基本拧紧技术

标准拧紧曲线
夹紧力
预拧紧
弹性变形 塑性变形 屈服点
贴合点
角度
预拧紧阶段，螺栓头部以及螺纹部分的摩擦力很小，扭矩也非常小，螺栓未被拉 伸
从贴合点开始，随着拧紧角度增加，螺栓被拉伸，相应的夹紧力也同样增加。这 一阶段螺栓的拉伸变形是可逆的，即弹性变形
从屈服点开始，螺栓的拉伸变形超过了螺栓的强度，角度增加，夹紧力不再增加， 螺栓发生不可逆变形，即塑性变形
CP 和 CPK 计算
In capability calculations-we compare the natural variation to the tolerance demands in the application. Capability calculations
Sigma=0.165 (For Cp, 6Xsigma should smaller than 16.2-13.8=2.4X75%=1.8Nm.)
Accuracy calculations: % 3 sigma=3 X sigma/mean value X 100 = +/- % % 6 sigma=6 X sigma/mean value X 100 = %/2=+/- %
(100 =100% of the tolerance interval)
value. Accuracy comes from the specified times of tightening of the specific tool. 2 In capability calculations-we compare the natural variation to the tolerance demands in the application. Cp and Cpk is the process capability indexes of a tool. When calculating Cpk also the target value is considered. When calculating Cpk also the target value is considered.
硬连接
软连接
Torque
贴合点 30o
720o
Angle
扭矩的测定
静态扭矩和动态扭矩
－静态扭矩是指连接件在静态状态下测得的扭矩值 －动态扭矩是连接件在拧紧过程中测得的实时扭矩
静态扭矩验证和动态扭矩验证
－静态扭矩的测量一般使用扭力扳手实现，即在完成连接件的拧 紧后，使用扭力扳手对连接件的扭矩进行验证。 －动态扭矩的测量是通过在线式的扭矩传感器对拧紧全过程进行 实时的检屈服点
连接件特性
根据ISO5393的规定，从贴合点到最终扭矩，螺栓旋转角度<30o
的称为硬连接；从贴合点到最终扭矩，螺栓旋转角度>720o的称 为软连接。
硬连接通常是很短的金属螺栓直接连接
软连接通常指较长的螺栓、垫片、弹簧垫圈、软质材料如塑料、 木材等。
第二个数=抗张应力与屈服之间 的关系（ %）
两数相乘得出屈服应力
螺栓
螺栓等级从3.6、4.6、4.8、6.8、8.8、10.9、12.9。
常用螺栓
5.8
8.8
10.9
M3
0.77Nm
1.20Nm
1.70Nm
M6
6.10Nm
9.80Nm
14.0Nm
M10
29.0Nm
47.0Nm
65.0Nm
M12
51.0Nm
效率 效率 反作 硬连接 软连接 用力
电动传感器工具 5%
电流工具
7.5%
气动离合器工具 10%
脉冲工具
10-15%
冲击扳手
无
好
一般
差
低
低
CP和CPK
当平均值=中间值时 CP=CPK
CP值和CPK值
拧紧精度计算
In accuracy calculations-we compare the natural variation to the mean value.
拧紧基本技术
Jan, 2009
紧固就是将两个或多个零件连接在一 起 （方法很多，有焊接、粘接、铆接或 螺纹连接等）
螺纹紧固是机械组件中最常用的方法：
机械紧固可以将简单的零件组装成组件 同时可以把组件拆卸为零件。
螺纹紧固可以提供比较高的夹紧负载。
螺纹副连接在各行各业都有着十分广泛 的应用，尤其在汽车、内燃机、压缩机等 机械行业的装配作业中占有重要地位。鉴 于螺纹连接与产品质量休切相关，随着企 业质量意识的加强，如何对其实施有效的 监测和控制已日益受到人们的关注和重视。
通常情况下，同一个连接件的静态扭矩和动态扭矩是不同的！
扭力扳手的缺点
扭力扳手精度低，需要经常校验 只能检测扭矩是否过低（咔嗒扳手） 扭力扳手人为误差较大
扭力扳手无法如实反应连接件和拧紧是实际状况
静态扭矩和动态扭矩
Torque
硬连接
静态扭矩>动态扭矩 原因：静态摩擦力
Angle
弹性应力释放
Cm 和 Cmk 与Cp 和 Cpk 区别
Cm and Cmk / Cp and Cpk
拧紧工具的精度，CP和CPK值
Accuracy of tightenings of a tool 1 In accuracy calculations-we compare the natural variation to the mean
螺纹紧固件
螺纹连接件的受力分析
剪切力
剪切力
扭矩=力×力臂（Nm）
扭矩的单位
牛顿×米 · 公斤力× 英尺×磅 英寸×磅
N·m Kg-m Kg-cm ft·Ibs in·Ibs
扭矩的概念
力N
力臂 m
扭矩和夹紧力的关系
螺栓头底部摩擦力50％ 螺纹付摩擦力40％ 夹紧力10％
夹紧力
螺栓头底部摩擦力
81.0Nm
114.0Nm
THANK YOU!
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软连接
静态扭矩<动态扭矩 原因：弹性应力释放
如何获得合格的拧紧
NOK
High
Target OK
Low
NOK
Torque
Angle Low
High
单纯的扭矩控制无法获得高精度的拧紧 角度监控可以检测摩擦力的影响 扭矩和角度全部OK才能得到合格的拧紧
不同工具的选择
高
高
价格
功能
拧紧轴
精度 3%
Target (torque) value, mean value, mean shift, standard deviation, six sigma distribution, Cp and Cpk, accuracy, Cm and Cmk.
螺栓等级：
第一个数=1/100的最大抗张应 力（N/mm2）
3 Cpk=1, Cp=2, Accuracy%=3 (usual)
基本拧紧技术要点
Training Takeaways: 1 Torque 2 Clamp Force 3 Angle-Grip length 4 Friction 5 Fastener Physical Properties 6 Elastic / Plastic Deformation 7 Hard Joint and Soft Joint 8 Dynamic Torque and Static Torque 9 Torque and Angle OK 10 Statistics
螺纹付摩擦力
Clamping Force
摩擦力对夹紧力的影响
摩擦力太小
标准摩擦力
摩擦力太大
Torque
标准摩擦力，夹紧力=10％扭矩 摩擦力太大，夹紧力<10％扭矩
螺纹公差大、螺纹中有杂物、螺纹表面粗糙。未达到要求夹紧力，拧紧 不合格
摩擦力太小，夹紧力>10％扭矩
螺纹过润滑，螺栓被过度拉伸，夹紧力超过要求，拧紧不合格
拧紧精度计算
% 3 sigma=3 X sigma/mean value X 100 = +/- % % 6 sigma=6 X sigma/mean value X 100 = %/2=+/- % (100 =100% of the tolerance interval)
Mean Value=15.275 and Sigma=0.165 %3 sigma=3X0.165/15.275X100=+/-3.24%
Cpk tells us whether we are on target or not. Cp tells us whether a good or bad Cpk value is because of the centering of the process or because of the spread. Cm=Cp, Cmk=Cpk when they are done under very controlled circumstances, preferably in a tool crib.