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openresty/1.11.2.4如何提高机械加工中的加工精度?-筑龙博客
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如何提高机械加工中的加工精度?
机械加工精度是指相关工件在加工完成后所具有的包括尺寸大小. 几何形状以及各表面相互位置等参数的实际值， 与其预先设计应具备的理想几何参数需求比对的相符程度。 加工精度通常包括尺寸精度. 形状精度和位置精度等方面的内容， 尺寸精度用来限制加工表面与其基准间尺寸误差的范围， 形状精度用来限制加工表面宏观几何形状误差， 位置精度用来限制加工表面与其基准间的平行度. 垂直度. 同轴度等相互位置误差。&　　由于加工机械的性能. 技术方法. 生产条件等因素的不同影响， 机械加工出来的相关零件在其尺寸. 形状和表面相互位置参数与理想参数总是存在一定的偏离误差， 在数值上通常采用加工误差的大小来表示加工精度。机械元件的加工精度和表面质量等加工质量. 是保证相关机械产品装配质量的基础， 加工误差的大小反映了加工精度的高低。&　　虽然机械加工不可能是零误差，但其加工过程中的一些误差是完全可以通过技术改革及加工严谨等方法避免的。尤其是现在人们对机械加工精度的要求越来越高，如何提高机械加工精度成了亟待解决的问题。&　　为了减少机械加工误差，需对产生误差的各项原始误差进行分析，根据不同情况对造成加工误差的主要原始误差采取不同的措施。 施工图纸的多方位考虑是最基本的。一个好的机械设计产品，必须有非常精确且多方面考虑的意识在里面。将原始误差降到最低。&　　尽最大努力提升加工机械产品时用到的机床、夹具以及量具等部件的几何精度，并对工艺系统中因受热、切削力以及内应力所引起的变形进行控制等都属于减少原始误差的手段。对那些精密零件进行加工过程中，为了减少原始误差，应竭尽全力来提升精密机床的刚度及精度。此外还有两个最为巧妙地方法：转移原始误差和误差补偿法。&　　转移原始误差，实质上就是要将原始误差从误差敏感方向转移到误差非敏感方向上去。各种原始误差反映到零件加工误差上的程度与其是否在误差敏感方向上有着直接的关系。如果在加工过程中能够设法将原始误差转移到加工误差的非敏感方向，则可大大提高加工精度。 对工艺系统的一些原始误差，可以采取误差补偿的方法来控制其对零件加工误差的影响。&　　实施误差补偿，就是要人为地制造出一种新的原始误差，从而补偿或抵消原来工艺系统中固有的原始误差，以达到减少加工误差、提高加工精度的目的。&　　深圳爱得利15年专注厂，承接、精密零部件加工、精密零件加工、CNC零件加工、非标机械零件加工【免费打样、交货快 电话：】官网地址：
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})(jQuery);磨性和较高的精度；5)随行夹具这是一种在自动线或柔性制造系统中使用；划分夹具类型的方式还有很多；2.4.3刀具；1.刀具切削部分的组成；切削刀具的种类很多，形状各异，但它们切削部分的几；主切削刃S--前刀面与主后刀面的交线，它承担主要；刀尖--主、副切削刃的实际交点，为了强化刀尖，一；为了表示刀具切削部分的几何角度，需要人为地建立坐；1)刀具切削参数坐标系刀
