成组技术第3章.ppt

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机械制造自动化现代技术成组技术（GT）,主讲:

潘旭东,2022/9/30,第三章零件的分类系统及成组,1分类成组的客观基础,a.按结构复杂性标准件、相似件、复杂件（特殊件）德国26个企业统计数据A特殊件（床身、主轴箱）：

510%B相似件（轴套、法兰、齿轮）：

70%C标准件（螺钉、垫圈等）：

2025%零件越复杂，再用性越差；零件越复杂，成本越高；相似性是成本降低的关键。

1）机械产品中各类零件的出现率,1分类成组的客观基础,b.根据结构类别统计各零件的出现率相似性大（除特殊件外）成组加工基础,1分类成组的客观基础,c.不同产品零件的构成水轮机、空压机、汽轮机各类零件百分比大致相近结论：

按GT生产，换产品后，零件类型比较相近工艺、工装、设备变化较小；各种机械产品中，各类零件不仅有着固定出现率，而且出现率相对稳定；出现率说明了形状结构的相似性、工艺方法相似；相似件比例占70%以上，说明开展GT是提高生产率，降低成本的有效措施；所以：

可以按物以类聚的客观规律，研究和应用成组技术，按类组织生产是必然趋势。

分类成组生产中，品种越多，成组批量越大，成本越低。

1分类成组的客观基础,进行零件、工序、设备的相似性分析是GT的基础工作；按相似性进行分组，组织生产（产品设计、生产准备、工艺设计、装配）,功能相似,名称相似,结构相似,形状相似,尺寸相似,精度相似,零件相似性,作用相似,特征相似,材料相似,种类,毛坯形状,热处理,工艺相似,工装相似,工序顺序,加工方法与设备,基本形状,功能要素,要素排列,一次相似（统计信息）,二次相似（工艺信息）,2分类系统,零件的分类就是按一定的规则使相似或相同零件聚合而使相异零件分开的过程。

所谓“分”，是指利用客观事物的相异性，而使事物彼此借以区分。

所谓“合”，是指利用客观事物的相似性，而使事物得以互相聚合。

“分”与“合”的过程贯穿始终。

零件的分类,2分类系统,零件的分类系统就是指可实现零件的特征标识或描述，并以某种规则为零件的分类成组提供依据的系统。

是为了达到一定的分类目的和要求而采用的相应分类原理、规则和步骤所构成的一个体系的总称（或为一系列分类环节和分类标志的总和）。

零件的分类系统,2分类系统,有编码系统分组方法：

特征数据法、码域法无编码分类系统分组方法：

生产流程法、视检法、势函数法、聚类分析法、模糊聚类分析法、模式识别法等,一、有编码分类系统,国内外分类编码系统的发展概况,捷克，卡洛滋教授VUOSO四位编码系统；西德：

OPITZ9位编码系统；原苏联：

80位编码系统；日本1970-1976：

3个编码系统：

KK-1,2,3分别是13,15,21位编码系统；荷兰：

MultiClass（美国应用）30位编码系统；国内：

79年，JLBM-1系统初稿9位编码系统；国内：

87年JLBM-1系统正式颁发15位编码系统。

一、有编码分类系统,有编码分类系统就是用字符（数字、字母或符号）对零件各有关特征进行描述和标识的一套特定的规则和依据。

编码：

按规则用字符描述和标识零件的过程。

分类编码系统的含义与作用,一、有编码分类系统,分类编码环节：

事物分类编码过程中经历的每个层次或步骤，包括：

横向环节（粗分环节）（下一页）纵向环节（细分环节）（下下页）（以Opitz系统为例）码位数N=9横向分类环节项数Z=10纵向分类环节每个数代表一个特征,一、有编码分类系统,一、有编码分类系统,一、有编码分类系统,横向环节,纵向环节,一、有编码分类系统,整体式结构：

系统码位由连续固定列数组成一个完整体系，系统无分段界限。

如日本KK-3系统。

组合式结构：

系统码位由分开的几段组成。

如德国OPITZ、JCBM-1系统是由主码和副码构成。

有编码分类系统的结构形式,一、有编码分类系统,码位：

按一定规律排列成的零件特征“列”N。

码位容量：

码位内分若干项M，安排同一类各种零件信息特征，项数M称为码位容量。

一、有编码分类系统,有编码分类系统的结构形式,系统中相邻横向环节之间的从属或并联关系：

树式结构：

隶属关系、结构复杂、容量大链式结构：

并列关系、结构简单、容量小混合结构：

混合关系、居中、居中信息容量：

一个分类编码系统容纳或标识零件不同特征信息的总数量R。

R越大，系统能描述的信息越多，特征越详细。

一、有编码分类系统,NMRs3331+32+33=39,k=1,2Ns树式码位序号数M：

每个码位特征容量,一、有编码分类系统,NL:

