不同的拧紧策略的优缺点分析课件.ppt

1、CC China_Documentation Standard v2 200606061中级拧紧课程不同拧紧策略的优缺点中级拧紧课程不同拧紧策略的优缺点CC China_Documentation Standard v2 200606062CC China_Documentation Standard v2 200606063装配过程最基本的要求是什么？装配过程最基本的要求是什么？CC China_Documentation Standard v2 200606064装配过程最基本的要求装配过程最基本的要求 提供足够的残余预紧力以克服所有可能的外力 确保装配过程中螺拴不会被损坏 检测并指示产品

2、和过程错误 为质量保证系统提供装配过程的信息和数据CC China_Documentation Standard v2 200606065考虑如下参数建立一个简单的数学模型考虑如下参数建立一个简单的数学模型夹紧力扭矩角度螺拴头下摩擦系数螺纹副摩擦系数螺纹副摩擦半径螺拴头摩擦半径螺距螺纹直径承压直径CC China_Documentation Standard v2 200606066角度角度 A夹紧力夹紧力FdFdA螺拴连接模型螺拴连接模型夹紧力在贴合后随着角度线性增长夹紧力在贴合后随着角度线性增长可以描述为:夹紧力 F= k * Ak 是 force rate(力率、力比力率、力比)，定义为

3、定义为 dF/dAA 是 角度，角度， 表示螺拴转过的角度K, force rate 对一个给定的设计来说，主要与几何公差几何公差有关CC China_Documentation Standard v2 200606067夹紧力夹紧力角度角度扭矩扭矩角度角度螺拴连接模型螺拴连接模型CC China_Documentation Standard v2 200606068夹紧力夹紧力 F通过螺拴头下摩擦、螺距和螺纹副摩擦转化为扭矩，通过螺拴头下摩擦、螺距和螺纹副摩擦转化为扭矩，公式如下：公式如下：轴向力扭矩的关系轴向力扭矩的关系CC China_Documentation Standard v2

4、200606069夹紧力夹紧力扭矩扭矩角度角度角度角度螺拴连接模型塑性变形阶段螺拴连接模型塑性变形阶段CC China_Documentation Standard v2 2006060610螺拴拧紧时，轴向力和扭转力最终共同作用到螺拴上直至螺拴发生屈服变形，即螺拴出现了永久的伸长变形，当拧紧后可以测量出来。认识到这种永久变形最开始出现在螺拴体最外圈，然后逐步向内圈扩展。如果某处的应力超过了材料极限螺拴就会开始断裂。螺拴连接模型塑性变形阶段螺拴连接模型塑性变形阶段CC China_Documentation Standard v2 2006060611弹性阶段的夹紧力范围主要与材料的屈服点有关

5、。与连接的软硬程序及摩擦系数有些许关系。对高强度等级的材料，力率会有一个明显的下降，即曲线变平。而对低强度等级的材料，这个趋势并不明显。最终螺拴都会断裂。从屈服点开始到螺拴断裂转过的角度，与夹紧长度关系非常大，一般来说是在几百度的范围内。夹紧力夹紧力角度角度失效失效螺拴连接模型塑性变形阶段螺拴连接模型塑性变形阶段CC China_Documentation Standard v2 2006060612拧紧方法的分类按工具控制方式拧紧方法的分类按工具控制方式 基于扭矩或角度: 弹性范围内: 扭矩控制 角度控制 连接控制 超出弹性范围 角度控制 梯度(扭矩变化率)控制，即屈服点控制 其他方式 超声

6、波机械测试伸长量CC China_Documentation Standard v2 2006060613扭矩控制扭矩控制CC China_Documentation Standard v2 2006060614扭矩控制方式利用的是人们熟知的扭矩与张紧力之间的关系公式。扭矩控制方式在扭矩控制方式利用的是人们熟知的扭矩与张紧力之间的关系公式。扭矩控制方式在出现最大摩擦系数和最小力率出现最大摩擦系数和最小力率(Force Rate)时提供最小的夹紧力，反之亦然。时提供最小的夹紧力，反之亦然。扭矩控制扭矩控制CC China_Documentation Standard v2 2006060615优

