现代机械制造工艺技术机械制造工艺与夹具教学学习教案.pptx

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1、会计学1现代机械制造工艺现代机械制造工艺(gngy)技术技术 机械制造工机械制造工艺艺(gngy)与夹具与夹具 教学教学第一页，共49页。成组技术的核心是成组工艺，即把尺寸、形状和工艺相近的零件组成一个零成组技术的核心是成组工艺，即把尺寸、形状和工艺相近的零件组成一个零件组（族），制订统一的加工方案，并在同一机床组中制造。其重要作用在于扩大件组（族），制订统一的加工方案，并在同一机床组中制造。其重要作用在于扩大工艺批量，使大批量生产中行之有效的工艺方法和高效自动化生产设备，可以应用工艺批量，使大批量生产中行之有效的工艺方法和高效自动化生产设备，可以应用到中小批生产中去。这样就把原先的多品种转化

2、为少品种，小批量转化为大批量，到中小批生产中去。这样就把原先的多品种转化为少品种，小批量转化为大批量，并以这些组为基础，组织并以这些组为基础，组织(zzh)(zzh)生产的各个环节，从而实现多品种中小批量生产生产的各个环节，从而实现多品种中小批量生产的产品设计，使制造和管理合理化，从而克服了传统小批量生产方式的缺点，使小的产品设计，使制造和管理合理化，从而克服了传统小批量生产方式的缺点，使小批量生产能获得接近大批量生产的技术经济效果。这对于我国目前单件、中小批生批量生产能获得接近大批量生产的技术经济效果。这对于我国目前单件、中小批生产占绝对优势（约占产占绝对优势（约占8080）的生产状况来说，

3、无疑具有重大的经济价值。）的生产状况来说，无疑具有重大的经济价值。3.3.成组工艺实施步骤成组工艺实施步骤零件分类编码及分组零件分类编码及分组拟定零件组工艺过程拟定零件组工艺过程选择机床选择机床设计成组夹具设计成组夹具确确定生产组织定生产组织(zzh)(zzh)形式及核算经济效果等。其中零件分类编码及分组是关键，没形式及核算经济效果等。其中零件分类编码及分组是关键，没有正确的编码和分组，成组工艺也就不可能有效地实现。有正确的编码和分组，成组工艺也就不可能有效地实现。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)下一页上一页第2页/共49页第二页，共49页。零件

4、的分类编码系统零件的分类编码系统1.1.零件分类编码的基本原理零件分类编码的基本原理分类是一种根据特征属性的有无，把事物划分成不同组的过程。编码分类是一种根据特征属性的有无，把事物划分成不同组的过程。编码能用于分类，它是对不同组的事物给予不同的代码。成组技术的编码，是对能用于分类，它是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。这些特征包括零件的结构形状、各组机械零件的各种特征给予不同的代码。这些特征包括零件的结构形状、各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

5、度、形状精度、位置精度和表面粗糙度等要求。对这些特征进行抽象化、格度、形状精度、位置精度和表面粗糙度等要求。对这些特征进行抽象化、格式化，就需要用一定的代码（符号）来表述。所用的代码可以是阿拉伯数字、式化，就需要用一定的代码（符号）来表述。所用的代码可以是阿拉伯数字、拉丁字母，甚至汉字，以及它们的组合。最方便、最常见的是用数字码。拉丁字母，甚至汉字，以及它们的组合。最方便、最常见的是用数字码。迄今为止，世界各国已制订了几十种编码系统，其中以德国阿享工业迄今为止，世界各国已制订了几十种编码系统，其中以德国阿享工业大学奥匹兹教授领导的机床和生产大学奥匹兹教授领导的机床和生产(shngchn)(sh

6、ngchn)工程实验开发的工程实验开发的OPITZOPITZ零件分零件分类编码系统，在国际上获得了较为广泛的应用。我国已制订了机械工业成组类编码系统，在国际上获得了较为广泛的应用。我国已制订了机械工业成组技术分类编码系统（技术分类编码系统（JLBMJLBM1 1系统）。系统）。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)下一页上一页第3页/共49页第三页，共49页。2.JLBM2.JLBM1 1分类编码系统分类编码系统JLBMJLBM1 1系统是由我国机械工业部组织制定并批准的机械零件分类编码系统，于系统是由我国机械工业部组织制定并批准的机械零件分类编码系统

