16.東風(fēng)王楊-殘余力矩的監(jiān)控方法

殘余力矩的監(jiān)控方法王楊（神龍汽車(chē)有限公司技術(shù)中心整車(chē)部車(chē)身分部焊裝工藝室，湖北武漢430056）摘要在汽裝配線上，需要對(duì)擰緊工具進(jìn)行監(jiān)控，建立檢查清單和檢查標(biāo)準(zhǔn)，并保證對(duì)工具有效的檢查頻次文論述了在整車(chē)裝配中需要對(duì)擰緊進(jìn)行不同級(jí)別的抽檢證定的檢查頻次，以保證殘余力矩有效合格。關(guān)鍵詞汽車(chē)配；螺紋連接；緊；殘余應(yīng)力1概念殘余力矩母螺栓連接的緊件在用工具擰緊后一段時(shí)間或者工況后殘留下來(lái)且繼續(xù)保持的扭力值。2背景在汽車(chē)制造工藝中，螺栓的擰緊涉及到“四門(mén)兩蓋”的裝配，活動(dòng)選裝件的裝配，總裝內(nèi)外的裝配懸掛和動(dòng)力總的裝配此殘余力矩的監(jiān)控對(duì)于質(zhì)量和安全有著不可忽視的作用在學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步今天殘余力矩的監(jiān)控越來(lái)越趨于嚴(yán)格原的普通扳手，到氣、電動(dòng)扳手，到今天的伺服電動(dòng)扳手，精度越來(lái)越高。于怎樣能夠有效地監(jiān)控殘余力矩的研究，已經(jīng)提上日程，成為如今汽車(chē)擰緊裝配技術(shù)的重要課題。3殘余力矩的監(jiān)控在汽車(chē)整車(chē)裝配中，有著大量的螺栓連接部件。螺-母連接過(guò)程，是通過(guò)螺釘和螺母的旋合產(chǎn)生的壓緊力來(lái)將不同的零件連接在一起般我們監(jiān)控螺釘?shù)拇蚓o力矩際上就是對(duì)殘余力矩的監(jiān)控們監(jiān)控殘余力矩的大小實(shí)際上就是對(duì)該壓緊力進(jìn)行監(jiān)控為們能夠準(zhǔn)確的測(cè)量和檢測(cè)是工具的使用力矩不能準(zhǔn)確的測(cè)出壓緊力的大小們以通過(guò)測(cè)量殘余力矩的大小來(lái)間接的反饋壓緊力地大小是殘余力矩的影響因素很多能到一個(gè)準(zhǔn)確值同一把工具的打緊相同螺釘?shù)膮⑴c力矩也只是在一個(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)以前我們無(wú)法直接對(duì)螺釘打緊中的壓緊力進(jìn)行有效的監(jiān)控，我們目前只能通過(guò)對(duì)螺-螺母間的殘余力矩的測(cè)量來(lái)間接反映連接的壓緊力的大小螺釘或者螺母發(fā)生滑絲或者變形時(shí)要通過(guò)對(duì)螺釘做對(duì)應(yīng)的拉伸試驗(yàn)來(lái)測(cè)量壓緊力的大小。所以在螺-螺母連接的裝配中，通過(guò)對(duì)殘余力矩的有效監(jiān)控來(lái)保證壓緊力的大小證裝配質(zhì)量上是一項(xiàng)最為直接簡(jiǎn)單的辦法。4殘余力矩的監(jiān)控方法對(duì)于殘余力矩的測(cè)量方法，在實(shí)際運(yùn)用中用到的方法有緊法劃擰緊法，伺服監(jiān)控法。1.擰法擰緊法就是對(duì)已經(jīng)擰緊的螺栓朝擰緊方向繼續(xù)擰緊，螺栓剛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的力矩就是殘余力矩通采用適當(dāng)量程的表盤(pán)扳手測(cè)量殘余力矩為靜摩擦力大于動(dòng)摩擦力已經(jīng)擰緊的螺栓朝擰緊方向擰緊服螺栓靜摩擦力剛轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)有一個(gè)短暫的打滑過(guò)程個(gè)滑過(guò)程人是能夠清晰感覺(jué)到的出打滑時(shí)就停止擰緊這時(shí)測(cè)得的最大力矩就是殘余力矩種測(cè)量方法簡(jiǎn)單、實(shí)用因?yàn)榕c人的影響因素關(guān)系大所以測(cè)量精度較低，需要檢測(cè)者具有一定的操作經(jīng)驗(yàn)。

