螺栓拧紧知识教师手册.doc

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1、螺 栓 拧 紧 知 识 LUO SHUAN NING JIN ZHI SHI教 师 讲 义 JIAO SHI JIANG YI单 位：发动机公司柴油机厂 学员对象：柴油机厂总装车间员工 教学课时：2课时引言关于讲师的自我介绍J 姓 名： (办公电话： 移动电话： * 邮 箱： 螺栓虽是一个小小的零部件，甚至并不起眼，我们对螺栓的拧紧力矩也没有真正的关注过。只有在一个个由于螺栓引起的质量事故后，我们才开始重视螺栓在发动机及整车上的重要性，尤其在汽车安全件上，如果是由于螺栓的质量问题,造成的后果是不堪设想的。深入的了解螺栓螺纹拧紧的原理及螺纹知识，有助于我们对螺栓的充分认识，螺栓拧紧的必要性和关键

2、程度是我们日常的装配工作关注的主要对象，力矩的有效控制则能体现出一个岗位甚至一个班组的质量管理水平。目录课前提问和案例分析一、常见螺纹联接1、常用螺纹紧固件2、螺纹性能等级3、螺纹标记的含义4、等级性能标准对照二、 螺纹联接技术及紧固理论介绍1、螺栓连接受力示意图和紧固扭矩分配示意图2、理论公式3、拧紧力矩的组成4、拧紧力矩和紧固轴力的关系5、影响预紧力（夹紧力）的因素6、紧固件拧紧的实质7、轴向预紧力的确定8、螺栓连接件的特性三、装配工艺开发及过程控制1、螺纹联接拧紧的几个阶段2、螺纹联接装配工艺方法四、拧紧力矩的管理基础1、螺纹紧固的四种错误2、拧紧工具的选择3、拧紧检具及检测方法4、力矩

3、检测影响因素5、拧紧力矩的影响因素6、加强过程控制五、螺纹联接的常见失效形式与预防1、常见的失效形式2、防止松动的有效措施六、 螺纹孔深度加工及攻丝注意事项1、螺纹孔加工尺寸和深度计算2、普通螺纹手动攻丝方法及注意事项3、普通丝锥攻螺纹中常出现的问题4、从螺孔中取出折断丝锥的方法 课前提问和案例分析提问一：现阶段我们现场使用的螺栓等级有多少种？答案：8.8、9.8（动力转向泵紧固螺栓等）、10.9（FA100飞轮壳紧固螺栓，主盖螺栓）提问二：现阶段我们现场使用的螺栓螺距有多少种？答案：M6*1.0，M8*1.25，M10*1.25，M10*1.5，M11*1.5，M14*1.75 课前案例分析

4、答案：现状调查：1、 在热试间对拆卸下来的飞轮进行检查，飞轮螺栓上没有拧紧标识，疑为飞轮螺栓漏紧；2、 现场在拧紧设备上没有查询在此台发动机的数据，基本确定此台发动机为飞轮螺栓漏紧导致；原因分析：1、此台发动机为下午上班第一台发动机，这台发动机是上午下班前流转到本岗位，员工下午上班前没有进行岗位操作步骤确认，将此台发动机放行到下到工序，此为主要原因；2、车间经常强调“岗位操作人员须在一台发动机操作完毕并确认后方可离岗”，可岗位员工并没有按照要求操作，没有执行在离岗前后的岗位确认步骤，放行未装配完成的发动机是造成此次质量事故原因之一；3、岗位操作步骤完成后标识不符合要求，标识不清晰，标记位置不正

5、确，此为操作工思想松懈导致，对岗位作业自检有侥幸心理，是造成本次质量事故的原因之二；4、岗位自互检要求没有真正落实，下道工序对上道工序的具体检查内容不是很清楚，有没有落实没有评价标准，导致自互检管理失控，是导致此次质量事故间接原因。突出螺栓拧紧的重要性，拧紧后标识的作用。一、 常见螺纹联接1、 常用螺纹紧固件 常见的螺纹紧固件有：六角螺栓、螺钉、螺母、垫片、螺塞、圆柱销、双头螺柱、 U型螺栓等。1）螺栓 强度级别：3.6级12.9级（共10个等级） 螺纹精度：4h6h 定义：公差代号按照：中径顶径的顺序标注，表示螺纹连接时的松紧程度，用数字字母表示，数字代表精度等级，数字越小、精度越高，制造越