磨性和较高的精度。根据工件的工艺要求，可将不同的组合夹具元件像搭积木一样，组装成各种专用夹具。使用完毕后，元件可方便地拆开，洗净后存放起来，待需要时重新组装成新的夹具。组合夹具由于它的灵活和通用，使生产准备周期大大缩短，同时能节约大量设计、制造夹具的工时和材料，特别适用于新产品试制、单件小批生产和临时性生产任务。
5)随行夹具
这是一种在自动线或柔性制造系统中使用的夹具。工件安装在夹具上，夹具除完成对工件的定位和夹紧外，还载着工件由输送装置送往各机床，并在机床上被定位和夹紧。
划分夹具类型的方式还有很多。若按夹具所使用的机床来划分，可分为钻床夹具、铣床夹具、车床夹具等：若按夹具所采用的夹紧动力源可把夹具分为手动夹具、气动夹具、液压夹具等。
1.刀具切削部分的组成
切削刀具的种类很多，形状各异，但它们切削部分的几何形状与几何参数具有共同的特征：切削部分的基本形状为楔形。车刀是最典型的代表，其他刀具可以视为由车刀演变或组合而成；多刃刀具的每个刀齿都相当于一把车刀，见图2.27a。车刀由刀柄和刀体两部分组成，刀体即为切削部分，具有下列各要素(图2.27b)：
前刀面Aγ --刚形成的切屑沿其流出的刀面；
主后刀面Aα --与工件加工表面相对的刀面；
副后刀面Aα′ --与工件已加工表面相对的刀面；
主切削刃S--前刀面与主后刀面的交线，它承担主要的切削工作；
副切削刃S′ --前刀面与副后刀面的交线；
刀尖--主、副切削刃的实际交点，为了强化刀尖，一般都在刀尖处磨成折线或圆弧形过渡刃。
另外，前、后刀面并不一定是一个完整的平面，也可由几个相互倾斜的平面或圆弧槽组成。
2.刀具坐标系与刀具角度
(1)刀具坐标系
为了表示刀具切削部分的几何角度，需要人为地建立坐标系。刀具坐标系有多种形式，经常使用的是刀具切削参数坐标系和刀具标注角度坐标系。
1)刀具切削参数坐标系
刀具切削参数坐标系又称工作坐标系，它是在刀具实际工作状态下建立的坐标系，因而与合成切削速度ve相联系。刀具切削参数坐标系的三个坐标平面分别是：
①工作切削平面Pce --通过切削刃某选定点，与工件加工表面相切的平面。
②工作基面Pre --通过切削刃某选定点，垂直于合成切削速度ve的平面。
显然，合成切削速度被包含在切削平面之中，切削平面与基面相互垂直。
图2.28所示为横向切入车削时的切削平面和基面。横车的加工表面为阿基米德螺旋面。可见基面并非是一个水平面，而是切削运动轨迹面的法平面。切削平面也不是一个垂直面，而是切削运动轨迹面的切平面。它们与相应的前刀面及后刀面组成了夹角。两个相交平面的夹角在不同的剖面内测量，其数值各不相同，因此还必须规定一个测量平面。
③工作正交平面Poe --垂直于切削刃在基面上的投影的平面。
通常情况下，切削刃并不一定在基面内。正交平面不应垂直于切削刃．而垂直于切削刃向基面内的投影。图2.28是个特例，由于切削刃呈水平，它的投影即为其本身。
④工作副正交平面Poe′ --垂直于副切削刃在基面上的投影的平面。
2)刀具标注角度坐标系
在设计与制造刀具时，需确定刀具角度值的大小，此时还不知道合成切削速度的方向。所以，只能在某些合理的假定条件下建立坐标系，这就是刀具标注角度坐标系，在此坐标系中所确定的刀具角度称为刀具标注角度。车削时的假设条件有：
①主切削刃处在水平面上，刀尖恰在工件中心高度上；
②刀柄中心线垂直于工件轴线(假定进给方向)；
③主运动方向与刀具底面垂直(不考虑进络运动)；
④工件已加工表面的形状为圆柱面。
基于上述条件，外圆车刀主切削刃上任一点M的基面、切削平面和正交平面如图2.29所示。其切削平