7、，于19841984年正式为我国机械工业部的指导性技术文件。它由年正式为我国机械工业部的指导性技术文件。它由1515个码位组成，采用混合式代码结个码位组成，采用混合式代码结构。其结构如图构。其结构如图7 72 2所示。所示。该系统的该系统的1 1、2 2码位表示码位表示(biosh)(biosh)零件的名称类别，它采用零件的功能和名称作为零件的名称类别，它采用零件的功能和名称作为标志，以矩阵表的形式表示标志，以矩阵表的形式表示(biosh)(biosh)出来，不仅容量大，也便于设计部门检索。但由于出来，不仅容量大，也便于设计部门检索。但由于零件的名称不规范，可能会造成混乱，因此在分类前必须先对

8、企业的所有零件名称进行统零件的名称不规范，可能会造成混乱，因此在分类前必须先对企业的所有零件名称进行统一并使其标准化。一并使其标准化。3 39 9码位是形状及加工码，分别表示码位是形状及加工码，分别表示(biosh)(biosh)回转体零件和非回转体零件的外部回转体零件和非回转体零件的外部形状、内部形状、平面、孔及其加工与辅助加工的种类。形状、内部形状、平面、孔及其加工与辅助加工的种类。10101515码位是辅助码，表示码位是辅助码，表示(biosh)(biosh)零件的材料、毛坯、热处理、主要尺寸和精零件的材料、毛坯、热处理、主要尺寸和精度的特征。尺寸码规定了大型、中型与小型三个尺寸组，分别

9、供仪表机械、一般通用机械度的特征。尺寸码规定了大型、中型与小型三个尺寸组，分别供仪表机械、一般通用机械和重型机械等三种类型的企业参照使用。和重型机械等三种类型的企业参照使用。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)下一页上一页第4页/共49页第四页，共49页。精度码规定了低精度、中等精度、高精度和超高精度四个等级。在中等精度和高精度码规定了低精度、中等精度、高精度和超高精度四个等级。在中等精度和高精度两个等级中，再按有精度要求的不同加工表面而细分为几个类型，以不同的特征码来精度两个等级中，再按有精度要求的不同加工表面而细分为几个类型，以不同的特征码来表示

10、。表示。表表7 71 1表表7 74 4列出了列出了JLBMJLBM1 1系统的部分内容，供查阅。系统的部分内容，供查阅。按照按照JLBMJLBM1 1系统对如图系统对如图7 73 3所示回转体零件进行分类编码的结果如下：所示回转体零件进行分类编码的结果如下：第第1 12 2位该零件为回转体类、轮盘类法兰盘，第位该零件为回转体类、轮盘类法兰盘，第l l位为位为0 0，第，第2 2位为位为2 2。第第3 39 9位该零件位该零件“外部基本形状外部基本形状”：单向台阶；：单向台阶；“外部功能要素外部功能要素”：无；：无；“内部内部基本形状基本形状”：双向台阶通孔；：双向台阶通孔；“内部功能要素内部

11、功能要素”：有环槽；：有环槽；“外平面与端面外平面与端面”：单一平面；：单一平面；“内平面内平面”：无；：无；“辅助加工辅助加工”：均布轴向孔。第：均布轴向孔。第3 39 9位分别为位分别为1 1、0 0、5 5、1 1、1 1、0 0、1 1。第第10101212位该零件材料为普通非合金钢，毛坯位该零件材料为普通非合金钢，毛坯(mop)(mop)原始形状为锻件，不进行热原始形状为锻件，不进行热处理，第处理，第10101212位分别为位分别为2 2、6 6、0 0。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)下一页上一页第5页/共49页第五页，共49页。第第

12、13131515位该零件主要尺寸位该零件主要尺寸(直径直径)D160)D160400mm400mm；主要尺寸；主要尺寸(长度长度)L50)L50120mm120mm；内、外圆与平面中等精度。第；内、外圆与平面中等精度。第13131515位分别为位分别为5 5、1 1、3 3。所以，按所以，按JLBMJLBM1 1系统分类，该零件的分类编码为。系统分类，该零件的分类编码为。零件分类成组的方法零件分类成组的方法施行成组技术时，首先必须按零件的相似特征将零件分类成组，施行成组技术时，首先必须按零件的相似特征将零件分类成组，然后才能以成组的方式进行工艺设计然后才能以成组的方式进行工艺设计(shj)(s

13、hj)和组织生产。编码分类法是和组织生产。编码分类法是一种比较科学和有效的分类成组方法。其具体做法是首先根据具体情况一种比较科学和有效的分类成组方法。其具体做法是首先根据具体情况选用合适的编码系统，然后对零件进行编码，根据零件的代码按照一定选用合适的编码系统，然后对零件进行编码，根据零件的代码按照一定的准则将零件分类归并成组。零件分类成组的方法有特征码位法、码域的准则将零件分类归并成组。零件分类成组的方法有特征码位法、码域法及特征位码域法。法及特征位码域法。1.1.特征码位法特征码位法按编码分类，如把编码完全相同的归属为一个零件组，这就要求按编码分类，如把编码完全相同的归属为一个零件组，这就要