6、难。字母代表尺寸与标准尺寸偏离的程度。一般外螺纹（杆）要比内螺纹（孔）要小一些。外螺纹用小写字母表示，只有e、f、g、h四个字母，离h越近，间隙越小。内螺纹用大写表示，只有G, H两。个字母。如果中径和顶径的公差代号相同，标一个就可以了。2）螺母 强度级别：4级12级（7个等级） 螺纹精度：4H6H2、 螺纹性能等级 国产螺纹的性能等级一般有：3.6 4.6 4.8 5.6 5.8 6.8 8.8 9.8 10.9 12.9。1）8.8 第一个数：表示公称抗拉强度的 1/100 （即最大抗张应力 N/mm2) 1008 = 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

7、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 2）BUFO：表示生产商3）M：表示公制螺纹3、螺纹标记的含义4、等级性能标准对照常识：HRC和HRB意义:洛氏硬度中HRA、HRB、HRC等中的A、B、C为三种不同的标准，称为标尺A、标尺B、标尺C。 洛氏硬度试验是现今所使用的几种普通压痕硬度试验之一，三种标尺的初始压力均为98.07N(合10kgf)，最后根据压痕深度计算硬度值。标尺A使用的是球锥菱形压头，然后加压至588.4N(合60kgf)；标尺B使用的是直径为1.588mm(1/16英寸)的钢球作为压头，然后加压至980.7N(

8、合100kgf)；而标尺C使用与标尺A相同的球锥菱形作为压头，但加压后的力是1471N(合150kgf)。因此标尺B适用相对较软的材料，而标尺C适用较硬的材料。 实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。但各种材料的换算关系并不一致。除了洛氏C标尺和布氏硬度，维氏和布氏有粗略的换算关系外，其它大多数的硬度换算只能通过查表。 HRC主要用于淬火钢、调质钢等硬度较高的材料，测量范围HRC2067。 HRB主要用于软钢，有色金属等较软的材料。测量范围HRB2510

9、0。 在手册中可以通过维氏硬度换算。 HRB100HV233=HRC21.8； HRB99.2HV226=HRC20.0； HRB96HV211=HRC17.0。 但两者之间的重叠范围只有这么大。 二、螺纹联接技术及紧固理论1、螺栓连接受力示意图注：剪切力只有在被连接件螺栓孔错开的情况下才会产生。2、理论公式式中：ms为螺纹副摩擦系数；mw为端面摩擦系数； dp为螺栓有效直径,粗牙螺纹，dp0.906d,细牙螺纹，dp0.928d； dw为端面摩擦圆等效直径，dw=1.3d； du、di分别为摩擦圆的外径及内径； d为螺纹公称直径； b为螺纹升角,粗牙螺纹b250，细牙螺纹b210 a为垂直截

10、面内的螺纹牙形半角，约为2958注：螺纹的基本知识(1) 大径d(D)： 它是与外螺纹牙顶或内螺纹牙底相重合的假想圆柱的直径，一般定为螺纹的公称直径。 (2) 小径d1(D1)：它是与外螺纹牙底或内螺纹牙顶相重合的假想圆柱的直径，般取为外螺纹危险剖面的计算直径。 (3) 中径d2(D2)：螺纹的牙厚与牙间相等处的假想圆柱直径。 (4) 螺距P：相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距离。(5) 螺纹线数n：沿一条螺旋线形成的螺纹称为单线螺纹， n1。沿两条或两条以上，在周向等角度分布， 在轴向等间距分布的螺旋线形成的螺纹称为多线螺纹。(6) 导程s：同一条螺旋线上的相邻两牙在中径上对应两点间的轴向距

11、离。若螺旋线数为n，则snP。 (7) 螺旋升角：在中径圆柱上螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角，其展开形状右图所示。 计算式为 (8) 牙型角：轴向剖面内，螺纹牙型两侧边的夹角。 (9) 牙型斜角： 轴向剖面内，螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂线间的夹角。对三角形、梯形等对称牙型，2。 3、拧紧力矩的组成 T = Ts + Tw（支承面摩擦力矩TW 螺纹副摩擦力矩TS）注：产生力矩的原因支撑面摩擦力和螺纹副摩擦力相对螺栓中心存在力臂，能形成力矩；轴力位于螺栓中心，力臂为0，即力矩为零。4、 拧紧力矩和紧固轴力的关系 紧固轴力Ff （预紧力）的计算：1）弹性区域内 T = K Ff d F

