机械制造工艺学801.ppt

第八章机械加工的劳动生产率和经济性,一、机械加工生产率分析,二、成组技术,三、计算机辅助工艺规程设计,本章内容,机械制造工艺学,四、柔性自动化加工,五、工艺过程的技术经济性分析,第一节机械加工生产率分析,机械制造工艺学,机械制造工艺学,劳动生产率：是指工人在单位时间内所生产的合格产品的数量，即一个工人在单位劳动时间内制造出的合格产品的数目，或者是指用于制造单件产品所耗费的时间。生产率：指机械加工中用最少的费用制造出合格的产品。不断提高劳动生产率是降低成本、增加积累和扩大社会再生产的根本途径；是一个与产品设计、制造工艺、组织管理等都有关的综合性任务。提高劳动生产率必须积极开展技术革新和技术改造，推广新成果，降低人、财、物的消耗，提高经济效益。,基本含义,一、时间定额分析,机械制造工艺学,时间定额：是指在一定生产条件下规定生产一件产品或完成一道工序所消耗的时间。时间定额是衡量劳动生产率高低的依据，也是工厂安排生产计划、核算产品成本和企业经济核算的主要依据。单件工序时间（To）：完成一个零件的一道工序所需的时间。简称单件时间。,机械制造工艺学,单件工序时间（To）,基本时间tb,辅助时间ta,技术服务时间tc,组织服务时间tg,自然需要和休息时间tn,调整时间Tj,计价时间Tp,机械制造工艺学,基本时间tb,直接改变生产对象的尺寸、形状、相对位置、表面状态或材料性质等工艺过程所消耗的时间。机械加工的基本时间就是直接切除工序余量所消耗的时间。,式中Lj工件行程的计算长度，包括工件表面长度、刀具切出和切入长度（mm）Z工序余量（mm）n工件转速（r/min）f刀具的进给量（mm/r）ap切削深度（mm）,机械制造工艺学,辅助时间ta,为了保证完成基本工作而执行的各种辅助动作所需要的时间。包括装卸工件，开机和停机，改变加工规范，机床工作中变换刀具，试切和测量工件等所消耗的时间。,技术服务时间tc,在工作执行期内，削耗在照看工作地的时间。包括更换刀具、润滑机床、清理切屑、修磨刀具砂轮及修整工具等所消耗的时间。,机械制造工艺学,组织服务时间tg,整个工作班内消耗在照管工作地的时间。包括班前班后领换及收拾刀具，设备润滑，检查和试运转设备，更换切削液和润滑剂，班前班后打扫工作场地，清理设备等所消耗的时间。,自然需要和休息时间tn,工人在工作班内为恢复体力和满足生理上需要所消耗的时间。,机械制造工艺学,调整时间Tj,为了更换工件或更换工序而对设备及工艺装备进行重新调整所需要的时间，又称为准备终结时间。调整时间既不是消耗在每个工件上，也不是消耗在一个工作班内的时间，而是消耗在一批工件上的时间。,计价时间Tp,又称为的单件核算定额，是指完成一件产品的一道工序所规定的时间定额。计价时间是企业进行编制计划，核算生产能力和进行经济核算的依据。,二、提高劳动生产率的工艺措施,机械制造工艺学,（一）缩减时间定额,1、缩减基本时间,2、缩减辅助时间,3、缩减准备终结时间,（1）提高切削用量（2）减少或重合切削行程长度（3）采用多件加工,（1）采用先进夹具（2）采用转位夹具、转位工作台、直线往复工作台等（3）采用连续加工（4）采用快速、自动换刀装置（5）采用主动检验、自动测量装置等,（1）刀具和夹具调整通用化（2）采用可换刀架或刀夹（3）采用刀具的微调和快调（4）减少刀具安装找正时间（5）用准备终结时间少的设备,(二)实施多台机床看管,(三)改变加工方法，采用新工艺、新技术,机械制造工艺学,（1）采用先进的毛坯制造方法（2）采用少、无切削加工工艺（3）采用特种加工（4）改进加工方法,(四)提高机械加工自动化程度,大批大量生产中采用各种半自动机床、自动机床、多工位机床、组合机床、自动线等。,(五)采用成组技术,第二节成组技术,机械制造工艺学,机械制造工艺学,（一）传统小批量生产方式的缺点1）产量小、生产周期长，限制了先进技术的采用，因而生产效率低。2）生产准备工作量大。3）生产计划、组织管理复杂化。,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75%80%，产品的生产效率低、成本高、市场竞争能力差。