紧固和质量控制

紧固螺栓的操作没您想象的那么琐细。按额定扭矩拧紧的螺丝其本身不是适当紧固持久稳定性的保证。将两个部件接合在一起的力是螺栓连接的预紧力。预紧力会拉伸螺丝，是防止接头松脱的唯一力量:     在明显已理想拧紧的背后，有几个问题可能导致接头松动或损坏 螺丝和接头错位 摩擦力过大 孔堵塞  螺栓连接过松 接头螺栓转错扭矩 用错螺丝 操作员犯错 用于紧固的拧紧工具或扳手有问题 如何确保生产沿线的紧固质量? 紧固耦合需要: 了解螺栓联结的扭矩/角度特性  研究螺栓力学  使用提供正确紧固策略的拧紧工具或扳手 实施质量控制体系，在装配过程结束时检查紧固质量 此外，生产沿线的关键拧紧点必须经过“认证”。紧固操作必须经过校准的工具执行， 并且必须跟踪紧固参数，与生产部件挂钩并存储在数据库中。   使用咔嗒扳手紧固 用咔嗒扳手紧固接头是最不精确也是最危险的方法。 咔嗒扳手不提供扭矩的读数, 最终扭矩受咔嗒扳手使用者的影响。过扭矩的风险尤其高，不可能保证操作的重复性。     最后，所施加的扭矩值可能因操作员的不当处理而改变:    

正确拧紧螺栓是确保生产流程的质量所必不可少的步骤。 在生产线的末端，都需进行这最后的关键一步来完成生产线的质量控制：测量残余扭矩。 选择正确的紧固方案可确保螺栓按规格拧紧，但是紧固完成后螺栓连接会发生什么仍然未知。螺栓连接内还留存了多少预紧力?   为评估螺栓的残余扭矩，需要一个配备一个或多个残余扭矩检查方案的工具(例如数显扭力扳手)。数据必须在数据库中跟踪，并使用管理软件生成统计分析和报告，从而防止统计过程控制出错。   再启动转矩/角度 再启动转矩是测量残余扭矩的首选方法。 通过这一方法，数显扭矩扳手进一步应用扭矩旋转螺丝，并测量在螺丝开始移动时的扭矩。   在某些情况下，例如用一滴胶水锁止螺丝，再启动转矩与残余扭矩不重合。事实上，需要更高的扭矩来破除胶水(或克服因接头生锈而造成的摩擦力)，然后扭矩会下降，恢复随旋转的增长。 为了完成这项测试，数显扭矩扳手必须配备有扭矩传感器和用于角度测量的陀螺仪，并在上述两种情况下自动识别再启动转矩和残余扭矩的算法。 某些扳手型号提供了使用算法扭矩 / 时间而不是扭矩角度来检测残余扭矩的方法。用这种方法所得到的测量结果会受到操作员动作的影响，因此客观性较低、可重复性较差、可靠性较差。 在开发智能数显扭矩扳手和方法之前，峰值或角度的再启动转矩提供了有效测量，但客观性比自动识别要低。 事实上，扭矩的峰值受到操作员的影响，而扭矩角度需要精确了解螺栓连接的力学特性，并设置测试的正确参数:     松 – 紧法 用再启动转矩方法测量残余扭矩意味着有可能对被测螺栓造成过拧（即使在一般情况下，残余扭矩小于紧固扭矩，因此对残余扭矩的测试不太可能超过额定值）。 为避免过拧的风险，或在使用特大螺丝的特殊应用中，最好使用松-紧法：将耦合松开几度（比如10度，但取决于螺栓连接的扭矩 / 角度特征），然后检测拧回原始位置的扭矩。 以往，在手动执行测试前，螺丝的位置均用记号笔追踪：   而今天，采用陀螺仪的现代化数显扭矩扳手使这种方案对于操作者来说要简单得多。  

汽车实例 什么是统计过程控制? 统计过程控制包括一组在某个流程上执行的统计测试(例如生产线)。旨在： 保证过程质量受控 防止错误 降低源于流程(或生产线)单元问题的成本 SPC 技术评估流程的可变性，以便识别不合格的概率。 例如: 某条汽车生产线有用动力工具（电动工具、气动工具、扳手）拧紧的关键螺栓。正确的拧紧程序对保证汽车的质量至关重要。 每天都要紧固成千上万枚螺丝，如何才能保证质量？     万一出了差错，我们怎么能知道已经生产的汽车里发生了什么？   设备能力(Cm、Cmk)和过程能力(Cp、Cpk) Cm和Cp Cm指数是指设备能力；它是机器在公差宽度内分布的次数。Cm 的值越高，机器就越好。 Cp 具有相同的含义，但它适用于过程而不是设备/机器。     Cm 和 Cp 说明给定公差等级的机器或过程的可重复性，不论它们是否为目标中心值。   Cmk和Cpk 要研究相对于目标值的设备或过程能力位置，您可以使用