14、求同组零件有更多的特征属性相似，即标准太严，会出现零件组组数过多，同组零件有更多的特征属性相似，即标准太严，会出现零件组组数过多，而每组零件种数很少的情况。而每组零件种数很少的情况。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)下一页上一页第6页/共49页第六页，共49页。实际上，根据分类的目的，往往只要求有若干特征属性相似即可。这实际上，根据分类的目的，往往只要求有若干特征属性相似即可。这样，只需要在编码中选用若干特征码位来制定分类的相似性标准；只要是特样，只需要在编码中选用若干特征码位来制定分类的相似性标准；只要是特征码位代码相同的零件皆可以归属于同一零件

15、组。如此，可能出现的最大组征码位代码相同的零件皆可以归属于同一零件组。如此，可能出现的最大组数可大大减少。例如，表数可大大减少。例如，表7 75 5表示表示(biosh)(biosh)用特征码位法的零件分类，其中用特征码位法的零件分类，其中特征码位为第特征码位为第1 1、第、第2 2、第、第6 6及第及第7 7码位，规定的代码分别为码位，规定的代码分别为0 0、4 4、3 3及及0 0，凡零，凡零件编码相应码位的代码与其相同的均可归属于同一零件组；图中列出符合上件编码相应码位的代码与其相同的均可归属于同一零件组；图中列出符合上述相似特征要求的几个零件的简图及其编码。述相似特征要求的几个零件的简

16、图及其编码。2.2.码域法码域法码域法是对零件代码各码位的特征规定几种允许的数据，用它作为分码域法是对零件代码各码位的特征规定几种允许的数据，用它作为分组的依据，就将相应码位的相似特征放宽了范围。在图组的依据，就将相应码位的相似特征放宽了范围。在图7 74(a)4(a)所示的零件族所示的零件族特征矩阵表上，横向数字表示特征矩阵表上，横向数字表示(biosh)(biosh)码位，纵向数字表示码位，纵向数字表示(biosh)(biosh)各个各个码位上的代码，图中码位上的代码，图中“”“”表示表示(biosh)(biosh)的范围称为码域。图的范围称为码域。图7 74(a)4(a)是根是根据大量统

17、计资料和生产经验而制定的零件相似性特征矩阵表。据大量统计资料和生产经验而制定的零件相似性特征矩阵表。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)下一页上一页第7页/共49页第七页，共49页。凡零件各码位上的编码落在该码域内，即划分为同一零件组，如图凡零件各码位上的编码落在该码域内，即划分为同一零件组，如图7 74(b)4(b)中所示中所示3 3个零件即为一组，或称为一个零件族。这种分类方法就称为码域法。个零件即为一组，或称为一个零件族。这种分类方法就称为码域法。3.3.特征位码域法特征位码域法它是上述两种方法的综合，因而能兼备二者的特点，即既能抓拄零件分类的

18、主要特它是上述两种方法的综合，因而能兼备二者的特点，即既能抓拄零件分类的主要特征方面，又能适当放宽其相似性要求，允许有更多的零件种数进入零件组，以期得到满意征方面，又能适当放宽其相似性要求，允许有更多的零件种数进入零件组，以期得到满意(mny)(mny)的分类效果。的分类效果。成组工艺的设计方法成组工艺的设计方法1.1.复合零件法复合零件法按照零件组中的复合零件来编制工艺规程的方法称为复合零件法。所谓复合零件，按照零件组中的复合零件来编制工艺规程的方法称为复合零件法。所谓复合零件，是拥有同组零件的全部待加工表面要素的一个零件。它可以是零件组中实际存在的某个具体是拥有同组零件的全部待加工表面要素

19、的一个零件。它可以是零件组中实际存在的某个具体零件，也可以是一个假拟的零件。如图零件，也可以是一个假拟的零件。如图7 75(a)5(a)所示的复合零件包含了组内其他零件所具有所示的复合零件包含了组内其他零件所具有的所有五种加工表面要素，按照这一零件所设计的工艺过程，即为该零件组的成组工艺。的所有五种加工表面要素，按照这一零件所设计的工艺过程，即为该零件组的成组工艺。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)下一页上一页第8页/共49页第八页，共49页。只要从中删除一些不为某一零件所用的工序或工步内容，便能为组内其他零只要从中删除一些不为某一零件所用的工序或