12、f = T/(Kd)5、影响预紧力（夹紧力）的因素 在采用同一扭矩紧固时：1）摩擦系数上升，K值变大，则预紧力Ff不足；2）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。注：螺纹的摩擦系数主要取决于：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）夹紧力过小，被连接件容易松动； 2）夹紧力过大，被连接件容易损伤，同时，也容易造成螺纹件的损坏。注：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。7、轴向预紧力的确定 1）轴向预紧力下限值：

13、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）。8、 螺栓连接件的特性 关键工序：7-10%； 一般工序： 15%； 特殊部位： 3-5%注：关键工序：对产品质量起决定性作用的工序。它是主要质量特性形成的工序，也是生产过程中需要严密控制的工序。顾客经常抱怨，废品率高，与配合尺寸较密切，由公司自己界定。 特殊工序：工序的加工质量不易或不能通过其后的检验和试验充分得到验证，这种工序属于关键(特殊)工序。由行业来

14、界定，如喷漆、焊接、热处理、热压成型。螺栓拉伸曲线及基本概念1、 拉伸曲线1）当载荷为零时，伸长量L也为零； 2）当载荷逐渐由零增大到Fe时，试样的伸长量与载荷成正比增长，材料处于弹性变形阶段载荷卸除，试样能完全恢复到原来的形状和尺寸； 3）当载荷超过Fe时，试样除了弹性变形外，还开始出现塑性变形（即永久变形），载荷卸除后，试样不能完全恢复到原来的形状和尺寸；4）当载荷增加到Fs后，在曲线上开始出现水平（或锯齿形）线段，即表示载荷不增加，试样却继续伸长，这种现象称为屈服； 5）载荷超过Fs后，试样的伸长量又随载荷的增加而增大，此时试样已产生严重塑性变形； 6）当载荷增到最大值Fb时，试样开始产

15、生局部截面变小，出现“缩颈”，此时载荷逐渐减小到K点时，试样被拉断。注意一点：铸铁、高碳钢等高强度材料在拉伸实验中没有明显的屈服现象，因此测定s时很困难。国标中规定塑性变形量为试样标距长度的0.2%时的应力为其屈服强度（即0.2 非比例屈服强度）。退火低碳钢的拉伸曲线2、 基本概念 1）抗拉强度 是材料被拉断前所能承受的最大应力值 b=Fb/S0 抗拉强度表示材料抵抗均匀塑性变形的最大能力； 2）弹性模量 是指金属材料在弹性变形阶段应力（）与 应变（）的比值： E=/ MPa 刚度，用来衡量金属材料抵抗弹性变形的难易程度； 3）塑性 金属材料在载荷作用下，产生塑性变形而不被破坏的能力 =（Lk

16、-L0）/L0100%4）硬度 是指金属材料抵抗比它硬度更高的物体压入其表面的能力，即抵抗局部塑性变形的能力检测方法：洛氏硬度是以顶角为120的金刚石圆锥体或直径为1.588的淬火钢球作压头，以规定的试验力使其压入试样表面。试验时，先加初试验力，然后加主试验力。压入试样表面之后卸除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样表面压痕深度，确定被测金属材料的洛氏硬度值。 洛氏硬度值由h的大小确定，压入深度h越大，硬度越低；反之，则硬度越高。一般说来，按照人们习惯上的概念，数值越大，硬度越高。因此采用一个常数c减去h来表示硬度的高低。并用每0.002的压痕深度为一个硬度单位。由此获得的硬度值称为洛氏

17、硬度值，用符号HR表示。 由此获得的洛氏硬度值HR为一无名数，试验时一般由试验机指示器上直接读出。 洛氏硬度的三种标尺中，以HRC应用最多，一般经淬火处理的钢或工具都采用HRC测量。在中等硬度情况下，洛氏硬度HRC与布氏硬度HBS之间关系约为1：10，如40HRC 相当于400HBS 。如50HRC，表示用HRC标尺测定的洛氏硬度值为50。硬度值应在有效测量范围内（HRC为2070）为有效。 5）疲劳断裂 金属在循环载荷作用下产生疲劳裂纹并使其扩展而导致的断裂称为疲劳断裂。 特点：疲劳断裂不产生明显的塑性变形，断裂是突然发生的，有很大危险性，常造成严重事故。 6）疲劳强度 工程上规定，材料经受

