某種殼體零件螺紋裝配驗證方法探究

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構件，在安裝過程中由于內部結構復雜且有大量導線連接故一般采用人工進行螺釘裝配，文章對于人工裝配的螺紋是否達到了裝配標準的驗證方法進行探究。

關鍵詞：螺紋；扭矩；沖擊振動；扭矩檢測

引言

對于關鍵部件來說，裝配工藝決定了功能可靠性的實現，以螺紋裝配印制版來講，如果裝配過程不規范或者不到位，在以后工作狀態中螺釘松動脫落將導致印制版損壞甚至短路，所以要對螺紋緊固是否到位進行驗證。

1 手工裝配螺紋易出現問題

殼體類零件的螺紋孔是在數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象極少出現，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驗和感覺決定的，因此不同工人在裝配螺紋過程中擰緊力差距很大，容易出現如下幾點問題：（1）螺紋擰緊力不夠發生裝配件松動。（2）擰緊力過大發生螺紋滑絲的情況。（3）同一印制版裝配過程中由于四角擰緊力差距大，導致印制版平面性差，產生扭轉力，嚴重時會導致焊點斷裂等情況發生。

2 螺紋擰緊力的確定

螺紋擰緊力對于螺紋連接有著重要作用，對于螺紋的總載荷，聯接的臨界載荷抵抗橫向載荷的能力和結合面密封能力等產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！在試驗件中，由于殼體聯接的主要是大量的印制版，如果擰緊力過大將導致印制版損傷或螺紋滑絲的情況發生，如果擰緊力過小將導致印制版與殼體之間有間隙，當發生沖擊振動時印制版與殼體間發生相對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緊力，在車間現場直接測量均存在難度，所以只能間接控制，按現有的工具在現場一般使用扭矩法來進行控制。

扭矩法的原理：扭矩法的原理是根據螺紋擰緊扭矩與螺紋所受的軸向預緊力之間的關系在生產中發展起來的，這種防范一般用在彈性區。

預緊力與擰緊扭矩的公式：T=KdF

式中：T為擰緊扭矩；F為預緊力；d為螺紋公稱直徑；K為扭矩系數。

因此，當設計的預緊力F和扭矩系數K確定后，擰緊扭矩T也就確定了。

擰緊扭矩與預緊力的關系如圖1所示。

圖1 擰緊扭矩與預緊力的關系

3 試驗準備

3.1 試驗裝配外觀要求

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

3.2 驗證試驗方法

根據GJB150.16A-09：軍用裝備實驗室環境試驗方法第16部分：振動試驗；GJB150.16A-09：軍用裝備實驗室環境試驗方法第18部分：沖擊試驗的文件要求殼體在GJB150.1A-2009規定的標準大氣條件下進行沖擊震動試驗。

試驗要求如下：

（1）沖擊試驗要求：應能承受表1規定的沖擊試驗條件。

表1 沖擊試驗條件

（2）振動試驗要求：應能承受表2規定的振動試驗條件。

表2 隨機振動試驗條件

4 螺紋檢測法

在裝配現場很難進行裝備過程的時刻監控，所以一般都是使用裝配后進行檢測。大體上螺紋檢測有以下幾種方法。

4.1 松開法

查表3可知：

依據表查數據使用電子式扭力扳手將螺釘擰緊到位，將擰緊位子進行標記，然后旋松四分之一圈，接著再擰緊到打標記位置，檢查其擰緊力矩值。由于擰緊再放松后會導致螺紋變形，緊固件變形等等原因，當第二次擰緊的時候擰緊力矩達不到最初數值，比最初數值要低。一般比最初數值平均低百分之十左右。

4.2 同方向擰緊檢驗方法

用電子扭矩扳手順螺母擰緊方向，當讀數達到規定要求下限值，螺母不轉動，而螺母轉動時的讀數值小于規定要求的上跟則可判定為合格，當未達到規定值下限螺母即轉動或讀數已超過規定值的上限螺母仍不轉動則不合格。這種檢驗方法結果比較可靠，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的扭矩擰緊，螺釘不轉動且扭矩扳手打滑時為止；然后進行沖擊振動兩種試驗，將沖擊振動后的試驗件上的螺釘用電子扭矩扳手同方向進行扭轉當扭矩達到0.6N·m時如果仍然沒有轉動，則認為沖擊振動過程未使螺紋松脫，緊固方法數據可靠，如果發生了相對轉動，則說明沖擊振動使螺釘發生了松動，需要重新調整緊固方法和數據。

參考文獻

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[2]林湖.發動機關鍵螺栓緊固理論與實驗研究[D].上海海運學院，2002.

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[4]淮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，1996.

作者簡介：佟家彬（1988-），男，遼寧遼陽，漢族，畢業于中北大學機械工程與自動化學院，助理工程師，主要研究方向為結構工藝設計。

黃宜森（1986-），男，山東臨沂，漢族，西安電子科技大學，助理工程師，標準化。