螺栓擰緊知識教師手冊

1、.螺 栓 擰 緊 知 識 LUO SHUAN NING JIN ZHI SHI教 師 講 義 JIAO SHI JIANG YI單 位：發(fā)動機公司柴油機廠 學(xué)員對象：柴油機廠總裝車間員工 教學(xué)課時：2課時引言關(guān)于講師的自我介紹J 姓 名： (辦公電話： 移動電話： * 郵 箱： 螺栓雖是一個小小的零部件，甚至并不起眼，我們對螺栓的擰緊力矩也沒有真正的關(guān)注過。只有在一個個由于螺栓引起的質(zhì)量事故后，我們才開始重視螺栓在發(fā)動機及整車上的重要性，尤其在汽車安全件上，如果是由于螺栓的質(zhì)量問題,造成的后果是不堪設(shè)想的。深入的了解螺栓螺紋擰緊的原理及螺紋知識，有助于我們對螺栓的充分認(rèn)識，螺栓擰緊的必要性和關(guān)

2、鍵程度是我們?nèi)粘５难b配工作關(guān)注的主要對象，力矩的有效控制則能體現(xiàn)出一個崗位甚至一個班組的質(zhì)量管理水平。目錄課前提問和案例分析一、常見螺紋聯(lián)接1、常用螺紋緊固件2、螺紋性能等級3、螺紋標(biāo)記的含義4、等級性能標(biāo)準(zhǔn)對照2、 螺紋聯(lián)接技術(shù)及緊固理論介紹1、螺栓連接受力示意圖和緊固扭矩分配示意圖2、理論公式3、擰緊力矩的組成4、擰緊力矩和緊固軸力的關(guān)系5、影響預(yù)緊力（夾緊力）的因素6、緊固件擰緊的實質(zhì)7、軸向預(yù)緊力的確定8、螺栓連接件的特性三、裝配工藝開發(fā)及過程控制1、螺紋聯(lián)接擰緊的幾個階段2、螺紋聯(lián)接裝配工藝方法四、擰緊力矩的管理基礎(chǔ)1、螺紋緊固的四種錯誤2、擰緊工具的選擇3、擰緊檢具及檢測方法4、力

3、矩檢測影響因素5、擰緊力矩的影響因素6、加強過程控制五、螺紋聯(lián)接的常見失效形式與預(yù)防1、常見的失效形式2、防止松動的有效措施6、 螺紋孔深度加工及攻絲注意事項1、螺紋孔加工尺寸和深度計算2、普通螺紋手動攻絲方法及注意事項3、普通絲錐攻螺紋中常出現(xiàn)的問題4、從螺孔中取出折斷絲錐的方法 課前提問和案例分析提問一：現(xiàn)階段我們現(xiàn)場使用的螺栓等級有多少種？答案：8.8、9.8（動力轉(zhuǎn)向泵緊固螺栓等）、10.9（FA100飛輪殼緊固螺栓，主蓋螺栓）提問二：現(xiàn)階段我們現(xiàn)場使用的螺栓螺距有多少種？答案：M6*1.0，M8*1.25，M10*1.25，M10*1.5，M11*1.5，M14*1.75 課前案例分

4、析答案：現(xiàn)狀調(diào)查：1、 在熱試間對拆卸下來的飛輪進(jìn)行檢查，飛輪螺栓上沒有擰緊標(biāo)識，疑為飛輪螺栓漏緊；2、 現(xiàn)場在擰緊設(shè)備上沒有查詢在此臺發(fā)動機的數(shù)據(jù)，基本確定此臺發(fā)動機為飛輪螺栓漏緊導(dǎo)致；原因分析：1、此臺發(fā)動機為下午上班第一臺發(fā)動機，這臺發(fā)動機是上午下班前流轉(zhuǎn)到本崗位，員工下午上班前沒有進(jìn)行崗位操作步驟確認(rèn)，將此臺發(fā)動機放行到下到工序，此為主要原因；2、車間經(jīng)常強調(diào)“崗位操作人員須在一臺發(fā)動機操作完畢并確認(rèn)后方可離崗”，可崗位員工并沒有按照要求操作，沒有執(zhí)行在離崗前后的崗位確認(rèn)步驟，放行未裝配完成的發(fā)動機是造成此次質(zhì)量事故原因之一；3、崗位操作步驟完成后標(biāo)識不符合要求，標(biāo)識不清晰，標(biāo)記位置不

5、正確，此為操作工思想松懈導(dǎo)致，對崗位作業(yè)自檢有僥幸心理，是造成本次質(zhì)量事故的原因之二；4、崗位自互檢要求沒有真正落實，下道工序?qū)ι系拦ば虻木唧w檢查內(nèi)容不是很清楚，有沒有落實沒有評價標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致自互檢管理失控，是導(dǎo)致此次質(zhì)量事故間接原因。突出螺栓擰緊的重要性，擰緊后標(biāo)識的作用。1、 常見螺紋聯(lián)接1、 常用螺紋緊固件 常見的螺紋緊固件有：六角螺栓、螺釘、螺母、墊片、螺塞、圓柱銷、雙頭螺柱、 U型螺栓等。1）螺栓 強度級別：3.6級12.9級（共10個等級） 螺紋精度：4h6h 定義：公差代號按照：中徑頂徑的順序標(biāo)注，表示螺紋連接時的松緊程度，用數(shù)字字母表示，數(shù)字代表精度等級，數(shù)字越小、精度越高，制造

