1、1第第 4 4 章章 單件生產與成批生產規劃單件生產與成批生產規劃u單件、小批訂貨生產類型的特征單件、小批訂貨生產類型的特征u單件、小批生產規劃單件、小批生產規劃u生產空間組織形式生產空間組織形式u生產時間組織形式生產時間組織形式24.1 4.1 單件、小批生產規劃單件、小批生產規劃4 .1.1 4 .1.1 單件、小批訂貨生產類型的特征單件、小批訂貨生產類型的特征通過市場的預測，而進行的生產，生產的是通用產品（動力、生通過市場的預測，而進行的生產，生產的是通用產品（動力、生活用品、家電產品）活用品、家電產品）訂貨生產訂貨生產備貨生產備貨生產單件、小批量單件、小批量大批量大批量造船、大型水輪機

2、，造船、大型水輪機，飛機制造、特種機飛機制造、特種機床床汽車配套汽車配套根據用戶的訂單去組織生產根據用戶的訂單去組織生產3發電機組發電機組水泵水泵電動機電動機潛水泵潛水泵發動機發動機通用產品通用產品4水輪機水輪機5單件、小批訂貨生產類型的單件、小批訂貨生產類型的主要特征主要特征（1 1）訂單的隨機性（時間、產品種類）訂單的隨機性（時間、產品種類）（2 2）產品的專用性（性能要求、結構特點、單）產品的專用性（性能要求、結構特點、單獨設計）獨設計）（3 3）生產一次性（不試制、加工容易出現問題）生產一次性（不試制、加工容易出現問題）對企業提出了更高的要求？對企業提出了更高的要求？6單件、小批訂貨生

3、產的生產組織和計劃管理的單件、小批訂貨生產的生產組織和計劃管理的特特點點（1 1）只有工藝路線，沒有工藝規程，不能采用集中式的）只有工藝路線，沒有工藝規程，不能采用集中式的工藝管理體制。工藝管理體制。（2 2）采用萬能設備和工藝專業化的組織形式（傳統）；）采用萬能設備和工藝專業化的組織形式（傳統）；柔性生產系統（現代）柔性生產系統（現代）（3 3）制定的生產作業計劃粗糙，一般靠調度來實行資源）制定的生產作業計劃粗糙，一般靠調度來實行資源配置。配置。74.1.24.1.2單件、小批訂貨生產的生產單件、小批訂貨生產的生產組織形式組織形式傳統組織形式傳統組織形式現代組織形式現代組織形式組織形式組織形

4、式8傳統組織形式傳統組織形式 傳統：傳統：工藝專業化工藝專業化生產組織形式（生產組織形式（車、銑、鉆、磨工段車、銑、鉆、磨工段）車工段車間車工段車間鉆工段車間鉆工段車間銑工段車間銑工段車間檢驗組檢驗組原材料原材料半成品庫半成品庫磨工段車間磨工段車間磨工段車間磨工段車間A產品產品ABB產品產品缺點：生產率低；連續性差；運輸路線長；管理復雜；周期長，在缺點：生產率低；連續性差；運輸路線長；管理復雜；周期長，在制品多。制品多。優點：對產品變化的適應性強，設備的負荷率較高優點：對產品變化的適應性強，設備的負荷率較高9現代現代組織組織形式形式大件生產單元大件生產單元柔性制造系統（柔性制造系統（FMS）或

5、）或柔性生產單元柔性生產單元成組生產單元成組生產單元廠標件生產單元廠標件生產單元10各種不同的機床床身各種不同的機床床身Q Q：上圖所示機床床身有什么：上圖所示機床床身有什么特點特點？怎樣組織？怎樣組織生產？生產？l體積大體積大l質量大質量大l形狀各異形狀各異工藝過程相似性差工藝過程相似性差很難成組生產很難成組生產引例：引例：11（1 1）大件生產單元）大件生產單元 該單元用來加工產品中的大型零部件。（機身、機座、該單元用來加工產品中的大型零部件。（機身、機座、立柱）立柱）設備：大車床、設備：大車床、落地鏜床落地鏜床、龍門銑床龍門銑床、大立車大立車、搖臂鉆、搖臂鉆、大噸位的運輸設備。大噸位的運

6、輸設備。落地鏜床落地鏜床龍門銑床龍門銑床數控大立車數控大立車立車立車Q：大件生產單元的組織形式有什么優點？：大件生產單元的組織形式有什么優點？l減少運輸量，簡化生產管理的工作。減少運輸量，簡化生產管理的工作。龍門刨床龍門刨床Company Logo14龍門磨床龍門磨床15 假如有些形狀復雜、工序較多、精度假如有些形狀復雜、工序較多、精度（位置度位置度）高要求較高，加工的技術）高要求較高，加工的技術難度大的難度大的主要件、關鍵件主要件、關鍵件。（。（傳統傳統加工方法加工方法）選用通用機床和通用刀具、夾具，經多次裝夾和調整才能加工完成選用通用機床和通用刀具、夾具，經多次裝夾和調整才能加工完成多次裝