18、无数次应力循环而不产生断裂的最大应力称为疲劳强度。 产生原因： 内部组织缺陷：气孔、疏松、夹杂等；表面划痕。提高疲劳强度措施：改善内部组织和外部结构形状；降低表面粗糙度；表面强化：表面淬火、喷丸处理、表面滚压等。三、螺纹联接装配工艺及过程控制1、螺纹联接拧紧的几个阶段 三个阶段：弹性区、部分塑性区、均匀塑性区Stage 1PrevailingTorqueStage 2Draw DownStage 3ElasticStage 4PlasticStage1 prevailing torque 预紧力 stage2 draw down 施加拧紧力Stage3 elastic 弹性形变 stage4

19、plastic 塑性变形2、螺纹联接装配工艺方法 1）扭矩直接控制法 原理：T = k d Ff TU = kL d FU TL = kU d FL 方法介绍:这是利用扭矩值与预紧力的线性关系进行控制的方法，该方法在拧紧时只对紧固扭矩（T）进行控制，操作简便。但扭矩控制法受扭矩系数影响较大，90%以上用于克服螺纹和支承面摩擦扭矩，初始预紧力的离散度随着拧紧时摩擦损耗等因素的控制程度而变化，因而离散度较大精度很低。 应用：一般用在非关键部位。 针对扭矩法，主要有两个问题：一是目标扭矩达不到；二是监控转角超差。 目标扭矩达不到针对目标扭矩超差的问题，首先是检查螺母拧紧机保持正常工作的设备参数是否正

20、常，另外扭矩设置范围的核对以及螺母拧紧机是否进行了定期校验。 脱碳试验：螺栓或被连接件上的螺纹过软，有可能造成划牙或脱扣，从而力矩达不到； 目标扭矩还未达到，螺栓已发生断裂，此种情况极少。 转角超差 调查螺栓强度、硬度； 脱碳试验：螺纹表面碳势是否合格； 螺栓摩擦系数：如上述两项均合格，则可知转角小，即轴向力F小，也就是螺栓摩擦系数偏大；反之，摩擦系数偏小。 转角范围设置合理与否转角范围是在工序稳定的前提下，通过对大量转角数据统计分析后制定的。如果过程发生变更，如螺栓厂家更换、设备改造等，则转角范围应重新制定或完善。 2）扭矩控制 转角监控法 原理：T = k d Ff 方法介绍:在采用扭矩控

21、制的同时,用紧固转角f作为指标对预紧力进行监控的控制方法。20% N扭矩设定转角控制的起始点； 从起始点计算转角，同时记录扭矩。 注:该方法装配精度高，可控制在5%以内，一般用于较高的装配部位，抗松动、抗疲劳性能较佳，为拧紧装配工艺的发展方向。 3）扭矩转角法 原理：a = FTS/(Kd ) / 方法介绍:分步拧紧，先采用扭矩控制,再采用紧固转角f进行控制的方法。大多数厂家用转角法一般在塑性区。扭矩转角法与扭矩法比较扭矩法中,从公式T=k D F可以看出F与K是线性的关系,因而受K的影响大； 扭矩转角法中,从公式a = FTS/(Kd ) / (TS是转折扭矩, 是与被连接件的弹性模量有关的

22、系数)可以看出F 与a的关系是线性的，而与K 的关系不是线性关系，因而受K的影响不大；通过实验数据的分析可以看出，与扭矩法相比，转角法的优点非常明显，即便是在弹性区，转角法中轴力与扭矩系数的关系较小，而轴力主要与转角成正比，只要转角的精度达到，轴力即基本可达到；但在扭矩法中，轴力完全受到扭矩系数的控制，即便扭矩达到，如果扭矩系数得不到控制，那么轴力就达不到要求从而影响拧紧要求。螺栓装配质量问题发生原理及排查方法1、扭矩+转角法首先，问题发生时，需确认螺母拧紧机是否处于正常工作状态，扭矩或转角范围设置是否正确；螺母拧紧机校验，拧紧是否准确可靠。之后，再针对各个具体展开调查： 最终力矩偏大或偏小。

23、根据上述分析，最终力矩偏大，是由于参数偏大（即轴向力F偏大）或摩擦系数大（即扭矩系数K大）；最终力矩偏小，是由于参数偏小（即轴向力F偏小）或摩擦系数小（即扭矩系数K小）。对此需检验螺栓材料及金相，螺栓机械性能（如螺栓强度、硬度）。对于连杆螺母及缸盖螺栓来说，螺栓拧紧基本在屈服点附近，也可采用粗略检测方法：即先用数显扳手检测该螺栓的力矩，再将数显扳手继续转过30，记录数显扳手的显示力矩，计算两次力矩之差，如果两者之差5Nm，则证明螺栓已处于屈服点附近，可初步推断是摩擦系数问题。 转角未达到时螺栓断裂说明拧紧已超过螺栓能承受的抗拉极限，螺栓强度不合格。 最终力矩监控范围问题如遇到螺栓厂家更换，螺栓

