重卡裝配單元螺栓擰緊工具性能對(duì)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(duì)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(lái)越多的廠家關(guān)注生產(chǎn)細(xì)節(jié)，螺栓擰緊質(zhì)量也被各主機(jī)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(guò)對(duì)重卡行業(yè)應(yīng)用的幾種類型工具進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(guò)程能力；沖擊扳手；油壓脈沖；電動(dòng)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(huì)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(jìn)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(guò)對(duì)氣動(dòng)沖擊扳手、氣動(dòng)油壓脈沖工具，離合器斷氣式定扭工具、電動(dòng)定扭工具進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試對(duì)比，給出中肯的建議。

1 測(cè)試工位及工具選擇

卡車板簧支架螺栓擰緊工位為工具測(cè)試的對(duì)象，螺栓規(guī)格M14，安裝扭矩要求：（280±28）N.m，檢測(cè)扭矩：（224-364）N.m，測(cè)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(dòng)沖擊扳手

裝配過(guò)程由操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、手感判斷何時(shí)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(guò)3年，測(cè)試樣本數(shù)200。其過(guò)程能力如圖1所示。

結(jié)論：A氣動(dòng)沖擊扳手，操作工作業(yè)3年，靠員工手感、經(jīng)驗(yàn)等控制沖擊扳手的打擊速度、時(shí)間等，其板簧支架螺栓擰緊過(guò)程能力Cp=0.58，Cpk=0.51，過(guò)程能力較低，遠(yuǎn)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(xiǎn)。

表1 擰緊工具

2.2 B氣動(dòng)油壓脈沖工具

氣動(dòng)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(guò)程中，操作人員只有在扳手自動(dòng)卸壓后才停止擰緊，擰緊過(guò)程人員無(wú)法修正，擰緊結(jié)果由工具決定。測(cè)試樣本數(shù)200。其過(guò)程能力如圖2所示。

圖2 B氣動(dòng)油壓脈沖工具的性能表現(xiàn)

結(jié)論：B氣動(dòng)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(guò)程能力Cp=0.56，Cpk=0.21，過(guò)程能力較低，與A氣動(dòng)沖擊扳手，熟練工擰緊過(guò)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(xiǎn)。

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(shí)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(guò)程的反力，標(biāo)準(zhǔn)氣壓下（6.2bar），標(biāo)定扭矩為280N.m。使用過(guò)程中，操作人員只有在扳手自動(dòng)斷氣后才停止擰緊，擰緊過(guò)程人員無(wú)法修正，擰緊結(jié)果由工具決定。測(cè)試樣本數(shù)200。其過(guò)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(guò)程能力Cp=1.16，Cpk=0.92，過(guò)程能力尚可，能夠保證板簧支架螺栓擰緊過(guò)程可靠，但工具本身需配備抗扭機(jī)構(gòu)，員工操作時(shí)需注意。

2.4 電動(dòng)定扭工具

電動(dòng)定扭工具為直驅(qū)式定扭工具，工具擰緊時(shí)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(guò)程的反力，標(biāo)定扭矩為280N.m。使用過(guò)程中，操作人員操作過(guò)程中會(huì)有扭矩合格顯示，擰緊過(guò)程人員無(wú)法、修正，擰緊結(jié)果由工具決定。測(cè)試樣本數(shù)200。其過(guò)程能力如圖4所示。

圖4 D電動(dòng)定扭工具性能表現(xiàn)

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

3 綜上分析

通過(guò)對(duì)氣動(dòng)沖擊扳手、氣動(dòng)油壓脈沖工具，離合器斷氣式定扭工具、電動(dòng)定扭工具等工具進(jìn)行了測(cè)試分析，氣動(dòng)油壓脈沖工具與熟練工人采用氣動(dòng)沖擊板手?jǐn)Q緊螺栓過(guò)程能力相當(dāng)，一般會(huì)作為螺栓預(yù)擰緊工具，再配合扭矩扳手進(jìn)行扭矩控制。離合器斷氣式與電動(dòng)定扭工具擰緊性能遠(yuǎn)優(yōu)于氣動(dòng)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(duì)螺栓擰緊質(zhì)量的影響，應(yīng)根據(jù)工位的實(shí)際情況，選取離合器斷氣式定扭工具及電動(dòng)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(chǔ)、采集、追溯及信息網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，應(yīng)投入電動(dòng)定扭工具。

[1] 胡利杰.長(zhǎng)城汽車股份有限公司技術(shù)中心.汽車總裝配氣動(dòng)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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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