6、越難。字母代表尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸偏離的程度。一般外螺紋（桿）要比內(nèi)螺紋（孔）要小一些。外螺紋用小寫字母表示，只有e、f、g、h四個字母，離h越近，間隙越小。內(nèi)螺紋用大寫表示，只有G, H兩。個字母。如果中徑和頂徑的公差代號相同，標(biāo)一個就可以了。2）螺母 強度級別：4級12級（7個等級） 螺紋精度：4H6H2、 螺紋性能等級 國產(chǎn)螺紋的性能等級一般有：3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9。1）8.8 第一個數(shù)：表示公稱抗拉強度的 1/100 （即最大抗張應(yīng)力 N/mm2) 1008 = 800 N/mm2 第二個數(shù)：表示公稱屈服強度與公稱抗拉 強度比值的

7、關(guān)系（即屈強比） 0.8 = 80% 兩數(shù)相乘得出其屈服強度 ： 800* 0.8 = 640 N/mm2 2）BUFO：表示生產(chǎn)商3）M：表示公制螺紋3、螺紋標(biāo)記的含義4、等級性能標(biāo)準(zhǔn)對照常識：HRC和HRB意義:洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C為三種不同的標(biāo)準(zhǔn)，稱為標(biāo)尺A、標(biāo)尺B、標(biāo)尺C。 洛氏硬度試驗是現(xiàn)今所使用的幾種普通壓痕硬度試驗之一，三種標(biāo)尺的初始壓力均為98.07N(合10kgf)，最后根據(jù)壓痕深度計算硬度值。標(biāo)尺A使用的是球錐菱形壓頭，然后加壓至588.4N(合60kgf)；標(biāo)尺B使用的是直徑為1.588mm(1/16英寸)的鋼球作為壓頭，然后加壓至980.7N

8、(合100kgf)；而標(biāo)尺C使用與標(biāo)尺A相同的球錐菱形作為壓頭，但加壓后的力是1471N(合150kgf)。因此標(biāo)尺B適用相對較軟的材料，而標(biāo)尺C適用較硬的材料。 實踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。但各種材料的換算關(guān)系并不一致。除了洛氏C標(biāo)尺和布氏硬度，維氏和布氏有粗略的換算關(guān)系外，其它大多數(shù)的硬度換算只能通過查表。 HRC主要用于淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等硬度較高的材料，測量范圍HRC2067。 HRB主要用于軟鋼，有色金屬等較軟的材料。測量范圍HRB251

9、00。 在手冊中可以通過維氏硬度換算。 HRB100HV233=HRC21.8； HRB99.2HV226=HRC20.0； HRB96HV211=HRC17.0。 但兩者之間的重疊范圍只有這么大。 二、螺紋聯(lián)接技術(shù)及緊固理論1、螺栓連接受力示意圖注：剪切力只有在被連接件螺栓孔錯開的情況下才會產(chǎn)生。2、理論公式式中：ms為螺紋副摩擦系數(shù)；mw為端面摩擦系數(shù)； dp為螺栓有效直徑,粗牙螺紋，dp0.906d,細(xì)牙螺紋，dp0.928d； dw為端面摩擦圓等效直徑，dw=1.3d； du、di分別為摩擦圓的外徑及內(nèi)徑； d為螺紋公稱直徑； b為螺紋升角,粗牙螺紋b250，細(xì)牙螺紋b210 a為垂直

10、截面內(nèi)的螺紋牙形半角，約為2958注：螺紋的基本知識(1) 大徑d(D)： 它是與外螺紋牙頂或內(nèi)螺紋牙底相重合的假想圓柱的直徑，一般定為螺紋的公稱直徑。 (2) 小徑d1(D1)：它是與外螺紋牙底或內(nèi)螺紋牙頂相重合的假想圓柱的直徑，般取為外螺紋危險剖面的計算直徑。 (3) 中徑d2(D2)：螺紋的牙厚與牙間相等處的假想圓柱直徑。 (4) 螺距P：相鄰兩牙在中徑上對應(yīng)兩點間的軸向距離。(5) 螺紋線數(shù)n：沿一條螺旋線形成的螺紋稱為單線螺紋， n1。沿兩條或兩條以上，在周向等角度分布， 在軸向等間距分布的螺旋線形成的螺紋稱為多線螺紋。(6) 導(dǎo)程s：同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑上對應(yīng)兩點間的軸向

11、距離。若螺旋線數(shù)為n，則snP。 (7) 螺旋升角：在中徑圓柱上螺旋線的切線與垂直于螺紋軸線的平面間的夾角，其展開形狀右圖所示。 計算式為 (8) 牙型角：軸向剖面內(nèi)，螺紋牙型兩側(cè)邊的夾角。 (9) 牙型斜角： 軸向剖面內(nèi)，螺紋牙型的側(cè)邊與螺紋軸線的垂線間的夾角。對三角形、梯形等對稱牙型，2。 3、擰緊力矩的組成 T = Ts + Tw（支承面摩擦力矩TW 螺紋副摩擦力矩TS）注：產(chǎn)生力矩的原因支撐面摩擦力和螺紋副摩擦力相對螺栓中心存在力臂，能形成力矩；軸力位于螺栓中心，力臂為0，即力矩為零。4、 擰緊力矩和緊固軸力的關(guān)系 緊固軸力Ff （預(yù)緊力）的計算：1）彈性區(qū)域內(nèi) T = K Ff d

12、Ff = T/(Kd)5、影響預(yù)緊力（夾緊力）的因素 在采用同一扭矩緊固時：1）摩擦系數(shù)上升，K值變大，則預(yù)緊力Ff不足；2）摩擦系數(shù)下降，K值變小，則預(yù)緊力Ff增大，可導(dǎo)致螺紋連接破壞失效。注：螺紋的摩擦系數(shù)主要取決于：螺栓材質(zhì)、制造精度、表面處理、實際裝配工藝條件等。6、緊固件擰緊的實質(zhì) 控制螺紋緊固軸力（預(yù)緊力），保證被連接件所需的夾緊力。夾緊力需適中： 1）夾緊力過小，被連接件容易松動； 2）夾緊力過大，被連接件容易損傷，同時，也容易造成螺紋件的損壞。注：螺紋連接的可靠性主要取決于螺栓的軸向夾緊力，夾緊力通常只能通過控制擰緊扭矩或轉(zhuǎn)角來實現(xiàn)。7、軸向預(yù)緊力的確定 1）軸向預(yù)緊力下限值：

