成组技术在飞航产品生产中的应用.docx

成组技术在飞航产品生产中的应用成组技术是针对中小批量生产的一门科学，起源于 20 世纪 50 年代，最先由前苏联的米特洛凡诺夫提出。当时称为成组工艺，用于种较多而批量较小的情况，可以明显提高生产效率。具体做法是把结构和工艺类似的零件集中起来，然后选择一个有代表性的零件作标准，据此选择工装设备，这样就通过增加相同或相似工艺的零件数量而使生产成本降低，同时也提高了生产效率。此方法也引起了欧美各国许多国家学者的广泛注意。经过深入研究，德国的 H.奥匹兹教授研制出了工作程序和零件分类编码方法，使成组技术更加成熟。随后美、日、英等国很多专家学者也进行了大量研究，成组技术日渐成熟，应用也日益广泛，逐渐扩展到生产、计划以及整个的生产管理过程。现在已经达到用计算机对零件分组的程度，不仅应用于开发设计和工艺规程的编制，而且广泛应用于作业计划和生产组织等各方面为提高生产效率，人们在多品种、小批量的生产情况下应用成组技术，以获得接近大批量生产那样的效果。其原则是打破多品种限制，根据零件的结构形状、生产过程以及工艺方面的相似，把需要生产的所有零件进行分类编组，将相似的零件划为一组，再依据各零件组的特点配置相应的工装设备，这样就形成不同的专门加工小组，分别加工不同零件组的零件。如此，在同一设备或工装上用相同的刀具和夹具就可以加工同一组里的不同零件，从而使小批量生产转变成大批量生产，提高了生产率和企业效益。总之，成组技术就是仔细分析各种零件并找出相似点，按照一定规则进行分类，做到用同一种方法加工同组的零件，达到提高效益的目的。目前，成组技术已经成了计算机辅助制造的基础，如果能在到产品设计、制造和生产管理整个生产过程充分利用成组技术的基本原理，必定使经济效益得到显著提高。其中关键是成组工艺，即把材料、结构和工艺类似的零件提出，作为一个组，然后根据这个零件组的特点制定工艺，从而使品种减少、批量扩大，这样就有利于采用效率比较高的方法加工，从而提高了生产率其实相似性是广义的，零件在尺寸、几何形状、材料和精度等方面的相似性之外，在制造、组装等生产、管理方面的相似，也是相似性，也可以根据这种相似性应用成组技术。对于成组技术，主要的研究方向有下面几个方面：以飞航产品弹体典型结构件为应用对象，进行成组技术应用研究。由于飞航产品弹体结构零件结构复杂，种类多样，因此首先需要对进行零件分类。确定分类后，针对典型零件组进行工序合理化、标准化工作，形成其成组工艺流程，并以此建立合理可行的典型零件成组生产单元。最后根据建立的典型零件族的成组（或虚拟）生产单元，按成组单元方式编排生产计划，进行生产应用验证。（1）零件分组研究以批产型号的典型结构件（如：舱段、壁板、接头等类零件）为应用对象，从工艺相似和生产角度进行分组研究，选定样本，确定适合飞航产品典型弹体结构件的分类方法和规则。（2）成组工艺规程研究根据飞航产品典型结构件的特点，通过对典型零件族标准化、通用化研究，制定适合典型零件族的一套成组工艺规程设计方法、工艺路线和工艺规范。实现一组在工艺上相似的零件的全部工艺过程设计。（3）成组工艺装备研究针对典型零件族，研究确定零件族在某道工序上加工时所用的刀具、量具、辅具和夹具等工艺装备的规范化，其中对于夹具结构设计要考虑基础结构的一致性和定位、夹紧机构的可换和可调性。（4）成组生产单元研究针对典型零件族，研究确定成组生产单元的组成，可使典型零件族生产过程，工艺装备由多变少，设备调整由繁变简，特别是零件在成组单元内运输等待时间变的最短，同集群式相比显著提高生产效率。（5）基于成组技术的生产计划研究成组技术要付诸实施，取得最大经济效果，必须与生产计划密切配合。