标准件选用规范PPT课件

产品工程部通用技术科材料工程2014-8-24,标准件选用规范,2020/5/23,1,.,2020/5/23,2,目录,引言标准件与件号的定义标准件的表达方式标准件的选用五.机械性能与材料六.拧紧与装配七.标准件的表面处理,.,2020/5/23,.,3,引言,标准件是汽车的主要联结件、功能件，占汽车零件总数量的50%左右，是汽车产品开发的重要环节。目前本公司生产在用的标准件件号共1476个，约17大类、175个小类，存在4种标准体系。对标准件的了解有助于设计工作的开展。本次以标准件选用规范10N4000-2014的发布为背景，针对标准件的选用与装配进行指导与交流。,2020/5/23,4,目录,引言标准件与件号的定义标准件的表达方式标准件的选用五.机械性能与材料六.拧紧与装配七.标准件的表面处理,.,2020/5/23,.,5,二.标准件与件号的定义,标准件指经过系列化、标准化，并给以产品编号的零件或小的总成。本公司汽车标准件包括各种紧固件、连接件、管路附件、密封件、润滑件等。所有标准件的规格均可在IVECO标准或汽车标准件手册中查到。,标准件定义,2020/5/23,.,6,二.标准件与件号的定义,新开发中不再使用！,标准件件号定义,1表面涂层序列号材料序列号（材料、性能等级）标准件尺寸规格序列号（此号具有唯一性）标准件序列号,2020/5/23,.,7,二.标准件与件号的定义,1、IVECO标准件件号,IVECO标准件件号是指IVECO标准件的产品编号，由1+7位数字组成，此编号包含标准件规格、技术条件等信息。IVECO标准件件号编号规则见I.S.10-0004，简述如下：,实例解说：六角头螺栓16614521,表面处理方式：镀锌机械性能等级：8.8级尺寸规格（查标准得）：M16*35标准件,2020/5/23,.,8,二.标准件与件号的定义,2、IVECO特种标准件件号,IVECO特种标准件件号即IVECO特种标准件的产品编号，该标准件的规格在IVECO标准中无法查到，但在汽车标准件手册中能查到，其产品编号由技术组织负责向IVECO公司申请创建，为流水号，仅适用于有Q标准件件号、没有IVECO标准件件号的情况。,实例解说：5801801363六角头螺栓（Q150B1695F6）,11-0102中长度仅有90和100，故创建特种件号,2020/5/23,.,9,二.标准件与件号的定义,3、Q件号,Q件号是指中国汽车行业采用的标准件的产品编号，此编号一般可反映标准件品种、规格、技术条件等信息，具体编号规则见标准QC/T326。,实例解说：六角头螺栓Q150B1695TF6,表面处理方式：达克罗机械性能等级：10.9级尺寸规格：M16*95品种代号：六角头螺栓汽车标准件,2020/5/23,10,目录,引言标准件与件号的定义标准件的表达方式标准件的选用五.机械性能与材料六.拧紧与装配七.标准件的表面处理,.,2020/5/23,.,11,三.标准件的表达方式,本公司设计文件（产品图样、设计明细表）的“件号”栏中，标准件件号只能用IVECO标准件件号或IVECO特种标准件件号。标准件在设计文件中的几种表达方式和含义如下：,2020/5/23,12,目录,引言标准件与件号的定义标准件的表达方式标准件的选用五.机械性能与材料六.拧紧与装配七.标准件的表面处理,.,2020/5/23,.,13,四.标准件的选用,标准件选用应与产品设计同时进行，不能在产品设计结束后才考虑标准件的选用问题。标准件选用时可参考现生产同类型产品的标准件使用情况，并综合考虑以下选用原则：,选用原则,2020/5/23,.,14,四.标准件的选用,1、优先原则,TC中标准件选用优先等级分为四级，在满足设计需求的情况下，优先选用现生产在用的标准件。,2020/5/23,.,15,四.标准件的选用,2、通用化原则,在设计过程中，通过结构调整和优化，减少新标准件，以及非标准件的开发。新开发标准件时，不选用标准中不推荐的、以及不常用的标准件。如：开口挡圈等。同一产品或同类产品，尽量减少和压缩标准件品种和规格，以提高通用化程度和装配效率。,逐步淘汰！,2020/5/23,.,16,四.标准件的选用,3、可靠性原则,确保所选用的标准件在正常工作条件下，预期寿命内不发生失效。,2020/5/23,.,17,四.标准件的选用,4、适用、节约原则,充分利用标准件的性能，在满足设计功能、产品质量的前提下，合理选择标准件的尺寸、性能等指标。