第4章 单件生产与成批生产规划

1、1第第 4 4 章章 单件生产与成批生产规划单件生产与成批生产规划u单件、小批订货生产类型的特征单件、小批订货生产类型的特征u单件、小批生产规划单件、小批生产规划u生产空间组织形式生产空间组织形式u生产时间组织形式生产时间组织形式24.1 4.1 单件、小批生产规划单件、小批生产规划4 .1.1 4 .1.1 单件、小批订货生产类型的特征单件、小批订货生产类型的特征通过市场的预测，而进行的生产，生产的是通用产品（动力、生通过市场的预测，而进行的生产，生产的是通用产品（动力、生活用品、家电产品）活用品、家电产品）订货生产订货生产备货生产备货生产单件、小批量单件、小批量大批量大批量造船、大型水轮机

2、，造船、大型水轮机，飞机制造、特种机飞机制造、特种机床床汽车配套汽车配套根据用户的订单去组织生产根据用户的订单去组织生产3发电机组发电机组水泵水泵电动机电动机潜水泵潜水泵发动机发动机通用产品通用产品4水轮机水轮机5单件、小批订货生产类型的单件、小批订货生产类型的主要特征主要特征（1 1）订单的随机性（时间、产品种类）订单的随机性（时间、产品种类）（2 2）产品的专用性（性能要求、结构特点、单）产品的专用性（性能要求、结构特点、单独设计）独设计）（3 3）生产一次性（不试制、加工容易出现问题）生产一次性（不试制、加工容易出现问题）对企业提出了更高的要求？对企业提出了更高的要求？6单件、小批订货生

3、产的生产组织和计划管理的单件、小批订货生产的生产组织和计划管理的特特点点（1 1）只有工艺路线，没有工艺规程，不能采用集中式的）只有工艺路线，没有工艺规程，不能采用集中式的工艺管理体制。工艺管理体制。（2 2）采用万能设备和工艺专业化的组织形式（传统）；）采用万能设备和工艺专业化的组织形式（传统）；柔性生产系统（现代）柔性生产系统（现代）（3 3）制定的生产作业计划粗糙，一般靠调度来实行资源）制定的生产作业计划粗糙，一般靠调度来实行资源配置。配置。74.1.24.1.2单件、小批订货生产的生产单件、小批订货生产的生产组织形式组织形式传统组织形式传统组织形式现代组织形式现代组织形式组织形式组织形

4、式8传统组织形式传统组织形式传统：传统：工艺专业化工艺专业化生产组织形式（生产组织形式（车、铣、钻、磨工段车、铣、钻、磨工段）车工段车间车工段车间钻工段车间钻工段车间铣工段车间铣工段车间检验组检验组原材料原材料半成品库半成品库磨工段车间磨工段车间磨工段车间磨工段车间A产品产品ABB产品产品缺点：生产率低；连续性差；运输路线长；管理复杂；周期长，在缺点：生产率低；连续性差；运输路线长；管理复杂；周期长，在制品多。制品多。优点：对产品变化的适应性强，设备的负荷率较高优点：对产品变化的适应性强，设备的负荷率较高9现代现代组织组织形式形式大件生产单元大件生产单元柔性制造系统（柔性制造系统（FMS）或）

5、或柔性生产单元柔性生产单元成组生产单元成组生产单元厂标件生产单元厂标件生产单元10各种不同的机床床身各种不同的机床床身Q Q：上图所示机床床身有什么：上图所示机床床身有什么特点特点？怎样组织？怎样组织生产？生产？l体积大体积大l质量大质量大l形状各异形状各异工艺过程相似性差工艺过程相似性差很难成组生产很难成组生产引例：引例：11（1 1）大件生产单元）大件生产单元该单元用来加工产品中的大型零部件。（机身、机座、该单元用来加工产品中的大型零部件。（机身、机座、立柱）立柱）设备：大车床、设备：大车床、落地镗床落地镗床、龙门铣床龙门铣床、大立车大立车、摇臂钻、摇臂钻、大吨位的运输设备。大吨位的运输设

6、备。落地镗床落地镗床龙门铣床龙门铣床数控大立车数控大立车立车立车Q：大件生产单元的组织形式有什么优点？：大件生产单元的组织形式有什么优点？l减少运输量，简化生产管理的工作。减少运输量，简化生产管理的工作。龙门刨床龙门刨床Company Logo14龙门磨床龙门磨床15假如有些形状复杂、工序较多、精度假如有些形状复杂、工序较多、精度（位置度位置度）高要求较高，加工的技术）高要求较高，加工的技术难度大的难度大的主要件、关键件主要件、关键件。（。（传统传统加工方法加工方法）选用通用机床和通用刀具、夹具，经多次装夹和调整才能加工完成选用通用机床和通用刀具、夹具，经多次装夹和调整才能加工完成多次装夹、换

