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1、0裝配車間培訓(xùn)講義裝配車間培訓(xùn)講義-扭矩培訓(xùn)主編：葉水珍2012年12月第一版1TitelDatumVersion-Name前言前言 在自動(dòng)化工業(yè)中，螺栓連接是很重要的一種連接方式。在VW集團(tuán)內(nèi)部，每天有超過(guò)50,000,000個(gè)緊固件被安裝，一輛中型轎車上大約有2000個(gè)緊固件被安裝。對(duì)于裝配生產(chǎn)線而言，約60%的工位與螺栓連接有關(guān)。12TitelDatumVersion-Name？現(xiàn)在為什么要調(diào)整擰緊搶的轉(zhuǎn)速？調(diào)整后，轉(zhuǎn)速變慢，節(jié)拍加長(zhǎng)了，但是最終扭矩卻沒(méi)有變化。擰緊的目的是什么？擰緊的目的是什么？用螺栓連接的部件，必須在任何工作條件下具有足夠高的預(yù)緊力預(yù)緊力預(yù)緊力預(yù)緊力23TitelDa

2、tumVersion-Name夾緊力夾緊力 預(yù)緊力：在連接中，在受到工作載荷之前，為了增強(qiáng)連接的可靠預(yù)緊力：在連接中，在受到工作載荷之前，為了增強(qiáng)連接的可靠性和緊密型，以防止受到載荷后連接件間出現(xiàn)縫隙或相對(duì)滑移而預(yù)先性和緊密型，以防止受到載荷后連接件間出現(xiàn)縫隙或相對(duì)滑移而預(yù)先加的力加的力 在預(yù)緊力的作用下，在預(yù)緊力的作用下，2 2個(gè)零件被夾緊在一起，個(gè)零件被夾緊在一起，不會(huì)分離不會(huì)分離34TitelDatumVersion-Name摩擦力摩擦力 在有預(yù)緊力的情況下，通過(guò)在有預(yù)緊力的情況下，通過(guò)2 2個(gè)零件之間的摩擦，產(chǎn)生一個(gè)零件之間的摩擦，產(chǎn)生一個(gè)摩擦力，以克服由外界因素（個(gè)摩擦力，以克服由外

3、界因素（F FB B)產(chǎn)生的產(chǎn)生的2 2個(gè)零件相對(duì)滑移個(gè)零件相對(duì)滑移的趨勢(shì)的趨勢(shì)45TitelDatumVersion-Name扭矩扭矩 目前沒(méi)有一種方法在合理的費(fèi)用下在在批量生產(chǎn)條件下來(lái)測(cè)量裝配時(shí)預(yù)緊力的數(shù)值。只能在個(gè)別情況（實(shí)驗(yàn)室、試驗(yàn)室）下才有可能實(shí)現(xiàn)。扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力，扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力，等于力和力臂的乘積，單位牛等于力和力臂的乘積，單位牛頓米頓米(Nm)(Nm)56TitelDatumVersion-Name扭矩扭矩-預(yù)緊力轉(zhuǎn)換預(yù)緊力轉(zhuǎn)換67TitelDatumVersion-Name有關(guān)螺紋連接的常用標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)螺紋連接的常用標(biāo)準(zhǔn)TL 1111 非合金熱卷板；材料要求TL

4、 180 非電解鋅片與黑色面漆涂層，表面保護(hù)要求VW 01110-1VW 01110-1 螺栓連接；設(shè)計(jì)和安裝規(guī)定螺栓連接；設(shè)計(jì)和安裝規(guī)定VW 01110-2VW 01110-2 螺栓連接；裝配和過(guò)程安全螺栓連接；裝配和過(guò)程安全VW 01126-1VW 01126-1 連接系統(tǒng)；螺栓連接的擰緊扭矩連接系統(tǒng)；螺栓連接的擰緊扭矩VW 01126-2VW 01126-2 過(guò)彈性螺栓裝配的擰緊扭矩過(guò)彈性螺栓裝配的擰緊扭矩DIN 267-27 緊固件-第27部分：帶粘附層的鋼制螺釘、螺 栓和螺柱，技術(shù)規(guī)定DIN 267-28 緊固件-第28部分：帶鎖定圖層的鋼制螺釘、螺栓和螺柱，技術(shù)規(guī)定DIN EN I