2．劃線擰緊法在螺釘擰緊后在釘和擰緊零表面劃一條細(xì)直線把螺釘略微松開(kāi)一點(diǎn)再次擰緊到螺釘和零件的直線對(duì)齊的位置時(shí)表盤(pán)扳手所測(cè)到的值就是殘余力矩的值線量的方法精度比較高，對(duì)分析擰緊缺陷比較有效。圖1轉(zhuǎn)-角度關(guān)系圖3.伺服監(jiān)控法采用伺服電動(dòng)扳手進(jìn)行打緊夠通過(guò)伺服系統(tǒng)有效的監(jiān)控打緊的殘余力矩且能夠同時(shí)進(jìn)行多種不同力矩的打緊緊精度非常高能記錄一定時(shí)間范圍內(nèi)的螺釘打緊力矩值，能夠有效的監(jiān)控殘余力矩的大小。圖2殘力矩監(jiān)控在擰緊后螺釘或者螺母會(huì)發(fā)生量的變形精度要求比較高的情況下擰緊法和劃線擰緊法的輸出結(jié)果會(huì)發(fā)生一定的偏差出值會(huì)比實(shí)際的殘余力矩要大是伺服系統(tǒng)可以進(jìn)行有效的監(jiān)控。但是在一般的環(huán)境中，對(duì)于螺釘擰緊力矩偏差達(dá)到15%時(shí)，采用擰緊法和劃線擰緊法是可以滿足要求的兩種方法便于操作和實(shí)施并且很經(jīng)濟(jì)不進(jìn)行復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和材料實(shí)驗(yàn)分析。5殘余力矩影響的其他因素在驗(yàn)證殘余力矩的過(guò)程中，還需要對(duì)周邊的環(huán)境進(jìn)行核實(shí)。1.工具原因（工具的使用必須按具的使用流程操作（一）工具的選擇工具力矩的選擇一般的氣動(dòng)或者電動(dòng)工具品給出一個(gè)螺釘?shù)臄Q緊定35Nm±20%），選一個(gè)工具范圍能夠包含該螺釘?shù)臄Q緊區(qū)間并往上偏差偏置，以便后面

工具時(shí)間久后能力衰減還能滿足該工位的使用要求。（二）工具驗(yàn)收在新采購(gòu)的工具在使用前提給計(jì)量室或者更權(quán)威的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)量備力計(jì)算，CAM≥，序能力指數(shù)CPK≥1.1過(guò)能力指數(shù)CAP）也必須計(jì)算合格。生產(chǎn)設(shè)備能力指數(shù)（CAM）該指數(shù)用來(lái)衡量生產(chǎn)設(shè)備是否有能力獲得其投資所預(yù)期的產(chǎn)品特性參數(shù)。它定義為公差帶IT除設(shè)瞬變差Di的比值。CAM

ITDi設(shè)備性能指數(shù)（）該指數(shù)用來(lái)評(píng)價(jià)設(shè)備性能映了生產(chǎn)設(shè)備在短期內(nèi)生產(chǎn)合格的產(chǎn)品特性參數(shù)的固有能力，即當(dāng)過(guò)程變差被減少到最小程度的時(shí)候的設(shè)備能力。mCMKiD/2D/2ii

