非常費(fèi)時(shí),且編制復(fù)雜零件時(shí),容易出錯(cuò)。自動(dòng)編程又分為APT 編程和CAD/ CAM 編程:前者使用計(jì)算機(jī)或編程機(jī),完成零件程序的編制過(guò)程,對(duì)于復(fù)雜的零件很方便。后者則利用CAD/ CAM 軟件,實(shí)現(xiàn)造型及圖象自動(dòng)編程。如Master CAM 、UG 、Pro-E 等。 (引用[15]) (引用[8])
8. 數(shù)控機(jī)床編程的步驟:根據(jù)使用的刀具確定合理的走刀路線,選擇適當(dāng)?shù)那邢饔昧?。同時(shí)還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機(jī)床本身的特點(diǎn),正確選擇對(duì)刀點(diǎn),尤其是輪廓精加工時(shí)的切入、切出方式、刀具的補(bǔ)償?shù)?在滿足圖紙精度要求的前題下,尋求最短加工路線(包括切削路線和空走刀路線),同時(shí)避免機(jī)械進(jìn)零件.圖紙的數(shù)學(xué)處理:零件圖紙的數(shù)學(xué)處理主要是計(jì)算零件加工軌跡的尺寸, 即計(jì)算零件加工輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),或刀具中心輪廓的基點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),以便編制加工程序。 (引用[6]) (引用[15])
9基點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算:一般數(shù)控機(jī)床只有直線和圓弧插補(bǔ)功能。對(duì)于由直線和圓弧組成的平面輪廓,編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的主要任務(wù)是求各基點(diǎn)的坐標(biāo)。(1) 基點(diǎn)的含義構(gòu)成零件輪廓的不同幾何素線的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱為基點(diǎn)。基點(diǎn)可以直接作為其運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)。(2) 直接計(jì)算的內(nèi)容根據(jù)程序編制的要求,基點(diǎn)直接計(jì)算的內(nèi)容有:每條運(yùn)動(dòng)軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)在選定坐標(biāo)系中的坐標(biāo),圓弧運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心坐標(biāo)值?；c(diǎn)直接計(jì)算的方法比較簡(jiǎn)單,一般可根據(jù)零件圖樣所給的已知條件用人工完成。即依據(jù)零件圖樣上給定的尺寸運(yùn)用代數(shù)、三角、幾何或解析幾何的有關(guān)知識(shí),直接計(jì)算出數(shù)值。在計(jì)算時(shí),要注意小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)要留夠,以保證足夠的精度。 (引用[5]) (引用[8])
10. 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算:對(duì)于一些平面輪廓是非圓方程曲線Y = F(X) , 如漸開(kāi)線、阿基米德螺線等, 只能用能夠加工的直線和圓弧去逼近它們。這時(shí)數(shù)值計(jì)算的任務(wù)就是計(jì)算節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。(1) 節(jié)點(diǎn)的定義當(dāng)采用不具備非圓曲線插補(bǔ)功能的數(shù)控機(jī)床加工非圓曲線輪廓的零件時(shí),在加工程序的編制工作中,常用多個(gè)直線段或圓弧去近似代替非圓直線,這稱為擬合處理。擬合線段的交點(diǎn)或切點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。
(2) 節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)的計(jì)算難度和工作量都較大,故常通過(guò)計(jì)算機(jī)完成,必要時(shí)也可由人工計(jì)算,常用的有直線逼近法(等間距法、等步長(zhǎng)法、和等誤差法) 和圓弧逼近法,有人用AutoCAD 繪圖,然后捕獲坐標(biāo)點(diǎn),在精度允許的范圍內(nèi),也是一個(gè)簡(jiǎn)單而有效的方法。 (引用[11])
用戶宏程序?qū)崿F(xiàn)編程零點(diǎn)變換和成組加工
