螺纹紧固件应用课件.ppt
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1、2023/1/61螺纹紧固件应用螺纹紧固件应用2023/1/62目录目录l前言l螺纹标准件编号规则l紧固件的机械性能等级l汽车行业常用螺纹l粗细牙螺纹选用l螺纹紧固件装配扭矩l螺纹紧固件常用装配方法l螺纹紧固件防松2023/1/63 目录l螺纹件涂胶l螺纹紧固件表面处理l专用螺纹紧固件的设计l螺栓连接结构设计注意的问题l螺纹盲孔螺栓最小旋入长度l英制螺纹的控制l螺纹公差l国外紧固件的转化要求国外紧固件的转化要求2023/1/64目录l螺栓的应用l螺母的应用l螺柱的应用l螺钉的应用l自攻螺钉的应用l垫圈的应用l新旧标准并存的标准件及替代关系2023/1/65前言前言l汽车标准件的定义:由各级标准
2、规范的、按标准件标准管理的零件或小的总成。l标准件的标准级别:国际标准、国家标准、行业标准、企业标准。2023/1/66 前言l l汽车标准件的产生汽车标准件是对汽车结构中重复的、大量应用的各种紧固件、连接件、管接件、密封件、润滑件等零件或总成的规范化产生的。2023/1/67 前言l l汽车标准件的产生规范化的目的是使零件的型式、尺寸、规格和技术要求经济合理、通用,以降低零件的制造、贮存、装配、备件供应、管理等成本;方便设计,满足汽车产品使用要求。2023/1/68 前言l设计中选用标准件标准顺序企业标准、汽车行业标准、国家标准。在企业标准的品种、型式、尺寸规格不能满足使用要求时,经标准件管
3、理者同意,才可使用汽车行业标准、国家标准。2023/1/69 前言l标准件种类:1.螺纹紧固件,它包括螺栓、螺柱、螺钉、螺母;2.垫圈、挡圈;3.销、键、铆钉;4.螺塞、堵塞、管接件、螺纹叉、滑脂嘴;5.夹箍、夹、卡扣等。2023/1/610 前言l本讲座的涉及紧固件的种类螺纹紧固件、及其配合使用的垫圈、开口销等的应用。2023/1/611 前言l正确使用螺纹紧固件的意义螺纹紧固件品种繁多,它的使用数量占汽车总零件数的3040%。它是汽车的主要连接件。汽车总装厂装车几乎就是在装配螺纹紧固件。2023/1/612 前言l正确使用螺纹紧固件的意义螺纹紧固件在设计、制造、应用、装配时出现问题可能造成
4、车毁人亡的恶性事故。合理地应用标准件,可以简化结构设计;提高装配效率、降低汽车成本,保障车辆的安全性。2023/1/613螺纹标准件的编号 2023/1/614汽车标准件编号螺纹标准件编号规则按集团公司企业标准CACBW-7-2005CACBW-7-2005汽车标准件编号规则汽车标准件编号规则执行2023/1/615 -T F T F 1标准件特征代号2标标准准件件品品种种编编号号3尺尺寸寸规规格格代代号号4总成隶属件标示符号5总总成成隶隶属属件件代代号号6机械性能、材料代号7表表面面处处理理代代号号8分型代号汽车标准件标准号如:CQ340-1983注:注:用大写英文字母表示;用大写英文字母表
5、示;用阿拉伯数字表示。用阿拉伯数字表示。汽车标准件编号由以下汽车标准件编号由以下8部分组成部分组成2023/1/616 -T F T F 1标准件特征代号1部分标准件特征代号标准件特征代号有:lQlCQlT示例:CQ160-1983六角头螺栓T160-2002防拆卸螺栓Q410-1995内齿弹性垫圈2023/1/617 -T F T F 2部分标准件品种编号奇数为细牙、偶数为粗牙奇数为细牙、偶数为粗牙类别代号:1螺柱、螺栓;2螺钉、3螺母4垫圈品种代号:是类别中的组号,即细分号。品种代号:是类别中的组号,即细分号。如:如:CQ160-1983 CQ161-1983类类别别代代号号品品种种代代号
6、号品种编号品种编号:由类别代号和品种代号组成。由类别代号和品种代号组成。2023/1/618 -T F T F 3部分标准件尺寸规格编号螺螺纹纹直直径径代代号号杆杆部部长长度度代代号号螺纹直径螺纹直径:为:为1位时,前位用位时,前位用0占位。如:占位。如:M8表示为表示为08 为为2位时,直接写位时,直接写2位。如:位。如:M10表示为表示为10长度代号长度代号:是几位写几位。不用占位。:是几位写几位。不用占位。如:如:CQ1500382023/1/619 -T F T F 4部分总成隶属件标示符号总成隶属件标示符号总成隶属件代号5部分总成隶属件代号螺栓、螺钉、螺柱和螺母没有隶属件,以上两部分
