学文网摘要：工位器具作为一种生产工艺装备，可以提高产品质量，改善现场管理，产品质量和现场管理情况又都是客户对企业和企业产品认可的关键方面。因此，有必要合理设计并使用工位器具。
关键词：工位器具 设计 使用
在现代制造中，提高产品质量，做好现场管理和做好有效的安全防范要涉及到很多方面。工位器具作为制造过程中的一种辅助装备，不仅能够用来存放工件，还能发挥提高质量、美化现场、增强安全等作用。如何合理设计和使用工位器具呢？本文就此进行讨论，以指导实际生产中工位器具的设计、使用和管理维护
1、关于工位器具
1.1工位器具的定义和用途
工位器具属于生产工艺装备范畴。在GB/T4863-1985《机械制造工艺基本术语》中，工位器具定义为：“在工作地或仓库中用以存放生产对象或工具用的各种装置。”从定义看出，工位器具在生产过程中不仅用于存放材料、毛坯、半成品、成品及各种零部件，还用于存放工具、刀具等。但在实际中，工位器具不仅用于存放，还用于运输，相应的地点也不只是作业现场和仓库。
1.2工位器具的分类
在GB/T1008-1989《机械加工工艺装备基本术语》的工位器具术语中列出了八种工位器具，即工具箱、工件箱、料箱、工具架、工件架、料架、运输小车和托盘。这些工位器具在实际生产中在不同企业得到了不同程序的应用。
2、工位器具的设计制造
2.1工位器具的设计需考虑因素
2.1.1工件。工位器具是用来存放工件的，所以在设计工位器具时，首先必须对工件状态进行分析，才能有针对性地设计出合理适用的工位器具。工作状态包括以下方面：
（1）工件种类 在机械制造中，工件根据成形方法可分为铸造件、锻造件、结构件和压形件。不同种类的工件对工位器具有着不同的要求。铸造件、锻造件不容易变形，摆放可以随意，但对于比较容易变形的薄板件就必须有固定装置并加以固定。
（2）工件状态 是毛坯件还是加工完的件；是粗加工件还是精加工件；是只喷底漆的半成品还是喷涂了面漆的成品件，只有确定工位器具存放零件的这些状态，才能对工位器具的功能进行准确的定位，才能制造出合理经济的工位器具。
（3）工件外形尺寸、重量、结构 只有确定工件的尺寸和重量，才能确定工位器具的大小、容量及选用合适的材料。工件如何摆放和固定才能稳定和易于装卸需要依据工件的结构确定。
2.1.2吊装设备。吊装设备主要是叉车和格式起重机。工位器具需要与工件一起吊装运输，设计工位器具时需依据吊装设备的载重量。如果车间内的桥式起重机重量为1.5吨，设计的工位器具及存放的工件的总重量就不能超过1.5吨，否则无法适用或成为安全隐患。同样，如果工位器具及存放的工件的总重量超过叉车的载重量，也无法正常使用，除非减少工件存放量，但这使工位器具不能充分发挥其作用，占用空间，且造成制造材料及人工的浪费。
（1）车间。许多企业的车间并不是按标准厂房设计，设计工位器具时，还必须考虑车间大门的通过能力、车间场地大小等实际情况。工位器具必须能够顺利通过主要物流大门，不能占用车间过多的空间。
（2）生产节奏。生产节奏决定了工件每天的生产量。工位器具容量应该依据每天的用量或生产批量设计。一些小件可以考虑工位器具通用或加大存放量，以提高利用率。但大件必须依据生产批量和现场空间确定工位能为器具容量，否则会出现长期存放，导致车间拥挤，物流不畅。尤其直送工位的工件，工位器具必须控制。即实现大件零库存，小件适量库存，因为小件零库存会导致运送频次的增加，使生产成本增加。
(3)功能定位。工位器具用途都是存放生产对象，但需要其实现的具体功能有很多种，这就需要根据实际需要进行有倾向性的选择。
工位器具可以实现以下功能：
（1）方便储存，能堆垛存放，充分利用空间；
（2）方便运输，好装好卸，能叉能吊，提高装卸效率，减轻工人的劳动强度；
（3）能做到工件在加工、存放中不落地，便于操作者取放，减少无效劳动，提高工作效率；
（4）防止和减少工件间的相互磕、碰、划伤，保持工件清洁，有效地加强对在制品、成品的管理，保证了产品质量；
（5）整齐堆放，减少查找工作和取件时间，提高生产效率；
（6）便于清点工件数量；
（7）避免工件杂乱堆放，减少安全隐患；
（8）改善操作环境，利于工人操作和提高工件加工质量；
（9）改善现场管理，为科学管理方法和手段的应用创造条件。
对于铸段毛坯件，主要为了减少地面占用，避免杂乱堆放，采用箱式工位器具即可。对于精加工工件或喷涂有装饰涂层的工件，则需要防止磕、碰、划伤，因此工位器具要求对每一个工件都有固定和保护作用，且工件与工件之间应隔离、工件与工位器具之间需加软垫。