面(用pe表示)和正交平面(用po表示)都垂直于刀柄底面，基面(用pr表示)平行于刀柄底面，主切削刃即为切削平面与基面的交线，并与它的基面上的投影相重合。这三个坐标平面也构成了一个空间直角坐标系，即刀具标注角度坐标系，又可称为正交平面坐标系。
(2)刀具标注角度
刀具的标注角度见图2.30。
1)在正交平面Po中测量的角度
①前角γo --前刀面与基面之间的夹角。通过选定点的基面若位于楔形刀体的实体之外，前角为正值；若基面位于实体之内，则前角为负值。
②后角αo --后刀面与切削平面之间的夹角。若通过选定点的切削平面位于楔形刀体的实体之外，后角为正值；反之为负值。
③楔角βo --前刀面与主后刀面之间的夹角。显然有βo+γo+αo=90° 。
2)在基面pr中测量的角度
①主偏角kr --主切削刃在基面上的投影与假定进给方向之间的夹角。
②副偏角kr′ --副切削刃在基面上的投影与假定送给反方向之间的夹角。
③刀尖角εr --主切削刃与副切削刃在基面上投影之间的夹角。
显然有 kr+ kr′+ εr ＝180°
3)在切削平面ps中测量的角度
刃倾角λs --主切削刃与基面之间的夹角。当刀尖是主切削刃上最低点时，刃倾角定为负值；当刀尖是主切削刃上最高点时，则刀倾角为正值，如图2.31所示。
当λs＝0°时，主切削刃与切削速度垂直，称之为直角切削或正切削。而λs ≠ 0°的切削称为斜角切削或斜切削。λs的正或负会改变切屑流出的方向。
4)在副正交平面po′中测量的角度
①副后角α′o --副后刀面与切削平面之间的夹角。
②副前角γ′o --前刀面与基面之间的夹角。
实际上，当γo、λs 、kr及kr′为已定值，且主、副切削刃处于共同的前刀面时，γ′o也已被确定了，另外，βo及εr是派生角。因此，外圆车刀的标注角度只有六个是独立的：γo、αo 、kr 、kr′、λs 和α′o ，它们的大小会直接影响切削过程。各角度的推荐值可查阅有关的手册。
(3)刀具工作角度
以上所述都是在假设的运动条件和安装条件下的刀具标注角度。但在有些场合，采用假设的情况并不合适，必须按照实际切削工作情况，确定刀具在工作坐标系中的角度，即刀具工作角度。
下面仅讨论进给运动对有关工作角度的影响
切断车刀切削时，在不考虑横向进给运动的情况下，图2.32中的γo及αo为正交平面内的标注前角和标注后角。
当考虑横向进给运动后，切削刃选定点相对于工件的运动轨迹为一平面阿基米德螺旋线，其合成运动ve方向为过该点的阿基米德螺旋线的切线方向。工作基面Pre应垂直于ve ，工作切削平面Pce应切于阿基米德螺旋线。因此，Pre和Pce均相对于pr和Po转动了一个μ角。使刀具的工作前角、工作后角变为
μ角是主运动方向与合成切削速度方向间的夹角：由图2.32可知:
式中：f--进给量，即工件每转一周，车刀沿进给方向移动的距离，mm/r；
dw --工件加工直径，mm。
由式(2.15)可见，μ值随着切削刃趋近工件中心而增大。当直径很小时，μ值会急剧变大、可能使工作后角变为负值，此时工件常常被挤断。
图2.33为λs＝0°的普通外圆车刀纵车切削情况，主切削刃上选定A点。若先不考虑进给运动的影响，则切削平面Ps垂直于刀柄底面、基面Pr平行于刀柄底面，正交平面 Po中标注角度有γo及αo ，在进给剖面中分别为γf及αf 。
当考虑进给运动后，在进给剖面内，合成切削运动速度ve方向相对于主运动v方向转动了一个μf角；因而，工作基面Pre、工作切削平面Pse也相对于Pr、Ps面转过了同样的μf角。于是Pre、Pse和Poe构成了工作坐标系，则正交平面内的工作角度为