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)械產(chǎn)品日益趨向于多品種小批量。數(shù)控機(jī)床因其高生產(chǎn)率、高加工精度、低勞動(dòng)強(qiáng)度、具有柔性和便于管理等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控系統(tǒng)功能也越來(lái)越完善。就機(jī)械加工工藝系統(tǒng)而言,除了機(jī)床更新?lián)Q代加快外,刀具、夾具等也在不斷改變,而且生產(chǎn)加工流程也時(shí)時(shí)在變。這種生產(chǎn)加工的柔性,不但要求數(shù)控程序能便于修改,同時(shí)編程周期要短和編程費(fèi)用要低。為了編制出高效而實(shí)用的數(shù)控程序,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期編程實(shí)踐的摸索,深切體會(huì)到利用數(shù)控系統(tǒng)提供的宏指令開(kāi)發(fā)一些典型實(shí)用的宏程序,是一條非常有效的途徑所謂的編程零點(diǎn)是指根據(jù)加工零件圖樣選定的編制程序的原點(diǎn),即編程坐標(biāo)系的原點(diǎn)。在實(shí)際工中,我們還應(yīng)確定編程零點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo),也就是要進(jìn)行編程零點(diǎn)變換。而機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)所能提供的只有G54～G57 四個(gè)編程零點(diǎn),這對(duì)于四面或五面加工的零件來(lái)說(shuō),常常不夠用。如以前在鏜銑加工中心上進(jìn)行四面或五面減速器箱體的數(shù)控加工時(shí),就發(fā)現(xiàn)因編程零點(diǎn)設(shè)置不足,導(dǎo)致編程時(shí)數(shù)值計(jì)算復(fù)雜,這樣一旦刀具和夾具調(diào)整后,將使程序修改時(shí)間過(guò)長(zhǎng),影響了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。針對(duì)這一現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了用于多編程零點(diǎn)變換的宏程序。借助該宏程序,能隨意方便地設(shè)定編程零點(diǎn),且因能將尺寸計(jì)算由三維空間轉(zhuǎn)化為兩維空間,而且所設(shè)定的編程零點(diǎn)可多次被調(diào)用,不僅能使程序的長(zhǎng)度縮短一半以上,又使程序可讀性強(qiáng),在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)修改方便,因而得到了很好的應(yīng)用。還有一種軸類零件———蝸桿,其結(jié)構(gòu)具有成組相似的特征,在車削工序中,主要結(jié)構(gòu)尺寸有十種變型。針對(duì)這樣的軸類零件,利用數(shù)控系統(tǒng)宏指令功能,采用數(shù)據(jù)可靈活多變的參數(shù)形式,按照工序中所采用刀具先后順序的不同,將整個(gè)工序劃分成前后相連的若干工步子程序;對(duì)于變型尺寸, 則設(shè)計(jì)了專門子程序完成平行工步子程序之間的轉(zhuǎn)換。這樣,整個(gè)蝸桿組車削加工的數(shù)控程序能形成一個(gè)自動(dòng)成組查表程序。機(jī)床操作者只要在主程序運(yùn)行之前輸入變型號(hào),程序即按預(yù)定流程自動(dòng)完成該組蝸桿零件的整個(gè)車削工序。采用這樣的成組加工程序,近兩年使用表明,它不但可以大大減少程序存儲(chǔ)空間,還能將調(diào)用程序出錯(cuò)率減少到最低限度。 (引用[15])
基于成組技術(shù)的多品種小批量
產(chǎn)品工藝編碼規(guī)則研究
在分析某類產(chǎn)品制造工藝及生產(chǎn)組織現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,基于成組技術(shù)開(kāi)發(fā)了產(chǎn)品零部件的工藝編碼規(guī)則體系,從而為該類產(chǎn)品制造工藝數(shù)據(jù)庫(kù)的開(kāi)發(fā)以及工藝數(shù)據(jù)的快速獲取、共享和重用創(chuàng)造了條件. 制造技術(shù)的進(jìn)步和人們消費(fèi)觀念的變化使得產(chǎn)品個(gè)性化、差異化、多樣化和特色需求的趨勢(shì)越來(lái)越明顯,大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品越來(lái)越少. 與普通產(chǎn)品相比,某些產(chǎn)品更具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件眾多、加工及裝配工藝精度要求高、批量小等顯著特征,也對(duì)工藝規(guī)劃的制定、生產(chǎn)組織和作業(yè)排程等提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn).