7、刀，零件精度难以保证多次装夹、换刀，零件精度难以保证？16（2 2）柔性柔性制造系统（制造系统（FMSFMS）或柔性生产单元）或柔性生产单元设备：数控机床（设备：数控机床（NCNC）、加工中心（）、加工中心（MCMC）特点：工序集中、周期短、精度高特点：工序集中、周期短、精度高加工中心加工中心数控机床数控机床刀具刀具加工中心动画加工中心动画该加工中心显示装夹、铣平面、换刀具、钻孔该加工中心显示装夹、铣平面、换刀具、钻孔加工中心简介加工中心简介第一台加工中心是第一台加工中心是19581958年由美国卡尼年由美国卡尼- -特雷克公司首特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了先研制

8、成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加等多种工序的集中加工。工。二十世纪二十世纪7070年代以来，加工中心得到迅速发展，出现年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。19 加工中心是一种工艺范围较大的数控加工机床，能进加工中心是一种工艺范围较大的数控

9、加工机床，能进行行钻削钻削、铣削铣削、螺纹螺纹和镗削和镗削加工等多项工作。加工中加工等多项工作。加工中心特别适合于心特别适合于箱体类零件箱体类零件和和孔系孔系的加工。的加工。 钻削加工钻削加工 铣削加工铣削加工 螺纹加工螺纹加工 20镗削加工镗削加工 21前面两张图大家看到了前面两张图大家看到了什么？什么？ 可完成多种工序的加工。可完成多种工序的加工。 配很多的刀具（刀具库）配很多的刀具（刀具库）22加工中心对加工中心对发动机箱体（孔多）发动机箱体（孔多）的加工的加工德国DMG集团5轴加工中心23德国DMG集团5轴加工中心加工头盔2425柔性制造系统是制造业发展的方向柔性制造系统是制造业发展的

10、方向 在规划时注意在规划时注意哪些问题哪些问题？零件的工艺性分析零件的工艺性分析（1 1）选择加工内容选择加工内容 加工中心最适合加工加工中心最适合加工形状复杂、工序较多、要求较高形状复杂、工序较多、要求较高，需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹需使用多种类型的通用机床、刀具和夹具，经多次装夹和调整才能完成加工的零件。和调整才能完成加工的零件。（2 2）检查零件图样检查零件图样 零件图样应表达正确，标注齐全。同时要特别注意，零件图样应表达正确，标注齐全。同时要特别注意，图样上应图样上应尽量采用统一的设计基准尽量采用统一的设计基准，从而简化编程，保，从而简化编程，保证零件的精度要求。

11、证零件的精度要求。26a、b更合适？27（3 3）分析零件的技术要求分析零件的技术要求 根据零件在产品中的功能，分析各项几何精度和技根据零件在产品中的功能，分析各项几何精度和技术要求是否合理；考虑在加工中心加工，能否保证其精术要求是否合理；考虑在加工中心加工，能否保证其精度和技术要求；选择哪一种加工中心最为合理。度和技术要求；选择哪一种加工中心最为合理。 （4 4）审查零件的结构工艺性审查零件的结构工艺性 分析零件的结构刚度是否足够分析零件的结构刚度是否足够, ,各加工部位的结构工各加工部位的结构工艺性是否合理等。艺性是否合理等。 28工艺过程设计工艺过程设计主要考虑精度和效率两个方面，一般遵

12、循主要考虑精度和效率两个方面，一般遵循先面后先面后孔、先基准后其它、先粗后精的原则。孔、先基准后其它、先粗后精的原则。加工中心加工中心在在一次装夹一次装夹中，尽可能完成所有能够加工表面的中，尽可能完成所有能够加工表面的加工。对位置精度要求较高的孔系加工，要特别加工。对位置精度要求较高的孔系加工，要特别注意安排孔的加工顺序。注意安排孔的加工顺序。29零件的装夹零件的装夹（1 1）定位基准的选择）定位基准的选择（2 2）零件的夹紧、变形等问题）零件的夹紧、变形等问题 （3 3）夹具的选用（）夹具的选用（不仅装夹，考虑定位基准）不仅装夹，考虑定位基准）刀具的选择刀具的选择 1 1）良好的切削性能良好