而在进给剖面(平行于进给方向且垂直于基面的平面)中。根据螺旋线展开后的关系。可得
将其换算到正交平面内得到
μ值不仅与进给量f有关，还与加工直径dw有关。。在车削螺纹或蜗杆，尤其是导程大的多头螺纹时， μf值很大。为此，对于右旋工件应将螺纹刀左切削刃的后角磨得大些；而右切削刃的后角磨得小一些。
3.刀具材料
(1)刀具材料应具备的性能
在切削加工时，刀具切削部分与切屑、工件相互接触的表面上承受很大的压力和强烈的摩擦、刀具切削区产生很高的温度，受到很大的压力。在加工余量不均匀的工件或断续加工时，刀具还受到强烈的冲击和振动，因此刀具材料应具备以下基本要求：
1)高的硬度和耐磨性刀具材料的硬度必须比工件材料的硬度高，一般都在60HRC以上。耐磨性是指材料抗磨损的能力。一般说来，刀具材料的硬度越高、晶粒越细、分布越均匀，耐磨性就越好。
2)有足够的强度和韧性
切削过程中，刀具承受很大的压力、冲击和振动，刀具必须具备足够的抗弯强度σhb和冲击韧性Ak。一般说来，刀具材料的硬度越高，其σhb和Ak值越低，这两个方面的性能常常是矛盾的。
一种好的刀具材料，应根据它的使用要求，兼顾以上两方面的性能，并有所侧重。
3)耐热性高
耐热性是指刀具材料在高温下保持硬度、耐磨性、强度和韧性的性能，也包括刀具材料在高温下抗氧化、粘结、扩散的性能，故耐热性有时也称为热稳定性。良好的耐热性是衡量刀具材料切削性能的一项主要指标。
4)良好的工艺性能
作为刀具材料除具备上述性能外，还应具备一定的可加工件能，如切削加工性、可磨削性、热处理性能、焊接工艺性、锻造性能及高温塑性变形性能等。
经济性也是评价刀具材料切削性能的一项重要指标。有些刀具材料虽然单位成本较高，但因使用寿命长，分摊到每一个零件上的刀具成本不
(2)常用刀具材料的种类和特性
刀具材料种类很多，常用的有工具钢(包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢)、硬质合金、陶瓷、金刚石(天然和人造)和立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢，因其耐热性很差，目前仅用于手工工具。下面对高速钢、硬质合金、陶瓷及其他超硬刀具材料进行介绍：
高速钢是一种加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢。高速钢有很高的强度，抗弯强度为一般硬质台金的2--3倍；韧性也高。比硬质合金高几十倍。高速钢的硬度在63RHC以上，且有较好的耐热性，在切削温度达到500-650°C时，尚能进行切削。高速钢可加工性好，热处理变形较小。目前常用于制造各种复杂刀具(如钻头、丝锥、拉刀、成型刀具、齿轮刀具等)。高速钢刀具可以加工从有色金属到高温合金的各种材料。表2.15列出了几种常用高速钢的牌号及其主要用途。可供选择时参考。
2)硬质合金
硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物(如WC、TiC、TaC、NbC等)粉末和金属粘结剂(如Co、Ni、Mo等)经高压成型后，再在高温下烧结而成的粉末冶金制品。硬质合金中的金属碳化物熔点高、硬度高、化学稳定性与热稳定性好。因此，硬质合金的硬度、耐磨性、耐热性都很高，允许的切削速度远高于高速钢，加工效率高且能切削诸如淬火钢等硬材料。硬质合金的不足是与高速钢相比，其抗弯强度较低、脆性较大，抗振动和冲击性能也较差。