在新品開(kāi)發(fā)及制定工藝規(guī)劃時(shí),若利用分類成組技術(shù),可以充分、快速、自動(dòng)和有效地利用已有類似件的工藝信息,大大地加快新品開(kāi)發(fā)的速度,也有利于形成標(biāo)準(zhǔn)化制造工藝庫(kù),有效地提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝的標(biāo)準(zhǔn)化水平,縮短新品生產(chǎn)準(zhǔn)備周期, 降低新品的技術(shù)準(zhǔn)備費(fèi)用,保證新品的開(kāi)發(fā)質(zhì)量.
多品種小批量產(chǎn)品制造工藝及生產(chǎn)組織特點(diǎn)分析：某類產(chǎn)品由機(jī)械、材料、控制、電氣、通信、集成電路、微波等多學(xué)科緊密集成,具有技術(shù)含量高、功能質(zhì)量嚴(yán)格、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、批量極小、研發(fā)周期短等特殊要求. 根據(jù)規(guī)格、性能等的不同,每種類型產(chǎn)品又包括多個(gè)產(chǎn)品型號(hào). 這些特點(diǎn)對(duì)此類產(chǎn)品的工藝規(guī)劃、生產(chǎn)組織和作業(yè)優(yōu)化等提出了很高要求. 隨著新品研發(fā)任務(wù)的加重,產(chǎn)品性能要求的不斷提高,研發(fā)周期越來(lái)越短,對(duì)產(chǎn)品工藝規(guī)劃和生產(chǎn)組織等的要求將更為苛刻。
由于尚未建立關(guān)鍵零部件的工藝數(shù)據(jù)庫(kù)及工藝規(guī)則庫(kù),缺乏有效的知識(shí)獲取、共享和處理技術(shù),使已有的產(chǎn)品工藝信息難以充分利用,主要表現(xiàn)在:：①多數(shù)產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)都是從“零”開(kāi)始,未能有效地繼承相似零件的工藝信息; ②工藝規(guī)程制定主要取決于工藝員的個(gè)人素質(zhì),具有隨機(jī)性和不確定性,影響制造工藝的穩(wěn)定性; ③缺乏將優(yōu)秀的工藝規(guī)程轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)工藝或工藝模板的有效機(jī)制. 上述特點(diǎn)給該類產(chǎn)品的生產(chǎn)組織帶來(lái)很大困難,主要表現(xiàn)在: ①產(chǎn)品設(shè)計(jì)及制造工藝準(zhǔn)備工作量極大; ②作業(yè)計(jì)劃的制定困難,生產(chǎn)組織管理工作復(fù)雜; ③產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),作業(yè)效率低; ④先進(jìn)設(shè)計(jì)、制造和管理技術(shù)的應(yīng)用受到限制.
因此,從提高產(chǎn)品制造工藝規(guī)劃及生產(chǎn)組織的科學(xué)性、規(guī)范性和時(shí)效性的角度出發(fā),充分挖掘已有技術(shù)人員、裝備及工藝信息的潛在價(jià)值切實(shí)提高產(chǎn)品制造工藝規(guī)劃的水平,是此類產(chǎn)品研發(fā)面臨的重成組技術(shù)的核心是零件相似性分析及編碼,它根據(jù)功能、結(jié)構(gòu)、材料和制造工藝等的相似性,對(duì)產(chǎn)品及其零部件進(jìn)行分類成組、組建零件族,按照零件族制定加工工藝,從而擴(kuò)大了生產(chǎn)批量、減少了品種. 從表象上看,成組技術(shù)利用零件幾何形狀、尺寸、功能、材料等的相似性. 在表象的背后,則體現(xiàn)了零件在制造工藝、生產(chǎn)組織、作業(yè)管理等方面的相似性. 因此,它能有效地促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)組織的改進(jìn)和生產(chǎn)效率的提高,以獲取最佳的經(jīng)濟(jì)效益. 對(duì)多品種小批量產(chǎn)品開(kāi)發(fā)而言,利用成組技術(shù)有著非?，F(xiàn)實(shí)的價(jià)值和意義. 此外,隨著數(shù)字化開(kāi)發(fā)技術(shù)的深入應(yīng)用,產(chǎn)品的數(shù)字化信息急劇增加,形成了“海量”數(shù)據(jù). 