13、 由連接結(jié)構(gòu)的功能決定，此值必須保證被聯(lián)接件在工作過程中始終可靠貼合； 2）軸向預(yù)緊力上限值： 由螺栓（螺母）和被連接件的強度決定，此值必須保證螺栓及被聯(lián)接件在預(yù)緊和服役過程中不發(fā)生破壞。（如：螺栓拉長、擰斷、脫扣、被聯(lián)接件壓陷/破裂等）。8、 螺栓連接件的特性 關(guān)鍵工序：7-10%； 一般工序： 15%； 特殊部位： 3-5%注：關(guān)鍵工序：對產(chǎn)品質(zhì)量起決定性作用的工序。它是主要質(zhì)量特性形成的工序，也是生產(chǎn)過程中需要嚴(yán)密控制的工序。顧客經(jīng)常抱怨，廢品率高，與配合尺寸較密切，由公司自己界定。 特殊工序：工序的加工質(zhì)量不易或不能通過其后的檢驗和試驗充分得到驗證，這種工序?qū)儆陉P(guān)鍵(特殊)工序。由行業(yè)

14、來界定，如噴漆、焊接、熱處理、熱壓成型。螺栓拉伸曲線及基本概念1、 拉伸曲線1）當(dāng)載荷為零時，伸長量L也為零； 2）當(dāng)載荷逐漸由零增大到Fe時，試樣的伸長量與載荷成正比增長，材料處于彈性變形階段載荷卸除，試樣能完全恢復(fù)到原來的形狀和尺寸； 3）當(dāng)載荷超過Fe時，試樣除了彈性變形外，還開始出現(xiàn)塑性變形（即永久變形），載荷卸除后，試樣不能完全恢復(fù)到原來的形狀和尺寸；4）當(dāng)載荷增加到Fs后，在曲線上開始出現(xiàn)水平（或鋸齒形）線段，即表示載荷不增加，試樣卻繼續(xù)伸長，這種現(xiàn)象稱為屈服； 5）載荷超過Fs后，試樣的伸長量又隨載荷的增加而增大，此時試樣已產(chǎn)生嚴(yán)重塑性變形； 6）當(dāng)載荷增到最大值Fb時，試樣開始

15、產(chǎn)生局部截面變小，出現(xiàn)“縮頸”，此時載荷逐漸減小到K點時，試樣被拉斷。注意一點：鑄鐵、高碳鋼等高強度材料在拉伸實驗中沒有明顯的屈服現(xiàn)象，因此測定s時很困難。國標(biāo)中規(guī)定塑性變形量為試樣標(biāo)距長度的0.2%時的應(yīng)力為其屈服強度（即0.2 非比例屈服強度）。退火低碳鋼的拉伸曲線2、 基本概念 1）抗拉強度 是材料被拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值 b=Fb/S0 抗拉強度表示材料抵抗均勻塑性變形的最大能力； 2）彈性模量 是指金屬材料在彈性變形階段應(yīng)力（）與 應(yīng)變（）的比值： E=/ MPa 剛度，用來衡量金屬材料抵抗彈性變形的難易程度； 3）塑性 金屬材料在載荷作用下，產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力 =（L

16、k-L0）/L0100%4）硬度 是指金屬材料抵抗比它硬度更高的物體壓入其表面的能力，即抵抗局部塑性變形的能力檢測方法：洛氏硬度是以頂角為120的金剛石圓錐體或直徑為1.588的淬火鋼球作壓頭，以規(guī)定的試驗力使其壓入試樣表面。試驗時，先加初試驗力，然后加主試驗力。壓入試樣表面之后卸除主試驗力，在保留初試驗力的情況下，根據(jù)試樣表面壓痕深度，確定被測金屬材料的洛氏硬度值。 洛氏硬度值由h的大小確定，壓入深度h越大，硬度越低；反之，則硬度越高。一般說來，按照人們習(xí)慣上的概念，數(shù)值越大，硬度越高。因此采用一個常數(shù)c減去h來表示硬度的高低。并用每0.002的壓痕深度為一個硬度單位。由此獲得的硬度值稱為洛

17、氏硬度值，用符號HR表示。 由此獲得的洛氏硬度值HR為一無名數(shù)，試驗時一般由試驗機指示器上直接讀出。 洛氏硬度的三種標(biāo)尺中，以HRC應(yīng)用最多，一般經(jīng)淬火處理的鋼或工具都采用HRC測量。在中等硬度情況下，洛氏硬度HRC與布氏硬度HBS之間關(guān)系約為1：10，如40HRC 相當(dāng)于400HBS 。如50HRC，表示用HRC標(biāo)尺測定的洛氏硬度值為50。硬度值應(yīng)在有效測量范圍內(nèi)（HRC為2070）為有效。 5）疲勞斷裂 金屬在循環(huán)載荷作用下產(chǎn)生疲勞裂紋并使其擴展而導(dǎo)致的斷裂稱為疲勞斷裂。 特點：疲勞斷裂不產(chǎn)生明顯的塑性變形，斷裂是突然發(fā)生的，有很大危險性，常造成嚴(yán)重事故。 6）疲勞強度 工程上規(guī)定，材料經(jīng)

