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紧固件异形螺母滑牙原因分析

滑牙是各个类型紧固件使用过程中常见的一种问题现象,很多情况下因为工程不合理会导致紧固件滑牙的一定几率,下面根据对紧固件知识的了解,来给大家分析一下相关紧固件异形螺母的滑牙事项。

紧固件异形螺母滑牙情况分析

这个紧固件异形螺母是某车型上的如图1,现在已无法拧紧到目标扭矩螺栓即滑牙,滑牙率为1%,此异形螺母滑牙,将造成功能无法停用,严重度为10,风险优先级1,必须将滑牙率降到0.01%。


图 1


我们可以根据异形螺母滑牙的情况从这几方面进行分析:


1、工具选用是否合理性

工具标定扭矩偏差全部小于设定值的5%,工具合格;工具Cmk=1.55>1.33,工具稳定性良好。从拧紧曲线分析,见图2:螺栓从0到20Nm的上升曲率较快,主要其他螺栓有弹垫;最终拧紧步骤高螺栓与其他螺栓无差异,没有过冲现象。

图 2


综上所述:螺栓拧紧工具稳定性良好,没有超出设定值5%范围;电枪程序设置合理,最终拧紧步骤有明显的拧紧过程,无过冲现象。螺栓无法到达目标扭矩、滑牙非工具波动或拧紧过程不合理造成。

结论:工具选用和设计合理,不是造成滑牙的原因.


2、对手螺栓直径设计是否合理

按工艺要求,六角螺栓等级均为8.8级、扭矩50±15N·m,但从剖面图,如图3所示看出上端异形螺母的螺纹直径φ9.4mm比下端螺栓的螺纹直径φ11.1mm明显小;相同材料/螺栓等级下,直径小的螺栓可承受的扭矩更小。

图 3

结论:螺栓直径小是要因。


3、螺母紧固扭矩设计是否合理

异形螺母的直径比其他位置的螺栓直径小,但是却设计了相同的扭矩,为此,小组成员针对螺母的扭矩载荷进行测试,供应商最初使用的是指针扳手进行测试,如图4所示,得出螺母能承受A+20N·m以上的扭矩,理论OK。但经过进一步分析,指针扳手对紧固件施加扭矩是一个缓慢的过程、转速低,与电枪施加扭矩的工况不同。


图 4


对此,小组成员对生产线上螺母安装进行跟踪,仍然有5%的紧固件滑牙。对此,生产线针对异形螺母安装点进行降扭矩试验。用设定值为A-10N·m的电枪装配后,螺母均未滑牙,且进过路试试验也未脱落。

结论:设计扭矩太大是要因。


综上分析得出,螺母滑牙主要原因

1)螺栓直径小和设计扭矩太大,考虑到成本和开发周期。

2)螺栓直径小更改设计涉及到零件造型更改,

3)紧固扭矩上着手,经小批量验证合格并用于生产。


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