燃油泵閥座的生產技術革新研究

摘 要： 單向閥閥座是高壓共軌柴油燃油泵關重件，對高壓共軌燃油泵的性能有重大影響，對燃油泵的效率、發動機的排放有重大影響，閥座各工序的加工效率，直接影響產品的出產和交付，通過刀具的改進，加工程序的調整、優化，大幅度提高加工效率，縮短交付周期。

關鍵詞：工藝改進 加工效率 交付周期

中圖分類號：U468.2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）08-0275-02

有研究認為，汽車尾氣貢獻了三成左右的PM2.5，整個交通運輸行業節能減排日益緊迫，而推進國四排放標準正是踐行節能減排和建設低碳交通的有效手段，因此汽車的排放升級的趨勢是不可逆轉的。

2013年7月1日，重型柴油車的國四排放標準進入正式實施階段，排放標準升級以后，重型柴油車可減少5%-7%的燃油消耗，動力提升10%，為實現柴油發動機"國四"排放，必須采用高壓共軌增壓泵，通過對公共供油管內的油壓實現精確控制，使高壓油管壓力大小與發動機的轉速無關，可以大幅度減小柴油機供油壓力隨發動機轉速的變化，優化了發動機在整個轉速范圍的性能，尤其是優化了發動機的低速性能。

本項目所研究的單向閥閥座是高壓共軌柴油泵的關鍵件，閥座的定單量取決于產品質量水平的穩定性、加工成本及交付周期。

某機械制造廠從2013年9月開始為客戶開發此產品，到2014年3月完成PPAP批準，2014年11月小批量供貨，每月的產量為5000件左右，不能滿足顧客每月15000件的需求，同時生產成本不能滿足顧客要求，因此必須對該產品的加工工藝進行改進，以降低生產成本，縮短交付周期。

一、加工現狀

單向閥閥座是某機械制造廠的支柱產品，瓶頸工序數控磨的加工程序時間132S，最大日產能為586件，需要采取加班方式滿足顧客需求。而顧客每月的需求量為15000件，按每月22個工作日，每天三班有效工作時間為21.5小時，計算該產品的節拍時間TT（TKLT TIME）=22*21.5*60*60/15000=113.5S，則每工作日需要完成的交付數量為682件。同時接到定單后首批交付時間長，接到訂單后首批產品交付需要20天左右，不能滿足顧客對交付時間低于10天的要求，同時個別工序需安排加班才能保證顧客的需求。如何提高該產品的加工效率，縮短該產品的交付周期，是急需解決的重中之重。

根據零件圖紙，原來改進前閥座的加工流程：車外圓、鏜孔→車端面、車槽→ 鉆孔→去毛刺→清洗→檢驗→熱處理→硬車R5→磨內孔、磨錐面→去毛刺→清洗→檢驗→包裝→入庫。其中熱處理為外協工序，周期為2天，每爐可裝2批1200件產品，取回熱處理后閥座的同時送待熱處理閥座，因此在計算生產周期時不考慮熱處理時間。從價值流上分析影響交付周期的因素，改善前價值流圖見圖

按價值流圖上計算的數據分別計算交付時間LT（LEAD TIME）和生產周期CT（CYCLE TIME）：

交付時間

LT=2420+2120+1440+420+60+440+1320+300+60+120+180=8880min≈19.8天；

改進前生產周期

CT=4+3.5+2+0.7+0.1+0.7+2.2+0.5+0.1+0.2+0.3=14.3min。

改進前有4個工序的加工時間大于節拍時間，需要增加設備、班次或加班才能滿足顧客需要。

改進前每月產出15000件閥座需要：操作人員14人，人工費用為7萬元，每個閥座分攤人工費用4.67元。所占設備價值682.6萬元，滿足月產15000件閥座所需要的人員數量、設備、班次安排等見表1。

二、解決措施

為提高閥座加工效率，縮短交付周期，我們課題小組通過數據分析和現場論證，發現需要從以下幾個方面著手：

1.減少工序時間

有四個工序時間大于節拍，通過定制專用刀具，優化加工程序，減少工序時間。

1.1第1工序的瓶頸在鉆鏜孔Ф3.55±0.02，該工序的鏜刀采用合金棒改磨的鏜孔刀，切削效率低，為縮短該工序的加工時間，設計并定制專用底孔和鏜孔刀具，加工時間縮短到100秒以內。

1.2第2工序的瓶頸在底部端面槽的加工，沒有通用的端面槽刀采用切槽刀改磨，因無涂層等原因，加工效率低，設計并定制專用端面槽刀，使得該工序的加工時間縮短到80秒以內。

1.3數控磨加工時間為2.2分鐘，該CT450數控內圓磨是在2014年10月技改到位的新設備，多數操作人員不很熟練，以比較低的轉速進行磨削，沒有充分發揮該設備的潛力，通過操作人員培訓和改進加工工藝：主軸轉速由50000r/min提高65000r/min；逼近距離由0.2mm縮短到0.1mm；進給由0.2mm/min提高到0.25mm/min，使得加工時間由132秒降低到85秒，每天產能達到720件。

2.合并工序

為減少人工成本，利用前期技改投入的雙動力頭DMG縱切機，將前3各工序的加工內容合并到縱切機上，使得一人多機成為可能，通過專用刀具使用，加工程序優化，最終該產品3個工序合并后加工時間縮短到100S。

3.建立安全超市

該產品熱處理前的工序都是粗加工工序，在公司內部可以完成，熱處理工序需外協到熱表處理分廠進行，該產品采用真空冰冷處理，每爐可裝3批1800件零件，每批熱處理成本過高，又因該特殊過程不可控，因此需放置一定量的熱處理后產品的在制品，按一周的產能，放置7批4200件零件作為安全庫存，避免后工序停機待料。

改進后的價值流圖見圖2所示，改進后交付周期為3500min，生產周期為5.4min。

改進后每月產出15000件閥座需要：操作人員8.6人，人工費用大約為4.3萬元，每個閥座分攤人工費用2.87元。所占設備價值522.6萬元，滿足月產15000件閥座所需要的人員數量、設備、班次安排等見表2。

三、效果驗證

通過對改進前后設備折舊分攤、人工成本分攤、單件生產成本等計算，測算出各方面的改進比例，具體數據見表3。

四、結論

通過工序合并、專用刀具的設計采購、一人多機、程序優化等措施的實施，閥座的日產量由每天586件提高到720件；交付周期由19.8天縮短到7.8天；單件生產成本由18.08元降低到13.52元。滿足并超越了顧客需求。

該產品每年需求量為18萬件，可實現銷售收入720萬元，利潤180萬元。

作者簡介：余萍，女，漢族，江西進賢市人，本科，副教授職稱；主要研究方向：機械制造及設備。