（参考幻灯片）紧固件知识全面概述(个人总结).ppt

,紧固件知识简述,作者：程瑜,1,目录,紧固件的定义及分类紧固件的生产工艺工艺路线冷镦工艺材料表面处理紧固件装配工艺螺纹拧紧技术汽标紧固件的编号,2,紧固件的定义及分类,什么是紧固件？紧固件是将两个或两个以上的零件（或构件）紧固连接成为一个整体时所采用的一类机械零件的总称。紧固件虽小，但应用很广，遍布各行业，大小机器设备均离不开它，享有“工业之米”之美称。紧固件的分类紧固件一般分类：螺栓、螺母、螺柱、螺钉、自攻螺钉、木螺钉、垫圈、挡圈、销、铆钉、紧固件组合件及连接副、其他（如焊钉、异形钉、螺塞等）紧固件也可以分为螺纹类紧固件及非螺纹类紧固件。（螺纹类紧固件：螺钉、螺母、螺栓、螺柱;非螺纹紧固件：铆钉、挡圈、垫圈等。）,3,紧固件的定义及分类,简图（螺栓类）,4,紧固件的定义及分类,简图（螺母类）,5,紧固件生产工艺之工艺篇,工艺路线（普通六角螺栓）材料验收（材料改制）冷镦搓丝或滚丝包装分选表面处理热处理工艺说明：.材料验收即生产厂家在购入钢材后，为确定是否满足需求而采取的一系列检测。其验收项一般有以下几点：1、尺寸规格的验收。2、化学成分的验收。（光谱分析、比色法等）,6,紧固件生产工艺之工艺篇,3、表面有无明细的轧制缺陷。（折叠、裂纹等）4、材料内部组织是否有成分偏析、是否存在组织缺陷，表面脱碳是否符合要求。（金相显微镜）5、钢材冷变形性能的验收（冷顶锻试验）.材料改制材料改制的一般流程（盘圆）：,材料验收,剥壳,退火,酸洗,中和,清洗,磷化,清洗,皂化,拉拔,7,拔壳采用机械弯曲方法，使线材表面脆硬的氧化皮自行脱落；退火在冷镦线材改制过程中采用的退火通常采用球化退火。球化退火目的：改善组织、降低硬度、提高塑性，冷镦不开裂。,紧固件生产工艺之工艺篇,8,材料改制中的磷化-皂化工艺.定义磷化，即用化学方法是钢毛坯表面形成一种磷酸盐薄膜的处理。薄膜厚度一般为10-15微米，摩擦系数在0.05左右。作用:它能够在变形金属材料与模具间起金属隔离垫层的作用，可以防止金属与工具的直接接触，减少表面摩擦，防止模具的磨损，擦伤，从而提高模具寿命。皂化，利用硬质酸钠或者肥皂作为润滑剂，使磷化层中的磷酸盐发生化学反应生成硬脂酸锌的润滑处理方法.工艺过程除油冷水洗热水洗酸洗冷水洗热水洗磷化冷水洗热水洗中和皂化干燥,紧固件生产工艺之工艺篇,金属坯料,磷化膜（3-15）,金属皂（0.5-2）,肥皂（2-3）,9,拉丝,紧固件生产工艺之工艺篇,10,冷镦的基本概念.定义：在室温下，利用压力机，将坯料在上、下模之间施加压力，使坯料在轴向压缩、径向扩展的金属压力加工。（遵循金属塑性成形的基本原理）.冷镦的特点：1、节约材料，生产效率高。（冷镦生产是一种少废料或无废料的加工方式，生产效率80-250件/min）。2、提高了零件的机械性能，但加工压力大。（体现在：加工硬化及金属坯料的内部流线组织）3、表面粗糙度及尺寸精度好（表面粗糙度可达Ra3.2Ra1.6，关键在于成型模具的表面粗糙度及制作精度）。,紧固件生产工艺之冷镦篇,11,冷镦工艺基本工序分类螺栓、螺母等标准件及其他异性件的生产，不单纯使用冷镦工艺还必须有挤压、延伸、冲裁等。整改工件的加工，不计冷拔（属延伸工艺），可分为分离工序和成形工序,紧固件生产工艺之冷镦篇,分离工序示意图,12,紧固件生产工艺之冷镦篇,成形工序示意图,13,紧固件生产工艺之冷镦篇,设备图片,14,紧固件生产工艺之冷镦篇,设备图片,15,典型零件工艺举例（一）六角头螺栓成型工艺1、四模四冲：下料头部预成型光冲成型及下模倒角杆部缩径切六角搓螺纹,紧固件生产工艺之冷镦篇,16,2、三模三冲：下料头部预成型光冲成型及下模缩径倒角切六角搓螺纹,紧固件生产工艺之冷镦篇,17,典型零件工艺举例（二）六角头法兰面螺栓成型工艺1、挤切工艺：下料头部预成型光冲成型及下模倒角挤切六角发蓝面切飞边搓螺纹,紧固件生产工艺之冷镦篇,18,紧固件生产工艺之冷镦篇,2、缩挤工艺：下料头部预成型光冲外接圆成型缩挤六角头镦挤六角头法兰面搓螺纹,19,典型零件工艺举例（三）十字槽法兰面螺栓成型工艺1、下料头部预成型光冲成型搓丝,紧固件生产工艺之冷镦篇,20,典型零件工艺举例（四）内六角圆柱头螺栓成型工艺1、下料头部预成型头部成型冲内六角孔/杆部缩径,紧固件生产工艺之冷镦篇,21,典型零件工艺举例（四）六角螺母成型工艺1、下料整形镦球压六方冲孔攻丝,紧固件生产工艺之冷镦篇,22,螺纹的加工1、概述：大量生产各种螺栓、螺钉都是采用滚压的方法来加工螺纹的。