用L型矩阵图分析摩托车紧固件工艺及扭矩控制刊稿
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200"/年8月郑劲松,等:6缸发动机缸盖螺栓转角拧紧工艺设计与应用195(2)YC6J缸盖螺栓分布示意图BOSCH十轴缸盖拧紧机的拧紧方式可由下图说明:期蝴p袖铽瓣打簟机w椭横冉生雠蹦.舟纠拙于托十如嚣t串咖耕呐碓蚌平霉一椭^■丹勰扯jt能五…角帆j#埘’-扭黼‘一拟蒲礴,-位j13‘删冉挂所辅,·鼍1qE■坩*晰鲁一姐螺桂-舯种j∞o蜊一壤鞭膏驾●瞄.节”池t脚·岬曩律玳l哺一舞撇拧鞋.抽。
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然后通过试验改进到合适值。
(4)缸盖螺栓轴向力的检测仪罂为Stre,ssTclBoltMikoIII超声波螺栓应力测试仪.使用BolflVEkeHI前要先设定待涮螺拴的材料参数、有效长度、平均截面积、应力修正系数等,该仪器对于螺栓伸长量的测量,局限于螺拴弹性范围内;对于应力和轴向拉力的测量,超出屈服极限后大量塑性变形时测量结果将不准确;可信的载荷测量范围是60~140kN.3试验数据分析试验前应对缸盖螺栓进行合理分组。
按照BOSCH十轴缸盖拧紧机独特的分组拧紧方式和缸盖螺栓本身的结构和尺寸参数,可分为lO十组:过程:共进行了两轮试验,每一轮四台机.第一轮为得到合适的工艺参数,工艺参数几经修改,每一台机均不相同(见下表2):第二轮试验时工艺参数已经固定下来,验证其合理性.3.1第一轮试验分析第一轮试验了4台机,各组螺栓的工艺参数和试机后的平均轴向力得到如下图表:襄2第一轮试验工艺参数和平均轴向力.p古.-c宣葛j音摹圈旨竺.鲨釜鲨.薹望茎塑薹._一r’叠“,’叠!’叠!竺!一叠一圈2第一轮试验工艺参数和平均轴向力折线分析由上述表2和图2分析可知;(1)由于缸垫螭变减薄,试机后每组的轴向力均不同程度的降低,整体降低了9kN.(2)工艺参数修改至第四台机,第1、2、4、6、7、8、9、10分组螺拴试机后的轴向力已基本满足要求,第3、5组螺栓为第一组先拧紧的螺栓,轴向力尚且偏低。
拧紧曲线的评价0 引言拧紧曲线评价是评估紧固件的质量的关键,目前主要的拧紧方法有扭矩法和转角法,其中转角法有不过紧固件屈服的转角法和过紧固件屈服的转角法。
首先简单聊下KAT A、KAT B、KAT C分类的问题,之前的文章也都有涉及这个问题,简单说车身上的紧固件的拧紧的重要程度不一样,根据重要性分类KAT A> KAT B>KAT C。
KAT A一般多用底盘、发动机涉及人身安全的拧紧点,KAT B一般用于车身、底盘、发动机等应缺陷会导致抛锚等问题的拧紧点,KAT C一般用于缺陷未能被用户察觉的拧紧点。
1 拧紧过程拧紧过程一般分为预拧紧和最终拧紧,具体的拧紧转速要求如下:(1)使用200rpm进行预拧紧(如设备无法满足,用设备所能到达的最大转速)(2)停顿1s(3)使用20rpm进行最终拧紧预拧紧扭矩参加表1:表1 预拧紧扭矩设置2 拧紧曲线的评价拧紧过程中代号解析:M Fügen—零件贴合扭矩,M A—工艺扭矩,M lin—扭矩-角度曲线线性区间的最大扭矩,M NA1—装配后立即测得的第一次负载前的再拧紧扭矩,M I—实际扭矩M+—扭矩,上公差,见VW 01126-2M- —扭矩,下公差,见VW 01126-2M S—起始扭矩,预拧紧扭矩W A—角度额定值W Plas—过屈服角度值W rest—拧断角度(拧到转角额定值以后)M Streckgr—螺栓屈服极限值2.1 扭矩法(AD 18)拧紧曲线评价AD 18拧紧工艺主要采用的是扭矩法,拧紧点不过屈服,一般用于塑料自攻螺钉等拧紧过程中对夹紧力精度要求不高的连接。
