螺絲扭矩系數(shù)測(cè)試

眾所周知，螺栓的扭矩系數(shù)測(cè)試，在緊固件行業(yè)中，是對(duì)于產(chǎn)品出品質(zhì)量，事故螺栓失效分析的一個(gè)非常重要的指標(biāo)。那么在進(jìn)行緊固件扭矩系數(shù)測(cè)試的過程之中我們又有哪些需要注意的事項(xiàng)呢？

首先我們需要注意，引發(fā)螺絲扭矩系數(shù)故障的無非就是2類問題，一類是緊固件產(chǎn)品本身的設(shè)計(jì)缺陷原因。其次是后期人工裝配的問題，在裝配過程之中，裝配人員施加的扭力過大或過小，都會(huì)對(duì)緊固件的失效造成一定程度的隱患。最后在不同溫度下螺絲受金屬材料本身的膨脹或者收縮使得產(chǎn)品夾持力下降。同樣也會(huì)導(dǎo)致緊固件相應(yīng)的失效問題。

本次我們對(duì)因?yàn)檠b配工藝不當(dāng)而引起的緊固件扭矩系數(shù)失效分析做一個(gè)詳細(xì)的梳理。

對(duì)于因裝配不當(dāng)問造成的緊固件扭矩系數(shù)失效，主要有2個(gè)重要的原因，首先是因人的裝配不當(dāng)而造成的扭矩故障。其次是機(jī)器設(shè)備故障裝配失誤引發(fā)的扭矩系數(shù)不達(dá)標(biāo)故障。另外在材料的穩(wěn)定性以及操作方法的合理性上出現(xiàn)差錯(cuò)，都有可能引發(fā)扭矩系數(shù)所造成的問題。

基于以上這些原因，我們可以認(rèn)為,在以往的制造過程中，依靠的是傳承下來的經(jīng)驗(yàn)值來設(shè)定鎖緊螺絲的扭力，對(duì)于為何如此設(shè)定將得不出一個(gè)合理的解釋，對(duì)于利用理論上的計(jì)算公式來確定扭力，因涉及到不同材料的摩擦系數(shù)和螺紋的摩擦系數(shù)及角度的確定和計(jì)算，這將是一個(gè)很復(fù)雜的過程，且很多因子系數(shù)的選取是否正確也將影響到扭力值的最終結(jié)果，對(duì)于電子產(chǎn)品上的小螺絲（M3及以下），供應(yīng)商往往提供不了螺絲的屈服強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)，因此理論計(jì)算將變得更加困難。

為了能快速確定我們過程的扭力參數(shù)，利用螺栓扭矩系數(shù)檢測(cè)儀，做破壞性的試驗(yàn)，輸出這個(gè)扭力的一個(gè)變化曲線圖，根據(jù)曲線圖找出固定扭力和滑牙扭力，再制定一個(gè)合適的扭矩取值范圍。在實(shí)施這個(gè)破壞性測(cè)試試驗(yàn)前，按照如下步驟進(jìn)行：

對(duì)于鈑金件螺絲通孔，還需要測(cè)量板材厚度t和孔的拉伸高度h，不同的板材厚度的對(duì)于滑牙扭力值是不同的。

檢查工件孔徑尺寸是否在設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)。檢查所取樣品，分別用不同規(guī)格的塞規(guī)檢查孔徑尺寸或用投影測(cè)量孔徑尺寸，確保孔徑在設(shè)計(jì)規(guī)范內(nèi)，理想的樣品尺寸是能夠覆蓋從下限到上限的區(qū)間為最好，這樣才能覆蓋到各種極限情況下的扭力變化趨勢(shì)，得出的數(shù)據(jù)結(jié)論是最具有說服力的。

對(duì)于所用來驗(yàn)證的零件，只能使用一次，不能重復(fù)利用來驗(yàn)證力矩；因?yàn)橐恍┠繙y(cè)很難發(fā)現(xiàn)到的損壞或殘留異物會(huì)影響到曲線數(shù)據(jù)采集，錯(cuò)誤數(shù)據(jù)將會(huì)誤導(dǎo)我們，避免得出不恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)論。

試驗(yàn)過程中，零件需要有工裝固定，電批保持垂直，如有條件可以利用扭力臂保證垂直度。因?yàn)楣ぜ阪i緊螺絲過程中隨意晃動(dòng)會(huì)有影響曲線圖正常輸出，產(chǎn)生不正常跳動(dòng)曲線峰值；歪斜的電批將導(dǎo)致螺絲的摩擦力增加，同樣會(huì)影響到輸出的扭力曲線數(shù)據(jù)。

按照如下將控制器、電批和電腦連接，設(shè)置電批參數(shù)；再進(jìn)行不同螺絲和不同位置的破壞性試驗(yàn)，采集扭力曲線圖。

設(shè)定螺絲扭力標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算方法

根據(jù)做破壞性試驗(yàn)結(jié)果和所取樣本的扭力曲線數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(至少120組數(shù)據(jù))，找出這些數(shù)據(jù)中最大的固定點(diǎn)力矩和最小的滑牙扭力，根據(jù)簡(jiǎn)易公式計(jì)算出合適的力矩。

滑牙扭矩：是指從螺絲固定到所實(shí)現(xiàn)的最大扭矩測(cè)得的扭矩，發(fā)生滑牙時(shí)，螺絲在連接件中將自由轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩將減小，角度將增加。

固定扭矩：是指螺絲帽接觸到工件表面，扭力曲線開始產(chǎn)生突變的那一個(gè)點(diǎn)為固定扭矩。

下圖示例為固定塑膠自攻螺絲的破壞性示例曲線圖，根據(jù)曲線圖查找出兩個(gè)扭力值，再來計(jì)算扭力的設(shè)定范圍。

力矩的理論計(jì)算是一個(gè)復(fù)雜的過程，其中牽涉到眾多的參數(shù)和比例因子的選定，耗時(shí)長且僅僅是理論上的得出的數(shù)值，與實(shí)際擰緊過程可能還是有一定的差距。而利用智能電批和相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集軟件，再利用實(shí)際裝配的零件來做破壞性的試驗(yàn)，從所采集的樣品數(shù)據(jù)中找出固定力矩和滑牙力矩，這樣的計(jì)算方法顯得更接近制造現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際，而且比較直觀明了的反映螺絲從開始空轉(zhuǎn)、進(jìn)入螺紋孔、攻牙、固定到被破壞的整個(gè)變化過程情況，能夠方便地在曲線圖上找到螺絲的固定點(diǎn)和滑牙點(diǎn)的力矩大小，更加容易理解和計(jì)算出我們需要設(shè)定的力矩標(biāo)準(zhǔn)，大大簡(jiǎn)化我們的計(jì)算過程，對(duì)于力矩的設(shè)定更具有說服力。