7、不需要标记。2023/1/620 -T F T F 6部分机械性能和材料代号标准件产品标准中规定的性能等级或材料为基本要求,不需加注等级或材料。基本要求以外的等级或材料,应加注等级或材料代号。如:CQ1601050螺栓基本要求是,机械性能为8.8级,而设计选用10.9级,在编号后加T,为CQ1601050T。性能等级/材料代号见Q/CACBW-7-2005中表3。机械性能和材料代号2023/1/621表1机械性能/材料代号、标准及适用品种类别代号机械性能、材料标准适用品种类别T钢10.9GB/T3098.1螺柱、螺栓钢10GB/T3098.2GB/T3098.4螺母T1钢8.8 GB/T309
8、8.1螺柱、螺栓钢8GB/T3098.2GB/T3098.4螺母T14钢12.9GB/T3098.1螺栓钢12GB/T3098.2GB/T3098.4螺母T27钢140HVGB/T848GB/T97.1平垫圈T28钢300HVGB/T848GB/T97.1平垫圈T30不锈钢A2-70GB/T3098.6螺栓、螺钉、螺柱不锈钢A2-70GB/T3098.15螺母机械性能和材料代号(简表)机械性能和材料代号(简表)2023/1/622 -T F T F 7部分表面处理代号表面处理代号标准件产品标准规定的表面处理为基本要求,不需加注表面处理代号基本要求以外的表面处理,应加注,如:CQ34012螺母基
9、本要求为镀锌彩虹钝化,而设计选用黑色钝化,在编号后加注F6,为CQ34012F6。表面处理代号见Q/CACBW-7-2005表4。2023/1/623表面处理代号及标准代号表面处理适用材质F不处理钢质件涂防锈油除非金属件外其它材质F2防蚀磷化钢质件、钢质螺纹件F3镀锌彩虹钝化钢质螺纹件F6镀锌黑色钝化钢质螺纹件F9化学氧化钢质件、钢质螺纹件F16镀铅钢质件、螺纹件F19镀铜钢质件、钢质螺纹件F20镀锌非光亮钝化(锌原色)钢质螺纹件F30镀锌军绿色钝化钢质螺纹件F32镀锌白色钝化钢质螺纹件表面处理代号(简表)表面处理代号(简表)2023/1/624 -T F T F 8部分分型代号分型代号在一个
10、标准件产品标准中规定的几种型式,为了区别表示,应加分型代号。如CQ148组合螺栓有3种直径垫圈组合型式,分别表示为:CQ1480830A、CQ1480830B、CQ1480830C全螺纹代号Q、预涂锁固胶代号S、密封胶代号M和左旋螺纹代号L也视为分型代号全螺纹螺栓为CQ1511460Q预涂锁固胶螺柱为CQ1201060S左旋螺纹螺母CQ34010L2023/1/625螺纹紧固件机械性能螺栓与螺母的性能匹配2023/1/626螺纹紧固件机械性能标准lGB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱lGB/T3098.2紧固件机械性能螺母粗牙螺纹lGB/T3098.3紧固件机械性能自攻螺钉lGB
11、/T3098.4紧固件机械性能螺母细牙螺纹等系列标准22个2023/1/627螺栓机械性能l汽车螺栓常用机械性能等级:6.88.810.9l标记代号的意义:第一部分数字表示公称抗拉强度的1/100;第二部分数字表示公称屈服点或公称规定非比例伸长应力与抗拉强度比值的10倍;l这两部分的乘积为工称屈服点的1/10。2023/1/628l汽车常用螺母的机械性能等级6、8、10。l标记规定:螺母用螺栓性能等级第一部分数字标记,如:与8.8级螺栓配合使用的螺母,标记为8级;与10.9级螺栓配合使用,标记为10级。螺母的机械性能2023/1/629螺母与螺栓、螺钉或螺柱机械性能等级的相配,见下表:螺母机械