2.1.3设计与制造。工位器具过去都是使用企业自己设计与制造，随时用随时做，比较方便。现在有了许多专业制造货柜及工位器具的公司，可以进行各种工位器具的设计和制造。批量大的工位器具可以委托专业厂家设计制造。
不管由谁来设计制造，都必须注意以下方面：
（1）工位器具的形式。应根据工件的外形尺寸、结构等确定工件的存放方式，选择箱类工位器具或架类工位器具；
（2）外形尺寸大小。对工件架、料架一类的工位器具，在满足稳定性和使用要求的同时，外形尺寸尽可能小，减少材料使用和空间占用，降低综合成本；
（3）寿命。应根据工位器具的使用频率确定其使用寿命。寿命过短，损毁和更新会很快。寿命过长，可能会加大工位器具的体积和重量，显得笨拙，对吊装设备能力要求较高；
（4）材料选择。应根据工件质量和容量选用合适的材料，在满足强度和使用寿命的同时，尽可能选用常用的和经济的材料。槽钢、角钢和薄钢板是工位器具常用的材料；
（5）吊装。工位器具要有吊耳和叉口，吊起是工位器具应保持平稳状态，用叉车时保证重心在货叉上；
（6）工件装卸。小件箱类工位器具不能太深，否则底部工件不易取放。架类工位器具上的工件应该存放和取出方便，尽可能减少装卸人员，避免磕碰现象。另外，工件重心尽可能低，提高稳定性。
3. 工位器具的使用与管理
在一些企业中，工位器具使用一次后就不知去向，或者损毁较快。为避免丢失、损毁，提高工位器具使用效率和使用寿命，还必须对工位器具进行有效地管理。
3.1.1工位器具的标准化
（1）工位器具的编号。为便于识别和存放工件，工位器具应该进行编号，并印在工位器具外壁或大面上显著位置。编号的颜色与工位器具颜色对比要明显。工位器具最好是专用，所以编号可以直接是工件代号，这样很容易识别。通用的工位器具也可以直接以工件代号为编号，但工件种类不能过多，否则在转运时容易混淆。
（2）工位器具颜色。为改善和规范现场管理，工位器具的颜色应统一制定。功能侧重相同的工位器具可以采用同一种颜色。如果采用第三方物流或有多个供方的，不同物流企业和供方的工位器具颜色应该明显不同，易于识别。对喷涂油漆的工件，工位器具颜色应该与工件颜色有明显区别。
3.1.2工位器具的使用和回收。在使用工位器具时，应先检查是否清洁、完好。存放工件必须根据编号，对号使用。如果混用，可能导致工位器具的损坏。另外，存放工件的数量必须依据设计容量，不得擅自增加，否则会使工位器具变形甚至酿成安全事故。用于固定活动件的工位器具在装入工件后必须移动或拧紧到位，使其起到固定作用。装卸时，必须指定位置和钩吊规定部位，以免造成倾斜、变形。
工位器具在使用时应指定存放地点和责任人。工位器具一般随工件走，到装配工序后需要将工位器具转运到最初工位循环使用。所以，工位器具里的工件装配完后，应放到制定的位置，方便查找和回收。
3.1.3工位器具的维护更新。工位器具的污染可能影响到所存放工件的清洁度，影响装配和工件外观质量。所以，应防止工位器具在使用中被污染，并及时对污染物如油脂、灰尘等进行清理，使工位器具保持清洁。
3.1.4将工位器具纳入到工艺检查。为了使合理有效使用工位器具，对生产单位车间进行工艺纪律检查时，将工位器具的使用和管理纳入检查范围，对责任单位进行考核。具体可以就以下项目进行检查：
(1) 工位器具上是否有灰尘、油污、垃圾等；
(2) 工位器具上存放的具体零件与工位器具是否一致；
(3) 现场有工位器具损坏是否及时报修或更新；
(4) 工位器具上存放的零件数与工位器具设计存放零件数是否相符；
(5) 工位器具上存放的零件是否按存放要求存放；
(6) 空闲的工位器具是否放到指定区域，是否乱扔乱放。
要对不符合要求的项目责令立即整改，并作为对车间的综合考核依据。
4. 结语
作为一种生产工艺装备，工位器具对于提高产品质量，改善现场管理发挥着越来越重要的作用。产品质量和现场管理情况又都是客户对企业和企业产品认可的关键方面。所以，广泛和合理设计并使用工位器具已成为制造企业提升竞争力的关键之一。
课题：工位器具的设计、使用、管理和维护。
参考文献：
[1]闻邦椿.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社, 2010.
[2],王凤平.机械制造工艺学[M].北京：机械工业出版社，2011.4.
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