紧固件完成找帽、预紧的铺垫后，接下来就要进行终紧了，终紧的主要目的是为了产生足够的夹紧力，该步骤是拧紧的最后一步，也是最重要的一步。
很多汽车因为紧固件召回的原因，部分是螺栓终紧出现了问题，导致车子运行过程中会有连接点的松脱风险。
我们今天和各位螺丝君一起探讨下紧固件终紧，应如何做好扭矩和角度的监控？确保拧紧点能达到设计的扭矩、角度和夹紧力。
01
紧固件分步拧紧的好处
紧固件拧紧按照重要等级分类可分为：K***T ***、K***T B和K***T C，重要性等级依次降低。
对于K***T C的拧紧点，可以一次拧紧，不需要分布拧紧，且拧紧扭矩和角度不需要进行监控。
而对于K***T ***、K***T B的拧紧点需采用多步骤拧紧。其目的是满足拧紧节拍要求、防止拧紧枪过冲、防止产生拧紧缺陷等。
例如:
- 如果全程都是以20rpm拧紧，那么对于长螺栓拧紧，其节拍就会很慢；
- 如果全程都是以200rpm拧紧，那么终紧的的角度和扭矩精度就会较差。
此外，快速拧紧的螺栓产热严重，摩擦系数就会不稳定，如拧紧在油漆的钢板上，还会容易导致黏滑现象。
因此，为保证拧紧质量可靠，重要拧紧点的位置务必采用分布步骤拧紧，且进行扭矩和角度监控。
02
终紧的角度和扭矩监控
扭矩法拧紧的终紧目标数值为扭矩，角度需要进行统计监控；角度法拧紧的终紧目标数值为角度，扭矩需要进行统计监控。
下面，我们对两种方法分开论述：
1、扭矩法
M***4为扭矩额定值（目标值），该数值为设计定义的扭矩数值，MS3为门槛扭矩，
W+为转角上公差，W-为转角下公差，M+为扭矩上公差，M-为扭矩下公差
监控范围：
- 角度上限W+：μ+3（通过大量样本统计获得，μ为均值，为标准差）
- 角度上限W-：μ-3（通过大量样本统计获得，μ为均值，为标准差）
- 扭矩上限M+：1.15*M
- 扭矩上限M-：0.85*M
M= M***4为扭矩目标值
为保证拧紧精度和避免产生拧紧缺陷，推荐转速为20 rpm。
例如:
- 某拧紧点的工艺扭矩M***4为100Nm，
- 角度监控的上限：μ+3，
- 下限：μ-3。（统计数据量建议为100-10000），
- 扭矩监控的上限：115Nm，
- 扭矩监控的下限：85Nm。
2、角度法
MS4门槛扭矩，W+转角上公差，W-转角下公差，W***3转角额定值（目标值），M+扭矩上公差，M-扭矩下公差
- 角度上限W+：W***3+5°
- 角度下限W-：W***3-5°
- 扭矩上限M+：μ+3（通过大量样本统计获得，μ为均值，为标准差）
- 扭矩下限M-：μ-3（通过大量样本统计获得，μ为均值，为标准差）
为保证拧紧精度和避免产生拧紧缺陷，推荐转速为20 rpm。
例如，
- 某拧紧点的拧紧工艺为100Nm+180°，
- 此时W***3=180°，
- 角度监控的上限：185°，下限：175°，
- 扭矩监控的上限：μ+3，
- 扭矩监控的下限：μ-3。（统计数据量，建议为：100-10000）。
03
拧紧中间过程的监控
某连接点从点***拧紧至点C，在终紧C位置设置监控窗口，正常的拧紧如红色曲线所示，假设异常的拧紧曲线如黑色的拧紧曲线所示。
小伙伴们是否发现？红色曲线和黑色曲线最终都判为合格，但很明显，黑色曲线的连接是不正常的。
那么，该如何识别像黑色曲线这种异常曲线呢？这就是需要增加过程中的扭矩和角度监控。
具体的监控，如下图所示，一般设置个目标值为扭矩的监控窗口。具体目标值扭矩为多少呢?
我们建议:
- 如果终紧为扭矩法M时，那么中间的目标扭矩可设置为05*M；
- 如果终紧为角度法M+W时, 那么中间的目标扭矩可设置为M。
W+为转角下公差，W-为转角下公差，M***2扭矩额定值（目标值），M+扭矩上公差，M-扭矩下公差，
监控范围：
- 角度上限W+：μ+3（通过大量样本统计获得，μ为均值，为标准差）
- 角度上限W-：μ-3（通过大量样本统计获得，μ为均值，为标准差）
- 扭矩上限M+：1.15*M
- 扭矩上限M-：0.85*M
M= M***2为扭矩目标值
为保证拧紧精度和避免产生拧紧缺陷，推荐转速为20 rpm
例如:
- 某拧紧点的工艺扭矩为100Nm，
- 那么角度监控的上限：μ+3，下限：μ-3。（统计数据量建议为100-10000），
- 扭矩监控的上限：50*1.15=57.5Nm，
- 扭矩监控的下限：50*0.85=42.5Nm。
再例如:
- 某拧紧点的工艺扭矩为100Nm+180°，
- 那么角度监控的上限：μ+3，
- 下限：μ-3。（统计数据量建议为100-10000），
- 扭矩监控的上限：100*1.15=115Nm，
- 扭矩监控的下限：100*0.85=85Nm。
04
螺丝君的结论
01
紧固件的终紧，是拧紧过程中最后也是最重要的一步，其主要的目的是为了产生足够的夹紧力，确保连接的可靠。对于K***T B和K***T ***的拧紧点，其扭矩和角度需设置监控，避免离散；
02
扭矩法终紧的拧紧点，其角度需通过3s统计的方法确定监控窗口；而对比角度法终紧的拧紧点，其扭矩需通过3s统计的方法确定监控窗口；
03
为确保拧紧过程正确可靠，建议在拧紧过程中的某个位置设置目标值为扭矩，角度通过3s统计方法确定的监控窗口，保证过程受控可靠。
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