适应MRP/ERP、JIT需求的装配工艺设计方案

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1.名词、术语定义

为了对装配工艺设计过程中有关名词、术语有统一的理解，下面对有关名词、术语进行定义。

构件：组成机械产品的物料在装配过程中独立存在的如零件(自制或外购外协)，分件、合件、组件、部件、总成(大部件或一级部件)、整机等统称为构件。

零件：不经装配而构成的构件。

分件：用永久性结合方法(焊、铆、浇铸、粘结)组成的构件。

合件：用永久性结合方法将二个以上分件组成的构件。

组件：用非永久性结合方法，将二个以上零件、合件组成的构件。

部件：用非永久性结合方法，将一个以上组件与其它零件、合件组成的构件。

总成：用非永久性结合方法，将一个以上部件与其它零件、合件、组件组成的构件，但本身无独立的整机功能。

整机：由几个部件或（和）总成及其它零件、合件、组件所构成，且具有用户需求独立作业功能的构件。

装配基准件：在一组装配构件中，其装配尺寸链的共同基准面或线所在的构件。

装配单元：在装配过程中，有一个装配基准件为基础，可以独立组装达到规定的尺寸链与技术要求，作为进一步装配的独立组件、部件、总成或最终整机的一组构件。

装配层：在装配过程中，为了便于作业划分，对类似作业的装配阶段的划分，如总装层、部装层。一个装配层，可以是一个装配单元，也可以是几个装配单元所组成。

基层单元：只用零件、合件组成的装配单元。

上层单元：有几个基层单元或下层单元组成的高一层次的构件。 9 d- |. _( P$ f8 |6 j7 ?- x( V- n4 k6 \0 u# h

5 @6 h+ J9 I! J u 图1 装配作业过程

2.装配作业过程的分析

机械产品是离散性生产，是由若干零件按一定的结构要求组合成为用户需求具有一定功能、性能的产品。由零件逐步组合的装配过程中，为了保证产品的功能与性能，又能方便地进行作业，所以其装配工作过程是分层次，分单元进行的，尤其是复杂的机械产品。在装配单元内，为了保证产品的质量与要求，其构件在组合过程中不但有严格的工艺技术要求，也有工艺顺序要求。工艺的技术要求由装配工序卡提供，装配顺序应该由装配程序来提供。作业过程如图1。

图中表示，整机可以由多层装配关系来组成，最简单的整机也至少有二层组成，组成结构如下： 　

每层可以由各种不同的单元及独立的零件、分件、合件所组成。
 

上层装配单元是由下层或基层单元及独立的零件、分件、合件所组成。
 

产品的装配过程，从最基层的装配单元开始。

3.装配作业顺序的分析

1)工作程序的分析

为了有效的装配作业必须：
 

按装配结构及装配要求将产品进行逐层分解，使产品逐层分解为能够进行独立装配的构件，直到不能分解为止。
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研究确定同一层各组成单元及非单元零件的装配顺序。
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研究确定单元内部各构件的装配顺序。

2)装配顺序的工艺技术上的原则
 

串联尺寸链：以简单、方便为原则安排装配顺序。
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并联尺寸链：先装精度高的尺寸链，相同精度时先装，对多数尺寸链是先装公共的尺寸链组成环所在的那个尺寸链。
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每个尺寸链组成环装配顺序：应先从基本尺寸链开始，先公共，后一般，先下后上，先内后外，先难后易，先重后轻，先精后一般的原则。

3)装配顺序的经济性原则
 

按装配层次，先低层、后高层进行装配。
 

装配层次多的先装。
 

装配复杂、精度高、时间长的最先装。

4.装配设计的描述

根据以上的要求分析，装配工艺技术文件可由装配系统图、装配工艺过程卡、装配工序卡、装配明细表组成。
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& s2 W, N5 J/ t+ D% p$ r 图2 装配系统图的基本图形 图3 装配工艺过程卡片 图4 装配工序卡格式 图5 装配物料表