用滚压法生产的外螺纹其优点是生产效率高，产品强度高，螺纹精度高，生产成本低。2、螺纹加工方法.搓丝利用专用的搓丝机，借助两块搓丝板使螺纹滚压成型。.滚丝利用专用的滚丝机（滚丝机分为两轮滚丝机和三轮滚丝机），借助两个滚丝轮或三个滚丝轮，使螺纹滚压成型。.车削加工：在车床上利用专用车刀车削内螺纹和外螺纹。.内螺纹加工：借助专用攻丝机用丝锥进行加工内螺纹。3、螺纹坯径计算：d坯=d2min+（0.33T0.75T）d2min螺纹中径最小值；T中径公差,紧固件生产工艺之冷镦篇,23,紧固件生产工艺之冷镦篇,简图,24,紧固件生产工艺之冷镦篇,搓丝与滚丝1、滚丝机适宜加工精度较高、直径较大的螺栓；2、搓丝机生产效率较滚丝机高很多，但精度不高。3、行星式滚丝生产效率比搓丝机高几倍甚至几十倍，但弧形丝板制造非常困难，故精度比较低，且热处理后易变形，造成弧形半径与滚丝轮半径不同，会造成滚丝时，一面滑动，一面转动。,25,紧固件生产工艺之材料篇,冷镦常用材料1、低碳钢：目前常用的有JIS日标SWRCH6A、SWRCH8A、SWRCH10A、SWRCH22A；SAE美标1008、1010、1018、1022；国标ML10、ML15、ML202、中碳钢：常用的JIS日标SWRCH35K、SWRCH40K、SWRCH45K、SAE美标1035、1040、1045、GB国标ML35、ML40、ML45。3、合金钢：常用的有JIS日标SWRCH18A、SWRCH22A、SCR440SCM435、SCM440；SAE美标10B21、10B33、10B38、4135、4140、4144；GB国标ML20MnTiB、ML40Cr、ML42CrMoA、ML35CrMoA。,26,紧固件生产工艺之表面处理篇,常用的表面处理方式,表面处理,镀锌,达克罗,镀铜,发黑,磷化,彩锌,蓝白锌,黑锌,军绿,各环保锌,各环保锌,各环保锌,27,紧固件生产工艺之表面处理篇,电镀锌工艺.电镀定义及分类电镀，即就是利用电解,在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金属或合金沉积层的过程。而与其他金属相比,锌是相对便宜而又易镀覆的一种金属,属低值防蚀电镀层.被广泛用于保护钢铁件,特别是防止大气腐蚀,并用于装饰。根据电镀液的不同，主要分为四类：氰化物镀锌、氯化物镀锌、锌酸盐镀锌、硫酸盐镀锌。我司及温州地区普遍采用氯化物镀锌。.一般工艺流程：脱脂热水洗冷流水洗强腐蚀冷流水洗弱腐蚀冷流水洗中和冷流水洗电解镀（或化学镀）冷流水洗镀后处理,28,紧固件生产工艺之表面处理篇,.工艺照片,装框,去油,水洗,除锈,冷流水洗，防止刚除锈后表面氧化,电镀,钝化。根据所需的颜色，其溶液配制不同,烘干,29,紧固件生产工艺之表面处理篇,钝化时与的不同点。.在膜中不溶于水，构成膜的骨架，使膜有较高的强度与化学稳定性。而是可溶性的，在膜中起填充作用，在潮湿的空气中，即使零件被划伤，也能溶于水生成铬酸盐，使划伤处重新钝化而具有自愈能力。.三价铬离子的毒性只有六价铬离子的百分之一左右，属环保系列。,彩锌,兰白锌,黑锌,军绿锌,30,紧固件生产工艺之表面处理篇,氢脆紧固件在生产过程中，尤其在镀前的酸性及随后的电镀过程中，表面吸收了H原子，沉积的金属镀层然后俘获H原子。当紧固件拧紧时，氢朝着应力集中部分转移，引起压力增高到超过基体金属的强度并产生微小的表面破裂。氢特别活跃并很快渗入到新形成的裂纹中去。这种：压力-破裂-渗入的循环一直继续到紧固件破裂。通常发生在第一次应力作用后几个小时之内。除氢工艺：除氢加热温度190-230C，时间4-24h。最好是在电镀后1h、铬酸盐处理之前。,31,紧固件生产工艺之表面处理篇,达克罗工艺.