調(diào)試工培訓課件常用材料基礎知識

常用材料基礎知識江淮汽車乘用車總裝調(diào)試工培養(yǎng)課件-基礎篇主講：朱康良

2010-09-19第一章標準件篇第二章螺紋擰緊篇第三章其它材料篇內(nèi)容提要第一章標準件篇第二章螺紋擰緊篇第三章其它材料篇汽車常用螺紋緊固件主要包括：螺栓、螺柱、螺釘、螺母、螺釘、螺塞、

彈簧墊圈、平墊圈、鋸齒墊圈

擴口式管接件、卡套式管接頭體、錐形管接頭體等。標準件體系◆韓標件系統(tǒng)瑞風、瑞鷹、同悅、和悅◆汽標件系統(tǒng)賓悅、同悅、和悅◆非標件系統(tǒng)怎么識別？45公稱直徑10黃色14黃色螺母：13469－12001

13468－1400113141－16001螺栓：11290－0616111254－1030311254－10353

11251－1045111251－10301韓標件篇1—韓標件圖號通常有10位，以1開始，1****-*****，特殊的有后綴字母結(jié)構(gòu)類型公稱直徑螺柱長度外觀顏色主分組號主分組號：11——螺栓11415、11290…12——螺釘12431、12492…13——螺母、墊片13270、13385、13602…韓標件螺栓結(jié)構(gòu)形式：1、無墊片螺栓：六角螺栓11201法蘭螺栓11401，11407，11415，114162、螺栓+彈墊：1123*-、1124*-3、螺栓+彈墊+平墊：1125*-，1129*-，11300-，11263-公稱直徑：05、06、08、10、12、14、16….長度：08、10、12、14、16、18、20、25、28、30、35、40、45、50….小提示：如果是螺母、墊片，則長度為00公稱直徑和套筒大小的關系？8、10、12、14、17、19、22….外觀顏色1、五彩：金黃色，圖號末位為1如：11290-061612、黑色：圖號末位為3如：11415-061633、銀白色：鍍達克羅處理后的顏色，無法體現(xiàn)在圖號上標準件性能等級韓標件：提示：韓標件在圖號第5位體現(xiàn)級別差異例：1125*系列練習11415-0616311233-0820111251-10303汽標件篇Q圖號以Q開始，Q*******，特殊件圖號中夾雜字母結(jié)構(gòu)類型公稱直徑螺柱長度大類：1螺栓、2螺釘、3螺母、4墊片變更代號例：Q1460616Q33012汽標件螺栓結(jié)構(gòu)形式：1、無墊片螺栓六角螺柱Q150…、Q151…六角法蘭Q180…、Q184…、Q186…2、螺栓+墊片：平墊組合Q140…、彈墊組合Q142…3、螺栓+彈墊+平墊：Q146…標準件性能等級及標記（螺紋強度）注：進口標準件（日/韓）汽標件：螺栓：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9螺母：8、9、10…螺紋標記的含義：1）8.8第一個數(shù)：表示公稱抗拉強度的1/100（即最大抗張應力N/mm2)100×8=800N/mm2第二個數(shù)：表示公稱屈服強度與公稱抗拉強度比值的關系（即屈強比）0.8=80%兩數(shù)相乘得出其屈服強度：800*0.8=640N/mm22）BUFO：表示生產(chǎn)商3）M：表示公制螺紋抗拉應力：100×8=800N/mm2屈服應力：800×0.8=640N/mm2應力

N/mm2拉伸度屈服失效彈性區(qū)抗拉強度80%抗拉強度/屈服：材料標準：等級性能：N/mm2

3932282322——HRB（min)——898279716752HRB（min)4439373432——HRC（max)——99.595HRB（max)洛氏硬度HR89101212——20—2225min伸長率%1100940720660640480420300340240190min1080900720640640480400300320240180公稱12001000900800600500400300N/mm2公稱抗拉強度12.910.99.88.8d＞16

8.8d≤16

6.85.85.64.84.63.6機械物理性能屈服點屈服強度等級性能：日/韓標準對應中國標準螺栓強度計算：附表：螺紋有效面積AS標準件特殊特性1、搭鐵特性（搭鐵螺栓不可用普通螺栓代替）2、自鎖特性3、導向特性4、刮渣特性5、墊片接觸面積第一章標準件篇第二章螺紋擰緊篇第三章其它材料篇螺紋連接是機械零部件之間結(jié)合的最常用方式之一。與鉚接、焊接等結(jié)合方式相比，具有裝配與維修的方便性，也是標準化程度最高的機械零件。