20、工步内容，便能为组内其他零件使用，形成各个零件的加工工艺。件使用，形成各个零件的加工工艺。2.2.复合路线法复合路线法对于形状不规则的非回转体零件，有时找出某一零件组的复合零件常常十分对于形状不规则的非回转体零件，有时找出某一零件组的复合零件常常十分困难，此时可以采用复合线路法。复合路线法是在零件分类成组的基础上，分析比困难，此时可以采用复合线路法。复合路线法是在零件分类成组的基础上，分析比较全组所有零件的工艺路线，从中选出工艺较长、流程合理、代表性强的一条作为较全组所有零件的工艺路线，从中选出工艺较长、流程合理、代表性强的一条作为基础工艺路线，然后将其他零件的工序基础工艺路线，然后将其他零件

21、的工序(去掉重复的去掉重复的)按合理的位置安插到基础工艺按合理的位置安插到基础工艺路线中，便得到一条适合整个路线中，便得到一条适合整个(zhngg)(zhngg)零件组的成组工艺路线，并以它为依据来零件组的成组工艺路线，并以它为依据来编制详细的工艺规程。图编制详细的工艺规程。图7 76 6是按复合路线法来设计成组工艺的例子。是按复合路线法来设计成组工艺的例子。成组生产的组织形式成组生产的组织形式1.1.单机成组加工单机成组加工在转塔车床、自动车床或其他数控机床上成组加工小型零件，这些零件的全在转塔车床、自动车床或其他数控机床上成组加工小型零件，这些零件的全部或大部分加工工序都在这一台设备上完成

22、，这种形式称为单机成组加工。部或大部分加工工序都在这一台设备上完成，这种形式称为单机成组加工。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)下一页上一页第9页/共49页第九页，共49页。单机成组加工时机床的布置虽然与机群式生产工段类似，但在生产方单机成组加工时机床的布置虽然与机群式生产工段类似，但在生产方式上却有着本质上的差异。它是按成组工艺来组织和安排生产的。式上却有着本质上的差异。它是按成组工艺来组织和安排生产的。2.2.成组生产单元成组生产单元在一组机床上完成一个或几个工艺相似零件组的全部工艺过程，该组在一组机床上完成一个或几个工艺相似零件组的全部工艺过

23、程，该组机床即构成车间的一个封闭生产单元。这种生产单元与传统的小批量生产下机床即构成车间的一个封闭生产单元。这种生产单元与传统的小批量生产下所常用的所常用的“机群式机群式”排列的生产工段是不一样的。一个机群式生产工段只能排列的生产工段是不一样的。一个机群式生产工段只能完成零件的某一个别工序，而成组生产单元却能完成零件组的全部工艺过程。完成零件的某一个别工序，而成组生产单元却能完成零件组的全部工艺过程。图图7 77 7为成组生产单元的平面布置示意图。由图可见，单元内的机床为成组生产单元的平面布置示意图。由图可见，单元内的机床按照按照(nzho)(nzho)成组工艺过程排列，零件在单元内按各自的工

24、艺路线流动，缩成组工艺过程排列，零件在单元内按各自的工艺路线流动，缩短了工序间的运输距离，减少了在制品的积压，缩短了零件的生产周期；同短了工序间的运输距离，减少了在制品的积压，缩短了零件的生产周期；同时零件的加工和输送不需要保持一定的节拍，使得生产的计划管理具有一定时零件的加工和输送不需要保持一定的节拍，使得生产的计划管理具有一定的灵活性；单元内的工人工作趋向专业化，加工质量稳定，效率比较高，所的灵活性；单元内的工人工作趋向专业化，加工质量稳定，效率比较高，所以成组生产单元是一种较好的生产组织形式。以成组生产单元是一种较好的生产组织形式。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术

25、成组技术返回(fnhu)下一页上一页第10页/共49页第十页，共49页。3.3.成组生产流水线成组生产流水线当组内零件工艺相似程度很高，且批量较大时，机床可以排列成一条流水生产线。当组内零件工艺相似程度很高，且批量较大时，机床可以排列成一条流水生产线。这种流水线称为成组生产流水线。零件在线上用相互接近这种流水线称为成组生产流水线。零件在线上用相互接近(jijn)(jijn)的节拍单向流动，工作的节拍单向流动，工作过程连续而有一定的节奏，因此它具有一般流水线的大部分优点。与一般流水线相比，所过程连续而有一定的节奏，因此它具有一般流水线的大部分优点。与一般流水线相比，所不同之处在于它经过少量的调整

