扭矩控制课件.ppt

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1、Page 1SGM Confidential 在在汽车制造业中，将各种汽车零部件装配成整车的过程，需要很多种不同类汽车制造业中，将各种汽车零部件装配成整车的过程，需要很多种不同类型型的连接的连接，比如焊接、螺栓连接和粘胶连接等。其中螺栓连接是最重要的连接方法，比如焊接、螺栓连接和粘胶连接等。其中螺栓连接是最重要的连接方法之之一一。螺螺栓连接的实质是通过将螺栓的轴向预紧力控制到适当范围，从而将两个工栓连接的实质是通过将螺栓的轴向预紧力控制到适当范围，从而将两个工件件可靠地可靠地连接在一起。为了确保螺纹连接的刚性、密封性、防松能力和受拉螺栓的连接在一起。为了确保螺纹连接的刚性、密封性、防松能力和受

2、拉螺栓的疲疲劳强度劳强度，连接螺栓对预紧力的精度要求是相当高的，连接螺栓对预紧力的精度要求是相当高的,所以轴向预紧力是评价螺栓连所以轴向预紧力是评价螺栓连接接可靠可靠性的重要指标。轴向预紧力的最低限是由连接结构的用途决定的，该值必须性的重要指标。轴向预紧力的最低限是由连接结构的用途决定的，该值必须保保证被证被连接工件在工作过程中始终可靠贴合。轴向预紧力的最高值必须保证螺栓及被连接工件在工作过程中始终可靠贴合。轴向预紧力的最高值必须保证螺栓及被连接工件在预紧和工作过程中不会发生脱扣、剪断和疲劳断裂等损坏。由于轴向预连接工件在预紧和工作过程中不会发生脱扣、剪断和疲劳断裂等损坏。由于轴向预紧力不方便

3、现场测量监控，现在主要是通过控制螺栓的拧紧扭矩来达到控制预紧力紧力不方便现场测量监控，现在主要是通过控制螺栓的拧紧扭矩来达到控制预紧力的目的的目的,扭矩的控制可通过动态扭矩和静态扭矩两种方式进行监控扭矩的控制可通过动态扭矩和静态扭矩两种方式进行监控。通过扭矩监控过程控制及通过扭矩监控过程控制及Q-dasQ-das系统的应用，可以在实际装配生产中及时有效识系统的应用，可以在实际装配生产中及时有效识别出各类扭矩报警问题，也有利于追溯可疑发动机的相关信息并进行风险评估。通别出各类扭矩报警问题，也有利于追溯可疑发动机的相关信息并进行风险评估。通过不断调整扭矩监控控制线可以及时发现各种缺陷，优化生产线装

4、配工艺。过不断调整扭矩监控控制线可以及时发现各种缺陷，优化生产线装配工艺。引言1Page 2SGM Confidential扭矩控制基本原理概述扭矩控制基本原理概述一一、Page 3SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述一一、基本、基本术语术语1)1)扭矩扭矩施加于轴圆周上使轴转动并产生扭曲形变等的扭转力偶或力矩。施加于轴圆周上使轴转动并产生扭曲形变等的扭转力偶或力矩。2)2)动态扭矩动态扭矩是自动拧紧工具在拧紧过程最终或扭转过程所得到的扭矩值，也就是在安装时用在线式扭矩传感器测量的值。是自动拧紧工具在拧紧过程最终或扭转过程所得到的扭矩值，也就是在安装时用在线式扭矩传感器测量

5、的值。3)3)静态扭矩静态扭矩用手动拧紧工具对已拧紧的螺栓加一个顺螺栓拧紧方向逐渐增大的扭矩，直至螺栓再一次产生拧紧运动的瞬间用手动拧紧工具对已拧紧的螺栓加一个顺螺栓拧紧方向逐渐增大的扭矩，直至螺栓再一次产生拧紧运动的瞬间，记，记录下的刚产生运动的录下的刚产生运动的扭矩值，该扭矩值即为静态扭矩。如扭矩值，该扭矩值即为静态扭矩。如:用扭矩扳手测量所得到的扭矩。用扭矩扳手测量所得到的扭矩。4)4)拧紧拧紧实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力，反映到被拧紧的螺栓上就是它的轴向预紧力（即轴向拉应力）。实际上就是要使两被连接体间具备足够的压紧力，反映到被拧紧的螺栓上就是它的轴向预紧力（即轴向拉应力

6、）。5)5)动力工具：生产线上用于装配产品以控制螺纹紧固连接的气动枪和电动枪。动力工具：生产线上用于装配产品以控制螺纹紧固连接的气动枪和电动枪。气动枪：以压缩空气为动力源的拧紧工具的统称。气动枪：以压缩空气为动力源的拧紧工具的统称。电动枪：以电为动力源的拧紧工具的统称。电动枪又可分电动枪：以电为动力源的拧紧工具的统称。电动枪又可分为单轴为单轴电动枪和多轴电动枪。电动枪和多轴电动枪。6)6)标定标定用扭矩标定仪（扭矩传感器和角度编码器）串接于电动拧紧枪之中，跟踪电动拧紧枪在螺纹连接件上进行拧紧的过程，用扭矩标定仪（扭矩传感器和角度编码器）串接于电动拧紧枪之中，跟踪电动拧紧枪在螺纹连接件上进行拧紧

