成組數控技術的發展成組數控技術從50年代提出到如今已經歷了近50年的發展和應用。成組數控技術作為一門綜合性的生產技術科學是計算機輔助設計、計算機輔助工藝過程設計、計算機輔助制造（CAM）和柔性制造系統等方面的技術基礎。我國早在60年代初就在紡織機械、飛機、機床及工程機械等機械制造業中推廣應用成組技術，并初見成效。原機械部設計研究院負責組織研制的全國機械零件分類編碼系統JLBMI，它將對我國推廣應用成組數控技術起到積極推進作用。近幾年來，一些工廠實踐經驗表明，應用成組技術的經濟效益是十分顯著的。我國不少高等工業院校結合教學和科研工作，在成組數控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，成組數控技術對提高我國機械工業的制造技術生產管理水平將日益發揮其重要的作用。（引用2）。成組數控技術的發展方向：(1)國家和地方政府的科技資助政策在發生重大變化:更強調公共財政支持公共的服務平臺,例如江蘇正在建立高校-企業共建的工程中心,如紡織機是知識創新平臺中的重要內容.成組技術可以幫助知識的條理化和編碼化機械工程中心等.(2)國家在建立各種知識創新平臺,支持企業的創新.（引用3）.用成組數控技術原理指導企業產品的設計,替代傳統的設計方法,是企業改善設計質量、提高設計效率的一個重要手段。統計表明,當設計開發一種新產品時,往往有80%以上的零件設計可以參考借鑒或直接引用原有的產品圖紙,而對車床產品設計而言,可重復利用和借鑒的零部件就更多。成組數控技術要求在新產品設計中盡量采用已有產品的零件,減少零件形狀、零件上的功能要素以及尺寸的離散性,要求各種產品間的零件盡可能相似,盡可能重復使用,不僅在同系列產品之間如此,在不同系列產品之間也盡可能如此。如在研制開發普通臺式車床時,對不同系列、不同規格的臺式車床,其床身、床鞍、刀架、尾架、主軸箱、進給箱、溜板箱等根據需要設計成不同的模塊供設計人員根據客戶需要進行拼裝,不同模塊中所用零部件盡可能相近或相似。可以這樣說,設計者的任務不是創造新零件,而是盡量用現有零件拼裝新產品。設計人員在設計產品時按先檢索后設計的順序,充分利用庫內的設計資料,檢索現有零件,盡量減少新設計的工作量,在合理繼承的基礎上,進行創新。將成組數控技術應用于產品設計方面,可減少產品中相似零件的數目,消除重復設計零件,減少設計建模及繪圖工作,利用零件的分類編碼系統檢索出同樣功能的零件,識別代用件等等。（引用1）成組數控工藝設計數控加工的基本特點對所加工的零件進行工藝分析,擬訂工藝方案,選擇合適的夾具、刀具,確定切削用量。一些在普通機床的加工工藝中任何數控加工,在編制數控加工工藝和程序之前,都要不必考慮的問題,如工序內工步的安排、零點設置、對刀點。毛坯的制作沖裁模,一般要經過鍛造進行毛坯操作,碳素工具鋼一般鍛造性能良好,鍛造過程中對表面脫碳要嚴加注意,加熱時間要盡量縮短,其次要嚴格控制鍛壓比,一般要大于4,鍛造后,空氣冷卻。始鍛1200,終鍛800。熱處理工藝：鍛造后為了給后序的加工、最終熱處理工序作好準備,應消除鍛件內的應力,改善組織,并使其具有合適的硬度和穩定細小的組織,以利于機械加工。因此鍛件要在毛壞狀態下進行預先熱處理。T10A碳素工具鋼,一般采取球化退火,使滲碳體成球狀均勻分布,若鍛件沿晶界出現網狀碳化物時,則先進行正火處理,消除網狀碳化物,然后進行球化退火。通常采用球化退火,以獲得鐵素體機體上分布的細小均勻的粒狀碳化物組織。淬火(1)淬火溫度T10A淬透性低。需要用水冷卻,容易產生變形和淬裂,另外碳素工具鋼對過熱敏感,晶粒容易長大,其淬火溫度一般是在碳化物與奧氏體共存的兩相區內,這是由于碳化物的存在不僅可以阻止奧氏體的長大,使碳素工具鋼保持較小晶粒,從而能在高硬度條件下保證具有一定的韌性；而且剩余碳化物的存在也有利于模具耐磨性的提高。為防止過熱,選取最低的淬火加熱溫度(760780),是獲得最好機械性能的關鍵,為防止淬火開裂,必須在淬火方法上實現均勻冷卻1。(2)加熱、保溫時間的由于加熱時間與模具的材質、工件大小有關。