自攻鋼螺套安裝工藝
對(duì)自攻鋼螺套鋁制汽車鋁合金車體松動(dòng)、脫落進(jìn)行原因分析及工藝試驗(yàn),通過(guò)鉆進(jìn)改進(jìn)措施及預(yù)緊力校驗(yàn)裝置,了產(chǎn)品質(zhì)量,改進(jìn)方法推廣后取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。
自攻鋼螺套是一種增強(qiáng)螺紋強(qiáng)度的緊固件,它嵌在鋁合金材料中可以形成強(qiáng)度高的內(nèi)螺紋孔,屬異種金屬連接。自攻鋼螺套是通過(guò)特制的旋進(jìn)式起子旋入鉆出且比其外徑小的底孔,通過(guò)自身外徑的切絲線在孔壁上形成內(nèi)螺紋,使母材與鋼螺套結(jié)合。
自攻鋼螺套材料采用303、304不銹鋼,自攻鋼螺套廣泛用于鋁合金車體。每部車都有幾百部,小到達(dá)架上的纜索支架安裝,大到車身之間的貫道安裝,都是通過(guò)它來(lái)連接的。自攻鋼螺套的安裝,其安裝屬于“八防”工序,主要是預(yù)防鋼螺套安裝后發(fā)生松動(dòng)或脫落。自攻鋼螺套安裝后,與母材表面平齊(或微低于母材表面),且在規(guī)定的扭力范圍內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)、脫落。
1.生產(chǎn)方面的問(wèn)題。
實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)鋼螺套安裝有下列現(xiàn)象:①鋼絲套沒有打進(jìn)。②與母材不垂直,呈斜度。③鋼螺套過(guò)度打磨。④裝配過(guò)程中發(fā)生設(shè)備安裝松動(dòng)。類似于圖2。
由于鋁合金比鋼螺套強(qiáng)度低,且母材底孔螺紋經(jīng)常損壞,因此在返工時(shí),只能采用補(bǔ)焊后重裝或擴(kuò)孔后攻入異形鋼螺套兩種方法進(jìn)行解決,這一過(guò)程所花費(fèi)的時(shí)間至少是正常運(yùn)行的數(shù)百倍,而后者對(duì)以后的維護(hù)不利。與此同時(shí),汽車運(yùn)行中出現(xiàn)鋼螺套松脫,就會(huì)導(dǎo)致零件脫落,造成行車安*事故。
2.問(wèn)題分析。
通過(guò)對(duì)安裝過(guò)程中常見問(wèn)題和產(chǎn)生原因的分析,得到它們之間的關(guān)系。如圖3所示,底孔質(zhì)量是造成問(wèn)題的主要原因,以底孔直徑太小和太大為主要原因,底孔或攻入時(shí)不垂直是次要原因。在生產(chǎn)中鉆底孔時(shí)所用的手風(fēng)鉆和鉆頭直徑,對(duì)底孔直徑的影響都需要加以驗(yàn)證。
3.過(guò)程測(cè)試。
選擇M12×12毫米自攻鋼螺紋套筒進(jìn)行工藝試驗(yàn),試驗(yàn)步驟如下。
1)鉆底孔時(shí),*先用φ14.9mm鉆頭,其次用φ15.0mm鉆頭,第三排用φ15.1mm。
2)測(cè)量和記錄底孔直徑。
3)安裝鋼螺套,A、B、C系列采用樂(lè)泰膠243、D.E和F系列采用樂(lè)泰膠277,其他置鋼螺套需要檢查并記錄外徑。
4)在常溫下干燥24h以上時(shí),對(duì)的鋼螺套進(jìn)行扭力測(cè)試,扭力值為53N.m,記錄扭力試驗(yàn)。
5)在鋼螺套上作防松標(biāo)記。
