某主机厂常用拧紧技能策略及过程控制上

• 一汽-大众汽车有限公司：因油轨螺栓可能存在拧紧力矩不敷，召回6455辆汽车；

• 保时捷（中国）汽车发卖有限公司：因后桥掌握臂与车轮轴承壳体连接螺栓可能存在拧紧力矩不敷，召回19辆汽车；

某主机厂常用拧紧技能策略及过程控制上汽车知识

• 梅赛德斯-奔驰（中国）汽车发卖有限公司：因后制动卡钳的螺栓在生产过程中没有按照规定扭矩紧固导致召回。

以上事件只是拧紧类问题的冰山一角，因此会对我们拧紧技能的策略和过程掌握，提出更多的期望和哀求。

拧紧工艺掌握策略是指利用工具将紧固件和对手件连接到一起所采取的工艺掌握策略方法。
拧紧策略的制订是螺栓拧紧过程中的主要环节，通过对拧紧的不同阶段，设计不同的监控策略，对拧紧质量风险进行有效的系统性防错，从而降落拧紧过程中的质量风险，提高产品质量和装置效率。

针对不同等级的螺栓常日采取不同的拧紧策略，常见的拧紧策略有：扭矩掌握、扭矩掌握+角度监测、角度掌握+扭矩监测、斜率扭矩掌握等，而不同策略之间的拧紧事理、拧紧质量、精度等也都不一样。

本日，螺丝君紧张是和大家一起磋商互换一下几种常用的拧紧工艺掌握策略，供大家参考，对付拧紧策略的运用和过程掌握，我们放到下期先容。

生活中的拧紧

螺栓无处不在

汽车生产中的螺纹紧固件

参与整车装置的紧固件数量多，一样平常会在4000~6000个螺钉/螺栓，紧固件扭矩的种类很多，扭矩分布范围从0.2Nm~500Nm不等。

连接螺栓分级-VDI2862（德国电气工程师协会）

螺栓拧紧完全过程

通过上图可以理解一个完全的拧紧过程。

夹紧力产生过程

Torsion 扭力

Tension 张力

Clamping force 夹紧力

TENSION张力 = CLAMPING FORCE夹紧力

张力与夹紧力：大小相等，方向相反

影响的成分

扭矩的分布

在实际拧紧场景中，不论是两个被连接体间的压紧力还是螺栓上的轴向预紧力，均很难检测，也就很难予以直接掌握，因而普遍采取了下面先容的几种方法予以间接掌握。

扭矩、夹紧力与摩擦力的关系

夹紧力、角度的关系曲线

夹紧力与扭矩的线性关系

摩擦力会放大偏差

扭矩掌握利用了扭矩与夹紧力的关系，最小夹紧力会发生在最大摩擦力和最小力率，反之亦然。

摩擦力放大偏差案例

仅仅通过判断扭矩可知：如果摩擦系数差异较大，实际的夹紧力结果差异也是很大的，详细如上图。

生产中的定扭掌握

扭矩掌握的运用较为常见，大略易操作，只需设定一个扭矩目标数值，然后通过工具拧紧即可。

上风：

本钱低，可选择的工具类型多（智能拧紧工具可NG提示）。

劣势：

拧紧精度较低，不能防错，螺栓利用率低（50-60%）。

仅采取扭矩掌握后，我们会创造目标扭矩合格了，但依旧会涌现各种各样的非常故障，因此在担保扭矩合格的根本上，也哀求角度在合格范围内。

角度的定义

（见ISO5393，贴合面到终极拧紧都会有一个角度）

连接的角度定义-ISO5393

（中性连接在软硬连接之间）

软硬连接示意

扭矩掌握角度的监控

这个策略实质上还是对扭矩的掌握，但在扭矩根本上加上对角度的监控，便于监控过程中涌现错牙、滑牙等不合格情形。

角度掌握+扭矩监测

常日也称为转角法，一样平常先将螺钉拧至起始扭矩，常日为目标扭矩的40~60%，再从此点开始拧一个规定的转角即可，这种策略是将螺栓在弹性区域充分拉长，所需的轴向夹紧力由转角产生，从而摩擦阻力对夹紧力的影响也不复存在，进而达到精确掌握夹紧力的目的。

上风：

转角法可以有效提高拧紧精度，提高螺栓的利用率。

劣势：

须要全程监控拧紧过程中的扭矩和角度，对拧紧工具的哀求比较高，但可以通过智能拧紧工具来完成。

备注：该方法对付起始扭矩的设定较为主要。

1、若起始扭矩过小，转角掌握开始时，打仗面仍未贴合，会涌现夹紧力和转角并不是严格的正比例关系，使得终极夹紧力发生较大偏差；

2、若起始扭矩过大，会导致扭矩掌握阶段的比例增大，即摩擦成分带来的偏差变大，也会影响终极的夹紧力。

角度掌握策略

Tightening Specification

=Threshold Torque+ Tightening Angle

即：拧紧工艺=门槛扭矩+拧紧角度

角度掌握策略-夹紧力精度

角度掌握策略用以担保转角法工艺的安全。

• 扭矩下限：螺栓拉断或者强度不敷报警

• 扭矩上限：螺栓扭断或者摩擦系数太高

角度掌握策略的利害势

上风:

• 相对随意马虎实现；

• 过程和产品相对随意马虎检；

• 现场维修的本钱和精度可以接管；

• 螺栓利用率得到提高乃至某些螺栓可以提高到屈从点。

劣势：

• 标准的拧紧规范不能直策应用了，必须做一些连接剖析/实验室试验；

• 无法利用扭力扳手校验；

• 工具须要同时具备扭矩和角度的丈量能力。

斜率掌握策略

斜率掌握策略-落座扭矩

通过扭矩斜率的变革找到螺栓拧紧时的落座点，可以担保夹紧力得到很好的掌握。

斜率掌握策略-屈从点拧紧

屈从点掌握法属于高阶策略，常日运用于A类螺栓的拧紧，将螺栓拧紧至屈从点后，便停滞拧紧，紧张是利用了材料从弹性变形区向塑性变形区过渡时的扭矩斜率变革特色，来找寻拧紧屈从点，在全体拧紧过程中，须要一贯打算扭矩斜率，把弹性变形区的扭矩斜率作为参考斜率，进入塑性变形区后，当斜率低于参考斜率的一半，即到达屈从点，停滞拧紧，同时扭矩、角度、扭矩斜率都在参数设定例模内，即拧紧合格，反之会涌现NG报警。

该方法不受扭矩法的摩擦系数和转角法的转角起始点的影响，且拧紧精度较高，材料利用率高达100%，但对工况哀求高，必须担保螺栓同等性和贴合面的质量。

斜率掌握策略利害势

上风：

• 螺栓进入塑性阶段一个最小角度,最大程度利用螺栓的屈从强度；

• 螺栓可以重复利用几次；

• 夹紧力精度很高, 拧紧效果不受弹性系数K影响.当须要用许多螺栓坚固的情形下,如气缸盖,在设计上有时须要对不同位置利用不同螺栓，弹性系数不同，但这只影响屈从点的角度,夹紧力总是在屈从点附近。

劣势：

• 须要连接剖析和实验室事情；

• 过程的考验困难；

• 拧紧/修复螺栓可能较困难；

• 设备昂贵。

常见的拧紧缺点