24、加工过程或控制参数的变化等情况，可能造成螺栓机械性能及摩擦性能等的变化，原先制定的最终力矩范围不再使用，则需重新统计最终力矩范围。4）屈服点控制法 操作方法：拧紧系统先将螺栓拧至一起始力矩（50%），然后系统不断计算扭矩/转角斜率，当螺栓材料达到屈服点（扭矩不再增加，而角度增加很快），斜率急剧下降，则系统发出控制信号；得到信息后，系统略微停顿，再转10左右。注：该方法具有可最大限度地利用螺栓强度的优点，同时，对螺栓自身的屈服强度及抗拉强度有严格的要求（适用于塑性区域）。5）螺栓长度法四、拧紧力矩管理基础1、螺纹紧固的四种错误紧固作业者的错误： 忘记紧固，或紧固工具使用不当（工具正确）；紧固方法

25、的错误： 紧固次序不当，或紧固工具选择欠妥（工具不正确）；紧固工具的错误： 工具精度不高，性能不好；紧固连接件的错误： 零部件尺寸超差，材质不好，螺纹润滑不良。2、拧紧工具的选择1）拧紧工具的分类 根据使用条件分：主要有手动、气动和电动； 根据拧紧扭矩分：主要有定扭工具和非定扭工具； 根据制造商分： 有进口和国产工具。2）拧紧工具的选择 原则： 主要是根据螺栓强度相应的拧紧扭矩、控制要求而选择的。 常用定扭工具对比 有扭力要求的工具，应选用定扭工具。在选用定扭工具时，应考虑： 1）产品结构工具使用的方便性（能否加反作用力杆） 2）现场环境工具使用的方便性（能否悬挂）、噪音 3）工艺参数工具型号

26、的扭力范围的适用性及精度等级 4）制造厂商工具的可靠性和服务质量（尽量集中厂商） 5）生产效率工具是否适应装配线速3、拧紧检具及检测方法 1）常用的检测工具 静态检测 指针式力矩检测扳手、表盘式力矩检测扳手、数显式力矩检测扳手等 动态检测 传感器式力矩检测扳手等 2）检测工具的选择3）常用检测方法事后法（静态检测）：静态检测由于是装配后检测，受到力矩衰减、静摩擦力、检具的精度等影响，所测的力矩跟实际值有一定误差。 拧紧法 拧松法 复位法另：螺栓伸长法也是一种检测方法，主要应用在校准、标定和试验开发中。过程法（在线动态检测）：动态检测能真实地反映紧固件的拧紧力矩。 传感器法4、力矩检测的主要影响

27、因素1）连接件表面质量及装配扭矩形成过程的影响（表面的粗糙度及硬度等）2）检测工具的影响（精度）3）检测方法的影响（力矩变化系数）5、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1）气压情况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。目前公司风动工具的气压稳定值0.50.1Mpa。 2）润滑情况 在有润滑的条件下，扭矩系数K变化，同一扭矩将得到不同的轴向预紧力（夹紧力）成反比；或相同的预紧力时，扭矩成正比。 3）零部件质量 零部件的质量对拧紧力矩的

28、也有一定的影响，如螺纹烂牙、定位尺寸误差、支撑面变形等。 4）拧紧工具 拧紧工具的精度对拧紧力矩有直接的影响； 检测工具的精度对力矩检测结果有直接的影响； 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。 假扭矩控制 5）拧紧方法 常用的方法有：1、对角拧；2、大平面螺栓拧紧：由中间向两边对角拧紧；由中间向外画圈法；特殊拧紧方法。1、 对角拧紧此种方法是最基本的方法，强调的是对角操作，均匀拧紧。作业时起始螺栓能将被连接件刚刚压紧即可，按照对角打紧得方式进行拧紧作业，最后再将起始螺栓进

