發(fā)布時(shí)間：2023-05-26
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擰緊策略的制定是螺栓擰緊過程中的重要環(huán)節(jié)，通過對擰緊的不同階段，設(shè)計(jì)不同的監(jiān)控策略，對擰緊質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的系統(tǒng)性防錯(cuò)，從而降低擰緊過程中的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和裝配效率。
提高擰緊質(zhì)量的重要因素：使用正確的工具、在正確的擰緊位置、用正確的擰緊策略、確保每顆螺釘都正確擰緊
扭矩和角度的關(guān)系
在策略制定的過程中，繞不開扭矩和角度的設(shè)計(jì)，一般通過智能擰緊工具采集記錄扭矩和角度數(shù)據(jù)，進(jìn)行過程監(jiān)測，而在合格的擰緊過程中，扭矩和角度的關(guān)系通常會呈現(xiàn)出線性規(guī)律走勢。
從認(rèn)帽，到旋入貼合后，到最終擰緊的過程中，螺栓頭部與工件開始貼合后，便進(jìn)入彈性變形區(qū)，持續(xù)提供夾緊力，以達(dá)到目標(biāo)扭矩值，在此彈性變形階段，扭矩大小和旋入的角度是呈線性比例，直至過屈服點(diǎn)后，會進(jìn)入塑性變形區(qū)，若繼續(xù)擰緊則會出現(xiàn)斷裂的情況。
多種擰緊控制方法
針對不同等級的螺栓通常采用不同的擰緊策略，常見的擰緊策略有扭矩控制、扭矩控制+角度監(jiān)測、角度控制+扭矩監(jiān)測、夾緊扭矩控制、屈服點(diǎn)控制等，而不同策略之間的擰緊原理、擰緊質(zhì)量、精度等也都不一樣。
01扭矩控制
扭矩控制的應(yīng)用較為常見，通常應(yīng)用于C類螺栓的擰緊，簡單易操作，只需設(shè)定一個(gè)扭矩目標(biāo)數(shù)值，然后通過工具擰緊即可。
特點(diǎn)：成本低，可選擇的工具類型多（智能擰緊工具可NG提示），但擰緊精度較低，不能防錯(cuò)，螺栓利用率低（50-60%）。僅采用扭矩控制后，我們會發(fā)現(xiàn)目標(biāo)扭矩合格了，但依舊會出現(xiàn)各種各樣的異常故障，因此在保證扭矩合格的基礎(chǔ)上，也要求角度在合格范圍內(nèi)。
02扭矩控制+角度監(jiān)測
這個(gè)策略本質(zhì)上還是對扭矩的控制，但在扭矩基礎(chǔ)上加上對角度的監(jiān)控，便于監(jiān)控過程中出現(xiàn)錯(cuò)牙、滑牙等不合格情況。
特點(diǎn)：無法克服不同摩擦系數(shù)對夾緊力的影響，最終夾緊力波動較大，但能識別擰緊過程中的異常情況。
03角度控制+扭矩監(jiān)測
通常也稱為轉(zhuǎn)角法，一般先將螺釘擰至起始扭矩，通常為目標(biāo)扭矩的40~60%，再從此點(diǎn)開始擰一個(gè)規(guī)定的轉(zhuǎn)角即可。
這種策略是將螺栓在彈性區(qū)域充分拉長，所需的軸向夾緊力由轉(zhuǎn)角產(chǎn)生，從而摩擦阻力對夾緊力的影響也不復(fù)存在，進(jìn)而達(dá)到精確控制夾緊力的目的。
特點(diǎn)：轉(zhuǎn)角法可以有效提高擰緊精度，提高螺栓的利用率，但需要全程監(jiān)控?cái)Q緊過程中的扭矩和角度，對擰緊工具的要求比較高，可以通過智能擰緊工具來完成。
若起始扭矩過小，轉(zhuǎn)角控制開始時(shí)，接觸面仍未貼合，會出現(xiàn)夾緊力和轉(zhuǎn)角并不是嚴(yán)格的正比例關(guān)系，使得最終夾緊力發(fā)生較大偏差；
若起始扭矩過大，會導(dǎo)致扭矩控制階段的比例增大，即摩擦因素帶來的誤差變大，也會影響最終的夾緊力。
04夾緊扭矩控制
夾緊扭矩控制是結(jié)合了扭矩斜率和扭矩控制或角度控制策略的一種綜合擰緊策略，通過扭矩斜率的變化找到螺栓擰緊時(shí)的落座點(diǎn)，然后再疊加需要的扭矩或角度即可，可以保證夾緊力得到很好的控制。
特點(diǎn)：適用于自攻釘及小螺釘?shù)膽?yīng)用，而且在應(yīng)用前需要采集盡量多的樣本，在此基礎(chǔ)上設(shè)定合理的扭矩斜率和疊加的扭矩或角度。
05屈服點(diǎn)控制
屈服點(diǎn)控制法屬于高階策略，通常應(yīng)用于A類螺栓的擰緊，將螺栓擰緊至屈服點(diǎn)后，便停止擰緊。
主要是利用了材料從彈性變形區(qū)向塑性變形區(qū)過渡時(shí)的扭矩斜率變化特征，來找尋擰緊屈服點(diǎn)，在整個(gè)擰緊過程中，需要一直計(jì)算扭矩斜率，把彈性變形區(qū)的扭矩斜率作為參考斜率，進(jìn)入塑性變形區(qū)后，當(dāng)斜率低于參考斜率的一半，即到達(dá)屈服點(diǎn)，停止擰緊，同時(shí)扭矩、角度、扭矩斜率都在參數(shù)設(shè)定范圍內(nèi)，即擰緊合格，反之會出現(xiàn)NG報(bào)警。
特點(diǎn)：不受扭矩法的摩擦系數(shù)和轉(zhuǎn)角法的轉(zhuǎn)角起始點(diǎn)的影響，且擰緊精度較高，材料利用率高達(dá)100%，但對工況要求高，必須保證螺栓一致性和貼合面的質(zhì)量。
擰緊是一個(gè)復(fù)雜的過程，過高的夾緊力會導(dǎo)致螺栓產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性形變，從而導(dǎo)致斷裂，不足的夾緊力會引起連接件松動，影響設(shè)備正常運(yùn)行。因此對夾緊力的控制是策略選擇制定的目標(biāo)，且針對不同等級的螺栓類型可以選擇不同的擰緊策略，確保最終擰緊質(zhì)量符合要求。
針對C類螺栓，大部分使用扭矩控制法，但伴隨著各行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量和安全技術(shù)的要求日趨嚴(yán)格，尤其是汽車行業(yè)，越來越多的C類連接，也會加入角度的監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)擰緊過程中的故障，同時(shí)針對A類的安全重要級螺栓，為減輕車身重量，需要對螺栓性能充分利用，需要使用到更高階的擰緊策略。