7、的过程，从从而确认其拧紧扭而确认其拧紧扭矩和矩和/或拧紧角度在其规定范围内的一种方法。或拧紧角度在其规定范围内的一种方法。标定仪：一种标准扭矩控制仪器用来验证电动枪能达到规定的扭矩和标定仪：一种标准扭矩控制仪器用来验证电动枪能达到规定的扭矩和/或角度。必须对其定期检定。或角度。必须对其定期检定。二、螺栓连接件之间的力二、螺栓连接件之间的力我们测量的是施加的扭矩我们想要测得的是夹紧力实际真正需要控制的是：夹夹紧力紧力3Page 4SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述 装配拧紧的实质是通过螺栓的轴向预紧力将两个工件（如缸盖与缸体）可靠地联接在一起，因此，对轴向预紧力的准确控制装

8、配拧紧的实质是通过螺栓的轴向预紧力将两个工件（如缸盖与缸体）可靠地联接在一起，因此，对轴向预紧力的准确控制是保证装配质量的基础。通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制的方法由于受到摩擦系数等多种不确定因素的影响，导致对轴是保证装配质量的基础。通过控制拧紧扭矩间接地实施预紧力控制的方法由于受到摩擦系数等多种不确定因素的影响，导致对轴向预紧力控制精度低。此外，出于安全考虑，最大轴向力在设计时一般设在其屈服强度的向预紧力控制精度低。此外，出于安全考虑，最大轴向力在设计时一般设在其屈服强度的70%70%以下，实际值往往只有以下，实际值往往只有3050%3050%。在拧紧螺母时，其拧紧扭矩在拧紧螺母时，其

9、拧紧扭矩M M需要克服被旋合螺纹间的摩擦力矩和螺母与被连接件（或垫圈）支承面间的摩擦力矩，并使连需要克服被旋合螺纹间的摩擦力矩和螺母与被连接件（或垫圈）支承面间的摩擦力矩，并使连接产生预紧力接产生预紧力P P，它们的关系为，它们的关系为 要想得到规定的预紧力，应进行大量的试验求出拧紧扭矩系数的实际值，通过以上关系计算，把一定大小的扭矩施加到螺要想得到规定的预紧力，应进行大量的试验求出拧紧扭矩系数的实际值，通过以上关系计算，把一定大小的扭矩施加到螺母上就能得到，通过试验和数学分析得出，汽车用螺纹紧固件拧紧扭矩系数的平均值为母上就能得到，通过试验和数学分析得出，汽车用螺纹紧固件拧紧扭矩系数的平均值

10、为0.2840.284。4Page 5SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述三三、扭矩与预紧力及摩擦系数关系扭矩与预紧力及摩擦系数关系 从从上图上图中可以看出摩擦系数中可以看出摩擦系数,预紧力与最终扭矩之间的关系预紧力与最终扭矩之间的关系.如果螺栓强度最大如果螺栓强度最大,摩擦系数最小摩擦系数最小,则产生最大预紧力则产生最大预紧力,反之反之,如如果螺栓强度最小果螺栓强度最小,摩擦系数最大摩擦系数最大,则产生最小预紧力则产生最小预紧力.如果螺栓强度最小如果螺栓强度最小,摩擦系数最小摩擦系数最小,将产生最小最终扭矩将产生最小最终扭矩,反之反之,如果螺栓强度如果螺栓强度最大最大,摩

11、擦系数最大摩擦系数最大,将产生最大最终扭矩将产生最大最终扭矩。(T=KF,K(T=KF,K值随摩擦因数值随摩擦因数u u的增大而增大的增大而增大)从从上图中图示上图中图示分析可知，生产现场使用的螺栓不能随便涂油，这样可能会导致螺栓预紧力增大而被拉断，同时螺栓也不能随便分析可知，生产现场使用的螺栓不能随便涂油，这样可能会导致螺栓预紧力增大而被拉断，同时螺栓也不能随便烘干烘干，这样可能会导致螺栓预紧力降低，从而达不到夹紧要求这样可能会导致螺栓预紧力降低，从而达不到夹紧要求。5Page 6SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述四四、常见扭矩控制方法、常见扭矩控制方法不同扭矩系数值对

12、F与T的精度的影响分析左表可知，当拧紧扭矩T的误差为0%时，螺栓轴向预紧力的误差最大可以达到27.2%。因此，试图用扭矩控制法来保证高精度的螺栓拧紧是不现实的想法。此外，有试验比艾米娜，在拧紧发动机缸盖的螺栓时，用相同的扭矩拧紧，其螺栓轴向云尽力的数值相差最大可能达到一倍。扭矩控制法的优点是：控制系统简单，易于用扭矩长安其或高精度的扭矩扳手来检查拧紧的质量。其缺点是：螺栓轴向预紧力的控制精度不高，不能充分利用材料的潜力。6Page 7SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述7Page 8SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述3 3)屈服点控制法（屈服点控制法（

