眾所周知,裝配線工藝設定的最終目的是滿足設計研發階段的夾緊力要求。
夾緊力是連接件軸向結合面受到擠壓,產生在接合面及螺栓表面的軸向力。
為了保證夾緊力設計要求,尤其針對一些關鍵連接件,擰緊工藝會採用扭矩加轉角的屈服控制工藝,擰緊工具會採用高精度的多軸擰緊工具設備,螺栓會採用比如12.9級的高強度螺栓。
那麼,在設計階段或者在投產階段,如何去確認夾緊力狀態呢?
嚴格意義來講,對夾緊力的確認需要通過專業的測量設備,在模擬工況下測得。以下圖1是實驗室測量夾緊力的典型設備示意圖。
但是作為生產製造部門,面臨著產量較大和測量資源有限的雙重壓力,更為穩妥的方式是間接測量來側面反映夾緊力狀態。
以下介紹幾種常用的便於生產執行的過程測量確認及評估方法:
1、動靜態扭矩審核
這種方式是通過對連接件表面螺栓的狀態來側面反映夾緊力的狀態。
通常是採用靜態扳手測量的方式(如圖2 為SCS品牌的數顯扭矩扳手),來蒐集靜態扭矩數據,並根據研發部門提供的靜態扭矩標準(如圖3為某機型的靜態扭矩規範標準),來評判夾緊力是否滿足要求。
2、螺栓伸長量測量
螺栓伸長量的測量是通過連接件內部螺栓的伸長量變化情況來側面反映夾緊力的狀態。螺栓伸長量的測量,通常分為三種:
1)通過對螺栓表面預處理,將表面鑽出錐形孔,數顯千分尺在校零後,利用數顯千分尺測量確認擰緊前後的螺栓長度變化。
這種測量方式測量精度可以保證,但需要提前將螺栓表面進行處理。詳見下圖4螺栓預處理狀態,圖5典型數顯千分尺。
2)通過利用高度尺測量,螺栓擰緊前後的長度變化情況。這種方式需要在螺栓表面做標記,並在測量前對高度尺進行校零後,對螺栓進行測量。
以下圖6 高度尺測量示意圖,這種測量方式相對較為方便,測量精度需要實現評估好MSA,固化好作業流程文件後再進行測量。
3)通過三座標進行測量螺栓擰緊前後的長度變化。下圖7 為高度尺測量示意圖。一般來講,製造廠家三座標測量資源非常有限,而即使同一顆螺栓也要前後測量兩次。
理論上來講,雖然該測量方式測量精度較高,一般不建議採用該方式測量。
總 結
通過這些在裝配製造環節切實可行的測量和驗證方案,可以有效地規避和發現過程中的變化點,並通過測量側面去反映夾緊力狀態是否滿足要求。
通過對測量結果的確認,以及過程中人,機,料,法,環相關調查確認,一切確認無誤後,交由設計開發部門評估工藝是否合理,夾緊力是否滿足設計要求,是否需要進一步的優化工藝設計規範標準,進而進一步提高設計,製造過程的穩定性,可靠性。
以上是我個人的一些經驗,如有不足之處,敬請批評指正,歡迎交流討論!
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