图1 AD 18拧紧曲线表2 AD 18拧紧评价其中i.O.为合格,n.i.O.为不合格2.2 螺栓不过屈服转角法(AW 12)拧紧曲线评价AW 12拧紧工艺采用转角法,拧紧的螺栓最终不过屈服点,该类连接一般用于零件需经常拆卸,螺栓需要重复使用和夹紧力要求相关较高的连接。
锥孔连接螺母力矩设定及改善王雪冰【摘要】针对工程实践中球销安装问题,通过对螺纹及锥孔的力学分析,建立了锥孔表面应力及各力矩之间的理论表达式,得出了锥孔连接所允许的最大拧紧力矩,通过计算同结构不同锥度及同锥度不同孔径锥孔允许的最大拧紧力矩,得出锥孔锥度对最大拧紧力矩有较大的影响的结论.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】3页(P61-63)【关键词】锥孔连接;应力分析;球销轴力;最大力矩【作者】王雪冰【作者单位】长城汽车股份有限公司技术中心,河北保定071000;河北省汽车工程研究中心,河北保定071000【正文语种】中文【中图分类】U463汽车主销轴线是汽车前悬架设计重点。
为了保证主销轴线位置精度,在悬架结构设计中,通常采用球销连接结构。
目前,大多数汽车厂采用力矩法拧紧紧固件。
球销拧紧力矩采用对标标杆车型球销拧紧力矩或采用国标螺栓推荐使用力矩。
由于车辆在使用过程中,螺栓力矩存在衰减现象,再加上各种汽车厂使用的拧紧工艺不一,因此无法准确获取标杆件球销拧紧力矩;再由螺栓安装面与球销锥面之间的差别,查阅国家标准的力矩不能完全适合锥孔连接。
因此,在实际生产中,经常出现锥孔球销相对于被连接件发生轴向位移,导致锥孔被撑大以及球销安装座的密封圈受压后,产生露脂现象。
图1所示为球销连接结构。
球销锥孔连接,施加的拧紧力矩主要克服:(1)螺母法兰面摩擦力矩;(2)螺纹处摩擦力矩。
球销所受到的力矩及力:(1)锥孔表面相对于锥孔轴线的摩擦力矩Mf2;(2)螺纹处摩擦力矩Mf1;(3)球销轴向拉力Fa;(4)沿锥孔壁切线方向向下的摩擦力Ff,如图2所示。
由此在锥孔表面产生相应的应力,如图3所示。
根据力与力矩平衡,可以得到锥孔表面单元应力平衡图,如图4所示。
按照三向质点平衡的强度条件[4]:材料所受的<σs建立如图5所示的模型进行受力分析。
锥孔表面函数为:认为此处锥孔表面受力均匀,根据力平衡、图6及式(2)可以建立以下关系式:法兰面压应力法兰面摩擦力矩螺纹受力可以用图7表示,螺纹处摩擦力矩为:σs1=310 MPa,球销材料σs2=780 MPa,螺纹为:M14×1.5,螺纹中径d=13.025 mm,螺母r1=27.6 mm,r2=14.8 mm,螺母端面摩擦因数μ1=0.12,螺纹处当量摩擦因数μ2=0.11;锥孔尺寸:a=7.4 mm,b=9 mm,锥孔锥度为1∶6,锥孔表面的摩擦因数μk=0.12;由公式(3)得:134.027σ=Fa;τ1=0.12σ由公式(4)、(5)得:τ2=0.000 160 589Fa将以上结果代入公式(1),要求总应力小于310 MPa,得:Fa=41 242.97 N,σ=307.72 MPa,τ1=36.93 MPa、τ2=6.62 MPa,螺栓法兰面摩擦力矩Mf1=54.05 N·m,螺纹处摩擦力矩Ms=39.88 N·m,允许最大拧紧力矩Mtot=93.93 N·m。