5、SO 18265 金屬材料-硬度值的換算DIN EN ISO 2702 經(jīng)過(guò)熱處理的鋼制自攻螺釘-機(jī)械特性VDI 2230-1 高負(fù)荷螺栓連接的系統(tǒng)計(jì)算VDI 2862 緊固系統(tǒng)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用等近等近8080項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)78TitelDatumVersion-Name摩擦系數(shù)極限值摩擦系數(shù)極限值絕對(duì)不允許對(duì)螺栓、被連接件等自行加油！因?yàn)槟Σ料禂?shù)的因素，擰緊力矩和預(yù)緊力相互影響。摩擦系數(shù)受到材料組合和表面類型的影響。為實(shí)現(xiàn)可靠的螺紋連接，摩擦系數(shù)的變化必須在一定限制內(nèi)。摩擦系數(shù)過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致螺紋連接自行松脫89TitelDatumVersion-Name影響摩擦系數(shù)的部分因素影響摩擦系數(shù)的部分

6、因素磕碰傷磕碰傷螺紋尺寸螺紋尺寸表面鍍層表面鍍層表面破壞表面破壞10101010次重復(fù)裝配后次重復(fù)裝配后,從從內(nèi)螺紋中脫落的內(nèi)螺紋中脫落的金屬屑金屬屑表面有油表面有油 摩擦系數(shù)受到擰緊速度的影響很大：速度快，發(fā)熱量大，影響摩擦力。因此VW 01129標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，旋入階段速度200/min的和最后緊固階段20/min濕度、溫度濕度、溫度910TitelDatumVersion-Name螺紋緊固件的標(biāo)識(shí)螺紋緊固件的標(biāo)識(shí)1011TitelDatumVersion-Name應(yīng)變應(yīng)變-應(yīng)力曲線應(yīng)力曲線 超過(guò)屈服強(qiáng)度，螺栓從彈超過(guò)屈服強(qiáng)度，螺栓從彈性變形進(jìn)入塑性變形；性變形進(jìn)入塑性變形；超過(guò)抗拉強(qiáng)度，螺栓將

7、被超過(guò)抗拉強(qiáng)度，螺栓將被拉斷。拉斷。1112TitelDatumVersion-Name螺紋緊固件類別螺紋緊固件類別EA888EA888發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)EVO2EVO2大部分為大部分為B B類類1213TitelDatumVersion-Name擰緊系統(tǒng)的最低要求擰緊系統(tǒng)的最低要求 必須根據(jù)規(guī)定的擰緊方法讓所用設(shè)備（擰緊工具）有足夠的空間，并且符合人體工程學(xué)，在選擇檢測(cè)節(jié)奏和工具更換節(jié)奏時(shí)，必須考慮機(jī)床能力因磨損而可能過(guò)早變差，必須保證均衡且充分的能量供給，首次使用時(shí)或在螺栓擰緊不合格率提高時(shí)，必須檢查所使用的連接元件，在等同的時(shí)間間隔內(nèi)，通過(guò)MNA值抽檢已完工的螺栓擰緊狀態(tài)，規(guī)定適宜的措施，以防

8、止遺漏螺栓連接（例如：在定力扳手上做顏色標(biāo)記，視頻監(jiān)控，生產(chǎn)線聯(lián)線控制，合格品報(bào)交計(jì)數(shù)）。只有在顯示不合格信號(hào)時(shí)才能完全擰松。人員必須經(jīng)過(guò)充分的培訓(xùn)和指導(dǎo)，1314TitelDatumVersion-Name保證過(guò)程安全的單個(gè)擰緊方式的工序步驟保證過(guò)程安全的單個(gè)擰緊方式的工序步驟編號(hào)擰緊方式帶監(jiān)控的擰緊工具產(chǎn)品相關(guān)的擰緊數(shù)據(jù)記錄存檔化學(xué)保護(hù)工序是否是否是否操作工1操作工21AD18XXXTE規(guī)定的MA值重新按照TE規(guī)定的MA值再?gòu)澢⒂涗洐z測(cè)結(jié)果（如WPK上敲鋼印，EDV，彩色標(biāo)識(shí)等）XXX2AD18XXX擰緊至TE規(guī)定的MA值使用MP檢測(cè)扭矩再?gòu)澢ㄒ?jiàn)5.7.1章）并記錄檢測(cè)結(jié)果（如WPK上