硬质合金因其切削性能优良而被广泛用来制作各种刀具。在我国，绝大多数车刀、端铣刀和深孔钻都采用硬质合金制造，目前，在一些较复杂的刀具上，如立铣刀、孔加工刀具等也开始用硬质合金制造。我国常用的硬质合金牌号及其应用范围见表2.16。
3)陶瓷和超硬刀具材料
陶瓷材料比硬质合金具有更高的硬度(91-95HRA)和耐热性，在1200°C的温度下仍能切削，耐磨性和化学惰性好，摩擦系数小，抗粘结和扩散磨损能力强，因而能以更高的速度切削，并可切削难加工的高硬度材料。主要缺点是性脆、抗冲击韧性差，抗弯强度低。
超硬刀具材料包括天然金刚石、聚晶金刚石和聚晶立方氮化硼三种。金刚石刀具主要用于加工高精度及粗糙度很低的非铁金属、耐磨材料和塑料，如铝及铝合金、黄铜、预烧结的硬质合金和陶瓷、石墨、玻璃纤维、橡胶及塑料等。立方氮化硼主要用于加工淬硬钢、喷涂材料、冷硬铸铁和耐热合金等。
天然金刚石是自然界最硬的材料，根据其质量的不同，硬度范围为HK(HK，Knoop硬度，单位kgf/mm2 )，密度为3.48-3.56g／cm3 。由于天然金刚石是一种各向异性的单晶体，因此，在晶体上的取向不同，耐磨性及硬度也有差异，其耐热性为700-800°C。天然金刚石的耐磨性极好，刃口锋利，切削刃的钝圆半径可达0.01μm左右，刀具寿命可长达数百小时。但天然金刚石价格昂贵，因此主要用于制造加工精度和表面粗糙度要求极高的零件的刀具，如加工磁盘、激光反射镜、感光鼓、多面镜等。金刚石刀具不适于加工钢及铸铁。
聚晶金刚石是由金刚石微粉在高温高压下聚合而成，因此不存在各向异性．其硬度比天然金刚石低，为HK，价格便宜，焊接方便，可磨削性好，因此成为当前金刚石刀具的主要材料，可在大部分场合替代天然金刚石刀具。
用等离子CVD法开发的金刚石涂层刀具，其基体材料为硬质合金或氮化硅陶瓷，用途和聚晶金刚石相同。由于可在形状复杂的刀具(如硬质合金麻花钻、立铣刀、成形刀具及带断屑槽的刀片等)上进行涂层，故具有广阔的发展前途。
聚晶立方氮化硼是由单晶立方氮化硼微粉在高温高压下聚合而成。由于成分及粒度的不同，聚晶立方氮化硼刀片的硬度在HV间变动，其耐热性达1200°C左右，化学惰性很好，在1000°C的温度下不与铁、镍和钴等金属发生化学反应。主要用于加工淬硬工具钢、冷硬铸铁、耐热合金及喷焊材料等。用于高精度铣削时可以代替磨削加工。
由于陶瓷、金刚石和立方氮化硼等材料韧性差、硬度高，因此要求使用这类刀具的机床刚性好、速度高、功率足够、主轴偏摆小．并且要求机床--夹具--工件--刀具系统的刚性好。只有这样才能充分发挥这些先进刀具材料的作用，取得良好的使用效果。
成组技术基本原理
1.成组技术的由来和发展
传统的机械制造过程所采用的方法与手段遵循的是“批量法则”。对于大批大量生产工厂实行工作地专业化，广泛采用高效能、自动化专用设备，组织自动化流水生产线，使劳动生产率得到提高、成本下降。而单件、小批生产的工厂通常只能采用通用设备，加工设备按机群式布量排列。被加工零件要按各自的工艺流程运行，势必出现相互交叉、零乱地往返于各工作地之间的现象。存在生产周期长、效率低、成本高、管理困难等严重缺陷。据统计，单件、小批生产中，被加工零件进入机械加工车间后的运输、存放及等待的时间占到总生产流程时间的95％，而安装到机床上后至加工拆下的在机时间仅占5％。如何改变单件、小批生产的机械加工的落后面貌，是一个严重的问题。
随着市场竞争的加剧和科技的飞速发展，要求产品不断地更新换代，多品种小批量的生产方式越来越占有重要地位。传统的小批量生产的方式必须用新的技术进行改造。成组技术(Group Technology--GT)便是为了解决这种矛盾而产生的一种新的生产技术。