過(guò)程能力指數(shù)（）該指數(shù)用來(lái)衡量生產(chǎn)過(guò)程所潛在的其分布均值沒(méi)有發(fā)生中心偏離的情況下否能力獲得合格的產(chǎn)品特性參數(shù)。它定義為公差帶IT除生過(guò)的總體變差的比。CAP

ITD（三工的檢查和監(jiān)控工具在檢測(cè)合格后必須由計(jì)量室標(biāo)定力矩后并貼上合格標(biāo)簽標(biāo)有效期在工具的使用程中需要每周2-3次對(duì)工具進(jìn)行復(fù)測(cè)監(jiān)控每個(gè)班次對(duì)工具進(jìn)行不定時(shí)的抽檢。以保證打緊的力矩能夠得到有效的保障。2.環(huán)境因素：檢查螺母和螺釘?shù)募y是否完好，沒(méi)有雜質(zhì)；螺-螺母連接的零件接觸面是否平整有以通過(guò)觸摸以感覺(jué)出來(lái)的鼓包或者凹坑緊接觸的鋼板不會(huì)發(fā)生塑性變形，以致造成假擰緊。3.人為因素：必須對(duì)操作工進(jìn)行效且足夠工具的操作培訓(xùn)，經(jīng)過(guò)考核合格才能上崗，并在后期每月進(jìn)行技能提升培訓(xùn)藝員或者督導(dǎo)工需要對(duì)線上工具使用進(jìn)行抽查于實(shí)際的問(wèn)題進(jìn)行收集反饋問(wèn)題收集后加入到作業(yè)指導(dǎo)書(shū)中免人為錯(cuò)誤帶來(lái)分析結(jié)果的錯(cuò)誤。4.零件因素核螺釘和螺母的配合是否正確度等級(jí)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求釘和螺母所能承受的最大扭矩般設(shè)計(jì)要求打緊件的強(qiáng)度等級(jí)是小于或者等于被打緊件便絲容易更換。

圖3殘力矩監(jiān)控過(guò)程6殘余力矩監(jiān)控的應(yīng)用1．在擰緊的工藝方法和產(chǎn)品定中的應(yīng)用?？梢栽跀Q緊工藝中合適實(shí)施的擰緊力矩是否合格有效。以防止擰緊的定義或工藝不合適工參數(shù)不合理導(dǎo)致產(chǎn)生矩衰減嚴(yán)重和壓緊力過(guò)小造成的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題于要做安全法規(guī)項(xiàng)的零件的擰緊用氣動(dòng)扳手首次打緊用轉(zhuǎn)彎扳手進(jìn)行二次打緊作為最終擰緊來(lái)證殘余力矩達(dá)到最大原理和伺服電動(dòng)扳手一致并且需要對(duì)擰緊工具進(jìn)行有效的監(jiān)控，通過(guò)保證監(jiān)控頻次來(lái)保證氣動(dòng)和電動(dòng)工具的力矩的穩(wěn)定合格。2．在整車(chē)質(zhì)量檢查的運(yùn)用在整車(chē)質(zhì)量檢查中由于殘余力的過(guò)小導(dǎo)致連接的零件的位置變動(dòng)致車(chē)門(mén)下墜等問(wèn)題，影響到整車(chē)的質(zhì)量。在整車(chē)中緊的殘余力矩的抽查中檢擰緊是否達(dá)到使用要求現(xiàn)余力矩過(guò)小和過(guò)大時(shí)饋到上游工藝核實(shí)擰緊過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題，并及時(shí)糾正，保證客戶手中的產(chǎn)品都是合格的?？偨Y(jié)對(duì)于殘余力矩的監(jiān)控在工業(yè)化汽車(chē)裝配中十分有必要汽車(chē)裝配線上需要對(duì)擰緊工具進(jìn)行監(jiān)控建立檢查清單檢查標(biāo)準(zhǔn)保證有效的對(duì)工具的檢查頻次在整車(chē)上也需要對(duì)擰緊進(jìn)行