13、TGTG）屈服点控制法是把螺栓拧紧至屈服点后，停止拧紧的一种方法。屈服点控制法是把螺栓拧紧至屈服点后，停止拧紧的一种方法。它是利用材料的屈服现象而发展起来的一种高精度拧紧方法它是利用材料的屈服现象而发展起来的一种高精度拧紧方法。这种。这种控制方法，是通过对拧紧的扭矩转角曲线斜率的连续计算和判断控制方法，是通过对拧紧的扭矩转角曲线斜率的连续计算和判断来确定屈服点的。来确定屈服点的。螺栓在拧紧的过程中，其扭矩转角的变化曲线见右图。真正螺栓在拧紧的过程中，其扭矩转角的变化曲线见右图。真正的拧紧开始时，斜率上升很快，之后经过简短的变缓后而保持恒定的拧紧开始时，斜率上升很快，之后经过简短的变缓后而保持恒

14、定（区间）。过点后，其斜率经简短的缓慢下降后，又快速（区间）。过点后，其斜率经简短的缓慢下降后，又快速下降。当斜率下降一定值时（最大值的二分之一），说明已达到屈下降。当斜率下降一定值时（最大值的二分之一），说明已达到屈服点（点），立即发出停止拧紧信号。屈服点控制法的拧紧精度服点（点），立即发出停止拧紧信号。屈服点控制法的拧紧精度是非常高的，其预紧力的误差可以控制在是非常高的，其预紧力的误差可以控制在以内，但其精度主以内，但其精度主要取决于螺栓本身的屈服强度。要取决于螺栓本身的屈服强度。4)4)质量保证法（质量保证法（QAQA）QAQA法是通过测量螺栓的增长量来确定是否达到屈服点的一种法是通过测

15、量螺栓的增长量来确定是否达到屈服点的一种控制方法控制方法。虽然每一个螺栓的屈服强度不一致，也会给拧紧带来。虽然每一个螺栓的屈服强度不一致，也会给拧紧带来误差，但其误差一般都非常小。误差，但其误差一般都非常小。在法中所采取的测量螺栓伸长量的方法，一般是用超声在法中所采取的测量螺栓伸长量的方法，一般是用超声波测量，超声波的回声频率随螺栓的伸长而加大，所以，一定的波测量，超声波的回声频率随螺栓的伸长而加大，所以，一定的回声频率就代表了一定的伸长量。右图就是法的原理，由于回声频率就代表了一定的伸长量。右图就是法的原理，由于螺栓在拧紧和拧松时，用超声仪所测得的回声频率随螺栓的拧紧螺栓在拧紧和拧松时，用超

16、声仪所测得的回声频率随螺栓的拧紧（伸长）和拧松（减小伸长量）而发生变化的曲线并不重合，同（伸长）和拧松（减小伸长量）而发生变化的曲线并不重合，同一螺栓轴向预紧力的上升频率低于下降频率。这样，在用来测量一螺栓轴向预紧力的上升频率低于下降频率。这样，在用来测量螺栓的屈服点时应予以注意。螺栓的屈服点时应予以注意。8Page 9SGM Confidential一、扭矩控制基本原理概述5 5)扭矩斜率法扭矩斜率法 扭矩斜率法是以扭矩扭矩斜率法是以扭矩-转角曲线中的扭矩斜率值的变化作为指标对初始预紧力进行控制的一种转角曲线中的扭矩斜率值的变化作为指标对初始预紧力进行控制的一种方法。该拧紧方法通常把螺栓的屈

17、服紧固方法。该拧紧方法通常把螺栓的屈服紧固轴向力轴向力作为控制初始预紧力的目标值。该拧紧方法一般在作为控制初始预紧力的目标值。该拧紧方法一般在螺栓初始预紧力离散度要求较小并且可最大限度地利用螺栓强度的情况下使用。但是由于该拧紧方螺栓初始预紧力离散度要求较小并且可最大限度地利用螺栓强度的情况下使用。但是由于该拧紧方法对初始预紧力的控制与塑性区的转角法基本相同，所以，需要对螺栓的屈服点进行严格的控制。法对初始预紧力的控制与塑性区的转角法基本相同，所以，需要对螺栓的屈服点进行严格的控制。该拧紧方法与塑性区的转角法相比，螺栓的塑性即反复使用等方面出现的问题较少，有一定的优势，该拧紧方法与塑性区的转角法

18、相比，螺栓的塑性即反复使用等方面出现的问题较少，有一定的优势，但是，紧固工具比较复杂，也比较昂贵。但是，紧固工具比较复杂，也比较昂贵。五五、螺栓连接方式及相应动静态扭矩关系、螺栓连接方式及相应动静态扭矩关系1)1)硬连硬连接：是指连接件硬度比较大，是刚性的接合面贴合好的连接，一般不存在扭矩衰减，可能接：是指连接件硬度比较大，是刚性的接合面贴合好的连接，一般不存在扭矩衰减，可能还有扭矩反冲，螺纹副贴合后旋转角度还有扭矩反冲，螺纹副贴合后旋转角度30720720以上以上才才能达到目标扭矩能达到目标扭矩;软连接：静态扭矩小于动态扭矩，主要是弹性原件存在扭矩衰减软连接：静态扭矩小于动态扭矩，主要是弹性