最早系统提出成组技术思想的是的苏联利学院院士Μитрофанов ，他在20世纪50年代，发表了“成组工艺科学原理”一书，对机械零件的成组加工和成组工艺进行了系统的总结和论述。到了20世纪60年代，西欧各国研究成组技术形成高潮，代表人物当首推德国阿亨工业大学的Opitz教授。由他所领导的研究小组在进行了大量调查研究工作的基础上，全面地发展了成组技术，使其成为一门完整的科学理论。由他领导制定的分类编码系统至今仍有重要的影响相容夸价值，20世纪70年代以后，美国、日本等国家开始接受成组技术思想，并迅速与计算机技术联系
想来，使之得到更深入发展和更普遍应用。20世纪80年代以后，成组技术作为一种制造哲理已被人们普遍接受，并与其他制造思想和制造技术相结合，成为现代制造技术的重要理论基础之一。
2.成组技术基本原理
成组技术是一门生产技术科学和管理科学，它研究如何识别和开发生产过程中有关事物的相似性，并充分利用各种问题的相似性，将其归类集合成组，然后寻求解决这一组问题的相对统一的最优方案，以取得所期望的经济效果。
成组技术用于机械制造领域，就是利用零件的相似性，将其分类成组，并以这些零件组为基础组织生产，以实现多品种、中小批量生产的产品设计、制造工艺和生产管理的合理化。
由上述定义可见，机械制造中成组技术的基本原理是将零件按其相似性分类成组，使同一类零件分散的小批量生产，汇合成较大批量的成组生产(见图2.34)，从而使多品种、中小批量生产可以获得接进大批量生产的经济效果。
3.实施成组技术的客观基础
在机械制造中实施成组技术有其客观基础，主要有两方面：
1)机械零件之间存在着相似性
这种相似性主要表现在零件结构特征(零件形状、形状要素及其布置、尺寸、精度??)相似性、零件材料特征(零件材质、毛坯、热处理??)相似性和零件制造工艺(加工方法、加工过程、加工设备??)相似性三个方面。前两者是零件所固有的，由此又称为“一次相似性”，后者取决于前两者，因此又称为“二次相似性”。
2)机械产品中小零件出现频率有明显的规律性和稳定件
机械零件按其复杂程度可分为简单件、复杂件和相似件三类，大量调查统计表明这三类零件在机械产品中出现的频率有明显的规律件和稳定性。机械产品中约5％--10％的零件属于复杂件，例如机床中
的床身、主轴箱、溜板等。这类零件为数不多， 但复杂程度较高，制造难度较大，再现性低。此类零件多为决定机械产品性能的重要零件，故又称为关键件；机械产品中20％--25％的零件属于简单件和标准件。如螺钉、螺母、销、键等。这类零件的特点是结构简单，再用性高，多数已标准化和已形成大批量生产。。机械产品中约占70％的零件属于中等复杂程度的零件，如轴、齿轮、法兰盘、盖板、支座等。这类零件数量较大，彼此之间存在显显著的相似性，故称为相似件。正是由于机械产品中大多数零件是相似件，成组技术才有可能得以实施。
2.5.2零件分类编码系统
零件的相似性是划分零件组的依据。为方便于分析零件的相似性，首先需对零件的相似特征进行描述和识别。目前，多采用编码方法对零件的相似特征进行描述和识别，而零件分类编码系统就是用字符(数字、字母或符号)对零件有关特征进行描述和识别的一套特定的规则和依据。
目前，世界上使用的分类编码系统不下百余种，较著名的有德国的Opitz系统,瑞士的Sulzer系统，荷兰的Miclass系统，日本的KK系统，我国的JLBM-1系统等。下面仅就JLBM-1系统进行说明。JLBM-1系统(机械零件编码系统)是我国机械工业部颁发的一项指导件技术文件，其总体结构见图2.35。
