工具拧紧基础课件.ppt

1、Date：2014年8月28日工具拧紧基础工具拧紧基础Assembly Solution2装配工具和设备装配工具和设备气动工具电动拧紧机电动拧紧机气动油压脉冲工具电动拧紧机气动离合器工具Assembly Solution3工件的连接基础工件的连接基础硬连接硬连接角度角度q转角小于30q斜率较高q在到达最终扭矩之前旋转自如 q扭矩快速增加q举例：发动机飞轮；火花塞 金属与金属的连接Assembly Solution4A1TLTHTC门槛扭矩门槛扭矩A0As角度角度工件的连接基础工件的连接基础软连接软连接q转角大于720q斜率较低q在到达最终扭矩之前旋转一定的角度。q从门槛扭矩到最终扭矩转动超过

2、720q举例：带有垫片；O形圈等 发动机缸盖；油底壳Assembly Solution5ISO 5393国际标准硬连接、软连接测试 Assembly Solution6主导扭矩连接主导扭矩连接q在达到最终扭矩前的一种较大扭矩q有可能是硬连接或软连接q举例：自攻螺纹；螺纹切割 自锁螺栓；损坏螺纹主导扭矩 门槛扭矩THTCTLAL AHAssembly Solution7扭矩控制扭矩控制动态扭矩：q当使用动力工具拧紧螺栓时测量到的扭矩最大值。q对于在装配中进行统计控制的首选、最准确的测量。静态扭矩：q 扭矩值存在于螺栓上，不需旋转螺栓。q 仅用于有最小扭矩要求的应用。Assembly Soluti

3、on8扭矩控制扭矩控制主导预扭矩q 该扭矩不会对最终夹紧力有影响。残留扭矩q在拧紧方向继续拧紧螺栓，这时测出的扭矩q有较大的测量误差。Assembly Solution9动态扭矩、静态扭矩动态扭矩、静态扭矩静态扭矩峰值角度角度,q q动态测量时的残留扭矩扭矩扭矩,T最终扭矩门槛扭矩转动角度2-4Assembly Solution10螺纹摩擦螺纹摩擦力力夹紧力夹紧力螺帽摩擦力螺帽摩擦力扭矩扭矩q螺帽摩擦力螺帽摩擦力-55%q螺纹摩擦力螺纹摩擦力-35%q夹紧力夹紧力-10%扭矩的损耗扭矩的损耗Assembly Solution11拧紧曲线拧紧曲线扭矩上限扭矩下限合格窗口角度下限角度上限门槛扭矩主

4、导扭矩dTdTorqueGradientJointRateq扭矩扭矩(夹紧力夹紧力)角度角度,q q目标扭矩 螺栓屈服点塑性变形区弹性变形区Assembly Solution12自由拧紧自由拧紧自由拧紧：自由拧紧：在螺栓头在螺栓头/螺母与接螺母与接触面没有接触之前。触面没有接触之前。塑性变形塑性变形/屈屈服点服点塑性变形塑性变形/屈服点：屈服点：螺栓永久螺栓永久变形或螺纹、连接和垫片达变形或螺纹、连接和垫片达到屈服点。到屈服点。弹性夹紧弹性夹紧弹性夹紧弹性夹紧:扭矩扭矩/角度斜率均角度斜率均匀，工具将能量传递给装配匀，工具将能量传递给装配件件。门槛扭矩门槛扭矩门槛扭矩门槛扭矩:螺栓和与连接面对

5、螺栓和与连接面对正后正后Assembly Solution13kdPT 扭矩控制扭矩控制扭矩上限扭矩下限扭矩扭矩(夹紧力夹紧力)角度角度,q q目标扭矩 门槛扭矩Assembly Solution14 角度控制角度控制kdPT 360pFpq 角度下限角度上限 门槛扭矩扭矩扭矩（夹紧力）夹紧力）角度角度,q q角度控制值Assembly Solution15屈服点控制屈服点控制扭矩斜率最大值的扭矩斜率最大值的50%螺栓屈服点螺栓屈服点扭矩扭矩（夹紧力）夹紧力）角度角度,q qAssembly Solution16拖动力矩拖动力矩Assembly Solution17再扭矩控制再扭矩控制初始拧紧

6、初始拧紧第一个再扭矩第一个再扭矩第二个再扭矩第二个再扭矩第三个再扭矩第三个再扭矩 在初始拧紧后，在初始拧紧后，目标扭矩又重新目标扭矩又重新施加，同时也在施加，同时也在测量达到扭矩所测量达到扭矩所转的角度。转的角度。如果测量的角度如果测量的角度大于预先选择的大于预先选择的再扭矩角度，再再扭矩角度，再扭矩就会在重复扭矩就会在重复一遍，知道达到一遍，知道达到10次再扭矩。次再扭矩。一旦再扭矩的角一旦再扭矩的角度大于预先设定度大于预先设定的角度，再扭矩的角度，再扭矩拧紧完成拧紧完成。Assembly Solution18斜率检测功能，单斜率、双斜率监测斜率检测功能，单斜率、双斜率监测Assembly