19、原件存在扭矩衰减.3)3)联合连接：是介于软连接和硬连接之间的连接，一般不存在扭矩衰减或扭矩反冲联合连接：是介于软连接和硬连接之间的连接，一般不存在扭矩衰减或扭矩反冲;联合连接：静态扭矩接近动态扭矩联合连接：静态扭矩接近动态扭矩.9Page 10SGM Confidentialn生产现场软硬连接动静态扭矩测量结果比较n1硬连接：装配A线OP410凸轮轴链轮螺栓和惰轮螺栓n 扭矩衰减小，静态摩擦大，静态扭矩偏高n 动静态扭矩比较如下n n2 软连接：装配A线OP480排气歧管螺母n 扭矩衰减大，静态扭矩偏底n动静态扭矩比较如下：n n 10Page 11SGM Confidential小结：通过

20、以上硬连接与软连接的比较，同时结合现场情况，总结如下：1、在完全相同的拧紧状态下，硬连接与软连接所得到的最终扭矩是不同的；（完全相同是指同样的拧紧工具，以同样的转速，保持同样的稳定时间）；2、同一种连接方式，在拧紧工具的转速、保持时间不同的情况下，得到的最终拧紧力也是不同的；3、因为静态扭矩检测需要考虑进人为的因素进去，同时因为静态扭矩受摩擦力的影响非常大，而摩擦力的变化又是非常离散的，因此静态检测值会更离散一些；4、同时，对于某些角度拧紧的连接，静态检测只能检测其扭矩是否过低，而无法精确控制扭矩值。11Page 12SGM Confidential六六 、拧紧的概念、拧紧的概念拧任何机体均是

21、由多种零件连接（即组装）起来的，而零件的连接有多种，采用螺栓连接就拧任何机体均是由多种零件连接（即组装）起来的，而零件的连接有多种，采用螺栓连接就是其中最常用的一种，而欲采用螺栓连接就必须应用拧紧，因而这是其中最常用的一种，而欲采用螺栓连接就必须应用拧紧，因而这“拧紧拧紧”也就成了装配工也就成了装配工作中应用得极为广泛的概念。作中应用得极为广泛的概念。零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合，并为承受一定的动载荷，还需要两零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合，并为承受一定的动载荷，还需要两被连接体间具备足够的压紧力，以确保被连接零件的可靠连接和正常工作。这样就要求作为被连接

22、体间具备足够的压紧力，以确保被连接零件的可靠连接和正常工作。这样就要求作为连接用的螺栓，在拧紧后要具有足够的轴向预紧力（即轴向拉应力）。然而这些力的施加，连接用的螺栓，在拧紧后要具有足够的轴向预紧力（即轴向拉应力）。然而这些力的施加，也都是依靠也都是依靠“拧紧拧紧”来实现的。因而，我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念来实现的。因而，我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念。1 1螺栓拧紧的基本概念螺栓拧紧的基本概念（1 1）拧）拧紧过程中各量的变化紧过程中各量的变化 在螺栓拧紧时，总体的受力情况是，螺栓受拉，连接件受压；但在拧紧的整个过程中，在螺栓拧紧时，总体的受力情况是，螺栓受拉，连接件受压

23、；但在拧紧的整个过程中，受力的大小是不同的（见图受力的大小是不同的（见图1 1），），大体上分为下述几个阶段：大体上分为下述几个阶段：1 1）在）在开始拧紧时，由于螺栓未靠座，故压紧力开始拧紧时，由于螺栓未靠座，故压紧力F F为零；为零；但由于存在摩擦力，故扭矩但由于存在摩擦力，故扭矩T T保持在一个较小的数值保持在一个较小的数值 。2 2）当）当靠座后靠座后(Z Z点点)，真正的拧紧才开始，压紧力，真正的拧紧才开始，压紧力F F和拧和拧矩矩T T随转角随转角A A的增加而迅速上升。的增加而迅速上升。3 3）达）达到屈服点，螺栓开始朔性变形，转角增加较大而压到屈服点，螺栓开始朔性变形，转角增加

24、较大而压紧力和扭矩却增加较小，甚至不变。紧力和扭矩却增加较小，甚至不变。4 4）再）再继续拧紧，力矩继续拧紧，力矩T T和压紧力和压紧力F F下降，直至螺栓产生断裂。下降，直至螺栓产生断裂。TF屈服断裂A图 1ZTF12Page 13SGM Confidential2 2力矩率力矩率力矩率力矩率R R所表示的是力矩增量所表示的是力矩增量T T对转角对转角A A的比值（见图的比值（见图2 2），即：），即：R RT/A T/A （1 1）硬性连接的硬性连接的R R值高，软性连接的值高，软性连接的R R值低。值低。R R值与螺栓的长度、连接中各件之间的摩擦以及连接件垫值与螺栓的长度、连接中各件之间