海量數(shù)據(jù)給信息管理帶來(lái)眾多難題,主要包括: ①信息量太大,難以即時(shí)、有效地利用; ②信息真?zhèn)蔚谋孀R(shí); ③信息的安全保障; ④信息內(nèi)容和形式的規(guī)格化處理存在困難. 因此,如何從海量信息中過(guò)濾掉無(wú)效的信發(fā)現(xiàn)有用的知識(shí),提高信息利用率,成為人們關(guān)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及資料轉(zhuǎn)變?yōu)橹С中庐a(chǎn)品開(kāi)發(fā)的有用信息,切實(shí)提高新產(chǎn)息、注的研究課題. 如何讓已有的圖紙、品開(kāi)發(fā)的速度和質(zhì)量,是值得關(guān)注的難題. (引用[14])
產(chǎn)品制造工藝編碼規(guī)則的研究
編碼規(guī)則是實(shí)施成組技術(shù)的基礎(chǔ)工作. 20 世紀(jì)60 年代以后,人們先后提出了一些零件分類編碼系統(tǒng),如前德國(guó)OPITZ 系統(tǒng)、日本KK -3 系統(tǒng)和我國(guó)的JLBM -1 系統(tǒng)等. 上述編碼系統(tǒng)產(chǎn)生的年代較早,現(xiàn)已具有很大的局限性,如未能體現(xiàn)數(shù)控加工對(duì)成組技術(shù)的影響,主要針對(duì)軸類、回轉(zhuǎn)體類零件,涵蓋信息量較少等,難以滿足多品種小批量產(chǎn)品成組生產(chǎn)的需求. 良好的編碼規(guī)則應(yīng)具備以下條件:能涵蓋企業(yè)主要的產(chǎn)品類型;能描述零件的主要結(jié)構(gòu)及工藝特征信息;便于零件信息的表達(dá)、傳輸、儲(chǔ)存和檢索;碼位長(zhǎng)度適宜,含義清晰,具有一定的可擴(kuò)展性. 根據(jù)此類產(chǎn)品及其制造工藝的特點(diǎn),經(jīng)相關(guān)技術(shù)員的多次交流、溝通,確定以下編碼規(guī)則:
碼位長(zhǎng)度及字段劃分
碼位長(zhǎng)度定為199 位,共分為10 個(gè)字段
(1)
(2) 第二字段:毛坯類型碼(第5 位,共1 位) ;
(3) 第三字段: 材料類型碼( 第6 ～7 位, 共2 位) ;
(4) 第四字段: 加工工藝碼(第8～12 位,共5 位) ;
(5) 第五字段:焊接碼(第13 位,共1 位) ;
(6) 第六字段:尺寸碼(第14 位,共1 位) ;
(7) 第七字段:精度碼(第15 位,共1 位) ;
(8) 第八字段:熱處理碼(第16 位,共1 位) ;
(9) 第九字段:表面處理碼(第17 位,共1 位) ;
(10) 第十字段:識(shí)別碼(第18～19 位,共2 位) .
3. 2 各字段編碼的基本含義
各字段編碼的基本含義如下:
(1) 功能結(jié)構(gòu)碼:用于描述當(dāng)前零件與其所屬部件、產(chǎn)品之間的從屬關(guān)系. 根劇產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)及其主要加工特征劃分,如可將機(jī)械系統(tǒng)分為傳動(dòng)系統(tǒng)、鈑金、殼體、冷卻系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、拖車等子系統(tǒng), 每個(gè)子系統(tǒng)再細(xì)分為部件、組件及零件; (2) 毛坯類型碼:用于描述本次加工中毛坯的基本形式; (3) 材料類型碼:采用兩位聯(lián)合編碼. 其中,00～29 表示鋁材、30～59 表示鋼材、60～79 表示銅材、80 ～99 為其它材料(如鐵、鈦、尼龍、聚四氟乙烯、橡膠等) ; (4) 加工工藝代碼:用于描述零件主要及典型的加工工藝過(guò)程,共預(yù)設(shè)5 道典型工藝. 編制代碼時(shí), 根據(jù)零件的實(shí)際加工情況,按先后順序從第8 位開(kāi)始依次選擇加工工藝類型; (5) 焊接代碼:用于描述零件主要的焊接工藝類型. 焊接是此類產(chǎn)品零部生產(chǎn)中的典型工藝,該字段體現(xiàn)了雷達(dá)產(chǎn)品制造工藝的特點(diǎn); (6) 尺寸代碼:用于描述零件的尺寸,以便選擇合適規(guī)格的機(jī)床(主要考慮車床及刨銑床) . (7) 精度代碼:用于描述零件最終的加工精度要求; (8) 熱處理代碼:用于描述零件主要的(或最終的) 熱處理工藝類型; (9) 表面處理代碼:用于描述零件第一次出現(xiàn)的(或最重要的) 表面處理類型; (10) 識(shí)別代碼:用于描述與前17 位代碼完全相同的同系列類似件的序列號(hào).