18、受無數(shù)次應(yīng)力循環(huán)而不產(chǎn)生斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞強度。 產(chǎn)生原因： 內(nèi)部組織缺陷：氣孔、疏松、夾雜等；表面劃痕。提高疲勞強度措施：改善內(nèi)部組織和外部結(jié)構(gòu)形狀；降低表面粗糙度；表面強化：表面淬火、噴丸處理、表面滾壓等。三、螺紋聯(lián)接裝配工藝及過程控制1、螺紋聯(lián)接擰緊的幾個階段 三個階段：彈性區(qū)、部分塑性區(qū)、均勻塑性區(qū)Stage 1PrevailingTorqueStage 2Draw DownStage 3ElasticStage 4PlasticStage1 prevailing torque 預(yù)緊力 stage2 draw down 施加擰緊力Stage3 elastic 彈性形變 stage4

19、 plastic 塑性變形2、螺紋聯(lián)接裝配工藝方法 1）扭矩直接控制法 原理：T = k d Ff TU = kL d FU TL = kU d FL 方法介紹:這是利用扭矩值與預(yù)緊力的線性關(guān)系進(jìn)行控制的方法，該方法在擰緊時只對緊固扭矩（T）進(jìn)行控制，操作簡便。但扭矩控制法受扭矩系數(shù)影響較大，90%以上用于克服螺紋和支承面摩擦扭矩，初始預(yù)緊力的離散度隨著擰緊時摩擦損耗等因素的控制程度而變化，因而離散度較大精度很低。 應(yīng)用：一般用在非關(guān)鍵部位。 針對扭矩法，主要有兩個問題：一是目標(biāo)扭矩達(dá)不到；二是監(jiān)控轉(zhuǎn)角超差。 目標(biāo)扭矩達(dá)不到針對目標(biāo)扭矩超差的問題，首先是檢查螺母擰緊機保持正常工作的設(shè)備參數(shù)是否

20、正常，另外扭矩設(shè)置范圍的核對以及螺母擰緊機是否進(jìn)行了定期校驗。 脫碳試驗：螺栓或被連接件上的螺紋過軟，有可能造成劃牙或脫扣，從而力矩達(dá)不到； 目標(biāo)扭矩還未達(dá)到，螺栓已發(fā)生斷裂，此種情況極少。 轉(zhuǎn)角超差 調(diào)查螺栓強度、硬度； 脫碳試驗：螺紋表面碳勢是否合格； 螺栓摩擦系數(shù)：如上述兩項均合格，則可知轉(zhuǎn)角小，即軸向力F小，也就是螺栓摩擦系數(shù)偏大；反之，摩擦系數(shù)偏小。 轉(zhuǎn)角范圍設(shè)置合理與否轉(zhuǎn)角范圍是在工序穩(wěn)定的前提下，通過對大量轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析后制定的。如果過程發(fā)生變更，如螺栓廠家更換、設(shè)備改造等，則轉(zhuǎn)角范圍應(yīng)重新制定或完善。 2）扭矩控制 轉(zhuǎn)角監(jiān)控法 原理：T = k d Ff 方法介紹:在采用扭矩

21、控制的同時,用緊固轉(zhuǎn)角f作為指標(biāo)對預(yù)緊力進(jìn)行監(jiān)控的控制方法。20% N扭矩設(shè)定轉(zhuǎn)角控制的起始點； 從起始點計算轉(zhuǎn)角，同時記錄扭矩。 注:該方法裝配精度高，可控制在5%以內(nèi)，一般用于較高的裝配部位，抗松動、抗疲勞性能較佳，為擰緊裝配工藝的發(fā)展方向。 3）扭矩轉(zhuǎn)角法 原理：a = FTS/(Kd ) / 方法介紹:分步擰緊，先采用扭矩控制,再采用緊固轉(zhuǎn)角f進(jìn)行控制的方法。大多數(shù)廠家用轉(zhuǎn)角法一般在塑性區(qū)。扭矩轉(zhuǎn)角法與扭矩法比較扭矩法中,從公式T=k D F可以看出F與K是線性的關(guān)系,因而受K的影響大； 扭矩轉(zhuǎn)角法中,從公式a = FTS/(Kd ) / (TS是轉(zhuǎn)折扭矩, 是與被連接件的彈性模量有關(guān)

22、的系數(shù))可以看出F 與a的關(guān)系是線性的，而與K 的關(guān)系不是線性關(guān)系，因而受K的影響不大；通過實驗數(shù)據(jù)的分析可以看出，與扭矩法相比，轉(zhuǎn)角法的優(yōu)點非常明顯，即便是在彈性區(qū)，轉(zhuǎn)角法中軸力與扭矩系數(shù)的關(guān)系較小，而軸力主要與轉(zhuǎn)角成正比，只要轉(zhuǎn)角的精度達(dá)到，軸力即基本可達(dá)到；但在扭矩法中，軸力完全受到扭矩系數(shù)的控制，即便扭矩達(dá)到，如果扭矩系數(shù)得不到控制，那么軸力就達(dá)不到要求從而影響擰緊要求。螺栓裝配質(zhì)量問題發(fā)生原理及排查方法1、扭矩+轉(zhuǎn)角法首先，問題發(fā)生時，需確認(rèn)螺母擰緊機是否處于正常工作狀態(tài)，扭矩或轉(zhuǎn)角范圍設(shè)置是否正確；螺母擰緊機校驗，擰緊是否準(zhǔn)確可靠。之后，再針對各個具體展開調(diào)查： 最終力矩偏大或偏小