25、的摩擦以及连接件垫圈的弹性有关。摩擦系数的变化，是影响力矩率的主要因素。此外，再加上垫圈、密封垫片等圈的弹性有关。摩擦系数的变化，是影响力矩率的主要因素。此外，再加上垫圈、密封垫片等引起的弹性变化，装配线上同样螺纹连接之间的力矩率变化可能超过百分之百，这样，力矩引起的弹性变化，装配线上同样螺纹连接之间的力矩率变化可能超过百分之百，这样，力矩/转转角的曲线就可能落在图角的曲线就可能落在图3 3斜线中的任何位置。斜线中的任何位置。3 3摩擦与力矩对压紧力的影响摩擦与力矩对压紧力的影响从图从图4 4中可见，同一力矩中可见，同一力矩T T值，而由于摩擦系值，而由于摩擦系数数值的不同，压紧力值的不同，压

26、紧力F F可能相差很大。所可能相差很大。所以，摩擦系数以，摩擦系数对压紧力对压紧力F F的影响是非常大的影响是非常大的。这里的摩擦系数主要是指螺纹接触面、的。这里的摩擦系数主要是指螺纹接触面、螺栓与被连接件支撑面间的摩擦系数。螺栓与被连接件支撑面间的摩擦系数。图 2图 3ATTTAA=0图 4FT=0.4=0.5=0.1=0.2=0.3Page 13Page 14SGM ConfidentialPage 14螺拴与连接件的关系螺拴与连接件的关系螺拴和连接的变螺拴和连接的变形形螺栓连接的变形关系螺栓连接的变形关系轴向工作载荷的影响轴向工作载荷的影响Page 15SGM Confidential

27、扭矩控扭矩控扭矩控扭矩控制制制制法法法法（夹紧力变化误差夹紧力变化误差 25%25%）特点：特点：特点：特点：扭矩控制、角度监控，扭矩控制、角度监控，扭矩控制、角度监控，扭矩控制、角度监控，测量容易、测量容易、测量容易、测量容易、使用标准螺丝、螺丝可重复使用、紧固错使用标准螺丝、螺丝可重复使用、紧固错使用标准螺丝、螺丝可重复使用、紧固错使用标准螺丝、螺丝可重复使用、紧固错误易检查误易检查误易检查误易检查七、七、DYPTDYPT扭矩控制基本扭矩控制基本方法方法1 1.扭矩控制角度监控。扭矩控制角度监控。在扭矩控制法中，把拧紧扭矩作为拧紧的控制参数，而在扭矩控制法中，把拧紧扭矩作为拧紧的控制参数，

28、而把从某一扭矩开始到达到目标扭矩拧紧结束把从某一扭矩开始到达到目标扭矩拧紧结束,螺钉（螺母）螺钉（螺母）拧紧的角度作为监控值，这种对拧紧角度进行监控的方法拧紧的角度作为监控值，这种对拧紧角度进行监控的方法叫扭矩控制角度监控。叫扭矩控制角度监控。在正常情况下，拧紧达到扭矩要求前一段区间内，力在正常情况下，拧紧达到扭矩要求前一段区间内，力矩和角度基本为线性变化，变化率基本上恒定。变化率与矩和角度基本为线性变化，变化率基本上恒定。变化率与零件的材料、间隙、摩擦因数、毛刺、磕碰伤、操作方法零件的材料、间隙、摩擦因数、毛刺、磕碰伤、操作方法等都有一定的关系，其关系式如下：等都有一定的关系，其关系式如下：

29、PS：C为拧紧力矩；A为拧紧角度；A1为拧紧螺纹的拧紧角度（长度方向变形）；F为螺栓张力；f1为拧紧时螺纹上的摩擦因数；f2为拧紧时紧固件支承环面的摩擦因数；D1为内螺纹的小径；d2为支承环外径；KA为装配零件的压缩刚度；N为0.61P；A2为螺杆的扭转变形角度；P为螺距；d为螺纹的公称直径；d1为支承环内径；G为螺栓横向弹性模量；KB为紧固件的拉伸刚度；W为紧固件长度系数。15Page 16SGM Confidential由式（1）式（3）可见，在正常情况下，拧紧力矩、张力、拧紧角度的变化都成正比，只要相关影响因素稳定，通过控制拧紧力矩，角度变化也会稳定在一定范围内。一旦出现异常情况，就会引

30、起角度出现较大的变化。a.如果材料变化大，刚性、弹性模量就有变化，有些还影响摩擦因数，所以拧紧角度就会产生变化。b.如果在结合部位存在毛刺、铁屑，也会影响刚性和摩擦力，造成拧紧角度的变化。c.如果出现螺孔深度不够，因攻丝丝锥有导向锥，螺孔底部大径为锥面，拧紧时存在大径的挤压变形，所以拧紧角度也会存在变化。d.螺纹配合间隙过小，也会影响到拧紧力和拧紧角度的比值，拧紧角度也存在异常。e.如果出现滑丝，拧紧角度就会很大，情况严重的，扳手一直转动，直到拧紧超时报警才停止。由此可见，角度监控能在很大程度上及时发现拧紧异常，并防止拧紧异常的零件转到下道工序。角度监控的目的就是防止在采用扭矩控制法拧紧的过程