螺栓松动又有汽车召回?看看这篇汽车紧固件的扭矩控制分析紧固件连接作为汽车零件间的一种连接方式,具备装配简单、拆卸方便、效率高等特点,常用在车身一些无法通过焊接连接的区域及门盖连接,以达到零件间的紧固,而紧固件连接的扭矩控制是非常重要的。
目前很多汽车公司的车身紧固件扭矩控制在流程、工具选择、过程控制等方面不完善,导致扭矩控制存在脱节、紧固件预紧力过大、过程操作不合理等现象,因此本文在对现状调查及扭矩理论基础掌握的基础上,对车身紧固件的扭矩控制进行完善。
紧固件扭矩基础知识紧固件用于零件间的紧固(如图1所示),在汽车行业广泛应用,但在紧固件的选择需分析零件间的夹紧力、紧固件的性能等级及紧固件的直径。
1.1 扭矩的分类紧固件扭矩分设计和过程两种。
(1)设计扭矩是在产品设计阶段经过相关计算得出的扭矩值,在这里称之为工艺扭矩,是选择紧固件性能等级、直径的依据。
工艺扭矩是紧固件在被紧固过程测量得到的最大峰值,其不能在紧固件被紧固完之后测量。
(2)过程扭矩是保证所有连接件和被连接件符合要求的前提下,控制工艺扭矩进行装配,装配完成后测量工艺扭矩,收集工艺扭矩值,样本容量最小为30件,则过程扭矩范围(如图2所示)。
图2 紧固件连接扭矩范围在这里称过程扭矩为监控扭矩,是紧固件被紧固后,将其在拧紧方向上继续旋转的瞬间所需要的扭矩。
工艺扭矩的施加是通过动力工具实现的,一般有两种方式,一种是使用精度比较好的工具,具备预紧和紧固的功能(如图3、图4所示),另一种是使用普通的动力工具,先预紧再通过扭力扳手进行紧固,以达到所需的工艺扭矩(如图5、图6所示)。
监控扭矩的测量是通过非定扭力扳手测量得到,一般有表盘式指针扳手、数显式扳手、电子数据采集仪,它们的区别主要是测量精度不一样,其中检测精度为电子数据采集仪>数显式扳手>表盘式指针扳手(如图7、图8所示)。
1.2 紧固件的选择及扭矩控制紧固件的选择涉及到夹紧力的分析,通过分析夹紧力选择对应性能等级、直径的紧固件。
关于转向操纵机构中螺纹紧固件拧紧力矩规范事宜摘要:在总装现场,出现了转向操纵机构中螺纹紧固件拧紧力矩造成转向节叉零件变形问题,针对此失效,经调查后调整了螺纹紧固件的拧紧力矩规范。
从过程控制的角度,建议采用统计过程控制的方法 确认一下拧紧扭矩设定值的合理性和监控过程的稳定性。
一.失效信息(1)状态描述螺栓拧紧力矩数值为36N·m,导致转向节叉零件产生过大的变形。
如上图所示。
(2)第一次发生时间2011年3月1日上午发生(3)失效件的数量2个,两个失效连续发生。
此后未再发生此类失效。
总装车间该工位师傅提供的信息:是在拧紧过程中,发现滑牙。
为了避免此不良成为以后的普遍问题,有必要作进一步的调查。
二.原因分析首先看一下是否是设计问题,即螺纹紧固件的拧紧力矩的设定值是否恰当?对于标准螺栓,参考《汽车用螺纹紧固件拧紧扭矩规范QC/T518-1999》?标准值不是最大值与最小值的算术平均值标准值不是最大值与最小值的算术平均值。
细牙较之粗牙的拧紧扭矩为大。
?标准值不是最大值与最小值的算术平均值标准值不是最大值与最小值的算术平均值。
