發(fā)布時間：2022-05-18
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在以批量生產(chǎn)為特征的制造業(yè)中，為了確保產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，應(yīng)該對螺栓連接實施可靠控制。
螺栓連接及其裝配質(zhì)量控制焊接、膠接、鉚接和螺栓連接是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用四種裝配工藝，相比之下，螺栓連接在汽車行業(yè)采用更多。螺栓連接的裝配質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性和可靠性。近年來，具有良好擰緊控制功能的以扭矩、轉(zhuǎn)角作為質(zhì)量特性值的自動、半自動電動擰緊槍已漸漸成為現(xiàn)代汽車制造業(yè)裝配工序的主要手段，逐步取代了風(fēng)行多年的手持式定值扳手，從而大大提高了裝配作業(yè)的效率和質(zhì)量。
為了確保產(chǎn)品的制造質(zhì)量，又該如何對螺栓連接實施可靠的控制呢?長期以來，企業(yè)所采取的方法是對已經(jīng)擰緊的螺紋副、即產(chǎn)品上的螺栓連接利用讀數(shù)式扭矩扳手進(jìn)行事后檢驗。當(dāng)企業(yè)的裝配工序是以手持式定值扳手作為擰緊手段時。采用上述靜態(tài)方式來評價螺栓連接的質(zhì)量還是可行的。但隨著自動、半自動電動擰緊槍的廣泛應(yīng)用，裝配工序成為動態(tài)過程，此時僅僅以扭矩扳手事后的靜態(tài)檢驗來判斷螺栓連接的質(zhì)量顯然是有問題的。為此，研讀了一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如“螺紋緊固件擰緊工具——性能測試方法”(IS05393 1994E)、“螺紋連接設(shè)計、安裝及過程保證”(VW01 1 102001)和“過程能力的統(tǒng)計特性”(ISC\FDIS 21747 2004E)等，并結(jié)合企業(yè)的實際，隋況，制訂了科學(xué)、規(guī)范的螺栓連接裝配質(zhì)量的控制方法。實踐證明，所制訂的方法不但可靠地保證了產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，而且具有可操作性，一定程度上對行業(yè)也有指導(dǎo)意義。
首先。應(yīng)該對作為裝配作業(yè)主要手段的自動、半自動電動擰緊槍予以驗證，確認(rèn)其準(zhǔn)確性和可靠性滿足要求。對準(zhǔn)確性的評定是利用扭矩傳感器(或扭矩一轉(zhuǎn)角傳感器)，通過采取模擬工況的動態(tài)校準(zhǔn)法進(jìn)行的。將擰緊槍的輸出值與用作測量標(biāo)準(zhǔn)的傳感器的讀數(shù)值加以比對，其結(jié)果往往以相對誤差形式表示，根據(jù)不同情況定為士5％，也有±3％的。但應(yīng)該指出。無論是簡單的手持式扭矩扳手，抑或復(fù)雜的半自動、自動擰緊設(shè)備，都既不屬于檢測器具范疇，也不屬于制造設(shè)備范疇，而是兼有前者的計量檢測特性和后者的裝配作業(yè)功能。但就其本質(zhì)而言，它們應(yīng)該歸于后者。乃是一種對聯(lián)接特性參數(shù)具有控制作用的裝配器具。因此，若只按以上所述做單純的準(zhǔn)確度評定顯然是不夠的，還需進(jìn)行具有批量生產(chǎn)特性情況下的設(shè)備能力驗證，即確定其機(jī)器能力指數(shù)Cm和Cmk ,機(jī)器能力指數(shù)Cm和Cmk 是指在工序穩(wěn)定情況下，機(jī)器設(shè)備所具有的保證產(chǎn)品質(zhì)量的能力，其求取過程可遵循規(guī)范、成熟的方法。再根據(jù)獲得的結(jié)果。參照相應(yīng)的評定原則作出評價。
在擰緊設(shè)備通過驗證的前題下，之后應(yīng)該采取的控制措施需包括：
·確認(rèn)擰緊工序的過程能力。
·為電動擰緊槍設(shè)置合理的監(jiān)控窗口。
·采取正確的事后檢驗方法對螺栓連接部位進(jìn)行扭矩測試。
擰緊工序的過程能力分析
“螺紋連接設(shè)計、安裝及過程保證”(VW01110 2001)和“過程能力的統(tǒng)計特性”(ISO＼FDIS21747 2004E)等標(biāo)準(zhǔn)，清晰地表明了這樣的概念，即工序質(zhì)量反映了制造過程中某道工序在穩(wěn)定狀態(tài)下所具有的保證產(chǎn)品質(zhì)量的能力，它取決于設(shè)備、材料、操作者、工藝、測量手段和環(huán)境等諸多方面，即5M1E。乃是上述六項相互因素綜合影響的結(jié)果。過程能力，也稱工序能力，是指過程的作業(yè)水平滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力。過程能力的表述建立在對質(zhì)量特性值離散程度的研究的基礎(chǔ)上。采用能力指數(shù)Cp、Cpk作為評定指標(biāo)來定量地反映對產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(如工件的公差)要求的滿足程度。當(dāng)質(zhì)量特性值為雙向公差時。其計算公式為：
Cp=T0-Tu/6s 和Cpk=min{(T0-x)/3s,(x-Tu)/3s)}
式中，To、Tu分別為質(zhì)量特性值的上下公差，s為抽檢樣本總體的標(biāo)準(zhǔn)偏差。雖然對于自動化程度很高的批量生產(chǎn)過程中的制造設(shè)備。如執(zhí)行裝配生產(chǎn)線擰緊工序的自動、半自動電動擰緊槍，機(jī)器能力的驗證有著特別的重要性，但Cm和Cmk畢競只反映了有限時間內(nèi)的質(zhì)量保證能力，現(xiàn)代企業(yè)還應(yīng)該確保足夠的過程能力。在德國汽車行業(yè)對裝配擰緊工序就明確規(guī)定：Cpk≥1.33。
鑒于電動擰緊槍在實施擰緊作業(yè)時，事實上同時在進(jìn)行100％的檢測，并能把對應(yīng)的測得值予以儲存，任何一個超出(扭矩或轉(zhuǎn)角)控制范圍的螺紋副連接都將被顯示、剔出。而利用已臻成熟的SPC方法進(jìn)行過程能力分析則是建立在抽檢分析的基礎(chǔ)上。無疑前者監(jiān)控力度更大，因此，即使在一些較大規(guī)模的企業(yè)中，只要所配置的電動擰緊槍處于正常工作狀態(tài)，就并不再刻意去求取Cp、Cpk當(dāng)然，從技術(shù)上。只要提取存儲在電動擰緊槍控制部分中的扭矩(或轉(zhuǎn)角)實測值，無論是按規(guī)定的間隔分組抽樣還是利用全部的測得數(shù)據(jù)。都能很方便地依據(jù)過程能力的評定方法，求出能力指數(shù)Cp、Cpk,然后判斷是否達(dá)到≥1.33的既定目標(biāo)。