29、行复紧。下面是几种常见的对角拧紧顺序图。 2、 大平面螺栓拧紧由中间向两边对角拧紧（柴油机缸盖螺栓） 由中间向外画圈法拧紧（铝制油底壳紧固螺栓拧紧） 特殊拧紧方法（铁质油底壳紧固螺栓拧紧）案例分析：案例一：人工检测的力矩值大于螺母拧紧机显示值（比如飞轮螺栓）。原因分析：我们公司当前检验力矩的方法基本上采用事后法中的紧固法，螺母拧紧机显示值为安装扭矩，也是动态测试值,一般在产品图纸上会标出;人工检测值为检测扭矩，一般扭矩扳手采用继续拧紧法（拧紧方向不超过10）是测试值为峰值扭矩。在不同的工况下，检测值也会不同。检测值还与被连接零件的材料有关系，按照ISO 5393软硬联接的标准，硬联接检测扭矩一

30、般会大于安装扭矩；再加上由于检测板手的精度比螺母拧紧机的要低，扭矩之差就显现出来了，其误差可能在525之间，即人工检测的扭矩值可能大于机器显示值的25。另外如果是采用指针式扳手时，可能还会混有零点定位误差、操作人员的视觉误差等，都会增大误差。措施： 1、执行紧固法时需注意拧动螺栓（或螺母）的角度应尽量小，最大不超过10；2、区分拧紧的过程的三个不同的参数组：安装参数=控制参数，与检测参数不同（因为在以紧固法再次拧紧期间，扭矩值的分布特性与装配工序的拧紧扭矩特性相比已有很大差别）。通过采集至少100个实际扭矩测量值，然后借助统计分析的方法求出标准偏差s，以确保下限，均值+3s作为控制范围的上极限

31、，用作检验、评价螺栓连接拧紧效果的标准。以后测量值必须落在设定的界限范围之内（但这里需要保证螺栓的摩擦系数范围每个批次基本一致，目前我们的螺栓质量一致性是不稳定的）；3、与螺栓厂家共同整改螺栓质量；4、工序间的扭矩值的测量，必须在装配完成后的30min内进行（力矩会有衰减）。案例二、在转角法中，转角未达到设定值，而最终力矩值超大出了监控范围（70-110 Nm）机器报警 原因分析：这个问题基本上都出现在工件、垫片和螺栓上。（1） 对于工件：主要是工件的螺纹不好或螺孔内有异物，使螺纹接触面摩擦阻力增大所至。（从实验中我们发现，同样的工艺方法，同样的零件，因为是模拟零件，实验时的力矩数据比现场的力

32、矩要小10Nm，因为试验的零件是通孔，清洗的比较彻底，而实际缸体是盲孔，清洗的不彻底）（2） 对于垫片：可能会随螺栓旋转所产生的摩擦阻力增大所至（实验中国产的垫片是跟转的，而CKD垫片不转）。（3） 对于螺栓：主要是螺摩擦系数较大，尤其是端面摩擦系数较大且范围宽（实验数据表明，国产的摩擦系数大且范围教宽，而CKD的摩擦系数小且非常的稳定不动）。 还有一点就是螺栓未按规定处理（蘸油）或把本来涂的油清洗掉。（4） 其它原因：进行了两次拧紧。措施：1、必须明确用转角法时，主要是控制转角。通过实验和拧紧曲线的分析可以看出，拧紧的轴向力与转角成正比，只要转角达到，轴向力也基本达到。所以当时我们把力矩监控

33、的范围放大了，先满足达到角度。 2、通过缸盖螺栓的试验，我们发现再用我们的工艺方法：63Nm松开+20Nm再转90度+90度进行CKD和国产螺栓的试验，测量出国产的力矩的值（104Nm）比CKD（94 Nm）大，但轴向力却 小了2000N。因此得出用最终力矩来衡量拧紧效果必须是摩擦系数在设计的范围内并且稳定的情况下才可以。此时通过采集至少100个实际扭矩显示或测量值，然后借助统计分析的方法求出标准偏差s，以3s作为控制范围的上、下极限，作为我们的最终力矩的控制范围和检测范围 3、我们通过实验发现国产螺栓的摩擦系数大，在起步力矩（20Nm）时由于摩擦系数的影响导致轴向力丢失了2000N，而在后面

