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拧紧工艺一般分为哪些?

发布日期:2024-04-26 11:17:02   浏览量 :56
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常用拧紧工艺有转矩法、转矩转角法、斜率法等。


转矩法

转矩法是单纯地控制转矩拧紧的工艺方法,依据的基础公式为T=k·D·F。该方法要求一般的拧紧工具即可,由于没有角度监控功能,不易发现拧紧过程中可能存在的“假转矩”等异常情况,因此通常只适用于10.9级及其以下级别的刚度相对较大的普通螺栓。采用转矩法时,螺栓的应力水平应控制在弹性变形范围内。


转矩转角法

转矩转角法是先将螺栓拧紧至某一贴合转矩T。之后,再拧紧某一角度A(为便于人工掌握,该角度通常是60°或90°的倍数),控制螺栓的总伸长量,从而达到准确控制轴向力的目的。与转矩法不同,转矩转角法的相应工艺参数一般只能通过专门的工艺试验获得,不可能通过计算或查表获得。另外,转矩转角法要求采用价钱昂贵的、具备转矩/转角控制和监测功能的电动拧紧枪及相应的前期开发试验设备。

电动拧紧枪不仅可以控制螺栓拧紧过程,而且还可以监测螺栓的目标拧紧状态,发现相关的螺纹紧固件、被夹紧件的一些异常情况(螺纹干涉、发卡、强度偏高或偏低、异常变形、破断等)并给出警示信号,便于实现全数品质保证。鉴于其高技术要求和高工艺成本,转矩转角法通常只应用于如发动机连杆螺栓之类的重要大强度螺栓。采用转矩转角法,既可以将螺栓拧紧至弹性范围内,也可以将螺栓拧紧至塑性范围内,分别如图1、图2所示。

图1 弹性区转矩转角法拧紧示意图

图2 塑性区转矩转角法拧紧示意图


斜率法

斜率法是在转矩转角法基础上发展起来的一种更准确的拧紧控制工艺方法,它监控的是螺栓拧紧过程中转矩一转角曲线的斜率(转矩率)变化,当拧紧曲线斜率下降到一定程度时停止拧紧。由于转矩一转角曲线斜率的下降意味着螺栓材料发生了屈服,因此斜率法又可称作屈服点控制法。与转矩转角法相比,斜率法对设备的要求更高。

螺栓拧紧的传统工艺方法是转矩法,自1960年后才研究分化出转矩转角法。由于转矩法与转矩转角法出于不同的轴向预紧力控制原理,实施难易程度不同,达到的控制精度也不同,预紧联接也可由此分为适用于转矩法的普通螺栓联接和适用于转矩转角法或斜率法的大强度螺栓联接两类。

就汽车上的应用而言,为了满足可靠性和经济性的双重要求,目前转矩转角法及12.9级大强度螺栓联接通常适用于发动机重要螺栓,而车桥、变速器、底盘及车身上大量螺栓仅适合采用转矩法控制拧紧的10.9级及以下强度级别的螺栓。

汽车螺栓通常是成组应用,为了保证成组拧紧的各个螺栓的轴向预紧力更为均匀,转矩法及转矩转角法拧紧工艺通常还需配合采用分步拧紧、二次拧紧等工艺方法。

螺纹紧固件拧紧工艺技术及螺纹紧固件本身的发展都是出于联接可靠性及结构轻量化需要,是螺纹联接设计、工艺以及材料技术进步的结果。在螺纹紧固件拧紧工艺应用的具体工作中,还应注意区分装配设计转矩、实际拧紧转矩、检查转矩之间概念的区别和数值范围的不同,保持设计、制造、质量管理部门之间协调一致。


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