淺談航空發動機專用工位器具模塊化設計

郭 旭 王鳳君 趙 曦

（中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司技術中心機電所,遼寧 沈陽 110043）

引言

工位器具隸屬于工裝范疇，是企業在生產現場中用以存放生產對象或工具的各種裝置。而模塊這是構成產品的一部分，是具有獨立功能，具有一致端口的單元體。在日趨激烈的市場競爭環境下，各企業紛紛進行設計革新，航空發動機制造也不例外，隨著各種新型號發動機的不斷研制，專用工位器具的設計周期與制造經費也逐漸增加，為此，開展工位器具模塊化設計勢在必行。

1 工位器具的概念

工位器具是企業在生產現場中用以存放生產對象或工具的各種裝置。是生產過程中每一個環節所不能缺少的輔助性器具。而專用工位器具是指儲運特定產品的器具，根據每種產品的具體外形、重量等參數進行設計的工位器具，它不能儲運其它種類的零件。航空發動機裝配線常用的專用工位器具主要包括：裝配車、運輸車、工作臺、零件存放架、分裝臺等。

1.1 工位器具的作用

工位器具在生產現場中，其設計的是否合理、適用，在很大程度上影響了發動機裝配工藝流水的正常進行。因此，提高工位器具的設計水平，使工位器具在生產過程中應用更加合理、適用是十分必要的，同時也對保證發動機質量、消除無效勞動和浪費、提高工作效率及改進工作環境都具有一定的積極作用。在發動機裝配現場，工位器具的作用可概括為以下幾個方面：

1.1.1 整體性、功能性強，適應零件裝配需要；

1.1.2 防止零件在裝配過程中磕、碰，從而保證發動機質量；

1.1.3 滿足工人取拿零件，減少工人無效勞動，提高工作效率；

1.1.4 有利于安全文明生產，防止各類事故發生。

1.2 工位器具的標準體系

關于工位器具的模塊化設計，目前還沒有國家標準和行業標準，為了使工位器具能夠達到專業化、通用化，我們必須結合自己產品和生產的具體情況，制定工位器具的企業標準，并在公司內部貫徹實施。

2 工位器具模塊化設計關鍵技術

工位器具模塊開發和設計是兩個不同的階段，開發過程是在PDM/ERP環境下，不針對某個機種或使用車間；而設計過程是在平臺的基礎上針對具體用戶要求開展的。因此，模塊化設計的關鍵在于對新模塊的開發和已有模塊的固化。

2.1 系列化工位器具開發過程

系列化工位器具是具有相同的功能、工作原理和盡可能相同的制造方法的產品集合，它們具有多種參數和性能指標，以滿足不同用戶的需求，這些參數和性能指標間具有一定的公比級差。系列產品的開發步驟首先是確定基本型，然后確定相似類型、參數和尺寸級比，計算導出產品尺寸，最后調整尺寸，形成產品的主結構和各種主文檔（見圖1）。

圖1

2.2 組合化工位器具開發過程

組合化工位器具是用不同的結構塊通過合理的組合而實現不同功能的技術對象（整機、部件或零件）。組合化工位器具的開發步驟首先是明確要求、劃分功能結構，然后確定分功能的作用原理、選擇方案和評價，最后計算導出產品尺寸，調整尺寸，形成工位器具的主結構和各種主文檔（見圖2）。

圖2

2.3 已有工位器具的規范化、標準化過程

除了新工位器具的系列化和組合化開發過程外，公司已有工位器具的規范化和標準化工作也很重要，基于ERP/PDM的開發技術包括前期工作和產品建模兩個階段的工作，前期工作包括建立編碼體系、零件分析、零件分類、零部件名稱分析；產品建模包括產品幾何形狀分析、參數分析、建立主模型、主文檔和主結構。

3 工位器具模塊化設計的特點及優點

由于公司工位器具模塊方案的制定是依賴于各車間要求的不同而變化的，同時模塊的劃分必須考慮不同車間的生產、環境等特點，所以模塊化設計必須結合實際情況，沒有一成不變的解決方案。因此，理解模塊的特點及優點是十分重要的。

3.1 模塊化設計的特點

3.1.1 模塊具有獨立的功能；

3.1.2 標準的幾何連接和一致的輸入、輸出接口；

3.1.3 模塊是依賴平臺的存在而存在的；

3.1.4 模塊是有層次的，并且受觀察角度和范圍的影響。

3.2 模塊化設計的優點

3.2.1 為工位器具研發提供便利條件；

3.2.2 節省工作時間，提高工作效率；

3.2.3 可有效得控制工位器具成本；

結束語

總之，開展模塊化設計是解決工位器具專用化與通用化之間矛盾的可行方案。而模塊化目前正在從企業競爭的優勢技術，向一個企業競爭的必備技術轉變，是企業發展的總體趨勢，也勢必會對在未來市場中的產業細化帶來深遠的影響。三流的企業賣產品，二流的企業賣技術，一流的企業賣服務，而一個超級企業賣的則是標準。行業中的模塊化實際就是行業的標準，誰在競爭中取得了制定行業標準的能力，誰就會首先成為超級企業。

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