成組技術與數控車削加工的關系

胡江平

(黃石職業技術學院，湖北 黃石 43500)

成組技術的思想是20世紀20～30年代開始產生的,但直到20世紀50年代由蘇聯學者米特洛凡諾夫進行系統的研究，才形成專門的學科，并在蘇聯推廣應用，隨后又推廣到歐洲、美國和日本。聯邦德國的零件分類編碼系統和英國的成組生產單元進一步推動了成組技術的發展。中國于20世紀60年代初引進成組技術。現在各國成組技術分類系統已有近百種。成組技術在發展初期僅作為一項科學的加工工藝，主要應用于機械加工行業中多品種中、小批量生產，因此在20世紀60年代初中國曾把GT譯成成組加工或成組工藝。早期的成組技術都是指對要加工的零件類型按某些工藝共性或結構共性歸類分組，以便采用共同的工藝裝備，目的是使批量很小的各種零件在工序相同的前提下集中起來構成大批量加工件，從而能采用大批量生產所采用的設備和加工方法。成組技術與數據處理系統相結合，可從各種類型的零件中準確而迅速地按相似類型整理出零件分類系統。設計部門可根據零件形狀特征把圖紙集中分類，通過標準化方法減少零件種類，縮短設計時間。加工部門根據零件的形狀、尺寸、加工技術的相似性進行分類,組成加工組,各加工組還可采用專用機床和工夾具，進一步提高機床的專業化自動化程度。按成組技術具體實施范圍的不同，出現了成組設計、成組管理、成組鑄造、成組沖壓等分支。按照相似性歸類成組的信息不同，出現了零件成組、工藝成組、機床成組等方法。采用成組技術可以獲得較高的經濟效益。20世紀70年代后，成組技術的發展已超出了機械制造工藝的范圍，成為一門綜合性的科學技術。它已涉及各類工程技術、計算機技術、系統工程、管理科學、心理學、社會學等學科的前沿領域。日本、美國、蘇聯和聯邦德國等許多國家把成組技術與計算機技術、自動化技術結合起來發展成柔性制造系統，使多品種、中小批量生產實現高度自動化。近幾年來，我國不少高等工業院校結合教學和科研工作，在成組技術基本理論及其應用方面，如零件分類編碼系統、零件分類成組方法和計算機輔助編碼、分類、工藝設計、零件設計、生產管理的軟件系統等方面都開展了許多研究工作，并取得了不少成果。可以相信，隨著應用推廣和科研工作的持續開展，成組技術對提高我國機械工業的制造技術和生產管理水平將日益發揮其重要的作用。

1 研究意義

成組技術是適應產品多樣化要求的一門科學技術，由于生產中許多事物是相似的，把相似的事物歸納成組，尋找解決這組問題的最優方案，從而獲得良好的經濟效益。對數控加工來說，成組技術就是根據被加工零件的幾何形狀、結構及加工工藝的相似性進行分組，同一組的零件可按照共同的工藝流程，簡單地改變程序，便能制造出某一零件族中的任何零件。通過對零件圖紙的工藝分析與總結，找出程序中的共同點，制作成變量編程的標準模板。在實際生產中，直接套用模板，就可以正確、快速地完成新程序的編制，節省編程時間，提高生產效率。

數控車床是一種高精度、高效率的自動化機床，也是使用數量最多的數控機床，約占數控機床總數的25%。它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、輪廓形狀復雜的軸類、盤類等回轉體零件的加工。數控車床能夠通過程序控制自動完成園柱面、圓錐面、圓弧面和各種螺紋的切削加工，并能進行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等，有些數控車床還具有非圓曲線插補功能以及加工過程中具有自動變速功能等特點，它的加工范圍較廣。

成組技術從企業生產的全過程來說，成組技術是將企業多種產品、部件和零件，按其性能、規格、形狀、尺寸和制造過程等多方面的相似性進行分類歸組，并以這些組為基礎組織生產的各個環節，從而實現產品設計、生產準備、加工制造和生產管理等領域工作的合理化、現代化和科學化。

從數控加工領域來說，成組技術的主要概念是：通過一定的手段（零件分類系統），把多種零件按形狀、尺寸、材料和工藝要求的相似性分類成組；根據各組零件的工藝要求配備相應的工藝設備，采用適當的布置形式，組織成組加工；通過擴大批量（以擴大了的成組批量代替原來較小的零件批量），使得在中小批生產中采用大批量生產中使用的先進的制造技術，以獲得近于大批量生產的良好效果提高效率、降低成本、減少在制品數量、縮短生產周期等。

2 應用前景

隨著人類生活水平的提高和社會的進步，人們追求個性化、特色化的思想日益普遍。作為提供人們日常生活所需各種產品的制造業，大批量的產品越來越少，社會對機械產品需求多樣化的趨勢也越來越明顯，單件小批量的產品生產模式越來越多。為此，在數控車床上應用成組技術的科學理論及實踐方法，它能從根本上解決生產由于品種多，產量小帶來的主要矛盾。

3 學術思想

采用成組技術，可以有效地改善傳統的工藝過程的設計工作，把工藝人員從繁忙的從重復性勞動中解放出來，減少設計工作量，提高設計質量和縮短設計周期。企業能取得巨大的經濟效果的主要原因有下列6點：

（1）實施成組技術導致工序的生產批量增加，為合理利用高效率自動化設備，建立可調整多品種流水線創造了條件，為中小批自動化開辟了廣闊的前景。

（2）實施成組技術改變和簡化了機械制造的生產準備工作的內容，使設計人員和工藝人員從大量重復性工作中解脫出來，從事創造性的技術工作。

（3）實施成組技術促進產品結構及其零、部件的標準化，減少結構形狀、尺寸、材料和加工要求等的多樣化。

（4）實施成組技術有利于提高加工質量，減少廢品的損失和降低產品成本。這不單是由于加工設備和工裝的改善，而且是由于所加工零件從材料投入到最后完成是在封閉的小組里完成的，小組成員易于了解制造過程中各工序之間的關系和出現的問題，加強整體觀念，培養協作互助精神，提高工作責任感。

（5）實施成組技術使生產管理工作簡化，管理人員減少，這是因為各生產組的任務明確，工藝過程穩定，不需要制訂很多復雜零件加工進度表和搬運交接零件。

（6）由于以上所述各項原因，實施成組技術必然導致生產周期大大縮短，提高了企業按期交貨率，同時也使新產品的試制周期縮短。

4 結語

生產實踐表明，在數控車床上加工零件應用成組技術可以減少設計工作量，提高設計工作的標準化與合理化，縮短生產準備時間，有利于生產管理科學化。

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