理論上了解螺紋擰緊的基本知識，

便于在實際裝配作業(yè)時有意識的

控制，提升擰緊力矩質(zhì)量為技術人員制定擰緊力矩標準和

工具選型提供了參考

螺紋擰緊原理及控制1.螺紋擰緊原理2.擰緊力矩控制方法

3.擰緊力矩的管理基礎

2-1螺紋擰緊原理①螺紋原理②螺紋擰緊③螺紋緊固件中的受力情況④擰緊力矩和緊固軸力的關系⑤影響預緊力因素⑥緊固件擰緊的實質(zhì)①螺紋原理螺距外螺紋內(nèi)螺紋以傾斜角β的線，圍繞圓柱或圓錐運動時，圓柱或圓錐上就形成了螺旋線。沿著螺旋線產(chǎn)生的溝漕和突起物就是螺紋。圓柱的外側(cè)螺紋叫外螺紋。圓柱的內(nèi)側(cè)螺紋叫內(nèi)螺紋。螺紋是內(nèi)、外一組同時使用的。螺紋主要參數(shù)螺距P:相連兩個螺紋頂尖的距離。導距L:螺紋旋轉(zhuǎn)一周時，螺紋上一點沿軸線方向前進的距離。注:一條螺旋線產(chǎn)生的螺紋叫單頭螺紋，螺距與導距相等。兩條或兩條以上的等間隔的螺旋線產(chǎn)生的螺紋叫多頭螺紋。導距=n×螺距螺紋主要參數(shù)米制螺紋內(nèi)螺紋外螺紋螺紋有效直徑:②螺紋擰緊擰緊是用螺栓、螺母把零件連接起來，不能松動。為了不讓其松動，必須在螺栓上施加一個叫“軸向力”的適當拉力（擰緊力）。實際作業(yè)中，因為直接測量軸向力困難，所以螺栓、螺母擰緊時，用“扭矩”代替。我們施加扭矩T我們將得到夾緊力FTFFFF③螺紋緊固件中的受力情況螺紋緊固件受力分析：張力（軸力）F夾緊力剪切力剪切力張力（軸力）F支承面摩擦力Fw螺紋副摩擦力Fs剪切力剪切力張力張力這必須避免!所施加的扭矩和夾緊力之間的關系：10%當對螺母施加力時，將產(chǎn)生力矩：T=F×r其中：Ta=F×2r=2Tb擰緊力矩的組成：1）支承面摩擦力矩TW2）螺紋副摩擦力矩TST=Ts+Tw注：軸向力所產(chǎn)生的力矩為零。螺紋副摩擦力矩TS支承面摩擦力矩TW軸力軸力緊固軸力Ff

（預緊力）的計算：

其中，K：扭矩系數(shù)，與支承面粗糙度和潤滑情況、螺紋副精度和潤滑情況等有關。T=KFfdFf=T/Kd彈性區(qū)域內(nèi)Fmax彈性區(qū)FminKmaxKmin塑性區(qū)緊固力矩T緊固軸力Ff④擰緊力矩和緊固軸力的關系在采用同一扭矩緊固時：Ⅰ、摩擦系數(shù)上升，K值變大，則預緊力Ff不足Ⅱ、摩擦系數(shù)下降，K值變小，則預緊力Ff增大，可導致螺紋連接破壞失效。摩擦力潤滑后的螺栓壞的螺紋普通緊固軸力⑤

影響預緊力（夾緊力）的因素螺紋的摩擦性能主要取決于：螺栓材質(zhì)、制造精度、表面處理、實際裝配工藝條件等?？刂坡菁y緊固軸力（預緊力），保證被連接件所需的夾緊力。夾緊力需適中：1）過小夾不緊，被連接件容易松動；2）過大夾過緊，被連接件容易損傷，同時，

也容易造成螺紋件的損壞?！菁y連接的可靠性主要取決于螺栓的軸向夾緊力，夾緊力通常只能通過控制擰緊扭矩或轉(zhuǎn)角來實現(xiàn)。⑥緊固件擰緊的實質(zhì)1）軸向預緊力下限值：

由連接結(jié)構(gòu)的功能決定，此值必須保證被聯(lián)接件在工作

過程中始終可靠貼合；2）軸向預緊力上限值：由螺栓（螺母）和被連接件的強度決定，此值必須保證螺栓及被聯(lián)接件在預緊和服役過程中不發(fā)生破壞。（如：螺栓拉長、擰斷、脫扣、被聯(lián)接件壓陷/破裂等）軸向預緊力的確定螺栓連接件的特性抗拉強度應變屈服點失效彈性區(qū)塑性區(qū)屈服強度極限抗拉強度60%50%力矩取值？【關鍵工序：±7-10%；一般工序：±15%；特殊部位：±3-5%】薄螺母？開槽螺母被聯(lián)接件所需夾緊力預緊力Ff屈服預緊力Ff確定扭矩目標值螺紋選型緊固扭矩目標值確定1、確定被聯(lián)接件的夾緊力得出預緊力Ff2、預緊力Ff螺紋選型（50-60%屈服預緊力）3、通過試驗，測其表面及螺紋副狀況下K值4、根據(jù)公式計算目標扭矩：Tf=KFfd附一：標準件屈服與極限緊固軸力值附二：標準件常用擰緊力矩值螺紋擰緊質(zhì)量的表現(xiàn)目前，對螺紋的擰緊質(zhì)量公司內(nèi)主要通過Cp值及Cpk值體現(xiàn)。建議：通過合格率體現(xiàn)（上/下控制線）。力矩判斷：確保下限值，上限不得超出10-15%。（日本）

