熔模航空铸件生产效率提升带动企业效益增加

朱力微，安庆贺

（鹰普航空零部件（无锡）有限公司，江苏无锡 214191）

熔模铸造作为传统的制造方法，一直以来都摆脱不了低端落后的劳动密集型生产模式。但是作为一种精密的近净成型制造方法，其制造灵活多变，不受产量限制，具有广阔的市场前景。航空铸件结构复杂，产品要求高，为了消除铸件内部的缩松缺陷，铸件浇注系统设置复杂；加上航空铸件多品种小批量的特点，使得航空铸件生产效率低下。在人工成本日益增高的今天，航空铸件虽然顶着高附加值的光环，但企业想盈利，就必须摈弃传统熔模铸造的生产模式，创新管理，提升各个环节效率[1,2]。我公司通过多年的不断摸索，借鉴国内外成功的经验，不断的对蜡模、制壳、浇注、清理、检测等工序进行精益管理，创新尝试适合多品种小批量的自动化设备、装置，提升效率，增加效益。

1 制度创新

航空铸件有多品种、小批量、高精度及复杂度的特点。为了调动工人的积极性并使员工参与到创新的进程中，公司内部不断推行一系列制度创新管理活动，打造企业内部的创新文化，调动每位员工的积极性，参与到改革创新的大潮中来。这些创新管理活动包括：

（1）五星级员工评比：针对现场一线工人，按照操作技能，创新意识，质量意识等按年度进行打分评级，并给与相应的工资奖励，鼓励员工自身提高。

（2）创新提案奖励：为了鼓励每位员工创新，针对员工提出的创提案，按转化的年收益给与相应比例的奖励。

（3）3C活动：针对难点项目，开展3C活动，组织成员进行攻关。对完成较好的小组成员给与相应奖励。

（4）云激励：通过好点子参与积分活动，通过发放实物激励员工创新热情。

2 蜡模生产线升级改造

2009年开始不断摸索将丰田JIT生产理念[3]应用到蜡模生产单元，打破传统压蜡、修蜡、组树各自分摊一块的生产模式。通过观察确认每道工步所需要的节拍时间，合理分配每个人的工作任务，在这种生产单元里，每个工人都是多面手，每道工步不存在瓶颈、和过多生产的现象，每一组产品按照节拍向下流转。为了配合这种生产模式，我们配备了自动化程度高、生产过程稳定的美国MPI压蜡机，不断推翻以往手工模具的概念，普及自动化免修模具。提升蜡模质量和生产效率。小单元的成功经验为我们新厂房整体蜡模工序的工艺布局打下了坚实的基础。如今配备了自动化清洗线的蜡模生产车间实现了蜡模到制壳过程中各个步骤完美匹配，大大提升了生产效率。

3 制壳过程自动化

制壳是熔模精铸生产过程中人工耗费多，劳动强度大的工序，也是影响产品质量的关键工序。尤其是航空零件模壳，其模组结构复杂，产品多含有深孔和复杂型腔，制壳的难度较普通熔模铸件高出很多，模壳质量受操作工人的影响大，无论是人工成本还是质量成本都制约着企业效益的增加。

我公司通过不断的创新摸索，开发了针对大件、小件，大批量和小批量的机械臂和机械手生产线，提高了生产效率，节约了人工成本；同时机械化的一致性保证了模壳质量，减少了质量损失，实现了制壳过程自动化改造。

4 熔炼过程自动化改造

熔炼浇注区域，对于不锈钢的浇注，我们大力推进翻转炉的使用，提升效率，减少熔化时间，提升钢水质量。通过对翻转炉设备的优化改进，目前每炉可浇注25kg钢水，并且在5～6min内完成熔化浇注一炉；这样3个操作工人每班可实现60炉浇注。

针对航空铝合金金属型浇注，航空产品以多品种小批量为特点，而且传统的浇注系统浇口杯较小，增加了自动化应用的难度；经过我们不断的摸索，通过改进浇注系统，实现了机械臂浇注。改进前一副模具需要两到三个人操作，改进后只需一个人即可完成操作，而且目前正在规划一人配合一台机械臂同时浇注2副模具。

5 后清理工序自动化改造

后续清理工作环境差、自动化程度低、劳动强度高，对工人要求比较严格。航空铸件本身浇注系统复杂，精度要求高，切割、打磨的难度及工作量都是常规产品的数倍，传统的手工清理模式严重制约了清理的工作效率及质量。据统计，每年因后续清理导致铸件报废的成本就高达数十万元。

为了应对上述问题，我们先后针对切割、打磨进行了自动化设备研发，并针对不同零件设计制造了专用的夹具。虽然这些设备目前还在改进优化中，但已经对我们的生产效率和质量起到了很好的作用。

6 快速检测智能化

航空零件因为其应用的特殊性，产品具有很高的质量要求，包括无损检测（荧光检测、X光检测、磁粉检测等）、尺寸检测及内腔检测。为了快速的开发产品，加强过程质量监控，我公司先后投入了实时成像设备（X-RAY）、自动化荧光检测线、3D扫描仪（快速确认铸件尺寸）及专门用于复杂型腔的柔性内窥镜仪。上述设备的应用，加快了我们产品开发的速度并提升了产品质量，同时产品检测的效率也得到很大提高。