重卡裝配單元螺栓擰緊工具性能對比分析

王曉鋒，羅宏剛，魏淵

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重卡裝配單元螺栓擰緊工具性能對比分析

王曉鋒，羅宏剛，魏淵

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

隨著重卡裝配質(zhì)量的提升，越來越多的廠家關(guān)注生產(chǎn)細節(jié)，螺栓擰緊質(zhì)量也被各主機廠提升到一定的高度，為確保螺栓擰緊質(zhì)量，擰緊工具就顯得尤為重要，文章通過對重卡行業(yè)應(yīng)用的幾種類型工具進行了現(xiàn)場測試與分析，為后期工程技術(shù)人員擰緊工具選型提供一定的參考。

過程能力；沖擊扳手；油壓脈沖；電動工具

前言

重卡裝配單元，部件的80%以上都采用螺栓連接，螺栓連接的質(zhì)量關(guān)乎著整車裝配質(zhì)量，甚至若螺栓擰緊質(zhì)量控制不好會出現(xiàn)重大安全事故，而擰緊工具作為螺栓擰緊的必要條件，其種類繁多，應(yīng)該如何進行選型，不同種類的工具擰緊精度如何，能否滿足螺栓擰緊質(zhì)量要求，本文通過對氣動沖擊扳手、氣動油壓脈沖工具，離合器斷氣式定扭工具、電動定扭工具進行現(xiàn)場測試對比，給出中肯的建議。

1 測試工位及工具選擇

卡車板簧支架螺栓擰緊工位為工具測試的對象，螺栓規(guī)格M14，安裝扭矩要求：（280±28）N.m，檢測扭矩：（224-364）N.m，測試工具具體參數(shù)如表1所示。

2 工具性能分析

2.1 A氣動沖擊扳手

裝配過程由操作人員根據(jù)經(jīng)驗、手感判斷何時終止擰緊操作，將擰緊力矩控制在目標(biāo)值附近，該操作工在本工位作業(yè)超過3年，測試樣本數(shù)200。其過程能力如圖1所示。

結(jié)論：A氣動沖擊扳手，操作工作業(yè)3年，靠員工手感、經(jīng)驗等控制沖擊扳手的打擊速度、時間等，其板簧支架螺栓擰緊過程能力Cp=0.58，Cpk=0.51，過程能力較低，遠不能滿足螺栓擰緊質(zhì)量需求，需要100%采用扭矩扳手再次確認(rèn)保證質(zhì)量，存在超扭矩的風(fēng)險。

表1 擰緊工具

2.2 B氣動油壓脈沖工具

氣動油壓脈沖工具為卸壓式定扭工具，標(biāo)準(zhǔn)氣壓下（6.2bar）標(biāo)定卸壓扭矩為280N.m。使用過程中，操作人員只有在扳手自動卸壓后才停止擰緊，擰緊過程人員無法修正，擰緊結(jié)果由工具決定。測試樣本數(shù)200。其過程能力如圖2所示。

圖2 B氣動油壓脈沖工具的性能表現(xiàn)

結(jié)論：B氣動油壓脈沖工具，員工擰緊至標(biāo)定扭矩后泄壓，其板簧支架螺栓擰緊過程能力Cp=0.56，Cpk=0.21，過程能力較低，與A氣動沖擊扳手，熟練工擰緊過程能力相當(dāng)，需要100%采用扭矩扳手再次確認(rèn)保證質(zhì)量，但可以規(guī)避超出扭矩的質(zhì)量風(fēng)險。

2.3 C離合器斷氣式定扭工具

離合器斷氣式定扭工具為直驅(qū)式定扭工具，工具擰緊時需要增加一套抗扭工裝，倚靠在車車架翼面上，消除螺栓擰緊過程的反力，標(biāo)準(zhǔn)氣壓下（6.2bar），標(biāo)定扭矩為280N.m。使用過程中，操作人員只有在扳手自動斷氣后才停止擰緊，擰緊過程人員無法修正，擰緊結(jié)果由工具決定。測試樣本數(shù)200。其過程能力如圖3所示。

圖3 C離合器斷氣式定扭工具性能表現(xiàn)

結(jié)論：C離合器斷氣式定扭工具，員工擰緊至標(biāo)定扭矩后斷氣，其板簧支架螺栓擰緊過程能力Cp=1.16，Cpk=0.92，過程能力尚可，能夠保證板簧支架螺栓擰緊過程可靠，但工具本身需配備抗扭機構(gòu)，員工操作時需注意。

2.4 電動定扭工具

電動定扭工具為直驅(qū)式定扭工具，工具擰緊時需要增加一套抗扭工裝，倚靠在車車架翼面上，消除螺栓擰緊過程的反力，標(biāo)定扭矩為280N.m。使用過程中，操作人員操作過程中會有扭矩合格顯示，擰緊過程人員無法、修正，擰緊結(jié)果由工具決定。測試樣本數(shù)200。其過程能力如圖4所示。

圖4 D電動定扭工具性能表現(xiàn)

結(jié)論：D電動定扭工具，其板簧支架螺栓擰緊過程能力Cp=1.61，Cpk=1.27，過程能力充足，能夠保證板簧支架螺栓擰緊過程可靠，但工具本身需配備抗扭機構(gòu)，員工操作時需注意。

3 綜上分析

通過對氣動沖擊扳手、氣動油壓脈沖工具，離合器斷氣式定扭工具、電動定扭工具等工具進行了測試分析，氣動油壓脈沖工具與熟練工人采用氣動沖擊板手?jǐn)Q緊螺栓過程能力相當(dāng)，一般會作為螺栓預(yù)擰緊工具，再配合扭矩扳手進行扭矩控制。離合器斷氣式與電動定扭工具擰緊性能遠優(yōu)于氣動沖擊扳手與油壓脈沖工具，在螺栓擰緊質(zhì)量控制中可消除人員操作對螺栓擰緊質(zhì)量的影響，應(yīng)根據(jù)工位的實際情況，選取離合器斷氣式定扭工具及電動工具，確保螺栓擰緊質(zhì)量，若考慮到后續(xù)數(shù)據(jù)的存儲、采集、追溯及信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，應(yīng)投入電動定扭工具。

[1] 胡利杰.長城汽車股份有限公司技術(shù)中心.汽車總裝配氣動油壓脈沖工具介紹.汽車電器.2013年第10期.

[2] 張啟慶.河南天海電器有限公司線束研發(fā)中心.淺談汽車線束中螺栓的擰緊.汽車電器2015年第2期.

[3] 崔博聞.一汽-大眾汽車有限公司.智能化螺栓擰緊互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在總裝車間的應(yīng)用.汽車工藝與材料.2017年第1期.

Comparative analysis of performance of bolt tightening tools for heavy duty truck assembly unit

Wang Xiaofeng, Luo Honggang, Wei Yuan

（Shaanxi Heavy Duty Automobile Co., Ltd, Shaanxi Xi’an 710200）

With the improvement of assembly quality of heavyduty trucks, more and more manufacturers pay attention to production details.The quality of bolt tightening is also raised to a certain height by each assembly plant. In order to ensure the tightened quality of bolts, it is particularly important to tighten the tools. This article has adopted the heavy-duty truck industry.The application of several types of tools for field testing and analysis, to provide some reference for the future engineering and technical personnel to tighten the selection of tools.

Process capability; impact wrench; oil pressure pulse; power tools

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U466

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1671-7988(2018)16-203-03

CLC NO.: U466

王曉鋒，就職于陜西重型汽車有限公司汽車總裝配廠。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.072