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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）