編碼規(guī)則的制定為此類產(chǎn)品制造工藝庫(kù)的開(kāi)發(fā)和制造工藝的繼承、優(yōu)化創(chuàng)造基本條件后續(xù)工作包括:以分類編碼為基礎(chǔ),開(kāi)發(fā)此類產(chǎn)品工藝模板庫(kù),完成典型及關(guān)鍵零部件的成組工藝編碼,建立產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù);實(shí)現(xiàn)零部件工藝編碼與相關(guān)文檔信息的鏈接,利用知識(shí)發(fā)現(xiàn)及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品工藝數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)中工藝數(shù)據(jù)、技術(shù)和知識(shí)的有效管理、共享、繼承與重用,以提高該類產(chǎn)品工藝規(guī)劃制定的速度、質(zhì)量及效率. (引用[7])
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
本設(shè)計(jì)主要任務(wù)是對(duì)8個(gè)不同型號(hào)的齒輪聯(lián)軸節(jié)采用成組技術(shù)分組，再進(jìn)行零件成組工藝過(guò)程，工序設(shè)計(jì)，以及鉆床夾具的設(shè)計(jì)，和鉆床數(shù)控加工宏程序設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)主要要求如下：
1.調(diào)研，查閱資料。通過(guò)上網(wǎng)和圖書(shū)館去了解成組數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀，國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)。并完成文獻(xiàn)綜敘和開(kāi)題報(bào)告
2.工藝過(guò)程和工序設(shè)計(jì)。編寫工藝過(guò)程卡，工序卡一套
3.夾具的設(shè)計(jì)。包括：選用定位基準(zhǔn)和夾緊方法；夾具在機(jī)床上位置的確定；夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及精度計(jì)算；繪制夾具裝配圖1張，采用A0紙；夾具零件圖1張，采用A0紙
4.數(shù)控加工宏程序設(shè)計(jì)。編寫鉆削工序數(shù)控加工宏程序。
5.要求最后有文件綜述1份，4000字以上；開(kāi)題報(bào)告1份；閱讀15篇相關(guān)文獻(xiàn)資料，至少3篇外文資料；翻譯英文資料2000字以上；完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5000字以上；完成1張A0夾具設(shè)計(jì)圖，夾具裝配圖，夾具零件圖。
6.擬采取的技術(shù)方法：
條件：電子閱覽室數(shù)據(jù)庫(kù)，銀川起重機(jī)廠零件圖2張，圖書(shū)館藏書(shū)，期刊雜志，其他圖書(shū)館。
方法：通過(guò)自己所查最新資料，采用德國(guó)OPITZ 編碼系統(tǒng)把零件編碼分類，
設(shè)計(jì)成組夾具，采用成組技術(shù)的多品種小批量產(chǎn)品工藝編碼編寫工藝工序，用戶宏程序?qū)崿F(xiàn)編程成組加工。
措施：1.通過(guò)各種渠道搜集更多的資料不斷充實(shí)論文論題的支持點(diǎn)。
2.定時(shí)與指導(dǎo)老師就論文的各方面情況進(jìn)行交流，不斷的改進(jìn)論文中的不足，完善其論據(jù)。
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