调试工培训课件-常用材料基础知识

F
F
F
F
我们将得到夹紧力F
螺纹紧固件受力分析：
张力（轴力）F
夹紧力
剪切力
剪切力
张力（轴力）F
支承面摩擦力Fw 螺纹副摩擦力Fs
这必须避免!
张力
剪切力
剪切力 张力
所施加的扭矩和夹紧力之间的关系：10%
当对螺母施加力时，将产生力矩：T = F × r
其中：Ta = F × 2r = 2Tb
拧紧力矩的组成：
➢ 理论上了解螺纹拧紧的基本知识， 便于在实际装配作业时有意识的 控制，提升拧紧力矩质量
➢ 为技术人员制定拧紧力矩标准和 工具选型提供了参考
螺纹拧紧原理及控制 1.螺纹拧紧原理 2.拧紧力矩控制方法 3.拧紧力矩的管理基础
2-1 螺纹拧紧原理
① 螺纹原理 ② 螺纹拧紧 ③ 螺纹紧固件中的受力情况 ④ 拧紧力矩和紧固轴力的关系 ⑤ 影响预紧力因素 ⑥ 紧固件拧紧的实质
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公称直径10
黄色
韩标件篇
韩标件图号 通常有10位，以1开始，1****-*****，特殊的有后缀字母
1
—
结构类型 主分组号
主分组号：
公称直径 螺柱长度 外观颜色
11——螺栓 11415、11290…
12——螺钉 12431、12492…
13——螺母、垫片 13270、13385、13602…
韩标件螺栓结构形式：
① 螺纹原理
外螺纹
内螺纹
螺距
以倾斜角β的线，围绕圆柱或圆锥运动时，圆柱或圆锥上就形成了螺旋线。 沿着螺旋线产生的沟漕和突起物就是螺纹。 圆柱的外侧螺纹叫外螺纹。 圆柱的内侧螺纹叫内螺纹。 螺纹是内、外一组同时使用的。
螺纹主要参数
螺距P: 相连两个螺纹顶尖的距离。 导距L: 螺纹旋转一周时，螺纹上一点沿轴线方向前进的距离。 注: 一条螺旋线产生的螺纹叫单头螺纹，螺距与导距相等。 两条或两条以上的等间隔的螺旋线产生的螺纹叫多头螺纹。 导距 = n×螺距
2. 拧紧力矩的影响因素
影响拧紧力矩的主要因素：
1）气压情况 2）润滑情况 3）零部件质量 4）拧紧工具 5）拧紧方法
气压影响
气压的稳定性对拧紧力矩的影响较大， 不同的气压，风动工具将输出不同的力矩。 尤其要保证风动工具在运转的过程中有一个 稳定的气压。
注：目前公司风动工具的气压稳定值为0.63±0.03Mpa。
4、根据公式计算目标扭矩：Tf = K Ff d
被联接件所需夹紧力
预紧力Ff
屈服预紧力Ff
确定扭矩目标值
螺纹选型
附一：标准件屈服与极限紧固轴力值
附二：标准件常用拧紧力矩值
螺纹拧紧质量的表现 目前，对螺纹的拧紧质量公司内主要通过
Cp值及Cpk值体现。 建议：通过合格率体现（上/下控制线）。
力矩判断：确保下限值，上限不得超出10-15%。（日本）
塑性区 Kmax 弹性区
紧固力矩T
其中，K：扭矩系数，与支承面粗糙度和润滑情况、螺纹副精度和润滑情况等有关。
⑤ 影响预紧力（夹紧力）的因素
在采用同一扭矩紧固时： Ⅰ、摩擦系数上升，K值变大，则预紧力Ff不足 Ⅱ、摩擦系数下降，K值变小，则预紧力Ff增大，可导致螺纹连接破坏失效。
摩擦力 坏的螺纹 普通 润滑后的螺栓
润滑影响
在有润滑的条件下，扭矩系数K变小，同一扭矩将 得到不同的轴向预紧力（夹紧力）— 偏大；或相同的 预紧力时，扭矩 — 偏小。
注：上表中扭矩系数为日本试验结果。
零部件质量的影响
零部件的质量对拧紧力矩的也有一定的影响， 如螺纹烂牙、定位尺寸误差、支撑面变形等。
例：轮胎螺栓与钢圈的定位误差，易造成“假扭 矩”，即力矩达到要求，在地面滚动后，力 矩急剧下降。
角度
θ min
θ max
注：扭矩控制法 的一种辅助监控
扭矩 Tmax Tmin
扭矩 = OK 扭矩 = OK 扭矩 = OK 角度 = 过低 角度 = OK 角度 = 过高
角度
扭矩+角度 控制法
扭矩
扭矩 = OK 扭矩 = OK
△θ
T0
角度
θ1
θ2
例：缸盖螺栓拧紧要求为 64Nm + 松懈 + 20Nm + 90°+ 90°
伸展方向
8
1
3
6
5
4
2
7
3
1
8
6
5
7
2
4
3.螺纹松弛的分类、原因及防松措施
8、10、12、14、17、19、22….