12、性能 螺栓、螺钉、螺柱机械性能66.888.81010.91212.9一般说来不允许采用表中规定的以外的配合。2023/1/630汽车行业常用的螺纹汽车行业常用的螺纹 2023/1/631汽车行业常用螺纹l普通螺纹:GB/T193普通螺纹直径与螺距系列(直径1-600mm)、l过渡配合螺纹标准:GB/T1167过渡配合螺纹l管螺纹标准:GB/T1271660圆锥管螺纹l自攻螺钉螺纹;GB/T5280自攻螺钉用螺纹l木螺钉螺纹:GB/T922木螺钉技术条件2023/1/632汽车行业常用螺纹l我公司使用螺纹标准与汽车行业常用的螺纹相同。改装车非常复杂,它又延伸到各个行业。l我们设计选用的螺纹必须
13、符合我国标准,我国的螺纹标准完全有能力满足设计的各种需求。2023/1/633汽车行业常用螺纹l使用非我公司常用标准螺纹必须到标准科备案,控制种类,以便于管理,利于生产。lGB14167-2006汽车安全带安装固定点规定安全带固定点螺纹孔为7/16-20UNF2B螺纹,是美国国家标准协会标准ANSIB1.1-1992统一螺纹。是唯一可以使用的英制连接螺纹。2023/1/634螺纹公差螺纹公差2023/1/635螺纹公差l内螺纹涂、镀后公差为6H。l外螺纹涂镀后为6h。l对于氧化和磷化处理的件为6g。l镀前尺寸由制造者按GB5267螺纹紧固件电镀层标准控制。l涂、镀后外螺纹为6g会降低螺纹配合的
14、强度。2023/1/636粗细牙螺纹的选用粗细牙螺纹的选用2023/1/637 粗细牙螺纹的选用粗细牙螺纹的选用l 旋入铸铁、铸钢、有色金属时采用粗牙螺纹。l在铸铁、铸钢件上采用了细牙螺纹,在装配和使用中出现了撸扣、乱扣问题。2023/1/638粗细牙螺纹的选用粗细牙螺纹的选用l用于调整零件间隙的螺纹采用细牙螺纹。l与锁紧螺母相配时一般采用粗牙螺纹。l要求防松较高的情况采用细牙螺纹。l螺纹大径相同的螺栓,抗拉强度细牙高。2023/1/639细牙螺纹在铸钢件上产生撸扣2023/1/640盲孔螺纹螺栓最小旋入深度2023/1/641盲孔螺纹螺栓最小旋入深度应用范围不同级别螺栓最小旋入深度L18.8
15、8.810.910.9直径/螺距(d/p)9999硬铝合金1.1d1.4d_灰口铸铁1.0d1.25d1.4d低强度(Rm=340-470N/mm)1.0d1.25d1.4d中 强 度 钢(Rm=470-610N/mm)0.9d1.0d1.2d高 强 度 钢(Rm800N/mm)0.8d0.9d1.0d盲孔螺纹螺栓最小旋入深度L2=3PP螺距2023/1/642螺纹紧固件表面处理2023/1/643螺纹紧固件表面处理l无特殊耐热、耐腐蚀要求和装饰性要求的标准件,按标准件产品标准规定。不要另行规定表面处理。2023/1/644螺纹紧固件表面处理l对箱体内,油浴状态下工作的零件,如:发动机内部,变
16、速箱内部,后桥内部应选择成本低的表面处理,如;氧化、磷化。只要满足工序间、运输、贮存期不锈蚀即可。或者不处理。2023/1/645螺纹紧固件表面处理l目前,达克铬表面涂层处理成本最高,尽量不要用,以后随着处理成本的逐步降低慢慢采用。2023/1/646螺纹紧固件表面处理l不要在油底壳、变速箱、后桥等油浴 状态下工作的零件上使用达克铬表面 涂层处理。l由于达克铬表面涂层装配时,螺纹表 面涂层有粉状物脱落,实际上是片絮状的锌、铝和铬,不沉淀,齿轮工作时搅在油里,造成齿轮啮合面磨损加重。2023/1/647螺纹紧固件装配扭矩螺纹紧固件装配扭矩 2023/1/648螺纹紧固件装配扭矩l普通螺栓、螺母按
17、CACBL-3螺纹紧固件拧紧力矩规范。l锁紧螺母拧紧时,由于螺母有效力矩部分消耗一部分扭矩,扭矩应按GB/T3098.9-2002紧固件机械性能有效力矩型钢六角螺母规定。重要的位置应通过试验确定扭矩,以补偿轴力的损失。2023/1/649螺纹紧固件装配扭矩l全金属锁紧螺母装配时,为了减小螺纹副的摩擦力,最好在螺纹副涂润滑油,并适当调整装配扭矩。l采用双螺母防松时,背紧螺母必须高于拧紧螺母扭矩20%扭矩。2023/1/650螺纹紧固件紧固扭矩计算lT=KdF,lT为拧紧力矩,单位为拧紧力矩,单位NmlK为扭矩系数,由试验得来,无单位为扭矩系数,由试验得来,无单位l d为为螺螺纹纹公公称称尺尺寸寸