13、的切削性能 2 2）较高的刀具精度较高的刀具精度 3 3）配备完善的工具系统）配备完善的工具系统30（3 3）成组生产单元）成组生产单元（多品种批量生产的规划）（多品种批量生产的规划）在一个生产单元内，配备某些不同类型的加工设备，在一个生产单元内，配备某些不同类型的加工设备，完成一组或几组零件的全部加工任务，且加工顺序在完成一组或几组零件的全部加工任务，且加工顺序在组内可以灵活安排，成组生产单元符合组内可以灵活安排，成组生产单元符合对象原则对象原则。原理：原理：识别和利用事物的相似性识别和利用事物的相似性比如：比如：轴类轴类、盘类、套类、齿轮类、杠杆类族、盘类、套类、齿轮类、杠杆类族等等 轴零

14、件族轴零件族虚拟零件虚拟零件31成组技术应用的成组技术应用的可能性可能性？ 德国阿享工业大学奥匹兹教授领导的研究小组于德国阿享工业大学奥匹兹教授领导的研究小组于 1960 1960 1961 1961 对在机床、发动机、矿山机械、轧对在机床、发动机、矿山机械、轧钢设备、仪器仪表、纺织机械、水力机械和军工钢设备、仪器仪表、纺织机械、水力机械和军工机械等机械等 26 26 个不同性质的企业中选取了个不同性质的企业中选取了 4500045000种种零件。零件。（1 1）A A 类类：复杂件或特殊件：复杂件或特殊件（5 5 10 10 ） 如机床床身、主轴箱、飞机、机车中的大件如机床床身、主轴箱、飞机

15、、机车中的大件（2 2）B B 类类：相似件。：相似件。（70 70 ） 如各种轴、套、法兰、齿轮、支座等如各种轴、套、法兰、齿轮、支座等（3 3）C C 类类：标准件和简单件：标准件和简单件（20 20 25 25 ） 如螺钉、螺帽、垫圈等。如螺钉、螺帽、垫圈等。零件种类零件种类平均出现率平均出现率 % %出现率的分布范围出现率的分布范围% %轴轴22.922.921.4 21.4 24.524.5法兰法兰9.19.18.4 8.4 10.510.5轴套轴套25.225.222.6 22.6 29.629.6齿轮齿轮11.811.84.3 4.3 17.017.0其他回转体零件其他回转体零件

16、2.52.51.1 1.1 4.94.9平板类零件平板类零件9.59.57.9 7.9 12.512.5杠杆类零件杠杆类零件3.53.52.3 2.3 5.35.3不规则形状零件不规则形状零件2.52.50.9 0.9 3.43.4箱体类零件箱体类零件2.22.21.3 1.3 2.92.9其他（多数为不加工件）其他（多数为不加工件）10.810.86.0 6.0 15.615.6另一统计数据另一统计数据机床（车床、钻床、磨床、卧式镗床）机床（车床、钻床、磨床、卧式镗床）若干机床制造企业的产品零件的统计分析若干机床制造企业的产品零件的统计分析 各类零各类零件在产件在产品中出品中出现率很现率很接

17、近接近33 按照零部件的相似性进行分组按照零部件的相似性进行分组 确定确定零部件组的主要物料流动类型零部件组的主要物料流动类型，以此作为工艺规划调，以此作为工艺规划调整的基础。整的基础。 将机器和工艺分组，组成不同的工作单元。对于无法分组将机器和工艺分组，组成不同的工作单元。对于无法分组的部件和设备都放在的部件和设备都放在“剩余单元剩余单元”中。中。成组生产技术规划的成组生产技术规划的步骤步骤分分类类后后的的零零件件组组磨床磨床（M）钻床钻床（D）碾床碾床（G）装装配配线线车床车床（L）热处理热处理（HT）切削切削（GC）BACD工艺流程基础布置图工艺流程基础布置图34根据零部件组加工要求重新

18、布置机器将它们分成工作单元根据零部件组加工要求重新布置机器将它们分成工作单元分分类类后后的的零零件件组组后后续续流流程程1号号工作工作单元单元MDHTG2号号工作工作单元单元MDGC3号号工作工作单元单元LMHTDGC4号号工作工作单元单元LMGHTBACDM-M-磨床磨床; D-; D-钻床钻床; G-; G-碾床碾床; L-; L-车床车床; HT-; HT-热处理热处理 ;GC-;GC-切削切削35（4）厂标件生产单元）厂标件生产单元自制（外协）：厂标件自制（外协）：厂标件364.1.3 4.1.3 单件、小批生产的单件、小批生产的平面规划平面规划（1 1）平面规划的基本原则）平面规划的