23、。根據(jù)上述分析，最終力矩偏大，是由于參數(shù)偏大（即軸向力F偏大）或摩擦系數(shù)大（即扭矩系數(shù)K大）；最終力矩偏小，是由于參數(shù)偏?。摧S向力F偏?。┗蚰Σ料禂?shù)?。磁ぞ叵禂?shù)K?。?。對此需檢驗螺栓材料及金相，螺栓機械性能（如螺栓強度、硬度）。對于連桿螺母及缸蓋螺栓來說，螺栓擰緊基本在屈服點附近，也可采用粗略檢測方法：即先用數(shù)顯扳手檢測該螺栓的力矩，再將數(shù)顯扳手繼續(xù)轉(zhuǎn)過30，記錄數(shù)顯扳手的顯示力矩，計算兩次力矩之差，如果兩者之差5Nm，則證明螺栓已處于屈服點附近，可初步推斷是摩擦系數(shù)問題。 轉(zhuǎn)角未達(dá)到時螺栓斷裂說明擰緊已超過螺栓能承受的抗拉極限，螺栓強度不合格。 最終力矩監(jiān)控范圍問題如遇到螺栓廠家更換，螺

24、栓加工過程或控制參數(shù)的變化等情況，可能造成螺栓機械性能及摩擦性能等的變化，原先制定的最終力矩范圍不再使用，則需重新統(tǒng)計最終力矩范圍。4）屈服點控制法 操作方法：擰緊系統(tǒng)先將螺栓擰至一起始力矩（50%），然后系統(tǒng)不斷計算扭矩/轉(zhuǎn)角斜率，當(dāng)螺栓材料達(dá)到屈服點（扭矩不再增加，而角度增加很快），斜率急劇下降，則系統(tǒng)發(fā)出控制信號；得到信息后，系統(tǒng)略微停頓，再轉(zhuǎn)10左右。注：該方法具有可最大限度地利用螺栓強度的優(yōu)點，同時，對螺栓自身的屈服強度及抗拉強度有嚴(yán)格的要求（適用于塑性區(qū)域）。5）螺栓長度法四、擰緊力矩管理基礎(chǔ)1、螺紋緊固的四種錯誤緊固作業(yè)者的錯誤： 忘記緊固，或緊固工具使用不當(dāng)（工具正確）；緊固方

25、法的錯誤： 緊固次序不當(dāng)，或緊固工具選擇欠妥（工具不正確）；緊固工具的錯誤： 工具精度不高，性能不好；緊固連接件的錯誤： 零部件尺寸超差，材質(zhì)不好，螺紋潤滑不良。2、擰緊工具的選擇1）擰緊工具的分類 根據(jù)使用條件分：主要有手動、氣動和電動； 根據(jù)擰緊扭矩分：主要有定扭工具和非定扭工具； 根據(jù)制造商分： 有進(jìn)口和國產(chǎn)工具。2）擰緊工具的選擇 原則： 主要是根據(jù)螺栓強度相應(yīng)的擰緊扭矩、控制要求而選擇的。 常用定扭工具對比 有扭力要求的工具，應(yīng)選用定扭工具。在選用定扭工具時，應(yīng)考慮： 1）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工具使用的方便性（能否加反作用力桿） 2）現(xiàn)場環(huán)境工具使用的方便性（能否懸掛）、噪音 3）工藝參數(shù)工具型

26、號的扭力范圍的適用性及精度等級 4）制造廠商工具的可靠性和服務(wù)質(zhì)量（盡量集中廠商） 5）生產(chǎn)效率工具是否適應(yīng)裝配線速3、擰緊檢具及檢測方法 1）常用的檢測工具 靜態(tài)檢測 指針式力矩檢測扳手、表盤式力矩檢測扳手、數(shù)顯式力矩檢測扳手等 動態(tài)檢測 傳感器式力矩檢測扳手等 2）檢測工具的選擇3）常用檢測方法事后法（靜態(tài)檢測）：靜態(tài)檢測由于是裝配后檢測，受到力矩衰減、靜摩擦力、檢具的精度等影響，所測的力矩跟實際值有一定誤差。 擰緊法 擰松法 復(fù)位法另：螺栓伸長法也是一種檢測方法，主要應(yīng)用在校準(zhǔn)、標(biāo)定和試驗開發(fā)中。過程法（在線動態(tài)檢測）：動態(tài)檢測能真實地反映緊固件的擰緊力矩。 傳感器法4、力矩檢測的主要影

27、響因素1）連接件表面質(zhì)量及裝配扭矩形成過程的影響（表面的粗糙度及硬度等）2）檢測工具的影響（精度）3）檢測方法的影響（力矩變化系數(shù)）5、擰緊力矩的影響因素影響擰緊力矩的主要因素： 1）氣壓情況 2）潤滑情況 3）零部件質(zhì)量 4）擰緊工具 5）擰緊方法1）氣壓情況氣壓的穩(wěn)定性對擰緊力矩的影響較大，不同的氣壓，風(fēng)動工具將輸出不同的力矩。尤其要保證風(fēng)動工具在運轉(zhuǎn)的過程中有一個穩(wěn)定的氣壓。目前公司風(fēng)動工具的氣壓穩(wěn)定值0.50.1Mpa。 2）潤滑情況 在有潤滑的條件下，扭矩系數(shù)K變化，同一扭矩將得到不同的軸向預(yù)緊力（夾緊力）成反比；或相同的預(yù)緊力時，扭矩成正比。 3）零部件質(zhì)量 零部件的質(zhì)量對擰緊力矩

