某種殼體零件螺紋裝配驗(yàn)證方法探究

摘 要：某種殼體零件上螺紋孔很多，用于安裝大量的印制板和小型結(jié)構(gòu)件，在安裝過程中由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜且有大量導(dǎo)線連接故一般采用人工進(jìn)行螺釘裝配，文章對(duì)于人工裝配的螺紋是否達(dá)到了裝配標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證方法進(jìn)行探究。

關(guān)鍵詞：螺紋；扭矩；沖擊振動(dòng)；扭矩檢測(cè)

引言

對(duì)于關(guān)鍵部件來說，裝配工藝決定了功能可靠性的實(shí)現(xiàn)，以螺紋裝配印制版來講，如果裝配過程不規(guī)范或者不到位，在以后工作狀態(tài)中螺釘松動(dòng)脫落將導(dǎo)致印制版損壞甚至短路，所以要對(duì)螺紋緊固是否到位進(jìn)行驗(yàn)證。

1 手工裝配螺紋易出現(xiàn)問題

殼體類零件的螺紋孔是在數(shù)控加工中心上加工完成的，螺紋孔一致性良好且螺紋孔拔絲現(xiàn)象極少出現(xiàn)，故手工裝配的過程決定了螺紋連接的性能。手工裝配過程中僅僅是由工人的經(jīng)驗(yàn)和感覺決定的，因此不同工人在裝配螺紋過程中擰緊力差距很大，容易出現(xiàn)如下幾點(diǎn)問題：（1）螺紋擰緊力不夠發(fā)生裝配件松動(dòng)。（2）擰緊力過大發(fā)生螺紋滑絲的情況。（3）同一印制版裝配過程中由于四角擰緊力差距大，導(dǎo)致印制版平面性差，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)斷裂等情況發(fā)生。

2 螺紋擰緊力的確定

螺紋擰緊力對(duì)于螺紋連接有著重要作用，對(duì)于螺紋的總載荷，聯(lián)接的臨界載荷抵抗橫向載荷的能力和結(jié)合面密封能力等產(chǎn)生影響過大或者過小的擰緊力都是有害的，所以擰緊力的確定就顯得尤為重要！在試驗(yàn)件中，由于殼體聯(lián)接的主要是大量的印制版，如果擰緊力過大將導(dǎo)致印制版損傷或螺紋滑絲的情況發(fā)生，如果擰緊力過小將導(dǎo)致印制版與殼體之間有間隙，當(dāng)發(fā)生沖擊振動(dòng)時(shí)印制版與殼體間發(fā)生相對(duì)撞擊引起意想不到的損傷！無論是殼體與印制版之間的壓力還是螺紋上的軸向預(yù)緊力，在車間現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)量均存在難度，所以只能間接控制，按現(xiàn)有的工具在現(xiàn)場(chǎng)一般使用扭矩法來進(jìn)行控制。

扭矩法的原理：扭矩法的原理是根據(jù)螺紋擰緊扭矩與螺紋所受的軸向預(yù)緊力之間的關(guān)系在生產(chǎn)中發(fā)展起來的，這種防范一般用在彈性區(qū)。

預(yù)緊力與擰緊扭矩的公式：T=KdF

式中：T為擰緊扭矩；F為預(yù)緊力；d為螺紋公稱直徑；K為扭矩系數(shù)。

因此，當(dāng)設(shè)計(jì)的預(yù)緊力F和扭矩系數(shù)K確定后，擰緊扭矩T也就確定了。

擰緊扭矩與預(yù)緊力的關(guān)系如圖1所示。

圖1 擰緊扭矩與預(yù)緊力的關(guān)系

3 試驗(yàn)準(zhǔn)備

3.1 試驗(yàn)裝配外觀要求

裝配后的外觀，應(yīng)滿足以下要求：（1）裝配好后的連接件應(yīng)保證相對(duì)固定、緊密貼合；（2）緊固件保證扭緊到位、確保沒有松動(dòng)、脫落的情況；電裝開始前需對(duì)殼體內(nèi)部進(jìn)行清理，使用扭力扳手對(duì)各螺紋緊固處扭緊。

3.2 驗(yàn)證試驗(yàn)方法

根據(jù)GJB150.16A-09：軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分：振動(dòng)試驗(yàn)；GJB150.16A-09：軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法第18部分：沖擊試驗(yàn)的文件要求殼體在GJB150.1A-2009規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行沖擊震動(dòng)試驗(yàn)。

試驗(yàn)要求如下：

（1）沖擊試驗(yàn)要求：應(yīng)能承受表1規(guī)定的沖擊試驗(yàn)條件。

表1 沖擊試驗(yàn)條件

（2）振動(dòng)試驗(yàn)要求：應(yīng)能承受表2規(guī)定的振動(dòng)試驗(yàn)條件。

表2 隨機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)條件

4 螺紋檢測(cè)法

在裝配現(xiàn)場(chǎng)很難進(jìn)行裝備過程的時(shí)刻監(jiān)控，所以一般都是使用裝配后進(jìn)行檢測(cè)。大體上螺紋檢測(cè)有以下幾種方法。

4.1 松開法

查表3可知：

依據(jù)表查數(shù)據(jù)使用電子式扭力扳手將螺釘擰緊到位，將擰緊位子進(jìn)行標(biāo)記，然后旋松四分之一圈，接著再擰緊到打標(biāo)記位置，檢查其擰緊力矩值。由于擰緊再放松后會(huì)導(dǎo)致螺紋變形，緊固件變形等等原因，當(dāng)?shù)诙螖Q緊的時(shí)候擰緊力矩達(dá)不到最初數(shù)值，比最初數(shù)值要低。一般比最初數(shù)值平均低百分之十左右。

4.2 同方向擰緊檢驗(yàn)方法

用電子扭矩扳手順螺母擰緊方向，當(dāng)讀數(shù)達(dá)到規(guī)定要求下限值，螺母不轉(zhuǎn)動(dòng)，而螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的讀數(shù)值小于規(guī)定要求的上跟則可判定為合格，當(dāng)未達(dá)到規(guī)定值下限螺母即轉(zhuǎn)動(dòng)或讀數(shù)已超過規(guī)定值的上限螺母仍不轉(zhuǎn)動(dòng)則不合格。這種檢驗(yàn)方法結(jié)果比較可靠，也是目前直用最廣泛的一種方法。

以M3螺釘緊固為例，首先使用電子扭矩扳手用0.6N·m的扭矩?cái)Q緊，螺釘不轉(zhuǎn)動(dòng)且扭矩扳手打滑時(shí)為止；然后進(jìn)行沖擊振動(dòng)兩種試驗(yàn)，將沖擊振動(dòng)后的試驗(yàn)件上的螺釘用電子扭矩扳手同方向進(jìn)行扭轉(zhuǎn)當(dāng)扭矩達(dá)到0.6N·m時(shí)如果仍然沒有轉(zhuǎn)動(dòng)，則認(rèn)為沖擊振動(dòng)過程未使螺紋松脫，緊固方法數(shù)據(jù)可靠，如果發(fā)生了相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，則說明沖擊振動(dòng)使螺釘發(fā)生了松動(dòng)，需要重新調(diào)整緊固方法和數(shù)據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介：佟家彬（1988-），男，遼寧遼陽，漢族，畢業(yè)于中北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，助理工程師，主要研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)。

黃宜森（1986-），男，山東臨沂，漢族，西安電子科技大學(xué)，助理工程師，標(biāo)準(zhǔn)化。