运用规模生产方式组织中小批产品的生产是发展的必然需求。,一、概述,1）机械产品中零件的相似性是客观存在的，且遵循一定的分布规律。,3）相似件之间在结构形式和加工工艺方面有大量的相似特征。,2）相似件约占零件总数的70%。,机械制造工艺学,（二）零件的相似原理和成组技术,零件的相似性,机械制造工艺学,机械制造工艺学,成组技术(grouptechnology简称GT)是在长期生产实践中总结出来的一种高效率的先进技术。成组技术的概念：复杂而多样的事物或信息中，许多问题具有相似性，把相似问题分组，使复杂问题简化，从而找出解决这一组问题的同一方法或答案，节省时间和精力。按零件的形状、尺寸、制造工艺的相似性，将零件分类归并成组（族），并用大致相同的方法去解决相似组中的生产技术问题，扩大零件的工艺批量，以便采用高效率的工艺方法和设备，使中小批量生产也能获得类似大批量流水生产的经济效益，这种技术统称为成组技术。,成组技术在机械工业中的重要作用：提高设计工作的标准化与合理化程度，减少设计工作量。减少生产准备时间，提高生产效率。减少设备和工装的数量，降低成本。有利于生产管理科学化。稳定产品质量。随着计算机和数控技术的发展，成组技术与之结合，成为进一步发展计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工艺过程设计（CAPP）、计算机辅助制造（CAM）等方面的重要技术基础。,机械制造工艺学,成组技术基本原理简图,机械制造工艺学,机械制造工艺学,二、零件分类编码系统,零件分类编码的作用零件分类编码系统采用数字表示零件的形状和工艺特征，是将零件进行分类编码的工具。在实施成组技术的过程中，必须先建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，据此对零件进行分类分组，以便进一步以成组的方式组织生产。零件的分类编码反映零件固有的名称、功能、结构、形状和工艺特征等信息。,（一）零件分类编码的作用和基本原理,分类：依事物的特征属性，把事物划分成不同组的过程。编码：应用于分类，对不同组的事物给予不同的代码。,成组技术的编码：是对机械零件的各种特征给予不同的代码。包括：零件的结构形状，组成表面的类别及配置关系、几何尺寸、零件材料及热处理要求，各种尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度等要求。代码可以是汉字、拉丁字母、阿拉伯数字，以及它们的组合。,零件分类编码的基本原理,机械制造工艺学,对零件分类编码系统的要求：充分、全面、准确地描述零件信息。系统逻辑层次分明，结构合理。容易被计算机理解和处理。考虑与CAD、CAM的链接和企业的应用要求。易于被工程人员理解，易于编程。,机械制造工艺学,编码法则：对代码表示的意义作出明确规定和说明。代码须唯一区分零件组（族）。,机械制造工艺学,零件分类编码系统：世界各国制定了70多种编码系统。如德国的Opitz、日本的KK、美国的Code、英国的Brisch等。我国机械零件分类编码系统：简称JLBM1系统。,机械制造工艺学,“机械工业成组技术零件分类编码系统”的汉语拼音缩写。85年由机械电子工业部设计研究总院负责制订。采用混合式代码结构，由15位代码组成。第1、2位代码代表零件名称类别。第39位是形状与加工码（为主码）。第1015位代码为辅助码，分别代表材料、毛坯原始形状、主要尺寸、热处理、加工精度。每一个码位有10个特征码。,机械制造工艺学,JLBM1分类编码系统,机械制造工艺学,机械制造工艺学,由德国亚琛工业大学的H奥匹兹教授领导研制成功。奥匹兹代码采用混合式代码结构,有9位代码。前5位为几何码（又称主码），分别代表零件的种类、基本形状、回转表面加工、平面加工、辅助孔、轮齿、型面加工；后4位为辅助码，分别代表主要尺寸（直径或边长）、材料类型、毛坯形状、加工精度；每一个码位有10个特征码。,奥匹兹（Opitz）分类编码系统,机械制造工艺学,机械制造工艺学,机械制造工艺学,Opitz分类编码系统结构,原捷克斯洛伐克金属切削机床研究所为机床行业制订的一个系统。