31、中，因卡死、螺纹副配合不好等异常情况造成拧紧力矩虽然合格，但螺栓的实际张力为零或不足（不合产品要求），从而造成严重的产品缺陷。角度监控值问题的处理：角度监控值问题的处理：当出现角度监控不合格情况较多时，必须查明原因，首先检查零件表面质量、结合尺寸、材料是否有变化或批量不合格，拧紧设备、工艺、操作方法是当出现角度监控不合格情况较多时，必须查明原因，首先检查零件表面质量、结合尺寸、材料是否有变化或批量不合格，拧紧设备、工艺、操作方法是否正常，如果确定一切正常，可用下述方法进行分析和处理。否正常，如果确定一切正常，可用下述方法进行分析和处理。a.a.角度监控值散差大：提高角度起始点力矩，避开在力矩、

32、角度曲线的非线性变化阶段开始计算角度，特别对于软连接更应注意，否则只能把角度监控值范角度监控值散差大：提高角度起始点力矩，避开在力矩、角度曲线的非线性变化阶段开始计算角度，特别对于软连接更应注意，否则只能把角度监控值范围设置很大，使角度监控意义不大。围设置很大，使角度监控意义不大。b.b.角度监控值分布位置变化：对拧紧结果进行统计分析后，确定需要调整角度监控值范围或角度起始点力矩。角度监控值分布位置变化：对拧紧结果进行统计分析后，确定需要调整角度监控值范围或角度起始点力矩。c.c.有些异常拧紧不能发现：再现异常拧紧情况，重新确定角度监控值或角度起始点力矩，拉大异常拧紧和正常拧紧的角度差便于监控

33、。如果还是不能解决问有些异常拧紧不能发现：再现异常拧紧情况，重新确定角度监控值或角度起始点力矩，拉大异常拧紧和正常拧紧的角度差便于监控。如果还是不能解决问题，就考虑同时采取其他措施。题，就考虑同时采取其他措施。16Page 17SGM Confidential扭矩扭矩扭矩扭矩/转角控转角控转角控转角控制法制法制法制法（夹紧力变化误差夹紧力变化误差+/-+/-15%15%）特点：特点：特点：特点：角度控制、扭矩监控，角度控制、扭矩监控，角度控制、扭矩监控，角度控制、扭矩监控，摩擦影响较摩擦影响较摩擦影响较摩擦影响较小、夹紧力变化较小、螺丝不可重复使用小、夹紧力变化较小、螺丝不可重复使用小、夹紧力

34、变化较小、螺丝不可重复使用小、夹紧力变化较小、螺丝不可重复使用在扭矩转角控制法中，把拧紧角度作为拧紧的控制参数，在扭矩转角控制法中，把拧紧角度作为拧紧的控制参数，首先将螺栓拧紧到某一个扭矩值，然后再从此点开始，首先将螺栓拧紧到某一个扭矩值，然后再从此点开始，将螺栓于螺母相对转动一个角度至目标角度拧紧结束时将螺栓于螺母相对转动一个角度至目标角度拧紧结束时螺钉（螺母）拧紧的扭矩作为监控值，这种对拧紧角度螺钉（螺母）拧紧的扭矩作为监控值，这种对拧紧角度进行监控的方法叫角度控制扭矩监控。进行监控的方法叫角度控制扭矩监控。2.角度控制扭矩监控。角度控制扭矩监控。DYPT扭矩控制基本扭矩控制基本方法方法1

35、7Page 18SGM Confidential在在DYPTDYPT只有扭矩控制法和扭矩转角法只有扭矩控制法和扭矩转角法2 2种扭矩控制方法：种扭矩控制方法：1)1)扭扭矩控制矩控制法适法适用于一般紧固连接，用于一般紧固连接，如发动机上如发动机上罩盖螺栓罩盖螺栓，发动机吊耳螺，发动机吊耳螺栓栓等。等。2)2)扭扭矩转角矩转角法适法适用于关键螺栓连接，有缸盖螺栓，飞轮螺栓，曲轴皮带轮螺栓，连杆螺栓，主轴承瓦盖螺栓等。用于关键螺栓连接，有缸盖螺栓，飞轮螺栓，曲轴皮带轮螺栓，连杆螺栓，主轴承瓦盖螺栓等。八、八、BC BC 装配线扭矩监控装配线扭矩监控信信息汇总表息汇总表 Q-das对BC 装配线各工

36、位螺栓的拧紧监控过程通常分为三步（缸盖螺栓拧紧工位监控五步），Q-das系统监控设备每一步的拧紧参数（扭矩、角度等）是否在控制限范围内。二、BC II 扭矩监控信息识别及汇总18Page 19SGM Confidentialn拧紧要求拧紧要求九九 拧紧策略拧紧策略1、拧紧次数要求：、拧紧次数要求：拧紧设备的拧紧程序均必须根据螺栓的类型及拧紧要求，设定达到合格的允许拧紧次数。（如带胶至多只可拧带胶至多只可拧紧一次、扭矩紧一次、扭矩+转角至多只可拧紧二次等转角至多只可拧紧二次等）2、拧紧程序中均应设定最终扭矩或最终转角的监控范围，以判定拧紧是否最终合格。3、对于在线手持单轴电动拧紧手持单轴电动拧紧

