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行业科普      2025年02月13日
落座扭矩在自攻钉拧紧策略中的应用

拧紧工艺中,自攻钉拧紧是复杂的过程,设计公差、产品一致性、装配环境等因素易导致拧紧结果不合格,致使工件开裂、滑牙、浮钉、失效等情况发生,落座扭矩检测可帮助减少此类问题的发生。

什么是自攻钉?


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自攻钉(Self-tapping Screw)即自己攻出螺纹的螺钉。在金属或非金属材料的预钻孔中,自行攻钻出所配合内螺纹的扣件。由于能攻出配合它的螺纹,因此在紧固时具有高防松能力,且能拆卸重复使用。自攻钉在民用工业应用广泛,汽车行业中主要用于汽车内饰、汽车电子等。随着新能源汽车的发展,其应用领域拓宽到电控,可起到防松、防水的效果。穿透能力一般在6㎜之内,最大12㎜左右。


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落座扭矩检测的意义?

落座扭矩指一种特定的拧紧策略,用于确保螺栓或螺钉在拧紧过程中达到预期的扭矩与夹紧力。该策略通常用于对紧固质量要求较严格的场合,如汽车、航空和重型机械等行业。先进的拧紧设备和精确的测量技术,是确保螺栓或螺钉在拧紧时达到预期夹紧力的前提,进而保证结构的完整和安全。


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# 落座扭矩的拧紧策略通常涉及扭矩和角度监控,结合了扭矩斜率、扭矩控制策略、角度控制策略;

# 拧紧过程中,通过监控扭矩的变化率或转角确定螺栓或螺钉是否达到预定的扭矩;

# 该拧紧方法有效克服由材料不均性或表面粗糙度导致的拧紧差异,从而确保连接可靠稳定性;

如何利用过程检测解决自攻钉拧紧问题?

拧紧的过程中,随着螺栓紧固使连接件受到压力,最终牢牢地连接在一起,可分为这以下阶段:开始拧紧时,由于螺栓头为靠近工件,故夹紧力为零,但由于存在摩擦力,故扭矩保持在较小数值;螺栓头部靠近工件后,真正拧紧开始,夹紧力和扭矩随转角的增加而迅速上升;达到屈服点螺栓变形

转角增加较大而夹紧力和扭矩却增加较小,甚至不变;继续拧紧,力矩和夹紧力下降,直至螺栓产生断裂。拧紧过程中,扭矩过高,超过螺孔可承受的扭矩,工件易损坏,塑料件易开裂,易出现滑牙。若施加扭矩过小,甚至小于攻牙扭矩会出现明显的歪钉浮高,即使拧紧至贴合,也会由于夹紧力过小在振动、热交变载荷等作用下发生松脱。


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扭矩该如何设定,才能确保自攻钉拧紧合格?

对于普通螺钉来说,目标扭矩即拧紧扭矩。自攻钉拧紧为旋入阶段的攻丝扭矩和贴合之后的目标扭矩,部分场景下目标扭矩小于攻丝扭矩,普通的扭矩控制策略无法进行有效的识别,因此装配出现异常,装配失效;针对浮钉失效,除了检查物料尺寸(底孔尺寸一致性及深度)、螺钉垂直度,及批头下压力等;还可通过传感器式智能拧紧工具,采用落座检测策略检测甚至解决浮锁问题;仅需设置适当的夹紧扭矩和扭矩角度斜率,通过曲线斜率识别真正的落座点,再施加工艺要求的目标扭矩,保证整个拧紧装配过程有效,保障工件夹紧力。


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值得注意的是:由于自攻钉在攻丝阶段所需自攻扭矩的特殊性,在考量过程能力时,不能以最终扭矩计算,而以叠加扭矩(夹紧扭矩)或角度和落座时的扭矩斜率计算过程能力指数。不同于普通螺钉,自攻钉的拧紧问题较为复杂,尤其是目标扭矩的制定至关重要,过高过低都易导致滑牙问题。常见的浮钉问题,需借助传感器式智能拧紧工具,确保最终将螺钉拧紧到位。

关于砺星Leetx

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