7、势优势:l容易实现不同精度等级的控制容易实现不同精度等级的控制+/-25%+/-25%的脉冲型的脉冲型工具到工具到+/-1%+/-1%的拧紧轴的拧紧轴l巨量的产品和过程设计的标准数据巨量的产品和过程设计的标准数据- -历史悠久历史悠久l过程和设备的有效性校验过程非常容易过程和设备的有效性校验过程非常容易l 工程师非常熟悉，广为人知工程师非常熟悉，广为人知扭矩控制扭矩控制CC China_Documentation Standard v2 2006060616Tightening Methods劣势劣势:l 夹紧力的精度很差夹紧力的精度很差, ,可能到可能到+/- +/- 60 %,60 %,受

8、摩擦系数影响大受摩擦系数影响大l 没有根本办法防止螺拴断裂没有根本办法防止螺拴断裂l以上两个原因导致螺拴能力利用以上两个原因导致螺拴能力利用率低率低 60%60%扭矩控制扭矩控制CC China_Documentation Standard v2 2006060617弹性区域角度控制弹性区域角度控制拧紧规范拧紧规范=门槛力矩门槛力矩+拧紧角度拧紧角度CC China_Documentation Standard v2 2006060618弹性区域内的角度控制避免了避免了的摩擦系数大范围变动摩擦系数大范围变动对夹紧力的影响。它通过控制转角来拧紧，利用了力率变动较小力率变动较小的优势。零件开始被零

9、件开始被压在一起压在一起角度角度扭矩扭矩弹性区域角度控制弹性区域角度控制讨论：力率 Force Rate 是什么？影响它的主要因素有哪些？CC China_Documentation Standard v2 2006060619优势优势l 相对容易实现l 过程和产品的有效性相对容易检查l 现场维修的成本和精度可以接受l 螺拴利用率得到大大提高弹性区域角度控制弹性区域角度控制CC China_Documentation Standard v2 2006060620劣势劣势l 标准的拧紧规范通常不能直接使用了必须做一些连接分析/实验室分析工作l 无法使用扭力扳手复紧来校验l 工具同时需要扭矩和角度

10、测量能力弹性区域角度控制弹性区域角度控制CC China_Documentation Standard v2 2006060621夹紧力夹紧力扭矩扭矩角度角度角度角度门槛力矩门槛力矩拧紧角度拧紧角度夹紧力变化夹紧力变化塑性区域角度控制塑性区域角度控制CC China_Documentation Standard v2 2006060622优势优势l 摩擦力影响降到最低l 最大程度上利用螺拴能力劣势劣势l生产条件下检验工具性能很困难l设置和校验产品参数的费用较高l螺拴一般无法重复使用螺拴一般无法重复使用塑性区域角度控制塑性区域角度控制CC China_Documentation Standard

11、 v2 2006060623扭矩扭矩dT/dA 最大值最大值dT/dA 最大值最大值 的某个百分比的某个百分比dT/dA角度角度角度角度梯度梯度(扭矩变化率扭矩变化率)控制、屈服点控制控制、屈服点控制CC China_Documentation Standard v2 2006060624优势优势l 螺拴进入塑性阶段一个小角度螺拴进入塑性阶段一个小角度, ,最大程序利用螺拴最大程序利用螺拴l 螺拴可以重复利用几次螺拴可以重复利用几次l 夹紧力精度很高夹紧力精度很高, ,拧紧效果不受弹性系数即力率拧紧效果不受弹性系数即力率Force Rate KForce Rate K的影响的影响. .当需要用