9、敲鋼印，EDV，彩色標(biāo)識(shí)等）XXX3AW11和AW12XXXX1.TE規(guī)定的MA值并做標(biāo)識(shí)2.達(dá)到TE規(guī)定的MS角度 值 并 記 錄（如WPK上 敲 鋼 印，EDV等）重新用彩色標(biāo)識(shí)并記錄（如WPK上敲鋼印，EDV，彩色標(biāo)識(shí)等）4AW11和AW12XXXX達(dá)到TE規(guī)定的MS角度值并記錄（如WPK上敲鋼印，EDV，彩色標(biāo)識(shí)等）使用MP檢測(cè)扭矩再?gòu)澢ㄒ?jiàn)5.7.1章）并記錄檢測(cè)結(jié)果（如WPK上敲鋼印，EDV，彩色標(biāo)識(shí)等）1415TitelDatumVersion-Name擰緊設(shè)備標(biāo)定擰緊設(shè)備標(biāo)定標(biāo)定的目的：保證擰緊系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，數(shù)據(jù)真實(shí)。標(biāo)定的目的：保證擰緊系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠，數(shù)據(jù)真實(shí)。（公平秤，扭

10、矩的傳遞）（公平秤，扭矩的傳遞）MQM MQM：SVWSVW的計(jì)量器具管理的專業(yè)部門(mén)的計(jì)量器具管理的專業(yè)部門(mén) B B類計(jì)量器具：所有的用于擰緊功能的擰緊槍（軸）屬于類計(jì)量器具：所有的用于擰緊功能的擰緊槍（軸）屬于B B類計(jì)量器具。類計(jì)量器具。B B類計(jì)量器具標(biāo)定周期：類計(jì)量器具標(biāo)定周期：1 1年年 需臨時(shí)標(biāo)定的情況：需臨時(shí)標(biāo)定的情況：更換過(guò)擰緊槍、軸本體；更換過(guò)擰緊槍、軸本體；更換涉及其扭矩精度的部件更換涉及其扭矩精度的部件，如，如扭矩輸出轉(zhuǎn)換頭、高精度擰緊槍控制扭矩輸出轉(zhuǎn)換頭、高精度擰緊槍控制器器 擰緊設(shè)備經(jīng)過(guò)大修擰緊設(shè)備經(jīng)過(guò)大修 M MNA1NA1值抽檢異?；蚱渌驊岩稍O(shè)備可能有異常值抽

11、檢異?；蚱渌驊岩稍O(shè)備可能有異常 螺栓擰緊系統(tǒng)，只有在證實(shí)各控制參數(shù)在達(dá)到機(jī)床能力指數(shù)Cmk1.67情況下才可稱作安全。1516TitelDatumVersion-Name常見(jiàn)裝配方法常見(jiàn)裝配方法常見(jiàn)裝配方法常見(jiàn)裝配方法 根據(jù)VW01110，有3種常見(jiàn)擰緊方法可以選擇：過(guò)彈性裝配：轉(zhuǎn)角控制“AW 11”或者屈服點(diǎn)以下裝配：扭矩控制“AD 18”轉(zhuǎn)角控制“AW 12”所有其他的裝配擰緊方法均源自于這3種擰緊方法。螺紋連接的尺寸和擰緊方法的類型相互依賴。目前，裝配一線使用了二種擰緊方法：AD18，AW11。1617TitelDatumVersion-Name常見(jiàn)裝配方法常見(jiàn)裝配方法二、AW11方