28、的也有一定的影響，如螺紋爛牙、定位尺寸誤差、支撐面變形等。 4）擰緊工具 擰緊工具的精度對擰緊力矩有直接的影響； 檢測工具的精度對力矩檢測結(jié)果有直接的影響； 連接件表面存在有雜質(zhì)、磕碰、毛刺、定位誤差、支撐面變形等，使結(jié)合面產(chǎn)生非正常連接，螺紋結(jié)合面將產(chǎn)生咬合現(xiàn)象。使得相同的裝配扭矩所產(chǎn)生的軸向預(yù)緊力降低、甚至為零。 假扭矩控制 5）擰緊方法 常用的方法有：1、對角擰；2、大平面螺栓擰緊：由中間向兩邊對角擰緊；由中間向外畫圈法；特殊擰緊方法。1、 對角擰緊此種方法是最基本的方法，強調(diào)的是對角操作，均勻擰緊。作業(yè)時起始螺栓能將被連接件剛剛壓緊即可，按照對角打緊得方式進(jìn)行擰緊作業(yè)，最后再將起始螺栓

29、進(jìn)行復(fù)緊。下面是幾種常見的對角擰緊順序圖。 2、 大平面螺栓擰緊由中間向兩邊對角擰緊（柴油機缸蓋螺栓） 由中間向外畫圈法擰緊（鋁制油底殼緊固螺栓擰緊） 特殊擰緊方法（鐵質(zhì)油底殼緊固螺栓擰緊）案例分析：案例一：人工檢測的力矩值大于螺母擰緊機顯示值（比如飛輪螺栓）。原因分析：我們公司當(dāng)前檢驗力矩的方法基本上采用事后法中的緊固法，螺母擰緊機顯示值為安裝扭矩，也是動態(tài)測試值,一般在產(chǎn)品圖紙上會標(biāo)出;人工檢測值為檢測扭矩，一般扭矩扳手采用繼續(xù)擰緊法（擰緊方向不超過10）是測試值為峰值扭矩。在不同的工況下，檢測值也會不同。檢測值還與被連接零件的材料有關(guān)系，按照ISO 5393軟硬聯(lián)接的標(biāo)準(zhǔn)，硬聯(lián)接檢測扭矩

30、一般會大于安裝扭矩；再加上由于檢測板手的精度比螺母擰緊機的要低，扭矩之差就顯現(xiàn)出來了，其誤差可能在525之間，即人工檢測的扭矩值可能大于機器顯示值的25。另外如果是采用指針式扳手時，可能還會混有零點定位誤差、操作人員的視覺誤差等，都會增大誤差。措施： 1、執(zhí)行緊固法時需注意擰動螺栓（或螺母）的角度應(yīng)盡量小，最大不超過10；2、區(qū)分?jǐn)Q緊的過程的三個不同的參數(shù)組：安裝參數(shù)=控制參數(shù)，與檢測參數(shù)不同（因為在以緊固法再次擰緊期間，扭矩值的分布特性與裝配工序的擰緊扭矩特性相比已有很大差別）。通過采集至少100個實際扭矩測量值，然后借助統(tǒng)計分析的方法求出標(biāo)準(zhǔn)偏差s，以確保下限，均值+3s作為控制范圍的上極

31、限，用作檢驗、評價螺栓連接擰緊效果的標(biāo)準(zhǔn)。以后測量值必須落在設(shè)定的界限范圍之內(nèi)（但這里需要保證螺栓的摩擦系數(shù)范圍每個批次基本一致，目前我們的螺栓質(zhì)量一致性是不穩(wěn)定的）；3、與螺栓廠家共同整改螺栓質(zhì)量；4、工序間的扭矩值的測量，必須在裝配完成后的30min內(nèi)進(jìn)行（力矩會有衰減）。案例二、在轉(zhuǎn)角法中，轉(zhuǎn)角未達(dá)到設(shè)定值，而最終力矩值超大出了監(jiān)控范圍（70-110 Nm）機器報警 原因分析：這個問題基本上都出現(xiàn)在工件、墊片和螺栓上。（1） 對于工件：主要是工件的螺紋不好或螺孔內(nèi)有異物，使螺紋接觸面摩擦阻力增大所至。（從實驗中我們發(fā)現(xiàn)，同樣的工藝方法，同樣的零件，因為是模擬零件，實驗時的力矩數(shù)據(jù)比現(xiàn)場的

32、力矩要小10Nm，因為試驗的零件是通孔，清洗的比較徹底，而實際缸體是盲孔，清洗的不徹底）（2） 對于墊片：可能會隨螺栓旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的摩擦阻力增大所至（實驗中國產(chǎn)的墊片是跟轉(zhuǎn)的，而CKD墊片不轉(zhuǎn)）。（3） 對于螺栓：主要是螺摩擦系數(shù)較大，尤其是端面摩擦系數(shù)較大且范圍寬（實驗數(shù)據(jù)表明，國產(chǎn)的摩擦系數(shù)大且范圍教寬，而CKD的摩擦系數(shù)小且非常的穩(wěn)定不動）。 還有一點就是螺栓未按規(guī)定處理（蘸油）或把本來涂的油清洗掉。（4） 其它原因：進(jìn)行了兩次擰緊。措施：1、必須明確用轉(zhuǎn)角法時，主要是控制轉(zhuǎn)角。通過實驗和擰緊曲線的分析可以看出，擰緊的軸向力與轉(zhuǎn)角成正比，只要轉(zhuǎn)角達(dá)到，軸向力也基本達(dá)到。所以當(dāng)時我們把力矩監(jiān)

33、控的范圍放大了，先滿足達(dá)到角度。 2、通過缸蓋螺栓的試驗，我們發(fā)現(xiàn)再用我們的工藝方法：63Nm松開+20Nm再轉(zhuǎn)90度+90度進(jìn)行CKD和國產(chǎn)螺栓的試驗，測量出國產(chǎn)的力矩的值（104Nm）比CKD（94 Nm）大，但軸向力卻 小了2000N。因此得出用最終力矩來衡量擰緊效果必須是摩擦系數(shù)在設(shè)計的范圍內(nèi)并且穩(wěn)定的情況下才可以。此時通過采集至少100個實際扭矩顯示或測量值，然后借助統(tǒng)計分析的方法求出標(biāo)準(zhǔn)偏差s，以3s作為控制范圍的上、下極限，作為我們的最終力矩的控制范圍和檢測范圍 3、我們通過實驗發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)螺栓的摩擦系數(shù)大，在起步力矩（20Nm）時由于摩擦系數(shù)的影響導(dǎo)致軸向力丟失了2000N，而在后