定义达克罗是DACROMET译音和缩写，简称达克罗、达克锈、迪克龙。国内命名为锌铬涂层，是一种以锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的新型的防腐涂料。.达克罗涂覆工艺工件除油除锈（抛丸）浸涂（或喷涂）甩干预烘烧结冷却检验包装。.工艺照片,抛丸。去除表面氧化皮,风冷。抛丸后零件表面温度高达60C，待降至20C左右。,32,紧固件生产工艺之表面处理篇,工艺照片（续）,浸涂。将处理好的工件，浸入预先配制好的达克罗溶液中，工件一般在轻微震荡下浸涂2-3min。,甩干,预烘、固化、烧结、冷却预烘、固化温度、时间主要由涂层厚度及工件大小以及不同的涂液而决定，由不锈钢网带输送速度控制。,33,紧固件生产工艺之表面处理篇,磷化工艺.定义磷化处理，即用化学方法使钢毛坯表面形成一种磷酸盐薄膜的处理。薄膜厚度一般为10-15微米，摩擦系数在0.05左右。磷化的目的主要是：给基体金属提供保护，在一定程度上防止金属被腐蚀；用于涂漆前打底，提高漆膜层的附着力与防腐蚀能力；在金属冷加工工艺中起减摩润滑使用。.磷化工艺的分类根据其使用性能不同分成：防锈磷化工艺、耐磨减膜润滑磷化工艺、漆前磷化工艺。根据磷化膜体系分为：锌系、锌钙系、锌锰系、锰系、铁系、非晶相铁系六大类。.工艺过程除油除锈-水清洗-表面调整活化-磷化-水清洗-铬酸盐处理-烘干-涂油脂。,34,紧固件生产工艺之表面处理篇,发黑工艺.发黑原理将待发黑处理的紧固件置于溶液槽（1455）的氢氧化钠（NaOH）和亚硝酸钠（NaNO2）氧化剂中加热、氧化，使金属紧固件表面生成一层带有磁性的四氧化三铁（Fe3O4）薄膜，厚度一般为0.60.8m呈黑色或蓝黑色。目的：对紧固件表面起防锈作用；增加紧固件表面的美观及光泽作用；降低淬火过程的应力作用。.发黑工艺过程装架沸碱水溶液去油水清洗盐酸溶液去锈水清洗沸水加热氧化水清洗皂化水清洗自干浸热油控油检验入库。,35,紧固件装配工艺之螺纹拧紧技术篇,拧紧的概念零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合，并为承受一定的动载荷，还需要两被连接体间具备足够的压紧力，以确保被连接零件的可靠连接和正常工作。这样就需要在拧紧后具有足够的轴向预紧力（即轴向拉应力）。拧紧过程中各量的变化在螺栓拧紧时，总体的受力情况是，螺栓受拉，连接件受压。但在受力过程中，受力大小是不同的。大致分为以下几个阶段：,1、在开始拧紧时，由于螺栓未靠座，故压紧力F为零。但由于存在摩擦力，故扭矩T保持在一个较小的数值。2、当靠座后（Z点），真正的拧紧才开始，压紧力F和扭矩T随转角A的增加而迅速上升。3、达到屈服点，螺栓开始塑性变形，转角增加较大而压紧力和扭矩却增加很少，甚至不变。4、再继续拧紧，力矩T和压紧力F下降，甚至螺栓断裂。,36,紧固件装配工艺之螺纹拧紧技术篇,The50-40-10规则螺栓拧紧方法1、扭矩控制法2、扭矩-转角控制法（TA）3、屈服点控制法（TG）4、落座点-转角控制法（SPA）5、螺栓伸长法（QA）,37,紧固件装配工艺之螺纹拧紧技术篇,扭矩控制法扭矩控制法，它是当拧紧力矩达到某一设定的控制值Tc时，立即停止拧紧的控制方法。预紧力正确度25%。扭矩转角控制法首先把螺栓拧到一个不大的扭矩后，再从此点，拧一个规定的转角的控制方法。预紧力正确度15%。优点在于：摩擦阻力的不同，仅影响测量的转角起点。即摩擦力对螺栓轴向预紧力的影响不复存在。屈服点控制法是通过对拧紧扭矩/转角曲线斜率的连续计算和判断来确定屈服点。当斜率下降到一定值（一般定义，当其斜率下降到最大值的二分之一时）说明已达到屈服点，立即停止拧紧。预紧力正确度8%以内。屈服点拧紧发缺点在于很容易引起螺纹脱口。原因在于：1、屈服点拧紧法，其拧紧应力将接近保证应力。2、用淬硬芯棒比用相应等级的螺栓测试螺母所得到的脱口强度要高。,38,汽标紧固件的编号,汽车标准件的编号规则（QC/T326-1999）.编号的组成汽车用标准件产品的完整编号由九个部分组成。QTF,汽车标准件特征代号（一）,品种代号（二）,变更代号（三）,尺寸规格代号（四）,总成件专用隶属代号（