链式码位数M：

每个码位特征容量,NLMRL3333=9,一、有编码分类系统,NsMNLRh23131+32+13=15,k=1,2Ns树式码位序号数NL:

链式码位数M：

每个码位特征容量,一、有编码分类系统,1）码位内特征信息的种类,一、有编码分类系统,2）码位内特征信息的排列方法,a.一般原则从小到大尺寸、重量由易到难精度、加工方法由简到繁形状要素由常见到复杂材料、毛坯、设备（不可组合特征信息一般按此排列，可组合特征信息除此之外还有其它原则）,一、有编码分类系统,b.可组合特征的组合排列方法,三组合排列法（三要素排列法）,设参与组合的信息数为T，则全组合排列可出现的组合数S2T-1；若码位特征容量为M，则应满足SM。

例：

T2S3T3S7T4S15T5S31所以，若M10，则只能选T3。

即：

一个数字码位内只能容纳三个不同的信息按全排列“三要素”全组合排列。

如：

VUOSO系统的第三个横向环节，KK-3的位码中的特征信息排列。

一、有编码分类系统,3）码位内选择特征信息的排列法,根据特征信息的特点和实际出现的情况，按前述一般性特征排列原则选择和排列有关信息。

（下页例）特点：

比较灵活、适应，在有限的码位容量中安排较多的特征信息。

缺点：

特征信息描述不严密、不明确后项包括、掩盖前项。

一、有编码分类系统,3）码位内选择信息的排列法（例）,五种特征信息A,B,C,D,E，其中A,B,C为不可组合特征,A（通孔）,B（一端盲孔）,C（两端盲孔）,D（直径变化）,E（有功能槽）含义明确，但信息容量偏少。

一、有编码分类系统,增加特征信息容量的方法增加码位数增加码位容量采取树式结构,Opitz零件分类编码系统,奥匹兹分类编码系统是一个十进制9位代码的混合结构分类编码系统。

西德阿亨（亚琛）工业大学机床与工程实验室在H.Opitz教授领导下，并在机床制造商联合会（VDW）资助下制定的通用系统，故也称VDW系统。

依据26个工厂、45000个零件用于设计、工艺、管理,2派：

Aachen（Opitz）以零件图纸为据重结构形状Stuttgart生产角度工艺特征,Opitz系统的结构,九位十进制数字代码主辅分段组合式,Opitz系统的结构,1）主码，形状码,位码：

分类标志、零件类型回转体05项,0L/D0.5短（盘）件10.53长件3L/D2带偏异短件4L/D2带偏异长件5特殊件工厂自定,按长径比分：

回转体05，长宽高尺寸比：

非回转体69,Opitz系统的结构,说明：

不带偏异回转体（码位的第0,1,2项）：

a.满足此三条之一者为不带偏异件：

只有一个回转轴线；几何轴线与回转轴线重合；垂直于回转轴线的各处截面为圆或圆环。

b.凡带有铸、锻、焊的加强筋或凹槽，但不影响功能的零件（带筋齿轮）；c.凡原形状中的偏异在最后形状中消失的或圆形截面零件加工后偏异的（槽、花键、螺纹、齿等）；,Opitz系统的结构,带偏异回转体（码位的第3,4项）：

d.不满足上述条件a,b,c者，如多边形材料制成的螺母、螺钉；e.凡回转加工后再被切削成的扇形件（如轴瓦）；f.有若干个回转轴线的（如偏心套）；g.在加工前或后需弯曲或滚圆的零件。