26、可以加工组内的不同零件，对于某一种零件来说，不一定不同之处在于它经过少量的调整可以加工组内的不同零件，对于某一种零件来说，不一定经过线上的每一台机床。成组生产流水线是成组加工的高级形式。经过线上的每一台机床。成组生产流水线是成组加工的高级形式。7.1 7.1 7.1 7.1 成组技术成组技术成组技术成组技术返回(fnhu)上一页第11页/共49页第十一页，共49页。概述概述如前所述，工艺规程设计是机械制造生产过程中一项重要的技术如前所述，工艺规程设计是机械制造生产过程中一项重要的技术准备工作，是产品设计和制造之间的中间环节。但是传统的工艺设计方准备工作，是产品设计和制造之间的中间环节。但是传统

27、的工艺设计方法需要大量的时间和丰富的生产实践经验，工艺设计的质量在很大程度法需要大量的时间和丰富的生产实践经验，工艺设计的质量在很大程度(chngd)(chngd)上取决于工艺人员的水平和主观性，这就使工艺设计很难做到上取决于工艺人员的水平和主观性，这就使工艺设计很难做到最优化和标准化。随着计算机在产品设计和制造过程中的应用日渐普及，最优化和标准化。随着计算机在产品设计和制造过程中的应用日渐普及，传统的用手工编制工艺规程的方法更显得很不协调，于是产生了计算机传统的用手工编制工艺规程的方法更显得很不协调，于是产生了计算机辅助编制工艺规程辅助编制工艺规程(CAPP)(CAPP)的方法。所谓计算机辅

28、助编制工艺规程，就是的方法。所谓计算机辅助编制工艺规程，就是通过向计算机输入被加工零件的原始数据、加工条件和加工要求，由计通过向计算机输入被加工零件的原始数据、加工条件和加工要求，由计算机自动地进行编码、编程直至最后输出经过优化的工艺规程卡片。采算机自动地进行编码、编程直至最后输出经过优化的工艺规程卡片。采用用CAPPCAPP不仅克服了上述传统工艺设计的各项缺点，适应了当前日趋自动不仅克服了上述传统工艺设计的各项缺点，适应了当前日趋自动化的现代制造环节的需要，而且为实现计算机集成制造提供了必要的技化的现代制造环节的需要，而且为实现计算机集成制造提供了必要的技术基础。正因为术基础。正因为CAPP

29、CAPP的产生和应用对于机械制造技术的发展有着十分重的产生和应用对于机械制造技术的发展有着十分重要的意义，所以在国内外已经引起了越来越多的重视和研究。要的意义，所以在国内外已经引起了越来越多的重视和研究。7.2 7.2 7.2 7.2 计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺(gngy)(gngy)(gngy)(gngy)设计设计设计设计返回(fnhu)下一页第12页/共49页第十二页，共49页。目前在理论体系和生产实际应用方面都已取得了重大的进展，一批先目前在理论体系和生产实际应用方面都已取得了重大的进展，一批先进实用的进实用的CAPPCAPP系统在生产中得到了应用，并取得了

30、较好的效果。系统在生产中得到了应用，并取得了较好的效果。CAPPCAPP系统的主要功能是只要输入零件加工系统的主要功能是只要输入零件加工(ji gng)(ji gng)的有关信息，计的有关信息，计算机就能自动生成并输出零件的加工算机就能自动生成并输出零件的加工(ji gng)(ji gng)工艺规程。有些较完善的系工艺规程。有些较完善的系统还能进行动态仿真，对加工统还能进行动态仿真，对加工(ji gng)(ji gng)过程进行模拟显示，以便检查工艺过程进行模拟显示，以便检查工艺规程的正确性。规程的正确性。CAPPCAPP系统一般由若干程序模块所组成，如输入输出模块、工艺过程设系统一般由若干程

31、序模块所组成，如输入输出模块、工艺过程设计模块、工序决策模块、工步决策模块、计模块、工序决策模块、工步决策模块、NCNC指令生成模块以及控制模块、动指令生成模块以及控制模块、动态仿真模块等。视系统的规模大小和完善程度而存在一定的差异。态仿真模块等。视系统的规模大小和完善程度而存在一定的差异。的类型的类型根据根据CAPPCAPP系统的工作原理，可以将系统的工作原理，可以将CAPPCAPP分成五种类型。分成五种类型。1.1.交互型交互型交互型交互型CAPPCAPP系统是按照不同类型零件的加工系统是按照不同类型零件的加工(ji gng)(ji gng)工艺需求，编工艺需求，编制的人机交互软件系统。系

32、统以人机交互方式对工艺过程进行决策，形成所制的人机交互软件系统。系统以人机交互方式对工艺过程进行决策，形成所需的工艺规程，对操作人员的依赖性很大。需的工艺规程，对操作人员的依赖性很大。7.2 7.2 7.2 7.2 计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺(gngy)(gngy)(gngy)(gngy)设计设计设计设计返回(fnhu)下一页上一页第13页/共49页第十三页，共49页。2.2.变异型（又称派生型）变异型（又称派生型）变异型变异型CAPPCAPP系统利用成组技术（系统利用成组技术（GroupTechnologyGroupTechnology，GTGT）原理，将零件按