该系统的结构属于10进制4位码。,机械制造工艺学,VUOSO分类编码系统,机械制造工艺学,类,级,机械制造工艺学,组,型,机械制造工艺学,2,3,2,2,分类编码结果,分类编码结果,0,1,7,6,分类编码结果,4,6,0,6,零件分类编码的图例,复合零件的制作过程,1,2,3,4,5,复合零件,零件组尺寸范围,D=040,L/D=16,零件组材料,优质结构钢,棒料,局部淬火,机械制造工艺学,机械制造工艺学,三零件分类成组的方法,划分零件组（族）,目的：减少现有零件工艺过程的多样性。扩大零件的工艺批量。提高工艺设计的质量。依据：根据零件的结构特征和工艺特征的相似性。,方法：视检法：由有经验的工艺师根据零件图样或实际零件及其制造过程，直观地凭经验判断零件的相似性，对零件进行分类成组。生产流程分析法：按工艺特征相似性分类，先根据零件的工艺路线卡列出工艺路线表，再对生产流程进行分析、归纳、整理。编码分类法：采用特征码位法和码域法，扩大工艺批量。,机械制造工艺学,特征码位法：选择几个能反映零件工艺特征的代码作为零件分组的依据。只要这些码位相同的零件即可划分为一组，而不管其它码位。码域法：对零件各码位的特征规定几种允许的数据，作为分组的依据，凡特征码落在规定码域内的零件划为同一组，实际上是将相应码位的相似特征放宽了范围。特征位码域法：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）,作为分组的依据。,机械制造工艺学,编码分类法：,机械制造工艺学,四成组工艺过程设计,（二）成组工艺的设计方法常用的方法有以下两种：1、复合零件法（主样件法）2、复合路线法,（一）常规工艺设计按人工方法逐件设计零件的工艺过程。工艺设计繁琐复杂、效率低、劳动量大。,机械制造工艺学,1复合零件法（主样件法）按照零件组中的复合零件来设计工艺规程的方法。复合零件是拥有同组零件的全部待加工表面要素的一个零件。它可以是真实零件也可以是综合的假设零件。适用于回转体零件。,将制订的主样件工艺过程，作为该零件组的工艺过程，可加工组内每一个零件。成组工艺路线常用图表格式表示，下面是多个零件组成的零件组的“复合零件”及其成组工艺过程卡的示意图。,机械制造工艺学,零件组和主样件的确定,机械制造工艺学,机械制造工艺学,机械制造工艺学,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，把同组零件的工艺路线作一比较，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。,机械制造工艺学,机械制造工艺学,五、成组生产组织形式,根据目前成组加工的实际应用情况，成组加工系统有三种基本形式：成组单机加工成组生产单元成组生产流水线成组加工机床应有良好的精度和刚度，机床应有较高负荷率（如80%），加工范围可调。,（一）成组单机加工把一组工序相同或相似的零件集中在一台机床上进行加工。特点：针对从毛坯到成品多数工序可以在同一类型的设备上完成的工件；也可以只完成其中几道工序。功用：成组技术的最初形式，减少机床调整时间，有一定经济效果，是成组技术发展的基础。,机械制造工艺学,(二)成组生产单元指一组或几组工艺上相似零件的全部工艺过程，由相应的一组机床完成，该组机床即构成车间的一个封闭生产单元。特点：把几种类型机床组成一个封闭的生产系统；完成一组或几组相似零件的全部工艺过程；有一定的独立性，并有明确的职责。功用：设备利用率高，缩短了生产周期，简化了生产管理。,机械制造工艺学,机群制的平面布置图,机械制造工艺学,成组生产单元图,机械制造工艺学,与流水生产线的形式相似。零件的加工按工艺流程进行。在制品的数量可以显著减少。这时可按运输批量转移。零件的运输距离缩短，在制时间缩短，因此生产周期短。可实现一专多能的多机床看管，有利于提高生产效率。生产单元可实现生产任务的承包制，便于管理。是现代先进制造模式柔性制造系统的雏形。,（三）成组生产线严格地按零件组的工