长度： 08、10、12、14、16、18、20、25、28、30、35、40、45、50…. 小提示：如果是螺母、垫片，则长度为00
外观颜色
1、五彩：金黄色，图号末位为1 如：11290-06161
2、黑色：图号末位为3 如：11415-06163
3、银白色：镀达克罗处理后的颜色，无 法体现在图号上
例：Q1460616 Q33012
汽标件螺栓结构形式：
1、无垫片螺栓 六角螺柱Q150…、Q151… 六角法兰Q180…、Q184…、Q186… 2、螺栓+垫片： 平垫组合Q140…、弹垫组合Q142… 3、螺栓+弹垫+平垫： Q146…
标准件性能等级及标记（螺纹强度） 汽标件：
螺栓：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9 螺母：8、9、10…
紧固轴力
螺纹的摩擦性能主要取决于：螺栓材质、制造精度、表面处理、实际装配工艺条件等。
⑥ 紧固件拧紧的实质
控制螺纹紧固轴力（预紧力），保证被连接件所需的夹紧力。
夹紧力需适中： 1）过小夹不紧，被连接件容易松动； 2）过大夹过紧，被连接件容易损伤，同时， 也容易造成螺纹件的损坏。
※ 螺纹连接的可靠性主要取决于螺栓的轴向夹紧力， 夹紧力通常只能通过控制拧紧扭矩或转角来实现。
轴向预紧力的确定
1）轴向预紧力下限值： 由连接结构的功能决定，此值必须保证被联接件在工作 过程中始终可靠贴合；
2）轴向预紧力上限值： 由螺栓（螺母）和被连接件的强度决定，此值必须保证 螺栓及被联接件在预紧和服役过程中不发生破坏。 （如：螺栓拉长、拧断、脱扣、被联接件压陷/破裂等）
螺栓连接件的特性
伸长率 % min 25 22 — 20 — — 12 12 10 9
8
HRB （max)
95
99.5
——
HRC
洛氏硬度HR
（max) HRB
（min)
52
67
—— 71 79
82
89
32
34 37 39 ——
44
HRB （min)
——
22 23 28 32 39
等级性能： 日/韩标准
对应中国标准
注：进口标准件（日/韩）
螺纹标记的含义：
1）8.8
第一个数：表示公称抗拉强度的 1/100 （即最大抗张应力 N/mm2) 100×8 = 800 N/mm2
第二个数：表示公称屈服强度与公称抗拉 强度比值的关系（即屈强比） 0.8 = 80%
两数相乘得出其屈服强度 ： 800* 0.8 = 640 N/mm2
螺纹拧紧原理及控制 1.螺纹拧紧原理 2.拧紧力矩控制方法 3.拧紧力矩的管理基础
2-2 拧紧力矩控制方法
扭矩直接控制法
扭矩 Tmax Tmin
扭矩 = OK
时间
例：安全带螺栓拧紧要求为 35-55Nm
扭矩控制 — 转角监控法
扭矩 Tmax Tmin
扭矩 = OK
角度 ：监 控
20%
设定角度
“假扭矩”现象
连接件表面存在有杂质、磕碰、毛刺、定位误 差、支撑面变形等，使结合面产生非正常连接，螺 纹结合面将产生咬合现象。使得相同的装配扭矩所 产生的轴向预紧力降低、甚至为零。
（假力矩的控制…）
工具的影响
拧紧方法的影响
拧紧方法对装配质量有较大的影响
常用的方法有： ↓对角拧 ↓分组拧（分序） ↓分步拧 ↓重复拧
江淮汽车乘用车总装调试工培养课件-基础篇
常用材料基础知识
主讲：朱康良 2010-09-19
内容提要
第一章 标准件篇 第二章 螺纹拧紧篇 第三章 其它材料篇
第一章 标准件篇 第二章 螺纹拧紧篇 第三章 其它材料篇
汽车常用螺纹紧固件主要包括：
螺栓、螺柱、螺钉、螺母、螺钉、螺塞、 弹簧垫圈、平垫圈、锯齿垫圈 扩口式管接件、卡套式管接头体、锥形管接头 体等。
> 720 度 (ISO 5393)
贴合点
角度
1. 螺纹紧固的四种错误
① 紧固作业者的错误： 忘记紧固，或紧固工具使用不当（工具正确）；
② 紧固方法的错误： 紧固次序不当，或紧固工具选择欠妥（工具不正确）；
③ 紧固工具的错误： 工具精度不高，性能不好；
④ 紧固连接件的错误：
零不见尺寸超差，材质不好，螺纹润滑不良。
多组螺栓，如： U型螺栓、轮胎螺栓、离合罩螺栓 需要：分序、对角拧紧
注：亦可采用 多轴螺母拧紧机 1）预拧值20% 2）等待 3）同时拧至力矩值 并记录拧紧角度
圆周分布
1
6
3
4
5
2
缸盖螺栓拧紧要求为： 64Nm+松懈+20Nm+90°+90°
需要：分序、分步、重复拧紧
紧固时效处理：减小扭矩变化。
抗 拉 强 度
极限抗拉强度
屈服强度
屈服点
失效
60%
50%
弹性区
塑性区
力矩取值？
应变
一般工序：± 15%； 特殊部位：± 3-5% 】 开槽螺母