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螺栓连接与质量控制2.doc
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1、窗体顶端窗体底端螺栓连接与质量控制螺栓连接的装配质量直接关系到产品的安全性和可靠性,可是我们如何评价螺栓连接的质量,即“效果检验”呢?对螺栓连接装配质量的“效果检验”包括以下两项内容:执行螺栓拧紧工艺的电动拧紧枪(板子)的准确性和可靠性是否能满足要求;对已经拧紧的螺纹付、即产品上的螺栓连接能否通过正确的方法做出准确的评价。对螺栓拧紧设备的评定现在,多数企业侧重于对拧紧控制的准确性、即扭矩或转角的准确度进行评价。通过采用模拟工况的动态校准法将拧紧枪的输出值与用作测量标准的传感器的读数值加以比对。在汽车行业,通过传感器实施扭矩或转角控制的拧紧枪的准确度指标往往采取相对误差形式表示,一般为5%,也有
2、达到3%的。但必须指出,无论是简单的手持式扭矩扳手,或是复杂的半自动、自动拧紧设备,都既不属于检测器具,也不属于通常的制造设备(工具),而是兼有前者的计量特性和后者的装配功能。但就其本质而言,它们应该归于后者,因此,若只进行单纯的准确度评定是不够的。现代机械制造业为提高批量生产企业的产品质量,已从昔日主要检验实物质量,转到如今强调对工艺过程的控制。所谓“工序质量”就是指在稳定状态下所具有的保证质量的能力,它取决于设备、材料、操作者、工艺方法和环境等5项相互独立因素的影响,以能力指数Cp和Cpk来表示。而机器能力指数Cm和Cmk是指在工序稳定情况下,上述5项影响因素中的机器设备所具有的保证产品质
3、量的能力,在技术上,它与工序能力分析一样,都建立在数据统计的基础上,以质量特性值的标准偏差S来表征。求取机器能力指数Cm的具体做法为:将被评定的用于装配的拧紧机调整至规定状态,经过若干小时无故障运转,然后取50个连续生产出来的工件作为样本。至于对质量特性值的检测,一般利用附属于设备的在线测量仪器,或借助外界的精度更高的检测装置。由此获得一组或二组质量特性值的实测数据,并求出平均值和标准偏差Sm。如果是螺栓拧紧设备,这时扭矩作为质量特性值,其实测数据既可以通过拧紧枪自身配置的检测仪表获得,也能从用作测量标准的外接扭矩传感器的对应显示值中读取。Cm反映了机器制造设备自身所具有的满足产品质量的能力,
4、与反映工序能力的过程能力指数Cp相似。根据测算出的Cm或Cmk值对被检机械制造设备进行机器能力评定,各主要工业国家、各大企业集团执行的评定原则并不完全一致,德国大众汽车公司对螺栓拧紧设备应该具备的机器能力的要求如表1所示。表1德国大众汽车公司对螺栓拧紧设备应该具备的机器能力的要求被检设备的情况 机器能力指数CmCmk新设备验收1.671.67经过检修、改造后的设备1.331.33在用设备定期或不定期的评定1.331.33评价螺栓连接质量在汽车制造业,大多数企业都在装配工序后利用指示式扭矩扳手以抽检的方式对相关的螺纹副进行拧紧扭矩测试,以评价螺栓连接的质量,其间出现各种各样的情况是很正常的现象,
5、但前提是执行的方法必须正确,这是处理问题、解决问题的基础。除了上述在工序间进行的扭矩测试外,还有一类是整车或总成(指发动机、变速箱等)经过连续运行、承受过负载后再对相关的螺栓连接质量进行评价。德国大众汽车公司把前一类测得的扭矩命名为Mna1,后一类为Mna2。但为了准确测得Mna1和Mna2,必须满足以下条件: 电动拧紧机的机器能力指数Cm、Cmk必须达到1.67或更高,即务必经过设备能力验证,要求过程能力指数Cpk1.33。 通过“事后法”进行拧紧扭矩测试时,必须采用紧固法,不能用松开法或标记法。执行紧固法时需注意拧动螺栓(或螺母)的角度应尽量小,最大不超过10。 在测试过程中,由于摩擦作用
6、,有时会出现一个不应算作Mna的峰值扭矩,即所谓的“起动扭矩”,因此,为准确地测出Mna值,不能使用那些只显示一个峰值的指示式扭矩扳手。 工序间的扭矩值Mna1的求取,必须在装配完成后的30min内进行。 不能、也不必要把测得的扭矩Mna1和Mna2的值与图纸或工艺上的额定值或控制值相联系、作比较。因为,在以紧固法再次拧紧期间,扭矩值的分布特性与装配工序的拧紧扭矩特性相比已有很大差别,故这种比对毫无意义。 对Mna1和Mna2值正确评价应该采用如下方式:通过采集至少100个实际扭矩测量值,然后借助统计分析的方法求出标准偏差s,再根据不同用户的实际情况以2s或3s作为控制范围的上、下极限,用作检
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