熔模航空鑄件生產(chǎn)效率提升帶動企業(yè)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(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)量限制，具有廣闊的市場前景。航空鑄件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)品要求高，為了消除鑄件內(nèi)部的縮松缺陷，鑄件澆注系統(tǒng)設(shè)置復(fù)雜；加上航空鑄件多品種小批量的特點，使得航空鑄件生產(chǎn)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(huán)，但企業(yè)想盈利，就必須擯棄傳統(tǒng)熔模鑄造的生產(chǎn)模式，創(chuàng)新管理，提升各個環(huán)節(jié)效率[1,2]。我公司通過多年的不斷摸索，借鑒國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，不斷的對蠟?zāi)?、制殼、澆注、清理、檢測等工序進行精益管理，創(chuàng)新嘗試適合多品種小批量的自動化設(shè)備、裝置，提升效率，增加效益。

1 制度創(chuàng)新

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

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

（2）創(chuàng)新提案獎勵：為了鼓勵每位員工創(chuàng)新，針對員工提出的創(chuàng)提案，按轉(zhuǎn)化的年收益給與相應(yīng)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(guān)。對完成較好的小組成員給與相應(yīng)獎勵。

（4）云激勵：通過好點子參與積分活動，通過發(fā)放實物激勵員工創(chuàng)新熱情。

2 蠟?zāi)Ｉa(chǎn)線升級改造

2009年開始不斷摸索將豐田JIT生產(chǎn)理念[3]應(yīng)用到蠟?zāi)Ｉa(chǎn)單元，打破傳統(tǒng)壓蠟、修蠟、組樹各自分攤一塊的生產(chǎn)模式。通過觀察確認每道工步所需要的節(jié)拍時間，合理分配每個人的工作任務(wù)，在這種生產(chǎn)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(chǎn)的現(xiàn)象，每一組產(chǎn)品按照節(jié)拍向下流轉(zhuǎn)。為了配合這種生產(chǎn)模式，我們配備了自動化程度高、生產(chǎn)過程穩(wěn)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?zāi)Ｙ|(zhì)量和生產(chǎn)效率。小單元的成功經(jīng)驗為我們新廠房整體蠟?zāi)９ば虻墓に嚥季执蛳铝藞詫嵉幕A(chǔ)。如今配備了自動化清洗線的蠟?zāi)Ｉa(chǎn)車間實現(xiàn)了蠟?zāi)５街茪み^程中各個步驟完美匹配，大大提升了生產(chǎn)效率。

3 制殼過程自動化

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

我公司通過不斷的創(chuàng)新摸索，開發(fā)了針對大件、小件，大批量和小批量的機械臂和機械手生產(chǎn)線，提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了人工成本；同時機械化的一致性保證了模殼質(zhì)量，減少了質(zhì)量損失，實現(xiàn)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(qū)域，對于不銹鋼的澆注，我們大力推進翻轉(zhuǎn)爐的使用，提升效率，減少熔化時間，提升鋼水質(zhì)量。通過對翻轉(zhuǎn)爐設(shè)備的優(yōu)化改進，目前每爐可澆注25kg鋼水，并且在5～6min內(nèi)完成熔化澆注一爐；這樣3個操作工人每班可實現(xiàn)60爐澆注。

針對航空鋁合金金屬型澆注，航空產(chǎn)品以多品種小批量為特點，而且傳統(tǒng)的澆注系統(tǒng)澆口杯較小，增加了自動化應(yīng)用的難度；經(jīng)過我們不斷的摸索，通過改進澆注系統(tǒng)，實現(xiàn)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(guī)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(xù)清理工作環(huán)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(tǒng)復(fù)雜，精度要求高，切割、打磨的難度及工作量都是常規(guī)產(chǎn)品的數(shù)倍，傳統(tǒng)的手工清理模式嚴重制約了清理的工作效率及質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，每年因后續(xù)清理導(dǎo)致鑄件報廢的成本就高達數(shù)十萬元。

為了應(yīng)對上述問題，我們先后針對切割、打磨進行了自動化設(shè)備研發(fā)，并針對不同零件設(shè)計制造了專用的夾具。雖然這些設(shè)備目前還在改進優(yōu)化中，但已經(jīng)對我們的生產(chǎn)效率和質(zhì)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(yīng)用的特殊性，產(chǎn)品具有很高的質(zhì)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(nèi)腔檢測。為了快速的開發(fā)產(chǎn)品，加強過程質(zhì)量監(jiān)控，我公司先后投入了實時成像設(shè)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(fù)雜型腔的柔性內(nèi)窺鏡儀。上述設(shè)備的應(yīng)用，加快了我們產(chǎn)品開發(fā)的速度并提升了產(chǎn)品質(zhì)量，同時產(chǎn)品檢測的效率也得到很大提高。