7、Solution19q由于工具在所有连接条件下测试精度很难，所以发展出动力工具的测试标准，标准中定义了和可控的测试条件环境。最具有影响力的测试标准：qISO 5393国际标准：动力工具拧紧螺栓性能测试方法。这个标准是基于福特气动工具测试标准。qHomologation欧盟测试标准：欧盟OEM的最新测试标准 Homologation是指产品的认证或 它的技术指标达到规定的标准（homologate是指官方正式批准或确认）认证，认证，ISO 5393国际标准国际标准&Homologation欧盟标准欧盟标准 Assembly Solution20认证，认证，ISO 5393和和 Homologat

8、ion指标指标HARD JOINT硬连接硬连接SOFT JOINT软连接软连接CAPABILITY能力指数能力指数ISO 5393测试的连接测试的连接从测试扭矩的10%-100%螺栓所转的角度为27（总计30）从测试扭矩的10%-100%螺栓所转的角度为650（总计720）综合平均扭矩的综合扭矩分散度A 5%,B 10%,C 20%（老的福特分级）ISO 5393 测试的扭矩测试的扭矩规定的平均扭矩水平在软连接情况下也可以达到HOMOLOGATION测试的连接测试的连接30 536015对于二种测试连接*设备的能力指数 Cm&Cmk 1.67 Cm=工差 6sCmk=最近的UCL&LCL 均值

9、 3sHOMOLOGATION测试的扭矩测试的扭矩 门槛扭矩为最大扭矩的20%测试目标扭矩为工具最大扭矩的60%门槛扭矩为最大扭矩的20%测试目标扭矩为工具最大扭矩的80%注：注：1.HOMOLOGATION的技术指标正在审核的技术指标正在审核2.*各个设备厂家的公式会略有变化各个设备厂家的公式会略有变化Assembly Solution21q指软连接的平均扭矩值与硬连接的平均扭矩值的差别Soft JointHard Joint工件的连接基础工件的连接基础平均偏移平均偏移Assembly Solution22拧紧机在测试过程中，拧紧机在测试过程中，测试工作频率测试工作频率200万次无故障万次无

10、故障QM系列拧紧机卓越的性能系列拧紧机卓越的性能Assembly Solution23工具等级分类工具等级分类GuaranteedCapabilityRatingDurability(cycles)Ratingless than 5%A1,000,00010less than 10%B500,0005less than 15%C250,0003less than 20%D100,0001less than 25%E00Assembly Solution24拧紧工具形式及特点拧紧工具形式及特点价格价格重复能力重复能力堵转型堵转型离合器型离合器型气动气动传感器型传感器型 10%10%5%15%$1

11、,000$1,750$10,0007%$7,500$11,000直流直流 电流控制电流控制 直流直流 传感器控制传感器控制 q 气动工具堵转型气动工具堵转型q 气动工具离合器型气动工具离合器型q 气动工具传感器型气动工具传感器型q 直流电动工具，直流电动工具，q 电流控制电流控制q 直流电动工具，直流电动工具，q 传感器控制传感器控制测试精度基于测试精度基于ISO5393测试标准测试标准Assembly Solution25拧紧工具的精度拧紧工具的精度油压脉冲工具，精度 15%自动断气离合器工具，扭矩精度 7%充电式拧紧枪，扭矩精度 3%，角度精度 3电动拧紧机，扭矩精度 3%，角度精度 3A

12、ssembly Solution26拧紧工具选择拧紧工具选择Assembly Solution27可靠的螺栓连接取决于下面的因素：螺栓的质量和形式 连接材料的一致性 使用的装配工具 装配方法和策略 操作者影响 摩擦系数的分散 连接件的可维修性在设计产品的初始阶段就应选择工具和装配方式，这样是非常有效的Assembly Solution28扭矩测量扭矩测量“标记法 Back-to-the-Mark”准确度:高 方便性/速度:低 将要返松的螺栓作出标记，再拧紧到原来的位置 真实检测动态拧紧扭矩 适合带有螺纹的场合 费时Assembly Solution29扭矩测量扭矩测量“返松法Off-torqu

13、e”准确度:低 方便性/速度:中 测量返松的扭矩峰值 所测量的返松扭矩与拧紧扭矩的偏差较大Assembly Solution30带响声手动扭矩扳手 准确度:低 方便性/速度:高 在拧紧过程中，当工具达到预设扭矩时发出响声 不是真正的检测方法只是扭矩再复合的方法 只能保证所要检查的螺栓已经拧紧扭矩测量扭矩测量Assembly Solution31扭矩测量扭矩测量扭矩手动扳手 准确度:低 方便性/速度:中 用工具测量直到操作者感觉到螺栓转动 在工具上指示的是峰值扭矩 操作者的经验和连接件的条件对结果有影响Assembly Solution32扭矩测量扭矩测量扭矩/角度扳手带外部记录仪器 准确度:较