JLBM-1系统由15个码位组成。1，2码位表示零件的名称类别，采用零件的功能和名称作为标志，以矩阵表形式表示，这样信息容量大，也便于设计部门检索，见表2.17。
JLBM-1系统3-9码位是形状与加工带码，依次表示回转体零件和非回转体零件的外部形状、内部形状、平面、孔及辅助加工的情况，见表2.18和表2.19。
10--15码位是辅助码。表示零件的材料、毛坯、热处理、主要尺寸和精度的特征。其中主要尺寸码规定了大型、中型及小型三个段，分别可供重型机械、一般机械和仪表机械等三种企业参照使用。精度码规定了低精度、中等精度、高精度及超高精度四个等级，在中等精度和高精度两个等级中，再按精度要求处于不同加工表面而细分为几个不同的特殊码，以示区别，见表2.20。
用JLBM-1系统，对图2.36所示的压盖零件(材料灰铸铁)分类编码，得到的15位代码是736。
2.5.3零件组的划分
合理地划分零件组是实施成组技术的重要内容，也是实施成组技术取得经济效果的关键。对于不同的生产活动领域，划分零件组的概念不完全相同。在产品设计领域，应按零件结构相似特征划分零件组；在加工领域，应按零件工艺相似特征划分零件组；在生产管理领域，应根据零件工艺相似特征及零件投产时间特征划分零件组；对于机床调整，则应按零件的调整特征划分零件组。由于零件的工艺特征涉及面较广，且直接影响加工过程，就整个生产过程而言。通常按零件的工艺特征划分零件组。
目前，划分工艺相似零件组的方法主要有三种，分别是目视法、分类编码法和生产流程分析法。
完全凭工艺人员的个人经验，采用人工方法划分零件组。这种分组方法效率低，分组好坏取决于工艺人员个人的经验和水平，往往难以取得最优结果，目前已较少使用，
2)分类编码法
根据零件的成组编码，划分零件组。采用这种方法，通常需要建立适当的“码域矩阵”，见图2.37。码域矩阵与零件组一一对应，凡零件的编码落在某一相同码域内、这些零件便划分为同一零件组。
采用分类编码法划分零件组的优点是根据零件设计图纸即可划分零件组，且便于使用计算机和有利于CAD／CAPP系统的连接。采用分类编码法划分零件组，要求所使用的零件分类编码系统能充分反映零件的工艺信息。否则，用此方法划分的零件组难以保证零件组内所有零件的工艺相似性。
采用分类编码法划分零件组的关键是建立适当的码域矩阵。通常需根据全部零件结构特征分布情况、设备加工范围和负荷、以及工艺装备等情况，并结合设计者的经验制定零件组的码域。制定的码域需通过反复试分、修改，才能最后确定。
3)生产流程分析法
直接按零件的加工工艺过程及所用设备对零件进行分组，将工艺过程相似的零件划在同一零件组。采用生产流程分析法划分零件组，首先需编制每一个待分零件的工艺过程，然后根据零件工艺过程建立相应的零件--机床矩阵(见图2.38，图中打V的元素该列零件用到该行机床)，再以此矩阵为基础，采用不同方法(如核心零件法，或核心机床法，或二进制数排序法，或顺序分支法等等)划分零件组和机床组，最后凭设计者的经验和判断力(有时还需通过机床负荷计算)，对已划分的零件组和机床组进行适当的调整，得到最终结果。
图2.39是利用二进制数排序方法，对图2.38所示零件--机床矩阵进行分组的示例。所谓二进制数排序，就是将零件--机床矩阵的每一行和每一列均看成是二进制数(矩阵中有V的元素代表1，没有V的元素代表0)，并按二进制数大小对其进行排序。首先进行行排序，将二进制数大的行排在矩阵的上部，行排序后再进行列排序，将二进制数大的列排在矩阵的左部。列排序后行的顺序可能又发生变化，再进行行排序，反复进行下去，直至矩阵的行和列均按二进制数大小排列好为止。图2.39a是对图2.38所示零件--机床矩阵进行第一次二进制数行排序后得到的结果，图2.39b是最终排序结果，对其进行适当地调整，得到图2.39c所示结果。