?为何标准为何标准中没有中没有中没有提供提供10.9级M8螺栓的拧紧力矩数据要求螺栓的拧紧力矩数据要求。
另外另外,,该标准中为何没有提供螺母标准中为何没有提供螺母((普通螺母普通螺母、、自锁螺自锁螺母母) 拧紧扭矩要求拧紧扭矩要求。
朗朗车型转向传动轴与万向节节叉零件的连接螺栓规格为M8×1.0,属细牙螺纹,强度等级为10.9级。
表面电镀达克罗(应是从避免氢脆和环保角度考虑而采取这种表面处理)。
在现场试验了一下,调整拧紧扭矩为22.5牛米,目测弹簧垫圈差一点并紧,并且不发生零部件的过大变形。
在现场试验了一下,调整拧紧扭矩为27.5牛米,弹簧垫圈能并紧,并且不发生零部件的过大变形。
在现场试验了一下,调整拧紧扭矩为30.0牛米,弹簧垫圈能并紧,并且不发生零部件的过大变形。
1 引言毕业设计是在我们学完了大学的全部基础课及全部专业课之后进行的,它是对我们在大学这四年中一次综合的检验。
本次我所做的毕业设计的题目是1E52FM右曲轴箱加工工艺及夹具设计。
上学期末,我们已经为本次设计做了开题报告,本学期所做的是本次设计的核心:编制加工工艺和为某道工序设计夹具。
按照毕业设计任务书的要求,本次毕业设计将完成不少于1.5万字的设计计算说明书、一套气动夹具的装配总图和不少于5张的零件图等。
机械加工工艺规程是规定零件制造工艺过程和操作方法等的工艺方法。
它是根据加工对象的具体情况和实际的生产条件,采用合理的加工方法和过程,按规定的形式制定的。
夹具是机床与工件之间的连接装置,使工件相对于机床或刀具获得正确位置。
机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度,所以机床夹具设计是装备设计中的一项重要工作,是加工过程中最活跃的因素之一。
1E52FM是摩托车内燃机的型号,这种内燃机为单缸二冲程发动机,汽缸直径为52mm,冷却方式为风冷,以汽油为燃料。
发动机除二冲程外还有四冲程的。
它们之间主要区别是:二冲程发动机曲柄旋转一圈,发动机燃烧做功一次,即曲柄旋转一圈完成一个工作循环。
而四冲程发动机曲柄旋转两圈完成一个工作循环。
由于本次毕业设计主要是针对二冲程,故四冲程的不再赘述[1]。
二冲程发动机具有体积小,排放高,结构简单,制造、维修方便,价格便宜等特点。
但是随着社会的发展,燃油消费税迟早要实施,再加上人们的环境保护意识逐渐加强,各地政府有关摩托车方面的政策(如禁止二冲程摩托车上路、限制摩托车排放)相继出台。
所以许多摩托车已不再使用二冲程发动机了。
可是二冲程摩托车也因其升功率大,价格便宜,在越野车、赛车等特种用途摩托车方面被广泛应用[2]。
2 零件的工艺分析 此零件是薄壁、空腔、多孔的形状复杂的零件。
主要加工面是正反面及若干孔和螺纹孔(如图1.1)。
总的来说,这个零件的复杂的程度很高,现分析如下:图1.12.1 加工表面C这一组加工表面包括:表面C ,尺寸为Φ14H8(027.00+)的通孔,尺寸Φ22N7(007.0028.0--)的孔及其倒角和锪平,尺寸Φ14R7(025.0050.0--)的孔及其倒角,尺寸为Φ52R7(03.006.0--)的孔及其倒角,尺寸为Φ12H7(018.00)的孔,还有腔体内11个M6-6H 的螺纹孔,2个尺寸为Φ8.5的通孔及由Φ12H7(018.00)和M6-H6组成的组合孔。
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