机械CAD CAM讲稿

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5．零件编码系统的编码结构 ． 零件分类编码大多采用表格形式，其结构和描述的信息 如表所示。
6．对零件分类编码系统的基本要求 ．
零件分类编码系统对成组技术实施有重要作用，基本要求： ①系统内各特征代码含义明确，无“多义性”；且结构应力 求简单，使用方便。 ②标识零件几何形状的特征代码应具有永久性，以保持分类 编码系统的延续性。 ③系统应能满足企业产品零件的使用要求，并为新产品发展 留有余地。 ④系统要便于用计算机进行处理。 ⑤零件分类编码系统已有国标、部标，应尽量采用，不能满 足时可建立本企业或部门的系统。
1.生产流程分析法 生产流程分析法
生产流程分析法是研究工厂生产活动中物料流程客 观规律的一种统计分析方法。它着重分析生产过程 中从原材料到产品的物料流程，研究最佳的物料流 物料流 程系统。 程系统 一般包括工厂和车间的生产流程分析这2个步骤，而 关键的一步是车间生产流程分析。 关键机床法、顺 车间生产流程分析的算法很多，如关键机床法 顺 关键机床法 序分枝法、聚类分析法 分枝-聚类法等。它们的算 聚类分析法及分枝 序分枝法 聚类分析法 分枝-聚类法 法复杂度和取得的效果不尽相同。
6.1.1零件分类编码系统 零件分类编码系统
零件的分类编码是由代表零件的设计或制造的特征符号组 成的，一般情况下，大多数分类编码系统是用数字来描述 零件的几何特征和工艺特征，也就是零件特征的数字化。 1．零件的代码 ． 在成组技术条件下，产品零件的代码是由2部分组成的，即零件 的识别码和零件的分类码。 (1)零件的识别码 零件的识别码 就是零件的件号或图号，识别码是惟一的。 (2)零件的分类码 零件的分类码 零件的分类码是在成组技术条件下提出的，可以反映出零件固有 的功能、名称、结构形状、工艺、生产等信息；分类码对某种零 件而言，并非惟一的，不同的零件可以拥有相同的分类码。 在按成组技术组织生产时，必须同时将零件的识别码与分类码结 合应用。
6.1 成组技术
成组技术(GT)，就是用科学的方法，在多品种生产中将相似 将相似 零件组织在一起(成组)进行生产，以相似产品零件的“叠加批 零件组织在一起(成组)进行生产 量”取代原来的单一品种批量，采用近似大批量生产中的高 效工艺、设备及生产组织形式来进行生产，从而提高生产率 和经济效益。 成组技术是一门涉及多学科的综合性技术，其理论基础是研 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。 成组技术的核心问题是成组工艺 成组工艺与计算机技术、 核心问题是成组工艺。成组工艺与计算机技术 核心问题是成组工艺 成组工艺与计算机技术、 数控技术、相似论和方法论等结合才形成了成组技术。 数控技术、相似论和方法论等结合才形成了成组技术。
2．零件分类编码的作用 ． 零件的分类编码，除了能对零件分类分组外，其主要功能 还在于能搜集和检索有关零件从设计、加工工艺到制造各 环节的信息。 ①利用零件分类编码，可以得出零件频谱。 反映了这个企业在产品设计、制造工艺和生产等方面的基本数 据，它是企业据以进行生产合理化和制定技术改造方案的重要 原始资料。 ②零件分类编码是实现设计——工艺标准化的基础。 提高企业标准化水平。 ③零件分类编码提供了有效的检索手段。 ④零件分类编码系统的推广应用，有利于实现专业化生产。 ⑤零件分类编码系统的应用，有助于生产信息管理和使用的合 理化。
6.1.2 零件分类成组方法
成组技术的基本原理，是充分认识和利用生产活动中有关事 物客观存在着的相似性，以提高生产的效益。因此，按一定 按一定 的准则将有关事物分类成组是实施成组技术的基础。 的准则将有关事物分类成组是实施成组技术的基础 “组”一般理解为具有某些共同属性的事物集合。成组技术 在研究零件分类时，常采用“零件族”这一更为形象的概念。 可以认为，零件族是具有某些共同属性的零件集合。采用不 同的相似性标准，可将零件划分为具有不同属性的零件族。 例如根据分类的目的要求，制定相应的分类的相似性标准， 可将零件分类以组成设计族、加工族或管理族等。 目前应用的分类方法主要有视检法 生产流程分析法 编码 视检法、生产流程分析法 视检法 生产流程分析法和编码 分类法等。 分类法
《机械CAD/CAM》讲稿
第 11 讲 抚顺广播电视大学 郑 红
第6章 计算机辅助工艺过程设计
学习目标： 计算机辅助工艺规程设计（CAPP）是通过向计 算机输入被加工零件的几何信息和加工工艺信息， 由计算机自动输出零件的工艺路线及工序内容等 工艺文件的过程。 通过本章内容学习要重点掌握成组技术的基本概 念、OPITZ分类编码系统以及分类归组方法；了 解CAPP的意义、发概况和工作原理；熟悉派生 式CAPP系统和创成式CAPP系统的工艺决策及 工艺过程设计的方法。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