通过将成组单元和计划期相结合，研究制定典型零件族不同零件同批投产方法和每个成组生产单元中的作业计划，优化生产流程。（6）基于成组技术的生产验证研究针对典型零件族，按成组工艺规程进行工艺设计、工艺准备，在此基础上以成组单元方式组织生产，验证零件生产准备、质量控制和实际生产的可行性。据以上研究内容，提出主要技术指标如下：以成组方式进行生产验证的典型零件族，其生产周转和生产准备时间缩短 50，综合生产效率提高 30%。具体说来，有以下几方面研究内容：（1）零件分组研究以批产型号的典型结构件（如：舱段、壁板、接头等类零件）为应用对象，从工艺相似和生产角度进行分组研究，选定样本，确定适合飞航产品典型弹体结构件的分类方法和规则。（2）成组工艺规程研究艺优化得到的成组工艺流程，通过标准工艺的组合形成典型零件族的成组工艺规程模版，而每个零件的成组工艺即为该模版的一个实例。同步针对典型零件族进行成组工艺装备分析设计（考虑局部可调、快速更换）和成组生产单元仿真（基于机床利用率），得到合理可行的典型零件成组生产单元。最后根据建立的典型零件族的成组（或虚拟）生产单元，按成组单元方式编排生产计划，进行生产应用验证。成组工艺规程设计：成组工艺规程设计的核心是工艺合理化、标准化，其中成组工艺设计第一步工作是工艺合理化，整理现有零件制造工艺方法，基于结构、工艺相似性，进行工序规范化、工艺流程优化和工艺方法一致性分析。按此思想对舱段、壁板、框段和接头典型零件族进行了成组工艺流程分析和工序合理化，各典型零件族优化整理结果如下：（1）舱段类零件铸造铝合金舱段零件结构相似、主要加工设备、工艺装备和工艺流程基本相同，见表 3.1。经整理评审形成舱段复合工艺路线为铸造去浇冒口粗车X 射线检查划线粗开窗口热处理稳定化处理半精车划线半精加工（开窗口）稳定化处理精车精划线精铣（镗）钳修渗透检查阳极化涂漆打水平测量点称重总检入库，前期鉴于舱段零件生产周期长和工作量大，结构复杂，先进行了一序一卡的工序标准化工作（三种型号的位舱、后舱），后期经归纳总结和规范化工作，形成了飞航产品整体铸造铝合金舱体机械加工工艺规范。（2）壁板类零件壁板结构和加工方法相似，专用工装少，设备为三轴立式加工中心和四轴卧式加工中心。除个别工序需用专用工装和特殊刀具外，其余在加工内容、通用刀具、工装、装夹方式和零点设置等方面基本相同。同时 4 种零件的数控加工工艺流程基本相同，具备成组技术生产的条件，见表 3.2（3）框段类零件框段零件的外形结构类似，都是半圆形精加工过程中，基本四道数铣工序完成加工。专用工装少，设备为三轴立式加工中心和四轴卧式加工中心。很多特征虽然形状尺寸不同，但加工方法相同或相近，粗加工可主要应用 28 立铣刀、精加工为 16 立铣刀。编程的方法也相似，如内腔粗加工打引刀孔、大直径刀具去量小直径刀具清根、大步距大切深分层加工；内腔精加工长短刀结合、分层切削、斜线进刀、斜筋用立铣刀加工、焊接坡口用磨制的角度刀加工；配合孔、止口加工，采用径向补偿编程。见表 3.3. （4）接头类零件接头零件结构相似、主要加工设备、工艺装备和工艺流程基本相同。根据关键特征细分结果，整理出外翼接头和内翼接头工艺流程见表 3.4、表 3.5。在工艺合理化基础上，下一步工作就是工序标准化。工序标准化从两个层面实现，分别为元术语标准化和元句型标准化，再将元术语和元句型组合形成标准化的工步和工序。其中元术语标准化是通过参考相关的术语标准如 GB4863-85机械制造工艺基本术语等，并且参考合并企业习惯用语、企业特色词汇形成；元句型标准化是通过总结企业工艺描述中常用的句型形成。第 9 页