33、几何形状）原理，将零件按几何形状及工艺相似性进行分类、归族和编码，每一个族有一个主样件，根据此样件建立加工工艺及工艺相似性进行分类、归族和编码，每一个族有一个主样件，根据此样件建立加工工艺文件，即典型工艺规程，存入典型工艺规程库中。当需要设计新零件的工艺规程时，根据文件，即典型工艺规程，存入典型工艺规程库中。当需要设计新零件的工艺规程时，根据其成组编码，确定其所属零件族，由计算机检索出相应零件族（主样件）的典型工艺规程，其成组编码，确定其所属零件族，由计算机检索出相应零件族（主样件）的典型工艺规程，再根据当前零件的具体要求，对典型工艺进行修改，最后得到新零件的工艺规程。变异型再根据当前零件的具

34、体要求，对典型工艺进行修改，最后得到新零件的工艺规程。变异型CAPPCAPP系统工作流程如图系统工作流程如图7 78 8所示。所示。3.3.创成型创成型创成型创成型CAPPCAPP系统是一个能综合加工信息，自动地为一个新零件制订工艺规程的系系统是一个能综合加工信息，自动地为一个新零件制订工艺规程的系统。在创成型统。在创成型CAPPCAPP系统中，工艺规程是根据工艺数据库中的信息在没有人工干预的条件下系统中，工艺规程是根据工艺数据库中的信息在没有人工干预的条件下生成的。系统在获取零件信息后，能自动地提取制造生成的。系统在获取零件信息后，能自动地提取制造(zhzo)(zhzo)信息，产生零件所需要

35、的各信息，产生零件所需要的各个工序和加工顺序，个工序和加工顺序，7.2 7.2 7.2 7.2 计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺(gngy)(gngy)(gngy)(gngy)设计设计设计设计返回(fnhu)下一页上一页第14页/共49页第十四页，共49页。自动地选择机床、夹具、量具、切削用量和加工过程，并通过应自动地选择机床、夹具、量具、切削用量和加工过程，并通过应用决策逻辑，模拟工艺设计人员的决策过程。创成型用决策逻辑，模拟工艺设计人员的决策过程。创成型CAPPCAPP系统的总体结系统的总体结构如图构如图7 79 9所示。所示。在创成型在创成型CAPPCAPP系统中

36、，系统的决策逻辑是软件的核心，它控制着系统中，系统的决策逻辑是软件的核心，它控制着程序的走向。就决策知识的应用形式来分，创成型程序的走向。就决策知识的应用形式来分，创成型CAPPCAPP系统有常规程序系统有常规程序实现实现(shxin)(shxin)和采用人工智能技术实现和采用人工智能技术实现(shxin)(shxin)两种类型。前者按工两种类型。前者按工艺决策知识利用决策表、决策树或公理模型等技术来实现艺决策知识利用决策表、决策树或公理模型等技术来实现(shxin)(shxin)；后；后者为工艺设计专家系统，它利用人工智能技术，综合工艺设计专家的知者为工艺设计专家系统，它利用人工智能技术，综

37、合工艺设计专家的知识和经验，进行自动推理和决策。识和经验，进行自动推理和决策。4.4.综合型综合型综合型综合型CAPPCAPP系统将变异型与创成型结合起来，采取变异与自动决系统将变异型与创成型结合起来，采取变异与自动决策相结合的工作方式。对一个新零件进行工艺设计时，先通过计算机检策相结合的工作方式。对一个新零件进行工艺设计时，先通过计算机检索它所属零件族的典型工艺，然后根据零件的具体情况，对典型工艺进索它所属零件族的典型工艺，然后根据零件的具体情况，对典型工艺进行修改，工序设计则采用自动决策产生。行修改，工序设计则采用自动决策产生。7.2 7.2 7.2 7.2 计算机辅助工艺计算机辅助工艺计

38、算机辅助工艺计算机辅助工艺(gngy)(gngy)(gngy)(gngy)设计设计设计设计返回(fnhu)下一页上一页第15页/共49页第十五页，共49页。5.5.智能型智能型智能型智能型CAPPCAPP系统是将人工智能技术应用于工艺过程设计而形成系统是将人工智能技术应用于工艺过程设计而形成CAPPCAPP专家系统。专家系统。与创成型与创成型CAPPCAPP系统相比系统相比(xin b)(xin b)，虽然二者都可自动生成工艺规程，但创成型，虽然二者都可自动生成工艺规程，但创成型CAPPCAPP系统是以逻辑算法加决策表为特征，而智能型系统是以逻辑算法加决策表为特征，而智能型CAPPCAPP系统