12、当需要用许多螺拴坚固的情况下许多螺拴坚固的情况下, ,如气缸盖如气缸盖, ,在设计上有时需要对不同位置使用不同螺拴在设计上有时需要对不同位置使用不同螺拴, ,弹性系数不同弹性系数不同. .但这只影响屈服点的角度但这只影响屈服点的角度, ,夹紧力最大值总是在屈服点附近夹紧力最大值总是在屈服点附近. .梯度梯度(扭矩变化率扭矩变化率)控制、屈服点控制控制、屈服点控制CC China_Documentation Standard v2 2006060625劣势劣势l 需需要连接分析和实验室工作要连接分析和实验室工作l 过程的检验困难过程的检验困难l 拧紧拧紧/ /修复螺拴可能是个问题修复螺拴可能是个

13、问题l 设备昂贵设备昂贵梯度梯度(扭矩变化率扭矩变化率)控制、屈服点控制控制、屈服点控制CC China_Documentation Standard v2 2006060626超声波提供了最精确的夹紧力测量方式，把它超声波提供了最精确的夹紧力测量方式，把它作为拧紧控制方式效果也最好。但使用这种方作为拧紧控制方式效果也最好。但使用这种方式需要满足许多特殊条件：式需要满足许多特殊条件：声耦合声耦合， 螺拴长度螺拴长度直径比直径比，螺拴头尾的特殊处理螺拴头尾的特殊处理等。由于这些条等。由于这些条件很难在生产条件下满足，所以目前只限于实件很难在生产条件下满足，所以目前只限于实验室分析使用。验室分析使

14、用。其他控制方式超声波测量其他控制方式超声波测量CC China_Documentation Standard v2 2006060627 什么是达克乐什么是达克乐 ？又称达克罗、锌铬膜、达克锈、达克曼等，将水基锌又称达克罗、锌铬膜、达克锈、达克曼等，将水基锌铬涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面，经烘烤形成的以鳞片状铬涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面，经烘烤形成的以鳞片状锌和锌的铬酸盐为主要成份的无机防腐蚀涂层。锌和锌的铬酸盐为主要成份的无机防腐蚀涂层。 据估计，全球超过一半的汽车用紧固件使用该涂层。据估计，全球超过一半的汽车用紧固件使用该涂层。 其他需要特殊考虑的地方其他需要特

15、殊考虑的地方CC China_Documentation Standard v2 2006060628关于六价铬关于六价铬 Hexavalent Chromium 达克罗处理液中含有约达克罗处理液中含有约2%的的Cr+6。 人体吸入六价铬后，能与蛋白质结合，并被还原为三价态累积在肺部，吸入仅人体吸入六价铬后，能与蛋白质结合，并被还原为三价态累积在肺部，吸入仅0.28g的六价铬就可以引起呼吸道溃烂、鼻中膈孔并诱发肺癌，经消化道进入人的六价铬就可以引起呼吸道溃烂、鼻中膈孔并诱发肺癌，经消化道进入人体的六价铬，可以引起口腔、肠胃烧伤，出血、溃疡、中毒性肝炎、胃炎等危险。体的六价铬，可以引起口腔、肠胃

16、烧伤，出血、溃疡、中毒性肝炎、胃炎等危险。铬还是致癌因子，在铬还是致癌因子，在WHO发布的环境中若干种主要的致癌物质中，多环芳香烃发布的环境中若干种主要的致癌物质中，多环芳香烃和六价铬的致癌危险度最高。和六价铬的致癌危险度最高。CC China_Documentation Standard v2 2006060629欧盟欧盟关于报废汽车的技术指令关于报废汽车的技术指令 of EU 欧盟关于报废汽车的技术指令要求各成员欧盟关于报废汽车的技术指令要求各成员国要自行采取必要的措施，到国要自行采取必要的措施，到2008年年7月以后，月以后，禁止使用含铅、汞、镉和六价铬的材料。禁止使用含铅、汞、镉和六价铬的材料。 部分公司自部分公司自2006年开始即执行该指令。年开始即执行该指令。CC China_Documentation Standard v2 2006060630We are committed to your superior productivity throughinteraction and innovation.通过互动与创新，我们承诺您实通过互动与创新，我们承诺您实现卓越生产力。现卓越生产力。CC China_Documentation Standard v2 200606063131