19、基本原则 满足生产的需求，留有发展空间满足生产的需求，留有发展空间设备布置遵循设备布置遵循物料运输量物料运输量比较法比较法多留多留在制品存放空间在制品存放空间预留预留运输工具通道运输工具通道37（2 2）规划的步骤）规划的步骤 编制编制工艺规程工艺规程及计算及计算工时定额、总工时定额工时定额、总工时定额确确定所需设备数量。定所需设备数量。课程设计课程设计布置各车间的布置各车间的排列顺序与位置排列顺序与位置根据制品的加工特点，以相应的容积率征用土根据制品的加工特点，以相应的容积率征用土地地厂址选择、与外部环境的协调、内部协调、工厂址选择、与外部环境的协调、内部协调、工厂的立面布置厂的立面布置38

20、车工段车间车工段车间钻工段车间钻工段车间铣工段车间铣工段车间检验组检验组原材料原材料半成品库半成品库磨工段车间磨工段车间磨工段车间磨工段车间平面布置示意图平面布置示意图39生产工序的生产工序的时间组织时间组织 筹划零件在各道工序间的移动方式，包括劳筹划零件在各道工序间的移动方式，包括劳动对象在动对象在车间之间、工段（小组）之间、工车间之间、工段（小组）之间、工作地之间作地之间的运动的运动原则原则 最大限度地提高生产过程的最大限度地提高生产过程的连续性和节奏性连续性和节奏性，以便提高劳动生产率和设备利用率，缩短生以便提高劳动生产率和设备利用率，缩短生产周期产周期4.1.44.1.4单件、小批生产

21、的单件、小批生产的时间组织时间组织Q Q：与流水线相比，单件、小批生产的时间组织，哪个更加复杂？：与流水线相比，单件、小批生产的时间组织，哪个更加复杂？顺序移动顺序移动平行移动平行移动平行顺序移动平行顺序移动123三种典型的移动方式41 例：某零件的加工批量为例：某零件的加工批量为4 4件，需要经过件，需要经过4 4道道工序的加工序的加工，各工序的加工时间为，工，各工序的加工时间为，t1=10mint1=10min；t2=5mint2=5min；t3=15mint3=15min；t4=10mint4=10min；在计算加工周期时均未计入工；在计算加工周期时均未计入工序间的运输、检验等时间。序间

22、的运输、检验等时间。（1 1）顺序移动顺序移动 定义：指一批零件在全部工件加工完毕之后，定义：指一批零件在全部工件加工完毕之后，才能整批地转入下一道工序（才能整批地转入下一道工序（连续不平行连续不平行）。）。顺序移动方式示意图顺序移动方式示意图工序工序时间时间04080120160T顺顺410=4045=20415=60410=40优点？优点？ 缺点？缺点？加工周期加工周期？t1=10mint1=10min；t2=5mint2=5min；t3=15mint3=15min；t4=10mint4=10min43（2 2）平行移动方式）平行移动方式 定义：定义：每一个零件每一个零件在前一道工序加工完

23、毕之后，在前一道工序加工完毕之后，立即立即转入下一道工序进行加工，每个零件在工作地之间是转入下一道工序进行加工，每个零件在工作地之间是一个一个的运输的（一个一个的运输的（平行不一定连续平行不一定连续）。）。加工周期？加工周期？，T=（4-1）15+（10+5+15+10）=85min平行移动方式示意图平行移动方式示意图工序工序时间时间04080T平平？2060miit1LtQ )1(优点？优点？ 缺点？缺点？ 44（3 3）平行顺序移动）平行顺序移动 定义：一批零件或产品在定义：一批零件或产品在每一道工序都必须保持每一道工序都必须保持连续连续，又与其它工序，又与其它工序平行地进行作业平行地进行作业的一种移动的一种移动方式（方式（连续又平行连续又平行）45平顺平顺移动方式示意图移动方式示意图工序工序时间时间04080T平顺平顺2060100T平顺平顺=4（10+5+15+10）-（4-1） （5+5+10）=100加工周期？加工周期？t t1 1=10min=10min；t t2 2=5min=5min；t t3 3=15min=15min；t t4 4=