7、夾、換刀，零件精度難以保證多次裝夾、換刀，零件精度難以保證？16（2 2）柔性柔性制造系統（制造系統（FMSFMS）或柔性生產單元）或柔性生產單元 設備：數控機床（設備：數控機床（NCNC）、加工中心（）、加工中心（MCMC）特點：工序集中、周期短、精度高特點：工序集中、周期短、精度高加工中心加工中心數控機床數控機床刀具刀具加工中心動畫加工中心動畫該加工中心顯示裝夾、銑平面、換刀具、鉆孔該加工中心顯示裝夾、銑平面、換刀具、鉆孔 加工中心簡介加工中心簡介v 第一臺加工中心是第一臺加工中心是19581958年由美國卡尼年由美國卡尼- -特雷克公司首特雷克公司首先研制成功的。它在數控臥式鏜銑床的基礎

8、上增加了先研制成功的。它在數控臥式鏜銑床的基礎上增加了自動換刀裝置，從而實現了工件一次裝夾后即可進行自動換刀裝置，從而實現了工件一次裝夾后即可進行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加等多種工序的集中加工。工。二十世紀二十世紀7070年代以來，加工中心得到迅速發展，出現年代以來，加工中心得到迅速發展，出現了可換主軸箱加工中心，它備有多個可以自動更換的了可換主軸箱加工中心，它備有多個可以自動更換的裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件同時進行多孔加工。裝有刀具的多軸主軸箱，能對工件同時進行多孔加工。19 加工中心是一種工藝范圍較大的數控加工機床，能進加工中心是一種工藝

9、范圍較大的數控加工機床，能進行行鉆削鉆削、銑削銑削、螺紋螺紋和鏜削和鏜削加工等多項工作。加工中加工等多項工作。加工中心特別適合于心特別適合于箱體類零件箱體類零件和和孔系孔系的加工。的加工。 鉆削加工鉆削加工 銑削加工銑削加工 螺紋加工螺紋加工 20鏜削加工鏜削加工 21前面兩張圖大家看到了前面兩張圖大家看到了什么？什么？ 可完成多種工序的加工?？赏瓿啥喾N工序的加工。 配很多的刀具（刀具庫）配很多的刀具（刀具庫）22加工中心對加工中心對發動機箱體（孔多）發動機箱體（孔多）的加工的加工德國DMG集團5軸加工中心23德國DMG集團5軸加工中心加工頭盔2425柔性制造系統是制造業發展的方向柔性制造系統

10、是制造業發展的方向 在規劃時注意在規劃時注意哪些問題哪些問題？零件的工藝性分析零件的工藝性分析（1 1）選擇加工內容選擇加工內容 加工中心最適合加工加工中心最適合加工形狀復雜、工序較多、要求較高形狀復雜、工序較多、要求較高，需使用多種類型的通用機床、刀具和夾具，經多次裝夾需使用多種類型的通用機床、刀具和夾具，經多次裝夾和調整才能完成加工的零件。和調整才能完成加工的零件。（2 2）檢查零件圖樣檢查零件圖樣 零件圖樣應表達正確，標注齊全。同時要特別注意，零件圖樣應表達正確，標注齊全。同時要特別注意，圖樣上應圖樣上應盡量采用統一的設計基準盡量采用統一的設計基準，從而簡化編程，保，從而簡化編程，保證零

11、件的精度要求。證零件的精度要求。26a、b更合適？27（3 3）分析零件的技術要求分析零件的技術要求 根據零件在產品中的功能，分析各項幾何精度和技根據零件在產品中的功能，分析各項幾何精度和技術要求是否合理；考慮在加工中心加工，能否保證其精術要求是否合理；考慮在加工中心加工，能否保證其精度和技術要求；選擇哪一種加工中心最為合理。度和技術要求；選擇哪一種加工中心最為合理。 （4 4）審查零件的結構工藝性審查零件的結構工藝性 分析零件的結構剛度是否足夠分析零件的結構剛度是否足夠, ,各加工部位的結構工各加工部位的結構工藝性是否合理等。藝性是否合理等。 28工藝過程設計工藝過程設計主要考慮精度和效率兩