1)装配系统图

系统图是用来表示系统内各独立部分互相之间的关系的图表1用系统图的方式来描述装配作业对象的作业顺序、组成及装配方法。装配作业的构件形状、尺寸等非常复杂，为了能够表示它们的装配关系与装配顺序，以方框统一表示参加装配作业的构件，用联线来表示和构件之间的关系，从左到右表示装配顺序，并可用各种符号代码来说明各构件装配作业的方法。这样可以把复杂的装配设计用系统图的方法来描述。其基本图形如图2。

2) 装配工艺过程卡片

装配工艺过程卡片是描述组成产品各级装配单元的装配过程，装配作业的内容、作业的顺序以及使用的设备、工装、辅助材料等，是组织装配作业的必须的技术文件，见图3。

3)装配工序卡

装配工序卡是对重要、复杂的装配工序进行作业指导的技术文件，详细地说明该工序的各工步及作业顺序、每一工步的内容与要求以及达到要求的作业顺序与方法、使用设备与工装的方法及注意事项，并以装配工序图说明无法用文字表达的内容，装配工序卡格式如图4。

4)装配零部件明细表（物料表)

过去规定的装配明细表只说明装配所需的物、料，没有表示物料需求的先后顺序，所以对指导作业与生产计划没有起到应有的作用。为了适应细化管理与MRP/ERP的要求，用分层次的零件明细表和汇总表既表示需要量，也表示需求的先后。装配物料表如图5。

四、装配CAPP的实现

1.装配CAPP的实现方案

1）装配CAPP实现方案的分析

根据前面的装配工艺的设计要求，完成装配工艺的设计首先必须分析产品各层装配图，了解产品结构、性能及装配技术规范、要求和该产品的技术标准，才能决策产品装配的层次顺序与方法，由于输入信息主要是现行工程图纸(或CAD图形文件)， 而且是比较复杂的图纸，所以在目前计算机系统没有解决图纸识别的条件下，要自动分析复杂的装配关系，是很困难的，即使用很复杂的方法有可能实现，但往往无法实用。根据机械产品结构分析，产品性能各不相同，但是组成产品的零件有70～80%具有相似性，由这些相似零件组成的构件其装配关系也必然存在相似性，按相似性原理建立派生式装配CAPP是可行的。

2）建立派生式装配CAPP的方案

（1）按相似性原理建立相似产品、部件、组件的装配程序库；

（2）按相似性原理建立标准、典型装配工艺方法(装配工序)库；

（3）建立人机交互模块，执行数据库、图形库检索、调用、输入、修改等操作功能；

（4）建立装配系统图生成模块，输出各层次装配系统图；

（5）建立装配明细表生成模块。

2﹒实现装配CAPP的方法

1）充分应用组成技术与标准化原理，开展装配工艺标准化、规范化工作

根据机械产品结构分析，产品性能各不相同，但是组成产品的零件有70～80%具有相似性，由这些相似零件组成的构件其装配关系也必然存在相似性，而且部分通用机构的装配方法与要求，国家、行业已制定了标准或规范、手册，所以在编制装配工序时应采用。没有标准、规范的可以按相似性原理，把相似构件的装配内容进行统一，建立企业标准。这样就能形成相似结构的装配工序卡，达到通用化、标准化。对于那些专用的构件，可以编制专用工序卡，这样形成通用标准装配工序卡与专用工序卡。在装配工艺设计是调用、组成装配工艺卡片，也可把这些卡片按一定的编码规则进行编码，表达到装配系统图上，使操作者不但从装配系统图上了解整个构件的组成及装配过程，还可以根据系统图上的装配码，找到每一工序的装配工序卡，从而按卡片的要求进行装配作业。这为装配CAPP建立通用、标准装配工艺卡片库打下了基础。

2）充分应用CAD/PDM成果
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利用CAD系统模拟，应用三维CAD系统进行装配模拟，将模拟过程记录下来，作为新结构装配工艺的设计基础资料。
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利用CAD系统图形库，调用其图形库中图形，完成装配工艺设计中需要的图形。
 

利用PDM系统生成设计BOM的功能，自动生成装配BOM。
 

利用PDM系统产品结构配置功能，人机交互生成装配BOM。