在“紧固工艺柱”的装配过程中,如何预紧紧紧固件?

紧固件完成找帽后,需要进行预紧。

预紧一般有两种形式:

一种是,不带监控功能的电动枪或者气动枪进行预紧,一般设置个小扭矩即可以保证预紧,再配合扭矩法进行找帽;

另一种是,采用带监控功能的高精度拧紧枪进行预紧,

我们针对这种形式的预紧,进行讨论,预紧应如何做好扭矩和角度的监控?

以及这些监控可以识别哪些缺陷?确保预紧准确无误的进行。

今天,我们就和各位螺丝君,一起探讨下。

01

预紧的作用

预紧的主要作用,是为了保证螺栓开始旋转拧紧至螺栓贴合,即将图示中2号位置的长度,尽快减小至零的过程。

由于零件装配是需要保持一定的节拍,预紧,就是为了完成螺栓尽快的贴合,因此,拧紧枪的转速一般较快,≥200rpm,为后面切换到慢速的终紧提供铺垫。

总之,螺栓的预紧起着承上启下的作用,在之前的拧紧解析中,预紧步骤为过程B,完成预紧的螺栓会切换到低速拧紧,确保准确有效的产生夹紧力。

02

预紧的扭矩和角度监控

在将如何进行扭矩和角度监控前,我们需要按照下图的方式,对螺栓从开始旋入至头部贴合并计算旋入的角度,设此时螺栓的转角为W。这个角度需作为后面扭矩和角度监控的参考数据。

螺栓预紧,一般有两种方法,一种的扭矩法,一种是角度法,下面,详细解析:应如何设置扭矩和角度的监控范围?

(1)扭矩法

其中,MA1为设置的预紧扭矩额定值(目标值),经验数值见下表,表1,MS2门槛扭矩(一般为0),W+为转角上公差,W-为转角下公差,M+为扭矩上公差,M-扭矩下公差。

扭矩监控范围:

上限:1.15*MA1

下限:0.85*MA1

角度监控范围:

上限:0.5*W

下限:1.5*W

W为从开始旋入至贴合的测试中获得的角度数值。

例如,某个M8无自锁和涂防松胶的连接副进行拧紧时,此时扭矩法找帽的扭矩应该选用5Nm,那么扭矩监控的上限为5.75Nm,下限为4.25Nm。

如旋转角度W为3000°,那么角度监控的上限为4500°,下限为1500°。

为保证螺栓快速进行贴合并满足生产节拍要求,螺栓的拧紧转速一般设置为200rpm。

目前,该方法广泛应用在拧紧装配过程。

(2)角度法

其中,WA2转角额定值(目标值=W),经验数值见下表,MS2门槛扭矩(一般为0 Nm),W+为转角上公差,W-为转角下公差,M+为扭矩上公差,M-扭矩下公差。

扭矩监控范围:

上限:见上表,表1

下限:0 Nm

角度监控范围:

W+=W+10°

W-=W-10°

W为从开始旋入至贴合的测试中获得的角度数值。

例如,某个M8无自锁和涂防松胶的连接副进行拧紧时,此时扭矩法的上限为5Nm,下限为0Nm,如螺栓从开始旋入至贴合的角度W=3000°,那么角度监控的上限为3010°,下限为2990°。

为保证螺栓快速进行贴合并满足生产节拍要求,螺栓的拧紧转速一般设置不低于200rpm。

目前,该方法的没有扭矩法应用广泛。

03

预紧监控可以识别的错误和缺陷

  • (1)螺栓倾斜拧紧:如果某个螺栓被倾斜拧入,由于紧固件没有正常配合。拧紧很小的角度则会产生很大的扭矩。如果是扭矩法预紧,扭矩已经达到设定目标值时,角度则远低于监控角度。
  • (2)螺栓表面状态异常,如表面磕碰伤严重或者烂牙:如果是按照扭矩法预紧,扭矩达到目标值时角度低于监控角度。
  • (3)螺栓重复拧紧:扭矩法预紧角度报警状态同情况(1)。
  • (4)螺栓过长或者过短:尺寸和螺距不对的螺栓直接就拧不进。如果是螺栓长度过长,则会出现角度超窗口报警;如果是螺栓长度过短,则会出现角度低窗口报警。

04

总 结

  • (1)紧固件的预紧主要目的是让螺栓快速贴合,满足生产节拍要求;预紧有两种方法,即扭矩法和转角法,目前扭矩法的应用更为广泛。
  • (2)通过对预紧过程中的角度和扭矩设置监控窗口,可识别螺栓倾斜拧紧、螺栓表面状态异常、螺栓重复拧紧和螺栓过长或者过短等异常因素,确保了拧紧过程的有效可靠。

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