扭矩的普及知識2015年3月2號V1111一、螺紋副連接件的狀態(tài)二、ISO5393對螺紋副連接件狀態(tài)的規(guī)定三、動態(tài)、靜態(tài)扭矩的基本概念四、動態(tài)、靜態(tài)扭矩的關系五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍目錄六、現(xiàn)階段裝配扭矩控制優(yōu)選方法2015年3月2號V12一、螺紋副連接件的狀態(tài)螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)

汽車裝配過程裝配中，螺紋副連接件裝配扭矩直接影響整車質量和可靠性。而連接件的狀態(tài)對扭矩精度的獲得又有重要影響。根據影響程度，可區(qū)分為以下3種：軟連接---指連接件本身比較軟或者連接件中間存在橡膠件等彈性元件，存在扭矩衰減（容易擰不足）。硬連接---指連接件硬度比較大，是剛性的且結合面光滑貼合好的連接。連接間一般無扭矩衰減，但可能有扭矩反沖（容易擰過）。中性連接—指介于軟聯(lián)接和硬聯(lián)接之間的連接，一般無扭矩衰減和反沖。2015年3月2號V1版權所有不得盜版3二、ISO5393對螺紋副聯(lián)接件狀態(tài)的規(guī)定螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)

ISO5393“螺紋緊固件用旋轉式氣動裝配工具性能試驗方法”（國標對應版本為GB/T26547-2011)提及：軟連接---擰緊扭轉角度大于2圈才能達到目標扭矩值的連接。硬連接---擰緊扭轉小于30度即可達到目標扭矩值的連接。中性連接（過渡連接）—指介于軟聯(lián)接和硬聯(lián)接之間的連接。2015年3月2號V1版權所有不得盜版4三、動態(tài)、靜態(tài)扭矩的基本概念螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)由于螺紋連接件有軟連接、中間連接和硬連接的區(qū)別，有擰不足和擰過度兩種不正常狀態(tài)，故仍按緊固過程的扭矩控制來對擰緊結果進行控制就不夠準確。要精確控制，需了解以下概念：動態(tài)扭矩---指在擰緊的同時實時在線測量的扭矩，排除了人為的因數(shù)/失誤，可更好地反應與夾緊力之間的關系。北美車企（如GM）只提倡動態(tài)扭矩。靜態(tài)扭矩---指對已施加扭矩的聯(lián)接件在擰緊方向上繼續(xù)施加360度以內的力矩（旋轉不能超過360度），直至緊固件剛好開始轉動為止時測得的摩擦扭矩?！办o態(tài)”就是指測量傳感器的彈性體不參與相對運動。歐洲車企一般動態(tài)扭矩和靜態(tài)扭矩均提倡使用。2015年3月2號V1版權所有不得盜版2015年3月2號V15動態(tài)扭矩工藝控制扭矩靜態(tài)扭矩來源于設計圖紙，但需在實踐中驗證，可能不同于設計主要控制手段，用擰緊機+擰緊策略控制一種檢測監(jiān)控手段，用數(shù)顯扳手+測量方法控制擰緊過程四、靜態(tài)、動態(tài)扭矩的關系版權所有不得盜版6四、靜態(tài)、動態(tài)扭矩的關系螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)

靜態(tài)扭矩和動態(tài)扭矩的區(qū)別：靜態(tài)扭矩和動態(tài)扭矩關系取決于：擰緊工具，擰緊策略，連接狀態(tài)，操作人員，靜態(tài)扭矩測量工具等。靜態(tài)扭矩值得分布特性與裝配工序的擰緊扭矩特性相比有很大差別。不能、也不必要把測得的扭矩值與圖紙或工藝上的額定值或控制值相聯(lián)系。2015年3月2號V1版權所有不得盜版7四、靜態(tài)、動態(tài)扭矩的關系（分布特性比較）螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)硬連接上的扭矩特性比較：2015年3月2號V1版權所有不得盜版8四、靜態(tài)、動態(tài)扭矩的關系（分布特性比較）螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)硬連接上由于較高的靜態(tài)摩擦里，靜態(tài)扭矩可能比動態(tài)扭矩要高。下圖中倒V的拐點即是扭力扳手測得的硬連接上的靜態(tài)扭矩。2015年3月2號V1版權所有不得盜版9四、靜態(tài)、動態(tài)扭矩的關系（分布特性比較）螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)軟連接上的扭矩特性比較：軟連接上的扭矩較動態(tài)扭矩要偏小，原因是衰減，VDI2230里即有系統(tǒng)計算衰減扭矩的方法。2015年3月2號V1版權所有不得盜版10四、靜態(tài)、動態(tài)扭矩的關系影響靜態(tài)扭矩和動態(tài)扭矩關系的因素2015年3月2號V1版權所有不得盜版11五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)靜態(tài)扭矩的測量方法：方法1---工序間測量，需在裝配完成后30分鐘內完成測量。方法2---負載后測量。2015年3月2號V1版權所有不得盜版12五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)