12、個方面，一般遵循主要考慮精度和效率兩個方面，一般遵循先面后先面后孔、先基準后其它、先粗后精的原則?？?、先基準后其它、先粗后精的原則。加工中心加工中心在在一次裝夾一次裝夾中，盡可能完成所有能夠加工表面的中，盡可能完成所有能夠加工表面的加工。對位置精度要求較高的孔系加工，要特別加工。對位置精度要求較高的孔系加工，要特別注意安排孔的加工順序。注意安排孔的加工順序。29零件的裝夾零件的裝夾（1 1）定位基準的選擇）定位基準的選擇（2 2）零件的夾緊、變形等問題）零件的夾緊、變形等問題 （3 3）夾具的選用（）夾具的選用（不僅裝夾，考慮定位基準）不僅裝夾，考慮定位基準）刀具的選擇刀具的選擇 1 1）良好

13、的切削性能良好的切削性能 2 2）較高的刀具精度較高的刀具精度 3 3）配備完善的工具系統）配備完善的工具系統30（3 3）成組生產單元）成組生產單元（多品種批量生產的規劃）（多品種批量生產的規劃） 在一個生產單元內，配備某些不同類型的加工設備，在一個生產單元內，配備某些不同類型的加工設備，完成一組或幾組零件的全部加工任務，且加工順序在完成一組或幾組零件的全部加工任務，且加工順序在組內可以靈活安排，成組生產單元符合組內可以靈活安排，成組生產單元符合對象原則對象原則。 原理：原理：識別和利用事物的相似性識別和利用事物的相似性比如：比如：軸類軸類、盤類、套類、齒輪類、杠桿類族、盤類、套類、齒輪類、

14、杠桿類族等等 軸零件族軸零件族虛擬零件虛擬零件31成組技術應用的成組技術應用的可能性可能性？ 德國阿享工業大學奧匹茲教授領導的研究小組于德國阿享工業大學奧匹茲教授領導的研究小組于 1960 1960 1961 1961 對在機床、發動機、礦山機械、軋對在機床、發動機、礦山機械、軋鋼設備、儀器儀表、紡織機械、水力機械和軍工鋼設備、儀器儀表、紡織機械、水力機械和軍工機械等機械等 26 26 個不同性質的企業中選取了個不同性質的企業中選取了 4500045000種種零件。零件。（1 1）A A 類類：復雜件或特殊件：復雜件或特殊件（5 5 10 10 ） 如機床床身、主軸箱、飛機、機車中的大件如機床

15、床身、主軸箱、飛機、機車中的大件（2 2）B B 類類：相似件。：相似件。（70 70 ） 如各種軸、套、法蘭、齒輪、支座等如各種軸、套、法蘭、齒輪、支座等（3 3）C C 類類：標準件和簡單件：標準件和簡單件（20 20 25 25 ） 如螺釘、螺帽、墊圈等。如螺釘、螺帽、墊圈等。零件種類零件種類平均出現率平均出現率 % %出現率的分布范圍出現率的分布范圍% %軸軸22.922.921.4 21.4 24.524.5法蘭法蘭9.19.18.4 8.4 10.510.5軸套軸套25.225.222.6 22.6 29.629.6齒輪齒輪11.811.84.3 4.3 17.017.0其他回轉體

16、零件其他回轉體零件2.52.51.1 1.1 4.94.9平板類零件平板類零件9.59.57.9 7.9 12.512.5杠桿類零件杠桿類零件3.53.52.3 2.3 5.35.3不規則形狀零件不規則形狀零件2.52.50.9 0.9 3.43.4箱體類零件箱體類零件2.22.21.3 1.3 2.92.9其他（多數為不加工件）其他（多數為不加工件）10.810.86.0 6.0 15.615.6另一統計數據另一統計數據機床（車床、鉆床、磨床、臥式鏜床）機床（車床、鉆床、磨床、臥式鏜床）若干機床制造企業的產品零件的統計分析若干機床制造企業的產品零件的統計分析 各類零各類零件在產件在產品中出品

17、中出現率很現率很接近接近33 按照零部件的相似性進行分組按照零部件的相似性進行分組 確定確定零部件組的主要物料流動類型零部件組的主要物料流動類型，以此作為工藝規劃調，以此作為工藝規劃調整的基礎。整的基礎。 將機器和工藝分組，組成不同的工作單元。對于無法分組將機器和工藝分組，組成不同的工作單元。對于無法分組的部件和設備都放在的部件和設備都放在“剩余單元剩余單元”中。中。成組生產技術規劃的成組生產技術規劃的步驟步驟分分類類后后的的零零件件組組磨床磨床（M）鉆床鉆床（D）碾床碾床（G）裝裝配配線線車床車床（L）熱處理熱處理（HT）切削切削（GC）BACD工藝流程基礎布置圖工藝流程基礎布置圖34根據零