37、设备有多扭矩要求的，除选用套筒选择器外，控制程序还应设定：对合格拧紧次数进行计数的功能；对合格拧紧次数进行计数的功能；一经反转，所有已判定合格的计数全部清零；一经反转，所有已判定合格的计数全部清零；在在未受到拧紧失败信号前，不允许反转的功能；未受到拧紧失败信号前，不允许反转的功能；拧拧紧前认帽不允许反转的功能紧前认帽不允许反转的功能。4、对于在线自动多/单轴电动拧紧设备：允许在拧紧前反转认帽;允许在拧紧失败后自动反转螺栓（螺母）并进行再次拧紧，可重复拧紧次数参照相关规定。不允许在不允许在HMIHMI面板内修改托板上面板内修改托板上拧紧信息，维修所需要的测试程测试程序序应由外接PC单独调用。5、

38、离线拧紧设备（含返修工位）的控制程序：程序设置只能反转，且程序只能由ME授权后方可修改；在使用离线手持单轴电动拧紧设备前，须先用扫描设备将零部扫描设备将零部件所绑定的信息打散件所绑定的信息打散；(Flexnet)对于不允许离线返修不允许离线返修的生产线，离线手持单轴电动拧紧设备只能对螺栓实行拧松螺栓实行拧松操作。6、在线手持单轴电动拧紧设备，ME在编制PPS（工艺卡）文件时，针对同一个平面上的多个螺栓的拧紧过程，需要同一个平面上的多个螺栓的拧紧过程，需要标识出拧紧顺序标识出拧紧顺序，MFG再按照PPS文件要求编制相应的作业指导文件并执行。7、电动拧紧设备的数据记录生产线拧紧设备须具有本地数据保

39、存功能。所需的质量数据的存储数据量应大于应大于2525个工作日个工作日。保存数据的格式及呈现形式应经多功能小组评审，以方便数据转换、导出和相关运用。数据信息应包括：在线旁设备时间和真实时间保持在线旁设备时间和真实时间保持一致的前提下，拧紧工序执行的时间信息；被拧紧零件的序列号信息；被拧紧零件的序列号信息；每个以工位为单位的步骤是否合格的判别信息步骤是否合格的判别信息；拧紧失败及成功时的步骤信息步骤信息；失败及成功的实际扭矩或转角信扭矩或转角信息；线旁拧紧设备控制模块输出端编号应与拧紧设备的输入端编号保持一致。8、上传Q-DAS系统文件应至少包括以下信息：总成零件代号，执行加工的设备代号在Q-D

40、AS系统时间和真实时间保持一致的前提下，执行加工时的年、月、日、时、分、秒信息；加工或测试的工位信息；在中间过程有失败时同步点前数据信息；上传的数据库文件须保存在指定的路径和文件夹。数据命名格式按照EUN+01+01+000000 生成19Page 20SGM Confidential拧紧策略示例拧紧策略示例C15 飞轮离合器连接螺栓拧紧过程：扭矩控制法+角度监控(动态扭矩27+/-2NM)主轴承盖螺栓拧紧过程：扭矩转角法+扭矩监控（动态扭矩30+/-3NM3035）20Page 21SGM Confidential扭矩控制结合扭矩控制结合Q-dasQ-das系系统的应统的应用介绍用介绍二、二

41、、21Page 22SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用一一、Q-dasQ-das系统简介系统简介 Q-Das是一个数据收集，统计，分析以及对结果进行直观目视化的辅助软件。通过Q-das系统可以减小劳动强度，使工作更加高效。22Page 23SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用 通过Q-das软件我们可以得到单值分布图，测值分布形态，能力指数，控制限等内容。二二、Q-dasQ-das系系统的信息界面统的信息界面23Page 24SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用三三、Q-dasQ-das软件的能力

42、计算方法软件的能力计算方法 传统的能力指数的计算是基于正态分布的,但是实际上大部分测值的分布一般为非正态分布或者公差形态为单边项目,如位置度,轮廓度,平面度等。因此，Q-Das的能力指数计算方法采用的是分位数法,这种方法适合于所有的分布形态和特性。四四、Q-dasQ-das软件结合软件结合BC IIBC II装配线现场应用手册装配线现场应用手册 a)扭矩监控操作流程：第第一步：依次进入一步：依次进入“BC-QdasBC-Qdas系统共享盘系统共享盘”“BC-BoschBC-Bosch”“EAEA”文件夹文件夹，之后选择相应工位之后选择相应工位/日期日期/文件名，可以看到文件名，可以看到如下页面