39、则是以推理加知识为特系统则是以推理加知识为特征。征。的数据库的数据库在计算机辅助工艺规程设计时，所需的信息和数据都以文件的形式储存在计在计算机辅助工艺规程设计时，所需的信息和数据都以文件的形式储存在计算机的存储器中，形成数据库以备检索和调用。因此，在算机的存储器中，形成数据库以备检索和调用。因此，在CAPPCAPP软件中，工艺数据库软件中，工艺数据库占了重要的位置。工艺数据是在工艺设计过程中所使用、产生的数据。在生成零件占了重要的位置。工艺数据是在工艺设计过程中所使用、产生的数据。在生成零件工艺规程时，一方面要应用到大量工艺图表、线图等静态数据，同时也将产生许多工艺规程时，一方面要应用到大量工

40、艺图表、线图等静态数据，同时也将产生许多动态的工艺数据，如大量的中间过程数据、工序图形、动态的工艺数据，如大量的中间过程数据、工序图形、NCNC代码等。这些储存于计算代码等。这些储存于计算机的外存储器中以供用户共享的工艺数据集合就称为工艺数据库。机的外存储器中以供用户共享的工艺数据集合就称为工艺数据库。7.2 7.2 7.2 7.2 计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺(gngy)(gngy)(gngy)(gngy)设计设计设计设计返回(fnhu)下一页上一页第16页/共49页第十六页，共49页。工艺数据的数据类型和数据结构都比较复杂，同时系统必须具备工艺数据的数据类型和数

41、据结构都比较复杂，同时系统必须具备材料动态数据模式才能对工艺数据进行处理和规范化管理。工艺数据库材料动态数据模式才能对工艺数据进行处理和规范化管理。工艺数据库的建立的建立(jinl)(jinl)比一般数据库更加复杂和麻烦。比一般数据库更加复杂和麻烦。一般工艺数据库的内容有：一般工艺数据库的内容有：(1)(1)材料数据，各种材料规格及属性的数据、毛坯特性、刀具材料数据，各种材料规格及属性的数据、毛坯特性、刀具-工工件组合特性等。件组合特性等。(2)(2)刀具数据，刀具号、刀具成组分类信息、刀具尺寸及几何形状、刀具数据，刀具号、刀具成组分类信息、刀具尺寸及几何形状、刀具应用条件等。刀具应用条件等。

42、(3)(3)机床数据，各种机床名称、型号、规格、控制系统类型、用量机床数据，各种机床名称、型号、规格、控制系统类型、用量范围、精度等。范围、精度等。(4)(4)夹具和量具数据，各种夹具和量具的类型、重要尺寸及精度等。夹具和量具数据，各种夹具和量具的类型、重要尺寸及精度等。(5)(5)标准工艺规程及成组分类特征数据。标准工艺规程及成组分类特征数据。(6)(6)动态工艺设计信息，包括零件图形数据、工序图形数据、最终动态工艺设计信息，包括零件图形数据、工序图形数据、最终工艺规程、工艺规程、NCNC代码等。代码等。7.2 7.2 7.2 7.2 计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺计算机辅助工艺

43、(gngy)(gngy)(gngy)(gngy)设计设计设计设计返回(fnhu)上一页第17页/共49页第十七页，共49页。概述概述随着机电一体化技术的发展，传统的机械技术与新兴的微电子技随着机电一体化技术的发展，传统的机械技术与新兴的微电子技术相结合，出现了很多现代化的加工设备和手段，特别是数控机床和加术相结合，出现了很多现代化的加工设备和手段，特别是数控机床和加工中心的迅速普及和多功能化，为改变中小批量生产的落后状况提供了工中心的迅速普及和多功能化，为改变中小批量生产的落后状况提供了可能。柔性制造系统可能。柔性制造系统(FMS)(FMS)便是在这样的背景下产生和发展起来的。便是在这样的背景

44、下产生和发展起来的。所谓柔性制造系统是利用计算机控制系统和物料所谓柔性制造系统是利用计算机控制系统和物料(w lio)(w lio)输送系输送系统，把若干台设备联系起来，形成没有固定加工顺序和节拍的自动化制统，把若干台设备联系起来，形成没有固定加工顺序和节拍的自动化制造系统。它在加工完一定批量的某种工件后，能在不停机调整的情况下，造系统。它在加工完一定批量的某种工件后，能在不停机调整的情况下，自动地向另一种工件转换。它的主要特点是包括以下几方面。自动地向另一种工件转换。它的主要特点是包括以下几方面。(1)(1)高柔性。能在不停机调整的情况下，实现多种不同工艺要求的高柔性。能在不停机调整的情况下