12、式：AW11角度擰緊方式（轉(zhuǎn)角控制/扭矩監(jiān)控）。目標(biāo)值是一個(gè)預(yù)先給出的從一個(gè)確定的預(yù)擰緊扭矩（MS）起算的擰緊轉(zhuǎn)角（WA）。通過(guò)在旋入屈服點(diǎn)以下預(yù)緊固和緊接著施加轉(zhuǎn)角，使螺栓連接明確進(jìn)入屈服點(diǎn)。同時(shí)，測(cè)定各自的旋入強(qiáng)度和螺距所可獲得的預(yù)加應(yīng)力。現(xiàn)在不再存在頭部下面的摩擦對(duì)預(yù)加應(yīng)力的影響。在使用手動(dòng)工具操作的轉(zhuǎn)角控制裝配中建議使用支架。如不使用，則須由負(fù)責(zé)的專業(yè)部門(mén)（規(guī)劃、質(zhì)保和制造部門(mén)）保證裝配規(guī)定能夠?qū)崿F(xiàn)（扭矩、角度、彈性、過(guò)彈性）。一、AD方式：AD18扭矩?cái)Q緊方式（扭矩控制/轉(zhuǎn)角監(jiān)控）。目標(biāo)值是規(guī)定的擰緊扭矩（MA）。1718TitelDatumVersion-Name常見(jiàn)裝配方法示例常

13、見(jiàn)裝配方法示例1819TitelDatumVersion-Name轉(zhuǎn)角控制法的優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)角控制法的優(yōu)點(diǎn)1920TitelDatumVersion-Name轉(zhuǎn)角控制法的優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)角控制法的優(yōu)點(diǎn)為了獲得同樣的預(yù)緊力，采用轉(zhuǎn)角控制法相對(duì)于扭矩控制法，可以采用直徑較小強(qiáng)度較低的螺栓。2021TitelDatumVersion-Name螺栓使用次數(shù)螺栓使用次數(shù)AD18是一種位于屈服點(diǎn)以下的裝配方法，通常情況下螺栓可以重復(fù)使用。AW11是一種過(guò)彈性的裝配方法，擰緊后螺栓被拉長(zhǎng)了，通常情況下螺栓不可以重復(fù)使用（除非PDM圖上有明確使用次數(shù)標(biāo)注）。另外，帶膠的螺栓也不能重復(fù)使用。對(duì)于重復(fù)使用的螺栓，必須進(jìn)行外觀、螺紋

14、等檢查。2122TitelDatumVersion-Name重復(fù)擰緊時(shí)的預(yù)緊力變化重復(fù)擰緊時(shí)的預(yù)緊力變化螺栓螺栓M10-10.9 M10-10.9 M10-10.9 M10-10.9 擰緊扭矩?cái)Q緊扭矩60 Nm60 Nm60 Nm60 Nm預(yù)預(yù)緊緊力力擰緊次數(shù)擰緊次數(shù) 重復(fù)裝配重復(fù)裝配后后,從內(nèi)螺紋中從內(nèi)螺紋中脫落的金屬屑脫落的金屬屑2223TitelDatumVersion-NameAD18擰緊方法控制與監(jiān)控參數(shù)擰緊方法控制與監(jiān)控參數(shù) 在通常情況下，使用AD18擰緊方法在施加的擰緊扭矩實(shí)際值（MI）散射較小時(shí)，由于摩擦散射來(lái)調(diào)整一個(gè)大的預(yù)加應(yīng)力散射。在旋入系統(tǒng)受到監(jiān)控情況下，可以將施加的擰緊

15、轉(zhuǎn)角（WI）考慮為預(yù)加應(yīng)力散射的控制點(diǎn)。水泵總成螺栓：水泵總成螺栓：9Nm15%9Nm15%M MA A=9Nm=9NmM MS S=30%-50%=30%-50%M MA A WI15152324TitelDatumVersion-NameAW11擰緊方法控制與監(jiān)控參數(shù)擰緊方法控制與監(jiān)控參數(shù) 使用AW擰緊方法在終端扭矩（MI）形成較大散射的同時(shí)，出現(xiàn)一種小的預(yù)加應(yīng)力散射。通過(guò)記錄扭矩特征曲線/轉(zhuǎn)角特征曲線，可以最簡(jiǎn)便地檢查這種方法。在扭矩曲線/轉(zhuǎn)角曲線上面部分，超過(guò)屈服點(diǎn)。以一根演變成平坦的曲線來(lái)表示這種情況。主軸承蓋螺栓：主軸承蓋螺栓：65Nm15%+9015 65Nm15%+9015 M