靜態(tài)扭矩的測取前提：如有使用電動擰緊機擰緊，則電動擰緊機的機器能力指數(shù)Cm，Cmk必須達到1.67或更高，即務必經過設備能力驗證，要求過程能力指數(shù)Cpk大于等于1.33。2015年3月2號V1版權所有不得盜版13五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)測量靜態(tài)扭矩的操作方法：方法1咔噠扳手法方法2返松法方法3標記法方法4擰緊法（T）方法5moveon法（用小角度（2-4度）反推所需扭矩）方法6瞬時松動法（breakaway）（atlas專利）

2015年3月2號V1版權所有不得盜版14五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)如何評價靜態(tài)扭矩：

1、經驗公式估算法：經驗公式1多數(shù)人認為：對于一個金屬螺紋連接，沒有墊片和涂層，夾緊長度超過螺紋直徑的3-5倍，大約有10%-15%的扭矩衰減。經驗公式2

擰緊法測試，普通粗牙螺紋，無潤滑，扭矩較大時，

硬連接：M（復檢）=1.15xM

中性連接：M（復檢）=1.1xM

軟連接：M（復檢）=1.05xM

2015年3月2號V1版權所有不得盜版15五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)如何評價靜態(tài)扭矩：

2、SPC法：通過采集至少100個（一般125個）實際扭矩測量值，然后借助于統(tǒng)計分析的方法。求出標準偏差S。再根據不同用戶的情況，以±2S和±3S作為控制范圍的上下極限。用作檢驗、評價螺栓連接效果。后續(xù)監(jiān)控扭矩值必須落在設定的界限范圍之內。

控制極限=AVG±2S/3S。

2015年3月2號V1版權所有不得盜版16五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)

靜態(tài)扭矩的適用范圍：2015年3月2號V1版權所有不得盜版17五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)

靜態(tài)扭矩衰減過大的解決方案：現(xiàn)階段裝配扭矩控制選用合適的動態(tài)扭矩工具和合適策略：EP風扳機、氣動斷氣風扳機、電動擰緊-S/ST/STR擰緊策略（即分段擰緊/擰緊-返松-再擰緊策略）、電動擰緊-QST擰緊策略（即擰緊保持策略，用于減小彈性衰減）、電動擰緊-其他復雜擰緊策略。工具、策略優(yōu)先級增大方向2015年3月2號V1版權所有不得盜版18五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)2015年3月2號V1版權所有不得盜版19五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)2015年3月2號V1版權所有不得盜版分別認帽，同步快速擰緊零速度扭矩保持快速擰緊20五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)2015年3月2號V1版權所有不得盜版21五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)改變工藝擰緊措施：

使用轉角法控制擰緊，即擰緊規(guī)范=門檻力矩+擰緊角度。2015年3月2號V1版權所有不得盜版22五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)改變設計:

改變材料…2015年3月2號V1版權所有不得盜版23五、靜態(tài)扭矩的測取前提、方法和適用范圍螺紋副螺紋副聯(lián)接件的狀態(tài)

靜態(tài)扭矩衰減過大的解決方案（例）：工位：輪胎螺母擰緊，副駕座擰緊，U型螺栓擰緊…衰減過大原因：特殊涂層，軟連接，U型螺栓蓋板弧高…解決方法:PMdynatork策略（即預置零速保持扭矩策略），預加大扭矩策略（上限增大10-15%），返松后再次擰緊策略，直接再次擰緊策略…2015年3月2號V1版權所有不得盜版2013年3月20號V224動態(tài)扭矩工藝控制扭矩靜態(tài)扭矩來源于設計圖紙，但需在實踐中驗證，可能不同于設計主要控制手段，用擰緊機+擰緊策略控制一種檢測監(jiān)控手段，用數(shù)顯扳手+測量方法控制測扭工作的任務和目標設置初始扭矩開始監(jiān)測用SPC方法取得自己的靜態(tài)扭矩監(jiān)控點獲得動、靜態(tài)扭矩對照表，用作控制范圍制定靜態(tài)扭矩檢測規(guī)范目的：提高擰緊工藝可靠性穩(wěn)定性基礎：通過高度自動化的裝配工藝過程，批量生產性能滿足要求的產品。六、現(xiàn)階段裝配扭矩控制優(yōu)選方法的狀態(tài)版權所有不得盜版25六、現(xiàn)階段裝配扭矩控制優(yōu)選方法的狀態(tài)1、使用電動擰緊機的初始扭矩值設定：1）根據連接狀態(tài)、擰緊機擰緊精度計算初始扭矩設定值

