2.2 由“机”引起的拧紧质量问题
由拧紧设备引起的拧紧质量问题主要是由于设备的机械装置设计不当或磨损引起的。在自动拧紧设备中,设备驱动套筒的磨损,或设备中用于在拧紧过程中给螺纹件施加轴向力的压紧弹簧的塑性变形,会导致拧紧过程中套筒与螺帽脱开,如果发生在转角阶段,将造成预紧力的不足。如图 5 所示,在转角拧紧阶段,力矩突然下降到接近于 0。而设备定位尺寸如果设计不当,会导致与图 3 类似的假力矩。
2.3 由“料”引起的拧紧质量问题
由螺纹件,被联接件引起的质量问题,一般有两种,一种是由于零件的尺寸出现误差所引起的,另一种是因为零件的摩擦系数出现问题所引起的。如图 6 所示,曲线 2 与合格曲线 1 相比,起始阶段虽然力矩没有出现异常,但是,曲线 2 从开始拧紧,到螺栓端面与被联接件接触所经过的转角明显减小,而且 2 的斜率明显大于 1,可能是螺栓所要拧入的螺纹孔孔深不足造成的。
如图 7 所示,曲线 1 和 2 哪个合格,需要经过具体分析,假如螺纹件没有采取任何防松措施,也非自攻螺钉,那么 1 是正常的,造成 2 旋入力矩过高的原因,可能是螺栓的直径过大、螺母的直径过小、螺纹有损伤、螺纹中有杂质、涂层过厚等。如果说螺母采取了防松措施,如压合防松、或螺母中有防松的塑料环等,那么曲线2 是正常的,而 1 是不正常的,可能是螺母重复使用等原因所引起的防松措施失效。
图 8 的拧紧曲线出现了齿状波动,这是由于螺栓的表面涂层粗糙,或被夹紧件的表面喷漆不合格造成的。拧紧时滑动摩擦与静摩擦交替出现,这种拧紧问题,一方面会严重的破坏拧紧设备,另一方面瞬时峰值力矩虽然达到了产品力矩要求,但螺纹副中的夹紧力并没有达到要求。
2.4 由“法”所引起的拧紧质量问题
拧紧方法一般分为弹性拧紧法与塑性拧紧法,由于夹紧力对摩擦系数非常敏感,摩擦系数的变化,可能使设计为弹性拧紧的螺纹件被拧紧到塑性变形区,设计为塑性拧紧的螺纹件未拧到塑性变形区,这些都只有通过拧紧曲线才能发现。
另外,如图 9 所示,曲线 2 没有经过旋入的过程,力矩就直接上升到产品力矩,这可能因为设备拧紧前,先用其它设备预紧了。但是,显然预紧力矩太高,不利于前面所描述的假力矩的发现。
通过前面的论述,可以看出拧紧曲线在评价螺栓拧紧质量和分析质量问题等方面确实有着传统的拧紧质量检验方法所不具备的种种优势。但是,拧紧曲线的采集,需要先进的拧紧设备,投入较高;同时对拧紧曲线的评价是需要具有多年经验的高素质人员。所以此方法各汽车制造企业可以根据不同的情况适时采用。