在机械加工中，成组工艺是把零 件的几何信息(形状、尺寸、精度、 表面粗糙度等)和工艺信息(材料、 热处理、批量等)相近似的零件组 成一个个零件族(组)，按零件族 进行加工制造，从而减少了品种， 扩大了批量，便于采用高效的生 产方法，从而提高了劳动生产率 和经济效益。 零件的相似性是实现成组工艺的基本条件。工艺相似性是指 可采用相同的工艺方法进行加工，采用相似的夹具进行装夹， 采用相似的量具进行检测等。 零件分类编码系统是实施成组技术的重要手段，也是成组技 零件分类编码系统 术的重要组成部分。
2.编码分类法 编码分类法
编码分类是根据零件的编码进行分类成组，并用特征矩阵形式表 示。在分类之前，首先需要合理地制定各零件族的相似性标准， 以便将众多的待分类零件进行分选，使之归属于相应的零件族。 编码分类法实质就是让零件编码与各零件族特征矩阵逐个地匹配 比较，若零件编码与某一零件族特征矩阵相匹配，则该零件就应 归属于此零件族。 合理制定各零件族相似性标准是按编码分类取得满意结果的关键。 合理制定各零件族相似性标准是按编码分类取得满意结果的关键。 相似性标准不能太高，要求过严，零件不易汇集成组；也不能太 低，过于粗略，归属于同一组的零件种数太多，差异太大，也会 妨碍很好地利用零件的相似性。 制定零件族相似性标准，有特征码位法 码域法 特征位码域法 特征码位法、码域法 特征码位法 码域法和特征位码域法 等3种方法。
7．常用机械加工零件分类编码系统 ．
各国常用的机械加工零件分类编码系统列于教材表6-6中。 要求重点掌握OPITZ分类编码系统。
8．OPITZ零件分类编码系统 ． 零件分类编码系统
OPITZ系统是一个十进制的 位代码的混合结构分类编 十进制的9位代码的混合结构分类编 十进制的 码系统。它是由联邦德国Aachen工业大学H.Opitz教授 码系统 领导的机床和生产工程实验室开发的，随着这一系统的 完善而被用于成组技术中，习惯上都称此为0PITZ系统。 广泛应用于机械制造、设计及生产管理。
3．零件分类的基本依据 ．
零件分类是依据零件的各方面特征来进行的，一般按以下3个 方面的特征分类。 (1)结构特征 结构特征 类型等。 零件的几何形状、尺寸大小、结构功能和毛坯
(2)工艺特征 工艺特征 零件的毛坯形状、加工精度、表面粗糙度、加 工方法、材料、定位夹紧方式，选用的机床类型等。 (3)生产组织与计划特征 生产组织与计划特征 加工批量、制造资源状况和工艺 过程跨车间、工段及厂际协作等情况。
(3)聚类分析法 聚类分析法
聚类分析法是用一些数学方法来定量确定零件之间的相似程度 相似程度， 相似程度 进行聚类成组。 由于所用数学方法不同，有多种不同的聚类分析法： 单链聚类分析法 ，是通过计算零件之间的相似系数进行聚类。 循序聚类分析法 ，是应用零件之间的相似性进行聚合，需要计 算每一对零件之间的相似系数，据此建立一个原始相似系数矩 阵。 排序聚类分析法 ，是将零件-机床矩阵按行列交替排序聚合， 最后得到零件分类成组。
4．零件的分类系统 ．
分类系统是为了达到一定分类目的和要求而采用的相应分 类原理、规划和步骤所构成的一个体系的总称。 (1)分类环节 1)横向分类环节 横向分类环节是较笼统的分类标志，所以它具有粗分类的作用。 横向分类环节一般称为码位 码位，其先后顺序安排上，应该先安排与 码位 设计检索有关的，然后安排与工艺有关的。 2)纵向分类环节 纵向分类环节是对其所属的横向分类环节进一步具体化的细化。 纵向分类环节一般称为特征项 特征项，其先后顺序安排上，应遵循由简 特征项 渐繁、由一般到特殊的原则。
若系统横向分类环节总数为N，每 一横向分类环节所辖纵向分类环节 数为Z，则链式结构的纵向分类环节 总数为ZN。
(3)多级分类系统的结构 多级分类系统的结构
2)关联环节的分类系统—— 树式结构 若系统中相邻横向分类环节 之间有从属关系而互相关联， 则这样的横向分类环节称作 关联环节。它们之间的关系 用“<”表示。由关联环节 组成的分类系统一般称为树 式结构，如图所示。 若系统横向分类环节总数为N，每一横向分类环节所辖纵向 分类环节数为Z，系统中拥有的关联环节数为L，则树式结构 N 的纵向分类环节总数为 ∑ Z i 。
(1) 关键机床法
关键机床法是根据零件的加工工艺路线，分析其使用 的关键机床而进行分组，其分组步骤如下： ①列出各零件的工艺路线，形成按工序所用机床排列 的工艺路线表。 ②分析关键机床，找出基本零件。 ③将基本零件合并成零件组，同时也形成了机床组。 ④检查各机床的负荷率。
(2)顺序分枝法 顺序分枝法
顺序分枝法原理 是将待分类的全部零件按其工艺过程逐个判别，使之 归属于相应的各级分枝组，进入各级分枝组的诸零件 在工序(主要的)类型、数目和顺序上完全一致；然后， 按照一定的并枝原则把各级分枝组合并为零件种数适 当的加工族。 用顺序分枝法对零件分类包括2个过程：分枝过程 分枝过程和 分枝过程 并枝过程。 并枝过程
(2)分类系统的结构形式 根据分类环节数量的多少，零件的 分类系统可分为多级和单级2种结 构形式。 详见教材表6—1
(3)多级分类系统的结构 多级分类系统的结构