例：某連接螺栓M12X1.25，扭矩范圍：94-102Nm（設計扭矩中間值98Nm），計算：102NmX1.06（擰緊機精度±3%）=110Nm，以此扭矩值設置擰緊機。2）實測扭矩：

用數(shù)顯扳手測量（精度±3%）10-15次，取平均值與設計扭矩中間值98比較，如偏小10Nm，則提高初始扭矩設定值至120Nm，重復1,2步繪制控制圖。直至實測值與設計扭矩相近，此時，記錄初始設置扭矩的調整值（這里是120Nm）。2015年3月2號V1版權所有不得盜版26六、現(xiàn)階段裝配扭矩控制優(yōu)選方法的狀態(tài)3）計算動態(tài)扭矩范圍用電動擰緊機自測值繪制X-R圖，用3S計算上下限，分別將初始設定值的調整值與上下限設置為電動擰緊機的中心扭矩和上下限。進一步計算得到設備的Cpk值。（此步得到的擰緊機目標值與上下限與目前實際操作不同）。4）得到動態(tài)、靜態(tài)扭矩對照表。

用數(shù)顯扳手連續(xù)測取125點擰緊后的靜態(tài)扭矩值，結合SPC方法繪制X-R圖，用3S計算上下限，得到靜態(tài)扭矩的范圍，匯總第4步得到的動態(tài)扭矩范圍，可得到動態(tài)扭矩（點）與靜態(tài)扭矩（范圍）的對應關系。

2015年3月2號V1版權所有不得盜版27六、現(xiàn)階段裝配扭矩控制優(yōu)選方法的狀態(tài)2、使用油壓脈沖定扭風扳機（不含離合器式）的擰緊初始扭矩值設定：1）根據連接狀態(tài)、擰緊機擰緊精度計算初始扭矩設定值

例：某連接螺栓M12X1.25，扭矩范圍：94-102Nm（設計扭矩中間值98Nm），計算：102NmX1.3（擰緊機精度±15%）=135Nm，以此扭矩值設置定扭風扳機。2）用實測扭矩校準扭矩初始設定值。

用定扭風扳機擰緊（此時不接扭矩測試儀），用數(shù)顯扳手測量（精度±3%）測扭，中間串接扭矩測試儀，同時記錄兩種扭矩值，用數(shù)顯扳手測取平均值與設計扭矩中間值98比較，如偏小10Nm，則提高初始扭矩設定值至145Nm，記錄初始設定值的修正值。2015年3月2號V1版權所有不得盜版28六、現(xiàn)階段裝配扭矩控制優(yōu)選方法的狀態(tài)3）計算動態(tài)扭矩范圍同時測取125點動、靜態(tài)扭矩值，用扭矩測試儀測得值計算動態(tài)扭矩繪制X-R圖，和動態(tài)上下限。4）得到動態(tài)、靜態(tài)扭矩對照表。

用數(shù)顯扳手顯示值為靜態(tài)扭矩值，用SPC3S方法計算上下限。匯總第3、4步數(shù)據，可得到動態(tài)扭矩（點）與靜態(tài)扭矩（范圍）的對應關系。

2015年3月2號V1版權所有不得盜版29六、現(xiàn)階段裝配扭矩控制優(yōu)選方法的狀態(tài)1、初始設置1個較小的扭矩2、檢查殘余扭矩3、殘余扭矩如果太低4、緩慢增加扭矩5、用固定式靜態(tài)測扭儀測取工具扭矩2015年3月2號V1版權所有不得盜版30謝謝2015年3月2號V1版權所有不得盜版31附錄：靜態(tài)扭矩的測取方法簡介咔噠扳手法：返回2015年3月2號V1項目啟動—周志輝，版權所有不得盜版32附錄：靜態(tài)扭矩的測取方法簡介標記法：返回2015年3月2號V1項目啟動—周志輝，版權所有不