18、部件組加工要求重新布置機器將它們分成工作單元根據零部件組加工要求重新布置機器將它們分成工作單元分分類類后后的的零零件件組組后后續續流流程程1號號工作工作單元單元MDHTG2號號工作工作單元單元MDGC3號號工作工作單元單元LMHTDGC4號號工作工作單元單元LMGHTBACDM-M-磨床磨床; D-; D-鉆床鉆床; G-; G-碾床碾床; L-; L-車床車床; HT-; HT-熱處理熱處理 ;GC-;GC-切削切削35（4）廠標件生產單元）廠標件生產單元自制（外協）：廠標件自制（外協）：廠標件364.1.3 4.1.3 單件、小批生產的單件、小批生產的平面規劃平面規劃（1 1）平面規劃的基

19、本原則）平面規劃的基本原則 滿足生產的需求，留有發展空間滿足生產的需求，留有發展空間設備布置遵循設備布置遵循物料運輸量物料運輸量比較法比較法多留多留在制品存放空間在制品存放空間預留預留運輸工具通道運輸工具通道37（2 2）規劃的步驟）規劃的步驟 編制編制工藝規程工藝規程及計算及計算工時定額、總工時定額工時定額、總工時定額確確定所需設備數量。定所需設備數量。課程設計課程設計布置各車間的布置各車間的排列順序與位置排列順序與位置根據制品的加工特點，以相應的容積率征用土根據制品的加工特點，以相應的容積率征用土地地廠址選擇、與外部環境的協調、內部協調、工廠址選擇、與外部環境的協調、內部協調、工廠的立面布

20、置廠的立面布置38車工段車間車工段車間鉆工段車間鉆工段車間銑工段車間銑工段車間檢驗組檢驗組原材料原材料半成品庫半成品庫磨工段車間磨工段車間磨工段車間磨工段車間平面布置示意圖平面布置示意圖39生產工序的生產工序的時間組織時間組織籌劃零件在各道工序間的移動方式，包括籌劃零件在各道工序間的移動方式，包括勞動對象在勞動對象在車間之間、工段（小組）之間、車間之間、工段（小組）之間、工作地之間工作地之間的運動的運動原則原則最大限度地提高生產過程的最大限度地提高生產過程的連續性和節奏連續性和節奏性性，以便提高勞動生產率和設備利用率，縮，以便提高勞動生產率和設備利用率，縮短生產周期短生產周期4.1.44.1.

21、4單件、小批生產的單件、小批生產的時間組織時間組織Q Q：與流水線相比，單件、小批生產的時間組織，哪個更加復雜？：與流水線相比，單件、小批生產的時間組織，哪個更加復雜？順序移動順序移動平行移動平行移動平行順序移動平行順序移動123三種典型的移動方式41 例：某零件的加工批量為例：某零件的加工批量為4 4件，需要經過件，需要經過4 4道道工序的加工序的加工，各工序的加工時間為，工，各工序的加工時間為，t1=10mint1=10min；t2=5mint2=5min；t3=15mint3=15min；t4=10mint4=10min；在計算加工周期時均未計入工；在計算加工周期時均未計入工序間的運輸、

22、檢驗等時間。序間的運輸、檢驗等時間。（1 1）順序移動順序移動 定義：指一批零件在全部工件加工完畢之后，定義：指一批零件在全部工件加工完畢之后，才能整批地轉入下一道工序（才能整批地轉入下一道工序（連續不平行連續不平行）。）。順序移動方式示意圖順序移動方式示意圖工序工序時間時間04080120160T順順410=4045=20415=60410=40優點？優點？ 缺點？缺點？加工周期加工周期？t1=10mint1=10min；t2=5mint2=5min；t3=15mint3=15min；t4=10mint4=10min43（2 2）平行移動方式）平行移動方式 定義：定義：每一個零件每一個零件在

23、前一道工序加工完畢之后，在前一道工序加工完畢之后，立即立即轉入下一道工序進行加工，每個零件在工作地之間是轉入下一道工序進行加工，每個零件在工作地之間是一個一個的運輸的（一個一個的運輸的（平行不一定連續平行不一定連續）。）。加工周期？加工周期？，T=（4-1）15+（10+5+15+10）=85min平行移動方式示意圖平行移動方式示意圖工序工序時間時間04080T平平？2060miit1LtQ )1(優點？優點？ 缺點？缺點？ 44（3 3）平行順序移動）平行順序移動 定義：一批零件或產品在定義：一批零件或產品在每一道工序都必須保持每一道工序都必須保持連續連續，又與其它工序，又與其它工序平行地進行作業平行地進行作業的一種移動的一種移動方式（方式（連續又平行連續又平行）45平順平順移動方式示意圖移動方式示意圖工序工序時間時間04080T平順平順2060100T平順平順=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