34、的转角过程中，轴向力没有太大的差异。因此可判断国产螺栓不能达到设计的要求。目前新的螺栓厂家正在开发（缸盖螺栓、主盖螺栓）。案例三、在转角法中，转角已达到设定值，而最终力矩值超小出了监控范围（70-110 Nm）机器报警原因分析： 拧紧扭矩值偏小的情况现在出现的非常少，前几年在CKD缸盖螺栓上出现较多.首先，转角法拧紧工艺是将螺栓拧紧过屈服区域，通过控制转角使轴向预紧力稳定在屈服轴力附近。这种装配工艺一般会设置最终扭矩监控。最终扭矩偏小的原因大致有：螺栓强度偏低（硬度低）、摩擦太小、螺纹有缺陷、螺纹脱扣等。 措施：1、通过将螺栓再拧紧30度后，力矩的增加不超过5 Nm判断螺栓基本上到了屈服点（如

35、果在弹性区，我们的螺栓拧过30度，力矩的变化超过15 Nm）；通过30度后，力矩一般能保证70Nm，主要是由摩擦系数小引起、不会导致轴向力不够；如还达不到70Nm，屈服强度较低，可能会引起轴向力不够，必须换螺栓。2、控制螺栓的机械性能指标参数：如屈服强度、延伸率、硬度等，进而达到控制螺栓质量。 6）加强过程控制（1）首检 考虑气压是否正常、定扭风枪是否按规定进行了校验以及定扭值的合理性（考虑定扭风枪自身的定值范围来校定）； 拧紧方法是否存在问题； 是否正确使用手动定扭扳手，姿势是否正确，拧紧用力要均匀，动作要稳要慢。哪些情况下需要首检？首检的频次？（2）巡检 巡检的频次？巡检人员是谁？ 五、螺

36、纹常见的失效形式与预防措施1、螺纹联接的常见失效形式 常见的实效模式有：松动、装配拉长、疲劳断裂、装配断裂、延迟断裂、装配脱扣、过载静断、装配干涉、垫片及被联接件损坏（压陷、破裂）。1） 松动概念：预紧螺栓的轴向力显著降低至设计要求的下限以下。表现形式： 相对位置不固定，不能有效传动、三漏、冲缸垫、异常磨损、联接解体，螺栓疲劳断裂。松动原因： 预紧力不足； 振动或交变载荷导致螺母（螺栓）回转； 螺栓在预紧载荷及服役载荷（温度）作用下产生蠕变伸长； 被联接件在预紧载荷及服役载荷作用下产生蠕变减薄。预防措施：确保预紧力、提高预紧力：普遍有效涂胶：适用于振动或横向导致的回转类松动螺栓减细：适用螺栓伸

37、长及被联接件减薄的场合改进结构：防止切向载荷、平垫改镶圈防松紧固件：异形牙螺母、镶圈螺母、开槽螺母、带齿螺栓（螺母）2、 螺纹松动预防措施六、螺纹孔深度加工及攻丝注意事项1、螺纹孔加工尺寸和深度计算 1）公制螺纹孔加工尺寸计算 普通公制螺纹底孔直径的经验计算公式 韧性材料D底孔DP 脆性材料D底孔D（1.051.1P）注：其中D为螺纹公称直径（螺纹大径），P为螺距，D底孔为螺纹底孔直径。韧性材料：在外力作用下，虽然产生较显著变形而不被破坏的材料，称为塑性材料；脆性材料：在外力作用下，发生微小变形即被破坏的材料，称为脆性材料；材料的塑性和韧性的重要性并不亚于强度。塑性和韧性差的材料，工艺性能往往

38、很差，难以满足各种加工及安装的要求，运行中还可能发生突然的脆性破坏。这种破坏往往滑事故前兆，其危险性也就更大。脆性材料抵抗冲击载荷的能力更差。 2）英制螺纹孔加工尺寸计算英制螺纹底孔直径的经验计算公式韧性材料D底孔25(Dn)(0.20.3)脆性材料D底孔25(Dn)注：其中D为螺纹公称直径（螺纹大径），n为每英寸牙数，D底孔为螺纹底孔直径。 3）螺纹孔加工深度计算攻丝底孔深度的确定，钻孔深度要大于所需的螺孔深度。攻盲孔螺纹时，由于丝锥切削部分不能切出完整的螺纹牙型，所以钻孔深度要大于所需的螺孔深度，防止丝锥到底了还继续往下攻，造成丝锥折断。通常钻孔深度至少要等于需要的螺纹深度加上丝锥切削部分