升溫時間因工件大小而異,保溫時間依材質而不同,加熱時間不可取一定值,加熱時間的長短直接影響模具的組織性能。為保證T10A冷作模具基體奧氏體化,碳化物溶解,必須有一定保溫時間,保溫時間本公司采用1525min。公式：升溫時間=f(模具工件尺寸,30min/25mm)保溫時間=f(鋼材材質)(SK工具鋼1015min,該公司采用1525min)SK鋼材加熱時間=保溫時間+升溫時間T10A冷作模具加熱時間=30min/25mm+1520(引用10)數控加工工藝的主要內容：1.選擇數控機床：考慮各數控機床的附件種類、行程范圍、承重等因素,根據需要加工的工件,來選擇適當的機床。(引用12)2.選擇適合在數控機床上加工的工序內容一般的,對于難測量、難控制尺寸的非敞開內腔；尺寸精給系統反向間隙對加工精度的影響。同一把刀能加工的內容應該連續加工,盡量減少諸如換刀、轉位等輔助工作時間,提高加工效率。(引用13)3.數學處理。編程前,根據零件的幾何特征,在建立的工件坐標系上,計算出刀具的運動軌跡。對于形狀比較簡單的零件(如直線和圓弧組成的零件),只需計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩個幾何元素的交點或切點的坐標值等。度、位置精度高、更換機床難以保證的部位；鏡像對稱的加工降低加工成統規定的指定代碼、程序段格式,來編寫零件程序清單。4.通過傳輸介質,將程序輸入機床。(引用9)5.程序校驗與首件試切。表面等,考慮在數控機床加工。此外,考慮到數控機床的工時費用高等因素,為提高數控機床的工作效率不考慮數控機床。(引用9)6.分析加工零件的圖紙:普通機床能滿足圖紙要求的本,當程序被驗證準確無誤之后,存檔。編寫零件程序清單:加工路線和工藝參數確定以后,根據各機床所用數控系明確加工內容及技術要求,確定加工方案,制定數控加工路線分析零件的變形情況、加工余量以及圖紙中各加工表面的尺寸精度、幾何形狀精度、相線位置度、表面粗糙度等要求；設計數控加工的工序劃分、機床附件和刀具的選擇、夾具的定位與安裝、切削用量的確定、安排走刀路線等等。(引用9)7.編制、調整數控加工工序的程序:數控機床程序編制的方法有兩種:即手工編程和自動編程。手工編程由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數值計算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗。適用于點位加工或幾何形狀不太復雜的零件,缺點是非常費時,且編制復雜零件時,容易出錯。自動編程又分為APT編程和CAD/CAM編程:前者使用計算機或編程機,完成零件程序的編制過程,對于復雜的零件很方便。后者則利用CAD/CAM軟件,實現造型及圖象自動編程。如MasterCAM、UG、Pro-E等。(引用15)(引用8)8.數控機床編程的步驟:根據使用的刀具確定合理的走刀路線,選擇適當的切削用量。同時還應發揮數控系統的功能和數控機床本身的特點,正確選擇對刀點,尤其是輪廓精加工時的切入、切出方式、刀具的補償等,在滿足圖紙精度要求的前題下,尋求最短加工路線(包括切削路線和空走刀路線),同時避免機械進零件.圖紙的數學處理:零件圖紙的數學處理主要是計算零件加工軌跡的尺寸,即計算零件加工輪廓的基點和節點的坐標,或刀具中心輪廓的基點和節點的坐標,以便編制加工程序。(引用6)(引用15)9基點坐標的計算:一般數控機床只有直線和圓弧插補功能。對于由直線和圓弧組成的平面輪廓,編程時數值計算的主要任務是求各基點的坐標。(1)基點的含義構成零件輪廓的不同幾何素線的交點或切點稱為基點。基點可以直接作為其運動軌跡的起點和終點。(2)直接計算的內容根據程序編制的要求,基點直接計算的內容有:每條運動軌跡的起點和終點在選定坐標系中的坐標,圓弧運動軌跡的圓心坐標值。基點直接計算的方法比較簡單,一般可根據零件圖樣所給的已知條件用人工完成。即依據零件圖樣上給定的尺寸運用代數、三角、幾何或解析幾何的有關知識,直接計算出數值。