在生产线上正确进行螺栓紧固是确保装配流程质量的根本一步。 那些管理已被采用的紧固方案的员工对扳手的选择和用途不总是清楚。 扳手种类繁多：咔嗒扳手、打滑扳手、带扭矩或扭矩/角度测量的模拟和电子扭矩扳手。     咔嗒扳手 咔嗒扳手施加扭矩并在某个阈值处发出咔嗒声，通常可调。 这种咔嗒可以是几度（有过紧的高度风险），也可高达几十度。 优点: 重量轻 价格便宜 缺点： 咔嗒点之后，扭矩继续施加，根据操作员，通常会造成过紧。因此，某些人习惯设定一个较低的目标值，但最终扭矩仍是操作员动作的直接结果，而非扳手的校准。 施加的扭矩受具体扳手操作的影响。不当处理会改变施加的扭矩。 紧固操作没有旋转控制（操作员可能紧固同一螺丝两次，或者螺栓的螺纹锁死，给予锁紧的假象） 扭矩无法测量和跟踪   打滑扳手 打滑扳手施加扭矩并在某个阈值处打滑，通常可调。打滑后，扭矩完全卸力，如果继续旋转，则会再次施加扭力。 优点: 重量轻 价格便宜 消除过扭矩风险 缺点： 仅用于低扭矩。某些型号能提供高达100 Nm或更高一些的扭矩值，这在扭矩突然卸力时已给操作员带来问题 由于扳手作用于不同的机械齿，每个打滑点都有与众不同的扭矩值 施加的扭矩受具体扳手操作的影响。不当处理会改变施加的扭矩。 紧固操作没有旋转控制（操作员可能紧固同一螺丝两次，或者螺栓的螺纹锁死，给予锁紧的假象） 扭矩无法测量和跟踪

使用咔哒扳手时，施加到螺栓上的扭矩要高于咔哒设定值。这是因为操作员在咔哒后不能立即停止操作。 较小的是咔嗒扳手的“断裂”角，较大的是施加扭矩高于预设咔嗒扭矩的概率。 因此，在测试/校准咔嗒扳手时，必须在扭矩分析仪系统中使用“第一峰值检测”算法，以检测咔嗒点而不是最大扭矩。 使用第一个峰值，结果通常有更多重复，并给出扳手的咔嗒机制的精度测量，不考虑操作人员的技能。 但无论如何，在使用咔嗒扳手时，施加于螺栓的实际扭矩应被认为是最大扭矩。 因此，为了评估施加于螺栓的实际扭矩，包括操作人员的影响，必须将扭矩分析仪系统设置到测量最大扭矩。 对操作员提供有关如何正确使用咔嗒扳手，以及如何与适当的扭矩分析仪系统配合使用来控制和校准咔嗒点是确保生产线上正确紧固作业的基本要求。

脉冲工具产生脉冲而非连续扭矩: 脉冲工具必须在静态传感器上进行测试（连接到扭矩测量仪的独立传感器或配备静态传感器的测试台):   其中某些工具带有截止阀，在达到目标扭矩时停止工具。在这种情况下，工具和传感器之间需要有一个机械模拟器:   对于脉冲工具来说，脉冲能量中只有一部分产生螺栓连接扭矩:   要调节脉冲工具，请按照以下步骤操作:   1 将工具调到低扭矩 2 拧紧螺栓 3 用一把质量控制扭矩扳手测量残余扭矩 4 调整工具扭矩，重复步骤2和3，直至达到所需的残余扭矩   拧紧操作后在螺栓检测出的实际残余扭矩，受螺栓的质量和刚度、使用的适配器、螺栓摩擦系数等因素的影响。     要在扭矩分析仪系统（或测试工作台）测得的扭矩和残余扭矩值之间取得相同的扭矩读数, 必须在扭矩分析仪系统中指定一个扭矩校正系数。