采用生产流程分析法划分零件组的优点是可保证同一零件组内的零件的工艺相似性，并可在划分零件组的同时形成机床组(见图2.39c)，而机床组是建立生产单元的基础。
2.5.4成组工艺设计与成组生产单元建立
1.成组工艺过程设计
成组工艺过程设计主要是指制定零件组的工艺过程，零件组的工艺过程应涵盖组内所有零件的工艺过程，而组内各零件的工艺过程应该是零件组工艺过程的一部分。制定零件组工艺过程主要有两种方法，即复合零件法和综合路线法。
1)复合零件法
复合零件法首先需要构造复合零件。所谓复合零件是指一个包含了零件组内所有零件结构要素的零件，它可以是一个实际的零件，但更多的情况是一个假想的零件，见图2.37a。按复合零件编制工艺过程，则该工艺过程必然涵盖组内所有零件的工艺过程。复合零件法多用于回转类零件的成组工艺过程设计。
2)综合路线法
将零件组内所有零件的工艺过程综合在一起，形成零件组的工艺过程。此法多用于非回转类零件的成组工艺过程设计。
2.成组生产单元的建立
成组生产单元是实施成组技术的一种重要组织形式。在成组生产单元内，工件可以有序地流动，大大减少了工件的运动路程。更重要的是成组生产单元作为一种先进的生产组织形式，可使零件加工在单元内封闭起来，有利于调动组内生产人员的积极性，有利于提高生产率和保证产品质量。成组生产单元按其规模、自动化程度和机床布置形式，可分为四种类型：
1)成组单机
用于零件组内零件种数较少，加工工艺较简单，全部或大部分加工工作可在一台机床上完成的情况。
2)成组单元
将一个(或几个)零件组加工所用设备集中在一起，形成一个封闭的加工单元。成组单元是成组生产单元最基本、最常见的一种形式。
3)成组流水线
用于零件组内零件种数较少，零件之间相似程度较高，零件生产批量较大的情况。它具有传统流水线的某些特点，但适用于一组零件的加工，且不要求固定的生产节拍。
4)成组柔性制造系统(FMS)
这是一种高度自动化的成组生产单元，它通常由数控机床(或加工中心)、自动物流系统和计算机控制系统组成，它没有固定的生产节拍，并可在不停机的条件下实现加工工作的自动转换。
2.5.5成组技术的应用
1.成组技术在产品设计中的应用
在产品设计中应用成组技术主要有两方面：
1)在零件设计过程中，利用零件编码，检索并调出已设计过的与之相似的零件，在此基础上进行局部修改，形成新的零件。据统计，一项新产品中有70％以上的零件设计可以借鉴或直接引用原有的设计，从而可以大大减小零件设计工作量，并可减少工艺准备工作和降低制造费用。同样道理，也可以利用产品和部件的继承性，对产品和部件进行编码，通过检索、调出和利用已有相类似设计，减小新设计的工作量。
2)在产品和零部件设计中采用成组技术，不仅可以减小设计工作量，而且有利于提高设计标准化的程度。设计标准化是工艺标准化的前提，对合理组织生产具有重要作用。产品、部件、零件标准化的内容包
括名称标准化、结构标准化和零部件标准化，其中结构标准化是其重点。零件结构标准化等级与标准化要素之间的关系见图2.40。设计标准化与工艺标准化之间的关系见图2.41。
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