6)A.B.E和F系列鋼螺套用普通扳手和8.8級(jí)螺栓進(jìn)行拆卸試驗(yàn),記錄拆卸次數(shù)。
7)考慮到車輛總裝和使用期的維修需求,用風(fēng)動(dòng)棘輪扳手和8.8級(jí)螺栓對(duì)C.D列鋼螺套進(jìn)行拆卸試驗(yàn),記錄拆卸次數(shù)。
測(cè)試結(jié)果見表1。
1)當(dāng)采用普通鉆孔方法,在此條件下安裝的鋼螺套在10次內(nèi)可以承受10次內(nèi)重復(fù)拆裝,使用普通鉆孔方法在φ14.9mm,φ15.0mm和φ15.1mm的鉆頭中進(jìn)行。
2)涂涂樂(lè)泰膠243和277的鋼絲套,在有限制的拆裝次數(shù)(10次)內(nèi),沒有差別,沒有脫落,能夠滿足使用要求。
3)采用手動(dòng)棘輪扳手和失速式風(fēng)動(dòng)棘輪扳手安裝拆卸鋼螺套,在沒有明顯差別的情況下,鋼絲套沒有脫落。
4)A-3.C-3.D-3三個(gè)鋼質(zhì)螺套使用φ15.1mm鉆頭鉆底孔徑≥15.27mm,不管是采用手動(dòng)棘輪扳手,還是采用風(fēng)動(dòng)棘輪扳手進(jìn)行安裝和拆卸,都出現(xiàn)了松動(dòng)和脫落,能夠反復(fù)拆裝的次數(shù)明顯減少。
通過(guò)分析發(fā)現(xiàn),鋼螺套在底孔直徑過(guò)大是導(dǎo)致鋼螺套脫落的主要原因,在不同工況下鋼螺套可承受多次拆裝,如能按工藝要求安裝鋼螺套,可重復(fù)進(jìn)行拆裝。
4.過(guò)程改進(jìn)措施。
根據(jù)工藝試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題,采取了以下生產(chǎn)措施。
1)鉆底孔時(shí),先在車體表面劃底孔定位,然后打樣沖眼后,先鉆出導(dǎo)孔,選擇比自攻螺套外螺紋小徑小0.1~0.2mm的鉆頭擴(kuò)底。鉆機(jī)選用小0.1mm的鉆頭;手工電鉆(風(fēng))垂直水平面鉆頭選擇小0.1mm,平行水平面鉆頭選擇小0.2mm。
2)用孔徑檢查設(shè)備檢測(cè)底孔(見圖5)。①當(dāng)*小孔徑檢驗(yàn)棒能插入*大孔徑檢驗(yàn)棒不能插入時(shí),應(yīng)說(shuō)明底孔直徑合格。②如果能夠同時(shí)插入*小孔徑檢查棒和*大孔徑檢測(cè)棒,則表明底孔不合格,孔徑偏大,自攻螺套安裝后就會(huì)松動(dòng)。③如果*小孔徑檢驗(yàn)桿無(wú)法插入,則表明底孔偏小,自攻螺套將無(wú)法攻破,并且孔徑需要再擴(kuò)大。
3)檢查底孔的垂直。把*小孔徑檢查桿插入有孔直徑符合要求的底孔內(nèi),并將角尺底座與基材貼上,另一端沿沿基板外面即可測(cè)量。
4)測(cè)定抗扭強(qiáng)度的數(shù)值。六角頭螺栓旋入已安裝的自攻螺套上,調(diào)整扭力扳手預(yù)緊力,自攻螺套不發(fā)生圓周旋轉(zhuǎn),抗扭合格,取下量測(cè)裝置中的套筒3,重新旋進(jìn)六角頭螺栓,擰入安裝好的自攻螺套,調(diào)整扭力扳手,然后進(jìn)行預(yù)緊,到達(dá)測(cè)量值后,自攻螺套沒有被拉出,說(shuō)明自攻螺套受此預(yù)緊力的影響,符合要求。
5.適用的影響。
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