43、如下页面24Page 25SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用第二步第二步：双双击击上图图示位置，显示出上图图示位置，显示出Q QDASDAS进入页面，输入密码进入系进入页面，输入密码进入系统统（密码密码anovaanova）第三步：左键点击第三步：左键点击“文件文件”选项，下拉菜单中有选项，下拉菜单中有“文件合并文件合并”项目，左键点击项目，左键点击“文件合并文件合并”，即，即可显示出如下对话框可显示出如下对话框25Page 26SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用第四步：左键点击第四步：左键点击“mastermaster”选项

44、，在相应文件夹中选取任意一个选项，在相应文件夹中选取任意一个“DFDDFD”格式的文件，点击格式的文件，点击“OPENOPEN”；之后点击下图所示之后点击下图所示“”选项，然后全选子文件夹中所有选项，然后全选子文件夹中所有“DFXDFX”格式的数据，点击格式的数据，点击“OPENOPEN”；最后左键点击；最后左键点击“是是”，完成文件合并，完成文件合并26Page 27SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用第五步：左键点击右上角第五步：左键点击右上角“显示数据显示数据”选项选项第六步：之后显示如下界面，右键点击图示左上角，点击第六步：之后显示如下界面，右键点击图示

45、左上角，点击“显示显示附加信息附加信息”选项，显示出右侧的下拉列表，选择选项，显示出右侧的下拉列表，选择“时间时间/日期日期/批批次号码次号码/文字文字”四项，点击四项，点击“是是”最后，相关拧紧数据便以表格的形式显示出来。最后，相关拧紧数据便以表格的形式显示出来。PS：但是Q-DAS系统默认无法进行编辑，因此需要将数据全选，之后复制到EXCEL表格里，然后进行查询。27Page 28SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用 b)长缸/卡钳测试监控操作流程：第一步：进入第一步：进入Q-DASQ-DAS系系统统（密（密码：码：anovaanova）第二步：左键点击如下

46、图标第二步：左键点击如下图标“从数据库读入从数据库读入”选项选项第三步：显示出如下界面，左键点击第三步：显示出如下界面，左键点击“时间时间/日日”选项选项第四步：选择时间段，点击第四步：选择时间段，点击“是是”28Page 29SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用第五步：从数据库中选取相应查看项目第五步：从数据库中选取相应查看项目第六步：左键点击右上角第六步：左键点击右上角“显示数据显示数据”选项选项29Page 30SGM Confidential第七步：之后显示如下界面，右键点击图示左上角，点击第七步：之后显示如下界面，右键点击图示左上角，点击“显示附加信息

47、显示附加信息”选项，显示出右侧的下拉列表，选择选项，显示出右侧的下拉列表，选择“时间时间/日期日期/批次批次号码号码/文字文字”四项，点击四项，点击“是是”最后，相关泄露数据便以表格的形式显示出来。最后，相关泄露数据便以表格的形式显示出来。PS：但是Q-DAS系统默认无法进行编辑，因此需要将数据全选，之后复制到EXCEL表格里，然后进行查询。三、扭矩控制结合Q-das系统的应用30Page 31SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用五五、Q-dasQ-das软件结合机加工线现场应用手册简介软件结合机加工线现场应用手册简介 a)5件抽检能力分析操作流程：第一步：进入

48、第一步：进入Q-DASQ-DAS系系统统（密码密码anovaanova）第二步：左键点击第二步：左键点击“模块模块”选项，在下拉列表中选择选项，在下拉列表中选择“文件合并文件合并”第三步：显示出如下界面，左键点击第三步：显示出如下界面，左键点击“mastermaster”选项选项第四步：选择对应文件双击其中任意一个项目第四步：选择对应文件双击其中任意一个项目31Page 32SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用第五步：左键点击第五步：左键点击“”选项，然后全选显示出的子文选项，然后全选显示出的子文件，左键点击件，左键点击“OPENOPEN”第六步：左键点击第六步

49、：左键点击“是是”选项选项第七步：左键点击第七步：左键点击“是是”选项，显示出选项，显示出5 5件能力分析单值分布图件能力分析单值分布图32Page 33SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用第八步：若要查看第八步：若要查看5 5件能力分析总报告（包含所有被测参数），则左键点击件能力分析总报告（包含所有被测参数），则左键点击“单值单值”选项，在下拉菜单中选择选项，在下拉菜单中选择“5Part/Cold 5Part/Cold Start ReportStart Report”最后，最后，5 5件能力分析测量报告显示出来，若测试项目中有不合格项目则会出现红脸。件能力分

50、析测量报告显示出来，若测试项目中有不合格项目则会出现红脸。b)机加工能力分析操作流程：第一步：进入第一步：进入Q-DASQ-DAS系系统统（密码密码anovaanova）第二步：左键点击第二步：左键点击“模块模块”选项，在下拉列表中选择选项，在下拉列表中选择“数据库选项数据库选项”33Page 34SGM Confidential三、扭矩控制结合Q-das系统的应用第三步：对数据库进行项目过滤，左键勾选第三步：对数据库进行项目过滤，左键勾选“日期日期/时间时间”选选项，左键点击项，左键点击“”选项，选择数据库时间段，选择完成选项，选择数据库时间段，选择完成后点击后点击“是是”第四步：左键勾选第