张荣磊 李志鹏

摘要 本课题首先对机床工艺规划技术的步骤——单一零件工序之间的结合、机床多零件工序之间的结合、工序结合的排序和机床模型的设计、机床模型的择取进行了详细的研究，接着对机床单一零件工序的组合、相似空间模式工序之间的组合识别、机床中多零件工序间的组合进行了较为具体的分析，最后得出结论。

关键词 机床；工艺规划；单一零件；多零件；工序

中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）67-0089-02

现阶段，随着竞争日益全球化，广大客户对产品的需求也在不断变化，在很大程度上导致制造系统的生产需求出现了日益变化的现象。当生产需求发生变化时，机床等一些制造资源的生产工序需求同样也出现了改变。就一些传统意义上的机床而言，通过一定的方式对固定的工序需求进行研究和设计时，不能以最为可观、合理的生产成本对其功能等进行转化，进而致使传统机床难以适应市场竞争力。针对这种情形，本课题就机床工艺规划技术进行了较为清晰的探讨和分析，具有一定的参考价值。

1 机床工艺规划的程序分析

从传统意义上讲，广大客户以现有的机床为依据，对机床工艺规划、机床工序需求设计进行制定和定制。但在机床的工艺规划设计中，应当同时实现机床工艺规划和机床配置工作，目的就是为了保证在机床中每次都配置了和机床工艺规划中的一些加工需求相统一的性能与功能。

假定已经获得了机床加工参数、机床加工方式及刀具等诸多方面的信息，机床工艺规划设计的程序为：其一，单一零件工序之间的结合；其二，多个零件工序之间的结合；其三，工序结合的顺序和机床模型的设计、机床模型的择取。

1.1 机床单一零件工序之间的结合

就机床中的所有零件而言，将一些具有位置公差要求的零件工序通过一定的方式结合起来，基于这种方式来实现机床零件在质量方面的一些要求；运用并行加工的概念，最大程度的促使部分相关工序通过一组轴驱动多刀具在同一时间内完成，除了可以减少机床的加工时间外，还可在很大程度上降低机床的复杂性。倘若可以在机床零件的不同表面或者同一表面上，对部分具有相同空间模式的工序结合进行相应的识别，那么，可运用同一组轴来实现该部分相同的工序结合，进而降低了机床在制造上的一些成本，同样也缩短了机床在设计初期的时间。

1.2 机床多零件工序之间的结合

在机床的整个零件族中，将一些具有相似或相同工序需求的单一零件工序通过一定的方式结合起来，进而形成一个多零件工序组合，同时确保多个零件组合在同一机床上实现。倘若多零件组合的工序需求之间的这种相似度越高，那么可在很大程度上降低机床在重构方面的一些成本。

1.3 工序结合的排序

以机床生产率、机床所用刀具及工件的定位方式等需求为依据，对上述多零件、单一零件工序组合通过一定的方式进行排序，接着，以此排序为基础对机床模型进行设计和择取。

2 机床单一零件工序的组合分析

就传统范围内的机床而言，其单一零件工序之间的组合，基本上都依附于机床的配置形式上。但在可重构机床的范围内，机床的工艺规划和定制设计是同步进行的。机床的配置需以零件族的共同特性、零件质量等诸多方面的需求为依据，进而制定一些比较创新的工序组合原则。

2.1 位置公差的工序组合分析

所谓位置公差的工序组合，即为对零件加工特性间的一些位置公差进行评价，在此基础上，将一些具有位置公差要求的工序通过一定的方式组合起来，以达到机床零件在质量方面的一些要求。公差关系有机床加工特性间公差与机床加工特性内公差两种。由于机床加工特性内公差较易满足公差要求，所以，以下只对机床加工特性间公差进行一定的分析和评定。位置公差的工序组合程序为：第一，创建公差相关的加工特性集合；第二，评价：倘若位置公差比设计的装夹公差小，那么，这种机床和夹具之间的组合便无法满足零件在质量上的一些要求，需配置精度更高的夹具和机床组合；倘若设计的装夹公差小于等于位置公差，且位置公差比1.66倍的设计装夹公差小时，那么，需要在同一次装夹中对公差相关特性进行加工，方可满足机床零件在质量方面的一些要求；倘若位置公差小于等于设计的1.66倍装夹公差时，那么，便可在不同的机床装夹中实现公差相关加工特性。

2.2 并行加工的工序组合分析

相同的工序加工方向与工序加工面是一组工序可以并行加工的必要而不充分条件，倘若要具备充分必要条件，还需对以下几个方面的内容进行详细的检查：其一，工艺约束方面；其二，类型趋于一致的加工运动需求；其三，机械约束方面。

3 相似空间模式工序之间的组合识别

并行加工工序之间的组合须严格遵循必要的约束性条件方可完成，倘若存在某个约束条件未达需求的现象时，那么就须对其进行分解，使其成为几个子工序组。在分解中，倘若可以使得该部分子工序均具有一定程度上的相似空间模式时，那么，便可运用同一个组轴，基于较为简单的平移工件的方式来实现该部分工序组合，进而降低了机床在制造上的一些成本，同样也缩短了机床在设计初期的时间。

在机床的所有零件族中，倘若一个零件上存在该种子工序组，那么，对零件族中的另外一些零件上是不是也具有相似的状况进行考虑是非常有必要的，如果这种情形却是存在，那么应当合理的、科学的对该部分工序组进行划分与识别，在很大程度上可降低机床成本。

4 机床中多零件工序间的组合分析

成组技术在组合与识别相似事物的领域中已经得到了成熟的运用。现阶段，在机床多零件工序组合的研究领域中，成组技术依然没有得到较为广泛的运用，倘若把成组技术能广泛的运用到机床零件工序的组合中，那么，还需对一些新的相似性判断标准与编码准则进行科学的、详细的研究。当划分与识别相似事物时，如果采用成组技术，那么其最为常用的几种方式为：编码分类法、目测法以及程序分析法等。

5 结论

本课题就机床工艺规划和整个零件族的工序组合进行了较为详细的研究和分析。对整个零件族而言，其工序组合的完成可划分为两步：第一，单一零件工序之间的组合；第二，机床多零件工序之间的组合。针对单一零件工序之间的组合，本文较为详细的提出了并行加工和位置公差的工序组合条件，同时对相似空间模式的识别作了比较具体的分析和探讨，最后对机床多零件工序之间的组合作了初步性的分析。

参考文献

[1]吴玉光、高曙明等.保证公差要求的装夹和加工顺序自动化规划[J].高技术通讯，2001，11(12)：60-65.

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