16、 MS S=65Nm=65NmW WA A=90=902425TitelDatumVersion-NameM MNANA（M MNA1NA1、M MNA2NA2）檢驗(yàn)）檢驗(yàn) 螺栓擰緊系統(tǒng)，只有在證實(shí)各控制參數(shù)在達(dá)到機(jī)床能力指數(shù)Cmk1.67情況下才可稱作安全。該指數(shù)基于瞬時(shí)接收的數(shù)據(jù)結(jié)果，因此不可能推斷長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性。MQM的標(biāo)定周期為1年，1年內(nèi)的設(shè)備穩(wěn)定性如何檢驗(yàn)？M MNANA檢驗(yàn)檢驗(yàn)2526TitelDatumVersion-NameM MNANA（M MNA1NA1、M MNA2NA2）檢驗(yàn)）檢驗(yàn) 直接在裝配之后的再擰緊扭矩，被稱為MNA1，應(yīng)該在裝配后的30分鐘內(nèi)測(cè)定這些數(shù)值。而在

17、連接部位已進(jìn)行過(guò)動(dòng)態(tài)載荷或者熱應(yīng)力（安裝）后的再擰緊扭矩則被稱之為MNA2。熱試后進(jìn)行熱試后進(jìn)行MNA1有意義嗎有意義嗎？MNA值就是在螺栓（亦或螺母）進(jìn)一步擰緊時(shí)在較小角度（最大為10）周圍測(cè)得的最小扭矩 MNA1測(cè)量頻率須能夠保證無(wú)有缺陷的成品出現(xiàn)在用戶面前。當(dāng)通過(guò)其他措施能夠保證批量過(guò)程的安全時(shí)可以降低檢測(cè)頻率。出現(xiàn)新的零件時(shí)，必須在試裝時(shí)進(jìn)行的出現(xiàn)新的零件時(shí)，必須在試裝時(shí)進(jìn)行的M MNA1NA1檢測(cè)，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的判斷。檢測(cè)，并進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的判斷。2627TitelDatumVersion-Name回顧回顧1、用螺栓連接的部件，必須在任何工作條件下具有足夠高的夾緊力（預(yù)加應(yīng)力）2、一般只有8

18、-16%的扭矩轉(zhuǎn)換為預(yù)緊力3、VW 01110-2：螺栓連接；裝配和過(guò)程安全4、摩擦系數(shù)過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致螺紋連接自行松脫；絕對(duì)不允許對(duì)螺栓、被連接件等自行加油！5、VW 01129標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，旋入階段速度200/min200/min的和最后緊固階段20/min20/min6、螺栓種類必須按VDI2862標(biāo)準(zhǔn)分級(jí)歸類：A螺栓安裝、B螺栓安裝、C螺栓安裝。EA888發(fā)動(dòng)機(jī)大部分為B類安裝（與功能有關(guān)，即失效會(huì)導(dǎo)致汽車拋錨）7、螺栓擰緊系統(tǒng)，只有在各控制參數(shù)在達(dá)到機(jī)床能力指數(shù)Cmk1.67情況下才可稱作安全。螺栓擰緊系統(tǒng)需定期標(biāo)定，周期1年。8、根據(jù)VW01110，有3種擰緊方法可以選擇：過(guò)彈性裝配的轉(zhuǎn)角

19、控制“AW 11”，屈服點(diǎn)以下裝配的扭矩控制“AD 18”和轉(zhuǎn)角控制“AW 12”9、目前，裝配一線使用了二種擰緊方法：裝配一線使用了二種擰緊方法：AD18AD18，AW11AW11。AD18是一種位于屈服點(diǎn)以下的裝配方法，通常情況下螺栓可以重復(fù)使用。AW11AW11是一種位于過(guò)彈性裝配的裝配方法，擰緊后螺栓被拉長(zhǎng)了，通常情況下螺栓不可以重復(fù)使用（不可以重復(fù)使用（除非PDM圖上有明確使用次數(shù)標(biāo)注）。10、MNA值就是在緊固件進(jìn)一步擰緊時(shí)在較小角度（最大為最大為1010）周圍測(cè)得的最小扭矩。直接在裝配之后的再擰緊扭矩，被稱為MNA1，應(yīng)該在裝配后的3030分鐘分鐘內(nèi)測(cè)定。而在連接部位已進(jìn)行過(guò)動(dòng)態(tài)載荷或者熱應(yīng)力（安裝）后的再擰緊扭矩則被稱之為MNA2。2728TitelDatumVersion-Name謝謝！28