34、面的轉(zhuǎn)角過程中，軸向力沒有太大的差異。因此可判斷國產(chǎn)螺栓不能達(dá)到設(shè)計的要求。目前新的螺栓廠家正在開發(fā)（缸蓋螺栓、主蓋螺栓）。案例三、在轉(zhuǎn)角法中，轉(zhuǎn)角已達(dá)到設(shè)定值，而最終力矩值超小出了監(jiān)控范圍（70-110 Nm）機器報警原因分析： 擰緊扭矩值偏小的情況現(xiàn)在出現(xiàn)的非常少，前幾年在CKD缸蓋螺栓上出現(xiàn)較多.首先，轉(zhuǎn)角法擰緊工藝是將螺栓擰緊過屈服區(qū)域，通過控制轉(zhuǎn)角使軸向預(yù)緊力穩(wěn)定在屈服軸力附近。這種裝配工藝一般會設(shè)置最終扭矩監(jiān)控。最終扭矩偏小的原因大致有：螺栓強度偏低（硬度低）、摩擦太小、螺紋有缺陷、螺紋脫扣等。 措施：1、通過將螺栓再擰緊30度后，力矩的增加不超過5 Nm判斷螺栓基本上到了屈服點（

35、如果在彈性區(qū)，我們的螺栓擰過30度，力矩的變化超過15 Nm）；通過30度后，力矩一般能保證70Nm，主要是由摩擦系數(shù)小引起、不會導(dǎo)致軸向力不夠；如還達(dá)不到70Nm，屈服強度較低，可能會引起軸向力不夠，必須換螺栓。2、控制螺栓的機械性能指標(biāo)參數(shù)：如屈服強度、延伸率、硬度等，進(jìn)而達(dá)到控制螺栓質(zhì)量。 6）加強過程控制（1）首檢 考慮氣壓是否正常、定扭風(fēng)槍是否按規(guī)定進(jìn)行了校驗以及定扭值的合理性（考慮定扭風(fēng)槍自身的定值范圍來校定）； 擰緊方法是否存在問題； 是否正確使用手動定扭扳手，姿勢是否正確，擰緊用力要均勻，動作要穩(wěn)要慢。哪些情況下需要首檢？首檢的頻次？（2）巡檢 巡檢的頻次？巡檢人員是誰？ 五、

36、螺紋常見的失效形式與預(yù)防措施1、螺紋聯(lián)接的常見失效形式 常見的實效模式有：松動、裝配拉長、疲勞斷裂、裝配斷裂、延遲斷裂、裝配脫扣、過載靜斷、裝配干涉、墊片及被聯(lián)接件損壞（壓陷、破裂）。1） 松動概念：預(yù)緊螺栓的軸向力顯著降低至設(shè)計要求的下限以下。表現(xiàn)形式： 相對位置不固定，不能有效傳動、三漏、沖缸墊、異常磨損、聯(lián)接解體，螺栓疲勞斷裂。松動原因： 預(yù)緊力不足； 振動或交變載荷導(dǎo)致螺母（螺栓）回轉(zhuǎn)； 螺栓在預(yù)緊載荷及服役載荷（溫度）作用下產(chǎn)生蠕變伸長； 被聯(lián)接件在預(yù)緊載荷及服役載荷作用下產(chǎn)生蠕變減薄。預(yù)防措施：確保預(yù)緊力、提高預(yù)緊力：普遍有效涂膠：適用于振動或橫向?qū)е碌幕剞D(zhuǎn)類松動螺栓減細(xì)：適用螺栓

37、伸長及被聯(lián)接件減薄的場合改進(jìn)結(jié)構(gòu)：防止切向載荷、平墊改鑲?cè)Ψ浪删o固件：異形牙螺母、鑲?cè)β菽?、開槽螺母、帶齒螺栓（螺母）2、 螺紋松動預(yù)防措施六、螺紋孔深度加工及攻絲注意事項1、螺紋孔加工尺寸和深度計算 1）公制螺紋孔加工尺寸計算 普通公制螺紋底孔直徑的經(jīng)驗計算公式 韌性材料D底孔DP 脆性材料D底孔D（1.051.1P）注：其中D為螺紋公稱直徑（螺紋大徑），P為螺距，D底孔為螺紋底孔直徑。韌性材料：在外力作用下，雖然產(chǎn)生較顯著變形而不被破壞的材料，稱為塑性材料；脆性材料：在外力作用下，發(fā)生微小變形即被破壞的材料，稱為脆性材料；材料的塑性和韌性的重要性并不亞于強度。塑性和韌性差的材料，工藝性能往

38、往很差，難以滿足各種加工及安裝的要求，運行中還可能發(fā)生突然的脆性破壞。這種破壞往往滑事故前兆，其危險性也就更大。脆性材料抵抗沖擊載荷的能力更差。 2）英制螺紋孔加工尺寸計算英制螺紋底孔直徑的經(jīng)驗計算公式韌性材料D底孔25(Dn)(0.20.3)脆性材料D底孔25(Dn)注：其中D為螺紋公稱直徑（螺紋大徑），n為每英寸牙數(shù)，D底孔為螺紋底孔直徑。 3）螺紋孔加工深度計算攻絲底孔深度的確定，鉆孔深度要大于所需的螺孔深度。攻盲孔螺紋時，由于絲錐切削部分不能切出完整的螺紋牙型，所以鉆孔深度要大于所需的螺孔深度，防止絲錐到底了還繼續(xù)往下攻，造成絲錐折斷。通常鉆孔深度至少要等于需要的螺紋深度加上絲錐切削部