在計算時,要注意小數點后的位數要留夠,以保證足夠的精度。(引用5)(引用8)10.節點坐標的計算:對于一些平面輪廓是非圓方程曲線Y=F(X),如漸開線、阿基米德螺線等,只能用能夠加工的直線和圓弧去逼近它們。這時數值計算的任務就是計算節點的坐標。(1)節點的定義當采用不具備非圓曲線插補功能的數控機床加工非圓曲線輪廓的零件時,在加工程序的編制工作中,常用多個直線段或圓弧去近似代替非圓直線,這稱為擬合處理。擬合線段的交點或切點稱為節點。(2)節點坐標的計算節點坐標的計算難度和工作量都較大,故常通過計算機完成,必要時也可由人工計算,常用的有直線逼近法(等間距法、等步長法、和等誤差法)和圓弧逼近法,有人用AutoCAD繪圖,然后捕獲坐標點,在精度允許的范圍內,也是一個簡單而有效的方法。(引用11)用戶宏程序實現編程零點變換和成組加工隨著科學技術的發展,機械產品日益趨向于多品種小批量。數控機床因其高生產率、高加工精度、低勞動強度、具有柔性和便于管理等優點而應運而生。數控系統功能也越來越完善。就機械加工工藝系統而言,除了機床更新換代加快外,刀具、夾具等也在不斷改變,而且生產加工流程也時時在變。這種生產加工的柔性,不但要求數控程序能便于修改,同時編程周期要短和編程費用要低。為了編制出高效而實用的數控程序,經過長期編程實踐的摸索,深切體會到利用數控系統提供的宏指令開發一些典型實用的宏程序,是一條非常有效的途徑所謂的編程零點是指根據加工零件圖樣選定的編制程序的原點,即編程坐標系的原點。在實際工中,我們還應確定編程零點在機床坐標系中的位置坐標,也就是要進行編程零點變換。而機床數控系統所能提供的只有G54G57四個編程零點,這對于四面或五面加工的零件來說,常常不夠用。如以前在鏜銑加工中心上進行四面或五面減速器箱體的數控加工時,就發現因編程零點設置不足,導致編程時數值計算復雜,這樣一旦刀具和夾具調整后,將使程序修改時間過長,影響了生產的順利進行。針對這一現狀,設計了用于多編程零點變換的宏程序。借助該宏程序,能隨意方便地設定編程零點,且因能將尺寸計算由三維空間轉化為兩維空間,而且所設定的編程零點可多次被調用,不僅能使程序的長度縮短一半以上,又使程序可讀性強,在生產現場修改方便,因而得到了很好的應用。還有一種軸類零件蝸桿,其結構具有成組相似的特征,在車削工序中,主要結構尺寸有十種變型。針對這樣的軸類零件,利用數控系統宏指令功能,采用數據可靈活多變的參數形式,按照工序中所采用刀具先后順序的不同,將整個工序劃分成前后相連的若干工步子程序；對于變型尺寸,則設計了專門子程序完成平行工步子程序之間的轉換。這樣,整個蝸桿組車削加工的數控程序能形成一個自動成組查表程序。機床操作者只要在主程序運行之前輸入變型號,程序即按預定流程自動完成該組蝸桿零件的整個車削工序。采用這樣的成組加工程序,近兩年使用表明,它不但可以大大減少程序存儲空間,還能將調用程序出錯率減少到最低限度。(引用15)基于成組技術的多品種小批量產品工藝編碼規則研究在分析某類產品制造工藝及生產組織現狀的基礎上,基于成組技術開發了產品零部件的工藝編碼規則體系,從而為該類產品制造工藝數據庫的開發以及工藝數據的快速獲取、共享和重用創造了條件.制造技術的進步和人們消費觀念的變化使得產品個性化、差異化、多樣化和特色需求的趨勢越來越明顯,大批量生產的產品越來越少.與普通產品相比,某些產品更具有結構復雜、零部件眾多、加工及裝配工藝精度要求高、批量小等顯著特征,也對工藝規劃的制定、生產組織和作業排程等提出了嚴峻挑戰.在新品開發及制定工藝規劃時,若利用分類成組技術,可以充分、快速、自動和有效地利用已有類似件的工藝信息,大大地加快新品開發的速度,也有利于形成標準化制造工藝庫,有效地提高產品設計和制造工藝的標準化水平,縮短新品生產準備周期,降低新品的技術準備費用,保證新品的開發質量.多品種小批量產品制造工藝及生產組織特點分析：某類產品由機械、材料、控制、電氣、通信、集成電路、微波等多學科緊密集成,具有技術含量高、功能質量嚴格、結構復雜、批量極小、研發周期短等特殊要求.根據規格、性能等的不同,每種類型產品又包括