39、的长度，这段长度大约等于螺纹大径的0.7倍。即：L钻孔= L螺孔0.7D（其中L钻孔为钻研孔深度，L孔深为所需螺孔深度，D为螺纹大径。）思考：我们在生产装配过程中滑牙怎么办？导致滑牙的操作方式有哪些？答案：现场操作过程中螺栓滑牙反馈步骤：停止螺栓拧紧；向班长反馈；班长根据首先判断螺栓滑牙程度采取相应的措施；在不影响生产和装配质量的前提下在生产线上取出滑牙螺栓，否则进行隔离在线下处理。导致滑牙的操作方式：员工装配技能不足；螺栓没有预紧直接拧紧；螺栓孔内有杂质；螺栓拧紧力矩过大导致被连接件损坏；润滑不良等等。2、普通螺纹手动攻丝方法及注意事项目前，在机械加工中，手动攻螺纹仍占有一定的地位，因为在实

40、际生产中，经常碰到有些螺纹孔由于所在位置或零件形状的限制，不适用于机攻螺纹，所以必须采用手动攻螺纹，同时小螺纹孔直径较小，丝锥的强度较低，机攻螺纹时容易折断，一般也常用手动攻螺纹。但是手动攻螺纹确实也存在不少问题，所以我们只有采取正确的攻螺纹方法，才能保证手动攻螺纹的加工质量。 被加工的工件装夹要正，一般情况下，应将工件需要攻螺纹的一面，置于水平或垂直的位置。这样在攻螺纹时，就能比较容易地判断和保持丝锥垂直于工件螺纹基面的方向。在开始攻螺纹时，尽量把丝锥放正，然后用一手压住丝锥的轴线方向，用另一手轻轻转动铰杠。当丝锥旋转12圈后，从正面或侧面观察丝锥是否和工件的螺纹基面垂直，必要时可用直角尺进

41、行校正，一般在攻进34圈螺纹后，丝锥的方向就基本确定。如果开始攻螺纹不正，可将丝锥旋出，用二锥加以纠正，然后再用头锥攻螺纹，当丝锥的切削部分全部进入工件时就不再需要施加轴向力，靠螺纹自然旋进即可。攻螺纹时，每次旋转铰杠，丝锥的旋进不应太多，一般以每次旋进1/21转为宜，M5以下的丝锥一次旋进不得大于1/2转；手攻细牙螺纹或精度要求较高的螺纹时，每次的进给量还要适当减少；攻削铸铁比攻削钢材时的速度可以适当快一些，每次旋进后，再倒转约为旋进的1/2的行程；攻削较深的螺纹时，回转的行程还要大一些，并需往复拧转几次，可折断切屑，利于排屑，减少切削刃粘屑现象，以保持锋利的刃口；同时使切削液顺利地进入切削

42、部位，起到冷却润滑作用。转动铰杠时，操作者的两手用力要平衡，切忌用力过猛和左右晃动，否则容易将螺纹牙型撕裂和导致螺纹孔扩大及出现锥度。攻螺纹时，如感到很费力时，切不可强行攻螺纹，应将丝锥倒转，使切屑排除，或用二锥攻削几圈，以减轻头锥切削部分的负荷，然后再用头锥继续攻螺纹仍然很吃力或断续发出“咯、咯”的声音，则切削不正常或丝锥磨损，应立即停止攻螺纹，查找原因，否则丝锥有折断的可能。攻削不通的螺纹时，当末锥共完，用铰杠带动丝锥倒旋松动后，应用手将丝锥旋出，不宜用铰杠旋出丝锥，尤其不能用一只手快速拨动铰杠来旋出丝锥，因为攻完的螺纹孔和丝锥的配合较松，而铰杠又重，若用铰杠旋出丝锥，容易产生摇摆和震动，从而破坏了螺纹的表面粗糙度。攻削通孔螺纹时，丝锥的校准部分尽量不要全部出头，以免扩大或损坏最后的几扣螺纹。用成组丝锥攻螺纹时，在头锥攻完后，应先用手将而锥或三锥旋进螺纹孔内，一直到旋不动时，才能使用铰杠操作，防止对不准前一丝锥攻的螺纹而产生乱扣的现象。攻削不通的螺孔时，要经常把丝锥退出，将切屑清除，以保证螺纹孔的有效长度。攻削M3以下的螺纹孔时，如果是小工件，可用一只手拿着带丝锥的铰杠或特制的短柄铰杠进行攻螺纹，这样可避免强力攻削，防止丝锥折断。3、普通丝锥攻螺纹中常出现的问题及分析 1）普通丝锥攻螺纹中常出现的问题 攻螺纹过程中经常出现的主要问题丝锥折断；丝锥崩齿；丝锥磨