熔模航空鑄件生產效率提升帶動企業效益增加

朱力微，安慶賀

（鷹普航空零部件（無錫）有限公司，江蘇無錫 214191）

熔模鑄造作為傳統的制造方法，一直以來都擺脫不了低端落后的勞動密集型生產模式。但是作為一種精密的近凈成型制造方法，其制造靈活多變，不受產量限制，具有廣闊的市場前景。航空鑄件結構復雜，產品要求高，為了消除鑄件內部的縮松缺陷，鑄件澆注系統設置復雜；加上航空鑄件多品種小批量的特點，使得航空鑄件生產效率低下。在人工成本日益增高的今天，航空鑄件雖然頂著高附加值的光環，但企業想盈利，就必須擯棄傳統熔模鑄造的生產模式，創新管理，提升各個環節效率[1,2]。我公司通過多年的不斷摸索，借鑒國內外成功的經驗，不斷的對蠟模、制殼、澆注、清理、檢測等工序進行精益管理，創新嘗試適合多品種小批量的自動化設備、裝置，提升效率，增加效益。

1 制度創新

航空鑄件有多品種、小批量、高精度及復雜度的特點。為了調動工人的積極性并使員工參與到創新的進程中，公司內部不斷推行一系列制度創新管理活動，打造企業內部的創新文化，調動每位員工的積極性，參與到改革創新的大潮中來。這些創新管理活動包括：

（1）五星級員工評比：針對現場一線工人，按照操作技能，創新意識，質量意識等按年度進行打分評級，并給與相應的工資獎勵，鼓勵員工自身提高。

（2）創新提案獎勵：為了鼓勵每位員工創新，針對員工提出的創提案，按轉化的年收益給與相應比例的獎勵。

（3）3C活動：針對難點項目，開展3C活動，組織成員進行攻關。對完成較好的小組成員給與相應獎勵。

（4）云激勵：通過好點子參與積分活動，通過發放實物激勵員工創新熱情。

2 蠟模生產線升級改造

2009年開始不斷摸索將豐田JIT生產理念[3]應用到蠟模生產單元，打破傳統壓蠟、修蠟、組樹各自分攤一塊的生產模式。通過觀察確認每道工步所需要的節拍時間，合理分配每個人的工作任務，在這種生產單元里，每個工人都是多面手，每道工步不存在瓶頸、和過多生產的現象，每一組產品按照節拍向下流轉。為了配合這種生產模式，我們配備了自動化程度高、生產過程穩定的美國MPI壓蠟機，不斷推翻以往手工模具的概念，普及自動化免修模具。提升蠟模質量和生產效率。小單元的成功經驗為我們新廠房整體蠟模工序的工藝布局打下了堅實的基礎。如今配備了自動化清洗線的蠟模生產車間實現了蠟模到制殼過程中各個步驟完美匹配，大大提升了生產效率。

3 制殼過程自動化

制殼是熔模精鑄生產過程中人工耗費多，勞動強度大的工序，也是影響產品質量的關鍵工序。尤其是航空零件模殼，其模組結構復雜，產品多含有深孔和復雜型腔，制殼的難度較普通熔模鑄件高出很多，模殼質量受操作工人的影響大，無論是人工成本還是質量成本都制約著企業效益的增加。

我公司通過不斷的創新摸索，開發了針對大件、小件，大批量和小批量的機械臂和機械手生產線，提高了生產效率，節約了人工成本；同時機械化的一致性保證了模殼質量，減少了質量損失，實現了制殼過程自動化改造。

4 熔煉過程自動化改造

熔煉澆注區域，對于不銹鋼的澆注，我們大力推進翻轉爐的使用，提升效率，減少熔化時間，提升鋼水質量。通過對翻轉爐設備的優化改進，目前每爐可澆注25kg鋼水，并且在5～6min內完成熔化澆注一爐；這樣3個操作工人每班可實現60爐澆注。

針對航空鋁合金金屬型澆注，航空產品以多品種小批量為特點，而且傳統的澆注系統澆口杯較小，增加了自動化應用的難度；經過我們不斷的摸索，通過改進澆注系統，實現了機械臂澆注。改進前一副模具需要兩到三個人操作，改進后只需一個人即可完成操作，而且目前正在規劃一人配合一臺機械臂同時澆注2副模具。

5 后清理工序自動化改造

后續清理工作環境差、自動化程度低、勞動強度高，對工人要求比較嚴格。航空鑄件本身澆注系統復雜，精度要求高，切割、打磨的難度及工作量都是常規產品的數倍，傳統的手工清理模式嚴重制約了清理的工作效率及質量。據統計，每年因后續清理導致鑄件報廢的成本就高達數十萬元。

為了應對上述問題，我們先后針對切割、打磨進行了自動化設備研發，并針對不同零件設計制造了專用的夾具。雖然這些設備目前還在改進優化中，但已經對我們的生產效率和質量起到了很好的作用。

6 快速檢測智能化

航空零件因為其應用的特殊性，產品具有很高的質量要求，包括無損檢測（熒光檢測、X光檢測、磁粉檢測等）、尺寸檢測及內腔檢測。為了快速的開發產品，加強過程質量監控，我公司先后投入了實時成像設備（X-RAY）、自動化熒光檢測線、3D掃描儀（快速確認鑄件尺寸）及專門用于復雜型腔的柔性內窺鏡儀。上述設備的應用，加快了我們產品開發的速度并提升了產品質量，同時產品檢測的效率也得到很大提高。