Opitz系统的结构,位码：

分类标志、零件类型非回转体（码位的第6,7,8,9项）,6A/B3A/C4平板件7A/B3长条件8A/B3A/C4块状件9特殊件,Opitz系统的结构,位码：

主要形状特征（外部形状及外部功能要素）,（5个表，码位的第0,1,2项共1个表，第3,4项共1个，第6,7,8项各1个，另外2个表为特殊件空）外形：

指总体外部形状，如回转体的单向或双向台阶。

外形要素：

指执行某种十分明确功能、且有一定精度和粗糙度要求的型面。

例如：

V皮带槽、密封槽、功能锥度、螺纹等。

但退刀槽、倒角、非功能锥面则不属此列。

Opitz系统的结构,位码：

内表面形状及回转加工位码：

平面及曲面加工（指不能用车、镗、钻加工的平面及曲面。

）位码：

辅助孔、齿形及成型表面加工。

Opitz系统的结构,2）辅码,：

尺寸，最大外轮廓尺寸（用于确定机床规格）：

材料，强度、种类、热处理、加工性能（用于加工条件）：

坯形，原始材料（棒、型、板），铸、锻、焊件（辅助判断）：

精度，表示有高精度要求的码位，IT7，Ra0.8以下才算有精度要求。

Opitz系统编码实例,Opitz系统编码实例,Opitz系统的特点,1）Opitz系统的特点a.功能多、用途广以九位码描述（形状、尺寸、毛坯、材料、精度）多种特征，用于设计、制造、管理。

b.形状代码结构科学、规律性强材料：

按“类、外、内、平面、辅”的顺序排列反映了工序顺序由“整体到局部，由表及里，由主到次”的认知规律，见码知形。

Opitz系统的特点,例：

Opitz系统的特点,按“类、外、内、平面、辅”的顺序排列反映了工序顺序由“整体到局部，由表及里，由主到次”的认知规律，见码知形。

例：

00100形状简单、制造容易垫圈86688形状复杂，制造困难箱体,Opitz系统的特点,1）Opitz系统的特点a.功能多、用途广b.形状代码结构科学、规律性强材料：

c.结构简单，特征容量较大d.留有余地，应用灵活，特殊件用户自定,KK-3分类编码系统,KK由日本机械技术研究会、机械振兴学会联合开发。

该系统以切削和磨削为主的机械加工零件的通用分类系统。

KK-1,2,3分别是70,73,76年颁布的13,15,21位编码系统，混合式，10进制KK-3大型企业，中等以上规模,出发点：

设计、制造、管理多用途适应中等以上规模企业尽量采用现有系统的有用部分便于计算机处理检索简单易懂,KK-3系统的组成,21位十进制混合编码,KK-3系统的组成,KK-3系统的组成,1）第,位码，功能名称矩阵2）第、位码，材料矩阵3）第、位码，最大轮廓尺寸4）第位码，外廓形状与尺寸比5）第位码，各部形状与加工6）第位码，精度,KK-3系统码位说明,1）第,位码，功能名称矩阵,：

大类（粗分）：

小类（细分）：

R：

04NR：

59,共同标示一个零件的功能、名称。

左右用阶梯线分开，表示不同类别的零件，用于设计部门检索。

矩阵表形式：

1010+10,符合人们认识零件的传统习惯，易于被人们认识接受。

从功能名称可知功用及大致形状，概括工艺过程。

矩阵排列，信息量大。

1010+10为了避免零件的名称和加工用术语不统一，作了65+34条规定。

KK-3系统码位说明,2）第、位码，材料矩阵（附表C-2）,：

大类（粗分）：

小类（细分）材料、毛坯、热处理仓库管理十分有利,矩阵表形式：

1010+10,KK-3系统码位说明,3）第、位码，最大轮廓尺寸（附表C-3,4前半部分）,R：

Lmax,DmaxNR：

Amax,Bmax,R,NR分开按零件分10档以中型产品为标准划分（根据零件尺寸分布、机床设备规格）,KK-3系统码位说明,4）第位码，外廓形状与尺寸比（附表C-3,C-4后半部分）,R：

安装方式NR：

0-5：

w20kg，中小件（块、板、弯板、条、弯条）6-9：

w20kg，大型件（轻、中、重、超重4个量级）,0,1卡盘，2-5卡盘顶尖，6,7卡盘顶尖跟刀架，8,9特殊装夹,KK-3系统码位说明,5）第位码，各部形状与加工及精度（附表C-5,C-6）,R：

外部内端不同轴孔非切削加工NR：

弯曲成形外表面主要孔内表面辅助孔非切削加工,6）第位码，精度（附表C-5,C-6最后1列）,按精度从低到高（按高精度部位与其加工方法分类）,KK-3系统的特点,1）结构、工艺并重，各部形状与加工的先后顺序基本上体现了加工顺序关系。

2）将功能名称和设计信息安排在前面（前七位），便于管理、设