14、高 方便性/速度:低 可以测量动态扭矩 设备笨重使用不方便Assembly Solution33扭矩测量扭矩测量扭矩/角度 力矩扳手带有动态扭矩监测算法准确度:高 方便性/速度:高 真正测量动态扭矩，将螺栓旋转很小的角度2-4Assembly Solution34拧紧错误可由连接件，工具或操作者引起这些错误典型表现为与正常拧紧的角度有很大的偏差检测拧紧错误地最好方法是发现与正常角度的偏差新一代直流无刷马达控制器，具备监视或控制角度对出现的错误报警在装配过程中的错误在装配过程中的错误Assembly Solution35拧紧错误由下列方法判断由下列方法判断:错误种类错误种类 扭矩控制扭矩控制 扭

15、矩控制带扭矩控制带 角度监视角度监视 屈服点控制带屈服点控制带 扭矩和角度监视扭矩和角度监视 螺栓太软螺栓太软（摩擦力低或高的情况）（摩擦力低或高的情况）否否是是是是螺栓太软螺栓太软（摩擦力一般情况（摩擦力一般情况)否否通常否通常否螺栓太硬螺栓太硬否否否否螺纹错误螺纹错误(摩擦力高摩擦力高)否否涂层涂层/润滑错误润滑错误摩擦力太低摩擦力太低否否是是是是是是是是是是是是Assembly Solution36拧紧错误Angle,q qTorque,T盲孔，螺纹太浅盲孔，螺纹太浅ExpectedEffect on Torque/Angle End of Cycle Data:TorqueAngleT

16、ightening CyclesTorque High LimitTorque Low LimitAngle High LimitAngle Low LimitAssembly Solution37拧紧错误拧紧错误Angle,q qTorque,T没有完成的操作没有完成的操作（工具停止太早）工具停止太早）ExpectedEffect on Torque/Angle End of Cycle Data:TorqueAngleTightening CyclesTorque High LimitTorque Low LimitAngle High LimitAngle Low LimitAssemb

17、ly Solution38拧紧错误拧紧错误角度角度,q q扭矩扭矩,T工件没有对齐工件没有对齐拧紧完成后，扭矩拧紧完成后，扭矩/角度的记录：角度的记录：扭矩扭矩角度角度Tightening Cycles扭矩上限扭矩上限扭矩下限扭矩下限角度上限角度上限角度下限角度下限理想曲线理想曲线Assembly Solution39拧紧错误拧紧错误Angle,q qTorque,T螺纹损坏螺纹损坏Effect on Torque/Angle End of Cycle Data:TorqueAngleTightening CyclesTorque High LimitTorque Low LimitAngle

18、 High LimitAngle Low LimitExpectedAssembly Solution40Angle,q qTorque,T连接件问题连接件问题拧紧错误拧紧错误Effect on Torque/Angle End of Cycle Data:TorqueAngleTightening CyclesTorque High LimitTorque Low LimitAngle High LimitAngle Low LimitExpectedAssembly Solution41Angle,q qTorque,T螺纹滑牙螺纹滑牙拧紧错误拧紧错误Effect on Torque/An

19、gle End of Cycle Data:TorqueAngleTightening CyclesTorque High LimitTorque Low LimitAngle High LimitAngle Low LimitExpectedAssembly Solution42Angle,q qTorque,T拧紧错误拧紧错误Effect on Torque/Angle End of Cycle Data:TorqueAngleTightening CyclesTorque High LimitAngle High LimitAngle Low LimitTorque Low LimitA

20、ll final cycle data is goodExpected工件变形工件变形案例分析案例分析Assembly Solution44客户客户:某发动机制造公司某发动机制造公司问题问题:缸盖漏气缸盖漏气分析分析:拧紧方式拧紧方式:使用冲击扳手预拧紧使用冲击扳手预拧紧,使用手动力矩扳手拧紧到使用手动力矩扳手拧紧到14 Kg.m.检测方法：使用电动拧紧机将螺栓拧紧到屈服点，然后使用检测方法：使用电动拧紧机将螺栓拧紧到屈服点，然后使用ETW-A手动扳手转动手动扳手转动4度后测出实际的最终扭矩，分别测出度后测出实际的最终扭矩，分别测出 二二种发动机的螺栓扭矩种发动机的螺栓扭矩发现：螺栓的屈服点在

21、扭矩值为发现：螺栓的屈服点在扭矩值为13.5 Kg.m 其它影响：考虑摩擦力的影响因素，达到屈服点的扭矩约为其它影响：考虑摩擦力的影响因素，达到屈服点的扭矩约为11 Kg.m.(安全系数为安全系数为 0.81)使用使用IR ETW-A力矩扳手实例力矩扳手实例Assembly Solution45结论结论 结果发现使用的螺栓等级问题，该发动机公司确认几年前已经将等级要结果发现使用的螺栓等级问题，该发动机公司确认几年前已经将等级要求从求从8.8级要求改到级要求改到10.9级，但实际没有改变。而装配要求是按照高等级级，但实际没有改变。而装配要求是按照高等级螺栓来的。这样导致问题出现螺栓来的。这样导致问题出现行动行动:螺栓改变等级螺栓改变等级，解决该问题，解决该问题使用使用IR ETW-A力矩扳手实例力矩扳手实例Assembly Solution46 问题？问题？谢谢！谢谢！