18、,单单位位m(计计算算时时可可代代入入mm),lF为为预预紧紧力力,由由设设计计给给出出,单单位位N(计计算算时时可可代入代入kN)2023/1/651螺纹紧固件装配方法2023/1/652螺纹紧固件装配方法l扭矩法:世界汽车上的螺纹紧固件90%以上是用扭矩法拧紧。常用的装配工具有冲击型汽动扳手、电动扳手。装配扭矩误差在30%。也有静扭矩定值扳手,公差在10%左右。2023/1/653螺纹紧固件装配方法l扭矩转角法:先将螺栓/螺母按规定扭矩拧到螺栓的屈服载荷的30%80%,然后再将其旋转一定角度。一般都是拧到螺栓的屈服极限以上。2023/1/654螺纹紧固件装配方法l扭矩转角法特点充分发挥了螺
19、栓的强度潜能,减小了螺栓的尺寸(直径);螺栓的受力稳定。2023/1/655螺纹紧固件装配方法l扭矩转角法应用:汽车螺纹紧固件除在发动机和底盘等特别重要的地方用扭矩转角法装配外,其余极少使用。2023/1/656螺纹紧固件装配方法l扭矩转角法应用:虽然此种装配工艺已使用30-40年,工艺比较成熟,但由于此种螺栓技术要求高、成本高,需要的专门装配设备成本也高,且螺栓为屈服极限拧紧法,不能重复使用,今后也决不可能大量应用。2023/1/657螺纹紧固件防松2023/1/658螺纹紧固件防松l常温下,被夹紧件为刚性时,8.8级及以上的螺栓,夹紧长度(不是螺栓总长)大于3倍螺纹直径、且螺栓装配扭矩能够
20、有可靠保证的条件下,可以不采用防松措施。2023/1/659螺纹紧固件防松l在软连接中,或内螺母不受轴向力时,可采用双螺母防松。l在刚性联结中采用双螺母防松。背紧螺母(外螺母)拧紧扭矩大于内螺母20%。2023/1/660螺纹紧固件防松l在多层钢板联结时应采用弹性垫圈。l弹性垫圈中,CQ419锥形弹性垫圈防松效果最好,但价格高。2023/1/661螺纹紧固件防松l采用开口销防松可靠,但由于开口销在穿入槽螺母的槽对正时,需要调整角度,使螺栓夹紧力不稳定。l采用折弯垫圈靠到六角头对边平面防松。2023/1/662螺纹紧固件防松l用钢丝锁线,穿入多个头部带孔螺栓头部,相互锁止。l采用锁紧螺母。l在外
21、螺纹上涂螺纹锁固胶。2023/1/663螺纹紧固件的涂胶螺纹紧固件的涂胶 2023/1/664螺纹紧固件涂胶l一般螺栓不需涂胶。l对拧入机体螺纹盲孔、通孔的螺栓、螺柱或螺钉,因无法采用其他防松措施,可采用涂螺纹锁固胶。2023/1/665螺纹紧固件涂胶l重要部位涂胶件螺栓/螺母装配扭矩应通过轴力与扭矩测试后调整。l涂胶件螺柱拧入机体时可忽略扭矩,直至拧靠螺纹末端(刹根)。2023/1/666螺纹紧固件涂胶l涂胶件不可重复使用,需要经常拆卸的地方,尽量不用。l胶层不得污染,尤其是油污。l对螺塞、管接头的螺纹可涂螺纹密封胶。2023/1/667螺纹紧固件涂胶l双头螺柱涂胶在旋入机体端。l涂胶位置在
22、距螺纹末端2-3个螺距开始,涂胶长度为1.5倍螺纹直径。2023/1/668螺纹紧固件涂胶l一般只在外螺纹上涂胶。l螺纹标准件在零件的编号后加“S”表示予涂干膜螺纹锁固胶;加“M”表示予涂干膜螺纹密封胶。l以上两种胶工作温度范围-54-149慑氏度2023/1/669专用螺纹紧固件的设计专用螺纹紧固件的设计 2023/1/670专用螺纹紧固件设计l在标准螺纹紧固件不能满足结构要求时,可设计专用紧固件。l设计时必须遵循我国、我公司的基础标准,保证其生产工艺装备,检具、量具、装配工具等的互换性。2023/1/671专用螺纹紧固件设计l遵循主要标准有:GB/T3104紧固件六角产品的对边宽度GB/T
23、3098.117紧固件机械性能在以上章节提到的汽车行业常用系列螺纹标准。GB/T3103.3紧固件公差GB/T3104普通螺栓、螺钉头下圆角半径2023/1/672专用螺纹紧固件设计l对一般连接用螺纹紧固件,只需标记机械性能等级,不需规定材料,仅写明机械性能等级即可。不要规定六角型材,其材料及对边尺寸和对角尺寸很难满足我们规定的机械性能和尺寸公差要求。生产厂会合理地选用经济实用的材料。2023/1/673专用螺纹紧固件设计l对高温状态、高腐蚀下工作的螺纹紧固件,应规定材料。2023/1/674专用螺纹紧固件设计l对紧固件形状结构尺寸不清楚,可以到标准科咨询,避免盲目设计,给生产造成困难、损失。
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