45、，实现多种不同工艺要求的零件加工。零件加工。(2)(2)高效率。能采用合理的切削用量实现高效加工，同时使辅助时高效率。能采用合理的切削用量实现高效加工，同时使辅助时间和准备终结时间减小到最低程度。间和准备终结时间减小到最低程度。7.3 7.3 7.3 7.3 柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统返回(fnhu)下一页第18页/共49页第十八页，共49页。(3)(3)高度自动化。自动更换工件、刀具、夹具，实现自动装夹和输高度自动化。自动更换工件、刀具、夹具，实现自动装夹和输送，自动监测加工过程，有很强的系统软件功能。送，自动监测加工过程，有很强的系统软件功能。柔性制造系统的组成柔性制

46、造系统的组成柔性制造系统由加工系统、物流系统、信息流系统三部分组成。柔性制造系统由加工系统、物流系统、信息流系统三部分组成。1.1.加工系统加工系统加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自动地更加工系统的功能是以任意顺序自动加工各种工件，并能自动地更换工件和刀具。通常由若干台加工零件换工件和刀具。通常由若干台加工零件(ln jin)(ln jin)的的CNCCNC机床或机床或CNCCNC板板材加工设备以及操纵这种机床要使用的刀具所构成。在加工较复杂零件材加工设备以及操纵这种机床要使用的刀具所构成。在加工较复杂零件(ln jin)(ln jin)的的FMSFMS加工系统中，由于机床上机

47、载刀库能提供的刀具数目加工系统中，由于机床上机载刀库能提供的刀具数目有限，除尽可能使产品设计标准化，以便使用通用刀具和减少专用刀具有限，除尽可能使产品设计标准化，以便使用通用刀具和减少专用刀具的数量外，必要时还需要在加工系统中设置机外自动刀库以补充机载刀的数量外，必要时还需要在加工系统中设置机外自动刀库以补充机载刀库容量的不足。库容量的不足。7.3 7.3 7.3 7.3 柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统返回(fnhu)下一页上一页第19页/共49页第十九页，共49页。2.2.物流系统物流系统FMSFMS中的物流系统与传统的自动线或流水线有很大的差别，整个工中的物流系统与传统的

48、自动线或流水线有很大的差别，整个工件输送系统的工作状态是可以件输送系统的工作状态是可以(ky)(ky)进行随机调度的，而且都设置有储进行随机调度的，而且都设置有储料库以调节各工位上加工时间的差异。物流系统包含工件的输送和储存料库以调节各工位上加工时间的差异。物流系统包含工件的输送和储存两个方面。两个方面。工件输送包括工件从系统外部送入系统和工件在系统内部的传送工件输送包括工件从系统外部送入系统和工件在系统内部的传送两部分，目前，大多数工件送入系统和夹具上装夹工件仍由人工操作，两部分，目前，大多数工件送入系统和夹具上装夹工件仍由人工操作，系统中设置装卸工位，较重的工件可用各种起重设备或机器人搬运

49、。工系统中设置装卸工位，较重的工件可用各种起重设备或机器人搬运。工件输送系统按所用运输工具可分成为自动输送车、轨道传送系统、带式件输送系统按所用运输工具可分成为自动输送车、轨道传送系统、带式传送系统和机器人传送系统四类。传送系统和机器人传送系统四类。在在FMSFMS的物料系统中，设置适当的中央料库和托盘库及各种形式的的物料系统中，设置适当的中央料库和托盘库及各种形式的缓冲储区，来进行工件的存储，保证系统的柔性。缓冲储区，来进行工件的存储，保证系统的柔性。7.3 7.3 7.3 7.3 柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统柔性制造系统返回(fnhu)下一页上一页第20页/共49页第二十页，共49

50、页。3.3.信息系统信息系统信息系统包括过程控制及过程监视两个子系统，其功能分别为进信息系统包括过程控制及过程监视两个子系统，其功能分别为进行加工系统及物流系统的自动控制，以及在线状态数据自动采集和处理。行加工系统及物流系统的自动控制，以及在线状态数据自动采集和处理。FMSFMS中信息由多级计算机进行处理和控制。中信息由多级计算机进行处理和控制。中的机床设备和夹具中的机床设备和夹具1.1.加工设备加工设备FMSFMS的机床设备一般选择卧式、立式或立卧两用的数控加工中心的机床设备一般选择卧式、立式或立卧两用的数控加工中心(MC)(MC)。数控加工中心机床是一种带有刀库和自动换刀装置。数控加工中心