燃油泵阀座的生产技术革新研究

摘 要： 单向阀阀座是高压共轨柴油燃油泵关重件，对高压共轨燃油泵的性能有重大影响，对燃油泵的效率、发动机的排放有重大影响，阀座各工序的加工效率，直接影响产品的出产和交付，通过刀具的改进，加工程序的调整、优化，大幅度提高加工效率，缩短交付周期。

关键词：工艺改进 加工效率 交付周期

中图分类号：U468.2 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）08-0275-02

有研究认为，汽车尾气贡献了三成左右的PM2.5，整个交通运输行业节能减排日益紧迫，而推进国四排放标准正是践行节能减排和建设低碳交通的有效手段，因此汽车的排放升级的趋势是不可逆转的。

2013年7月1日，重型柴油车的国四排放标准进入正式实施阶段，排放标准升级以后，重型柴油车可减少5%-7%的燃油消耗，动力提升10%，为实现柴油发动机"国四"排放，必须采用高压共轨增压泵，通过对公共供油管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速无关，可以大幅度减小柴油机供油压力随发动机转速的变化，优化了发动机在整个转速范围的性能，尤其是优化了发动机的低速性能。

本项目所研究的单向阀阀座是高压共轨柴油泵的关键件，阀座的定单量取决于产品质量水平的稳定性、加工成本及交付周期。

某机械制造厂从2013年9月开始为客户开发此产品，到2014年3月完成PPAP批准，2014年11月小批量供货，每月的产量为5000件左右，不能满足顾客每月15000件的需求，同时生产成本不能满足顾客要求，因此必须对该产品的加工工艺进行改进，以降低生产成本，缩短交付周期。

一、加工现状

单向阀阀座是某机械制造厂的支柱产品，瓶颈工序数控磨的加工程序时间132S，最大日产能为586件，需要采取加班方式满足顾客需求。而顾客每月的需求量为15000件，按每月22个工作日，每天三班有效工作时间为21.5小时，计算该产品的节拍时间TT（TKLT TIME）=22*21.5*60*60/15000=113.5S，则每工作日需要完成的交付数量为682件。同时接到定单后首批交付时间长，接到订单后首批产品交付需要20天左右，不能满足顾客对交付时间低于10天的要求，同时个别工序需安排加班才能保证顾客的需求。如何提高该产品的加工效率，缩短该产品的交付周期，是急需解决的重中之重。

根据零件图纸，原来改进前阀座的加工流程：车外圆、镗孔→车端面、车槽→ 钻孔→去毛刺→清洗→检验→热处理→硬车R5→磨内孔、磨锥面→去毛刺→清洗→检验→包装→入库。其中热处理为外协工序，周期为2天，每炉可装2批1200件产品，取回热处理后阀座的同时送待热处理阀座，因此在计算生产周期时不考虑热处理时间。从价值流上分析影响交付周期的因素，改善前价值流图见图

按价值流图上计算的数据分别计算交付时间LT（LEAD TIME）和生产周期CT（CYCLE TIME）：

交付时间

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

改进前生产周期

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

改进前有4个工序的加工时间大于节拍时间，需要增加设备、班次或加班才能满足顾客需要。

改进前每月产出15000件阀座需要：操作人员14人，人工费用为7万元，每个阀座分摊人工费用4.67元。所占设备价值682.6万元，满足月产15000件阀座所需要的人员数量、设备、班次安排等见表1。

二、解决措施

為提高阀座加工效率，缩短交付周期，我们课题小组通过数据分析和现场论证，发现需要从以下几个方面着手：

1.减少工序时间

有四个工序时间大于节拍，通过定制专用刀具，优化加工程序，减少工序时间。

1.1第1工序的瓶颈在钻镗孔Ф3.55±0.02，该工序的镗刀采用合金棒改磨的镗孔刀，切削效率低，为缩短该工序的加工时间，设计并定制专用底孔和镗孔刀具，加工时间缩短到100秒以内。

1.2第2工序的瓶颈在底部端面槽的加工，没有通用的端面槽刀采用切槽刀改磨，因无涂层等原因，加工效率低，设计并定制专用端面槽刀，使得该工序的加工时间缩短到80秒以内。

1.3数控磨加工时间为2.2分钟，该CT450数控内圆磨是在2014年10月技改到位的新设备，多数操作人员不很熟练，以比较低的转速进行磨削，没有充分发挥该设备的潜力，通过操作人员培训和改进加工工艺：主轴转速由50000r/min提高65000r/min；逼近距离由0.2mm缩短到0.1mm；进给由0.2mm/min提高到0.25mm/min，使得加工时间由132秒降低到85秒，每天产能达到720件。

2.合并工序

为减少人工成本，利用前期技改投入的双动力头DMG纵切机，将前3各工序的加工内容合并到纵切机上，使得一人多机成为可能，通过专用刀具使用，加工程序优化，最终该产品3个工序合并后加工时间缩短到100S。

3.建立安全超市

该产品热处理前的工序都是粗加工工序，在公司内部可以完成，热处理工序需外协到热表处理分厂进行，该产品采用真空冰冷处理，每炉可装3批1800件零件，每批热处理成本过高，又因该特殊过程不可控，因此需放置一定量的热处理后产品的在制品，按一周的产能，放置7批4200件零件作为安全库存，避免后工序停机待料。

改进后的价值流图见图2所示，改进后交付周期为3500min，生产周期为5.4min。

改进后每月产出15000件阀座需要：操作人员8.6人，人工费用大约为4.3万元，每个阀座分摊人工费用2.87元。所占设备价值522.6万元，满足月产15000件阀座所需要的人员数量、设备、班次安排等见表2。

三、效果验证

通过对改进前后设备折旧分摊、人工成本分摊、单件生产成本等计算，测算出各方面的改进比例，具体数据见表3。

四、结论

通过工序合并、专用刀具的设计采购、一人多机、程序优化等措施的实施，阀座的日产量由每天586件提高到720件；交付周期由19.8天缩短到7.8天；单件生产成本由18.08元降低到13.52元。满足并超越了顾客需求。

该产品每年需求量为18万件，可实现销售收入720万元，利润180万元。

作者简介：余萍，女，汉族，江西进贤市人，本科，副教授职称；主要研究方向：机械制造及设备。