螺紋擰緊原理及控制1.螺紋擰緊原理2.擰緊力矩控制方法

3.擰緊力矩的管理基礎

2-2

擰緊力矩控制方法扭矩直接控制法扭矩時間扭矩=OKTminTmax例：安全帶螺栓擰緊要求為35-55Nm扭矩控制—轉(zhuǎn)角監(jiān)控法扭矩角度扭矩=OK角度

：監(jiān)控TmaxTmin20%θ

minθ

max設定角度注：扭矩控制法的一種輔助監(jiān)控扭矩=OK角度=過高扭矩=OK角度=過低扭矩=OK角度=OK扭矩角度TmaxTmin扭矩+角度控制法扭矩角度扭矩=OK扭矩

=OKT0θ

1θ

2例：缸蓋螺栓擰緊要求為64Nm+松懈+20Nm+90°+90°△θ

④屈服點控制法

螺紋擰緊原理及控制

1.螺紋擰緊原理2.擰緊力矩控制方法

3.擰緊力矩的管理基礎

1.螺紋緊固的四種錯誤

2.擰緊力矩的影響因素

3.螺紋松弛的分類、原因及防松措施扭矩角度貼合點硬連接<30度(ISO5393)XNm<30度扭矩角度貼合點軟連接>720度(ISO5393)XNm>720度附：連接和軟連接①緊固作業(yè)者的錯誤：

忘記緊固，或緊固工具使用不當（工具正確）；②緊固方法的錯誤：緊固次序不當，或緊固工具選擇欠妥（工具不正確）；③緊固工具的錯誤：工具精度不高，性能不好；④緊固連接件的錯誤：零不見尺寸超差，材質(zhì)不好，螺紋潤滑不良。1.螺紋緊固的四種錯誤2.擰緊力矩的影響因素影響擰緊力矩的主要因素：1）氣壓情況2）潤滑情況3）零部件質(zhì)量4）擰緊工具5）擰緊方法氣壓的穩(wěn)定性對擰緊力矩的影響較大，不同的氣壓，風動工具將輸出不同的力矩。尤其要保證風動工具在運轉(zhuǎn)的過程中有一個穩(wěn)定的氣壓。注：目前公司風動工具的氣壓穩(wěn)定值為0.63±0.03Mpa。氣壓影響潤滑影響注：上表中扭矩系數(shù)為日本試驗結(jié)果。在有潤滑的條件下，扭矩系數(shù)K變小，同一扭矩將得到不同的軸向預緊力（夾緊力）—偏大；或相同的預緊力時，扭矩—偏小。零部件質(zhì)量的影響零部件的質(zhì)量對擰緊力矩的也有一定的影響，如螺紋爛牙、定位尺寸誤差、支撐面變形等。例：輪胎螺栓與鋼圈的定位誤差，易造成“假扭矩”，即力矩達到要求，在地面滾動后，力矩急劇下降?！凹倥ぞ亍爆F(xiàn)象連接件表面存在有雜質(zhì)、磕碰、毛刺、定位誤差、支撐面變形等，使結(jié)合面產(chǎn)生非正常連接，螺紋結(jié)合面將產(chǎn)生咬合現(xiàn)象。使得相同的裝配扭矩所產(chǎn)生的軸向預緊力降低、甚至為零。（假力矩的控制…）工具的影響擰緊方法的影響擰緊方法對裝配質(zhì)量有較大的影響常用的方法有：↓對角擰↓分組擰（分序）↓分步擰↓重復擰

642351圓周分布多組螺栓，如：U型螺栓、輪胎螺栓、離合罩螺栓需要：分序、對角擰緊注：亦可采用多軸螺母擰緊機1）預擰值20%2）等待3）同時擰至力矩值并記錄擰緊角度伸展方向8136542731864275缸蓋螺栓擰緊要求為：

64Nm+松懈+20Nm+90°+90°需要：分序、分步、重復擰緊緊固時效處理：減小扭矩變化。螺紋松弛的分類與原因螺栓無倒轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的松弛螺栓倒轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的松弛3.螺紋松弛的分類、原因及防松措施

①防松原理消除（或限制）螺紋副之間的相對運動，或增大相對運動的難度。②防松措施為防止緊固件松動，除保證有效的軸力（預緊力）外，通常加裝防松元件或采用帶鎖齒螺栓，或直接鎖死。摩擦防松：采用雙螺母、彈簧墊圈、自鎖螺母等注：原則上彈簧墊圈只能用一次，拆后再裝則影響防松效果。機械防松：采用開槽螺母與開口銷、圓螺母與止動墊圈/止動墊片等化學防松：

粘合（如：螺紋