39、分的長度，這段長度大約等于螺紋大徑的0.7倍。即：L鉆孔= L螺孔0.7D（其中L鉆孔為鉆研孔深度，L孔深為所需螺孔深度，D為螺紋大徑。）思考：我們在生產(chǎn)裝配過程中滑牙怎么辦？導(dǎo)致滑牙的操作方式有哪些？答案：現(xiàn)場操作過程中螺栓滑牙反饋步驟：停止螺栓擰緊；向班長反饋；班長根據(jù)首先判斷螺栓滑牙程度采取相應(yīng)的措施；在不影響生產(chǎn)和裝配質(zhì)量的前提下在生產(chǎn)線上取出滑牙螺栓，否則進(jìn)行隔離在線下處理。導(dǎo)致滑牙的操作方式：員工裝配技能不足；螺栓沒有預(yù)緊直接擰緊；螺栓孔內(nèi)有雜質(zhì)；螺栓擰緊力矩過大導(dǎo)致被連接件損壞；潤滑不良等等。2、普通螺紋手動攻絲方法及注意事項目前，在機械加工中，手動攻螺紋仍占有一定的地位，因為在

40、實際生產(chǎn)中，經(jīng)常碰到有些螺紋孔由于所在位置或零件形狀的限制，不適用于機攻螺紋，所以必須采用手動攻螺紋，同時小螺紋孔直徑較小，絲錐的強度較低，機攻螺紋時容易折斷，一般也常用手動攻螺紋。但是手動攻螺紋確實也存在不少問題，所以我們只有采取正確的攻螺紋方法，才能保證手動攻螺紋的加工質(zhì)量。 被加工的工件裝夾要正，一般情況下，應(yīng)將工件需要攻螺紋的一面，置于水平或垂直的位置。這樣在攻螺紋時，就能比較容易地判斷和保持絲錐垂直于工件螺紋基面的方向。在開始攻螺紋時，盡量把絲錐放正，然后用一手壓住絲錐的軸線方向，用另一手輕輕轉(zhuǎn)動鉸杠。當(dāng)絲錐旋轉(zhuǎn)12圈后，從正面或側(cè)面觀察絲錐是否和工件的螺紋基面垂直，必要時可用直角尺

41、進(jìn)行校正，一般在攻進(jìn)34圈螺紋后，絲錐的方向就基本確定。如果開始攻螺紋不正，可將絲錐旋出，用二錐加以糾正，然后再用頭錐攻螺紋，當(dāng)絲錐的切削部分全部進(jìn)入工件時就不再需要施加軸向力，靠螺紋自然旋進(jìn)即可。攻螺紋時，每次旋轉(zhuǎn)鉸杠，絲錐的旋進(jìn)不應(yīng)太多，一般以每次旋進(jìn)1/21轉(zhuǎn)為宜，M5以下的絲錐一次旋進(jìn)不得大于1/2轉(zhuǎn)；手攻細(xì)牙螺紋或精度要求較高的螺紋時，每次的進(jìn)給量還要適當(dāng)減少；攻削鑄鐵比攻削鋼材時的速度可以適當(dāng)快一些，每次旋進(jìn)后，再倒轉(zhuǎn)約為旋進(jìn)的1/2的行程；攻削較深的螺紋時，回轉(zhuǎn)的行程還要大一些，并需往復(fù)擰轉(zhuǎn)幾次，可折斷切屑，利于排屑，減少切削刃粘屑現(xiàn)象，以保持鋒利的刃口；同時使切削液順利地進(jìn)入切

42、削部位，起到冷卻潤滑作用。轉(zhuǎn)動鉸杠時，操作者的兩手用力要平衡，切忌用力過猛和左右晃動，否則容易將螺紋牙型撕裂和導(dǎo)致螺紋孔擴大及出現(xiàn)錐度。攻螺紋時，如感到很費力時，切不可強行攻螺紋，應(yīng)將絲錐倒轉(zhuǎn)，使切屑排除，或用二錐攻削幾圈，以減輕頭錐切削部分的負(fù)荷，然后再用頭錐繼續(xù)攻螺紋仍然很吃力或斷續(xù)發(fā)出“咯、咯”的聲音，則切削不正?；蚪z錐磨損，應(yīng)立即停止攻螺紋，查找原因，否則絲錐有折斷的可能。攻削不通的螺紋時，當(dāng)末錐共完，用鉸杠帶動絲錐倒旋松動后，應(yīng)用手將絲錐旋出，不宜用鉸杠旋出絲錐，尤其不能用一只手快速撥動鉸杠來旋出絲錐，因為攻完的螺紋孔和絲錐的配合較松，而鉸杠又重，若用鉸杠旋出絲錐，容易產(chǎn)生搖擺和震動，從而破壞了螺紋的表面粗糙度。攻削通孔螺紋時，絲錐的校準(zhǔn)部分盡量不要全部出頭，以免擴大或損壞最后的幾扣螺紋。用成組絲錐攻螺紋時，在頭錐攻完后，應(yīng)先用手將而錐或三錐旋進(jìn)螺紋孔內(nèi)，一直到旋不動時，才能使用鉸杠操作，防止對不準(zhǔn)前一絲錐攻的螺紋而產(chǎn)生亂扣的現(xiàn)象。攻削不通的螺孔時，要經(jīng)常把絲錐退出，將切屑清除，以保證螺紋孔的有效長度。攻削M3以下的螺紋孔時，如果是小工件，可用一只手拿著帶絲錐的鉸杠或特制的短柄鉸杠進(jìn)