,2020/5/23,.,18,四.标准件的选用,选用步骤,2020/5/23,.,19,四.标准件的选用,1、确定标准件类型和参数,根据标准件的使用环境和设计要求，参考现生产类似产品的结构和标准件使用情况，初步确定标准件的类型、性能等级、表面处理和尺寸规格等参数。,2020/5/23,.,20,四.标准件的选用,2、查找标准件,到TC中“应用程序”“分类”“标准件”相应类型中按照初定的参数查找标准件。双击该类型的标准件名称，点击“搜索”“加载所有”可以罗列出TC中该类型所有标准件信息（TC中标准件仅是公司常用标准件，只是标准中一部分），设计人员可以查看初定的标准件在中的存在情况。,2020/5/23,.,21,四.标准件的选用,3、选择标准件,当设计人员初定的标准件在中存在，此时可查看其件号、选用等级等信息，当优先等级为或，即可选用。当初定的标准件优先等级为、，或在TC中不存在时，应首先从设计的角度，考虑通过结构调整和优化，在TC中选用其他规格类似，功能相近，并且优先等级为或的标准件，其次才考虑开发新标准件。,2020/5/23,.,22,四.标准件的选用,4、新开发标准件,如果在TC中无法选用到合适的标准件，需要开发新标准件时，可查阅相关IVECO标准或汽车标准件手册，确定要开发的标准件规格，按照NAVECO04/G0408-2013标准紧固件选用管理流程中相关要求和规定，进行标准件开发。,2020/5/23,23,目录,引言标准件与件号的定义标准件的表达方式标准件的选用五.机械性能与材料六.拧紧与装配七.标准件的表面处理,.,基本情况：标准件产品不仅要求精度及互换，还需要满足结构强度，性能要求，这与标准件的材料、工艺、热处理等因素有关，选用不同的材料、性能，适用于不同的需求，控制成本。对于使用最多的紧固件来说，机械性能等级集中体现了他们的性能要求，其他的一些标准件，仍以材料作为表达机械性能的形式存在。重要性：机械性能和材料的选择是汽车结构设计的关键一环，正确与否关系到部件能否正常运行，会不会很快发生失效，所以了解汽车标准件机械性能和材料的选择是有必要的。,五.机械性能与材料,概述,2020/5/23,24,.,2020/5/23,.,25,五.机械性能与材料,实例解说,2020/5/23,.,26,五.机械性能与材料,实例解说,2020/5/23,.,27,五.机械性能与材料,机械性能等级的确定,螺栓强度并不是越高越好，强度越高，韧性会降低。高强度螺栓（10.9级以上）的选用须考虑环境对性能的影响，如氢脆。,2020/5/23,28,目录,引言标准件与件号的定义标准件的表达方式标准件的选用五.机械性能与材料六.拧紧与装配七.标准件的表面处理,.,2020/5/23,.,29,紧固工作原理,六.拧紧与装配,假想一个紧固件就如一个一圈圈缠紧的弹簧.想象一个用弹簧拉紧的门,当弹簧没有超过其屈服点时,它可以有效地将门闭紧.但当弹簧被过度拉伸而无法恢复到原来的长度时,弹簧将会失效而无法将门闭紧.但当弹簧被过度拉伸时,便会超过其屈服点,此时弹簧将会失效而无法将门拉紧.弹簧便失去了其原有的拉力.紧固件也是如此,一但被过度拉伸,便会失去原有的拉力。,螺栓拧紧就是通过螺纹产生夹紧力把连接件夹紧。要得到高质量的螺纹连接，也就是螺栓被拧紧，需要满足以下条件：,拧紧的概念,1、一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩,2、施加的扭矩不要超过使用极限,2020/5/23,30,.,六.拧紧与装配,31,拉伸载荷基本不会松动,剪切载荷非常危险,扭转载荷危险,2020/5/23,.,螺栓的受力形式,多个螺栓连接情况，应使用相同规格螺栓/螺母，同时保证螺栓/螺母受力相同，如车轮螺母，发动机半轴连接。,六.拧紧与装配,32,2020/5/23,.,装配工艺设定,紧固件的设计过程中就应考虑具体的装配工艺。,螺栓的装配工艺要在满足设计要求的前提下，选择紧固件的拧紧在紧固件受力曲线的哪个区间。,扭矩控制法扭矩-转角控制法屈服点控制法其它,？,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,33,1、扭矩法,扭矩法是较常见的一种装配控制方法，即拧紧螺栓至设定的扭矩后，拧紧控制机构停止动作来完成装配。由于装配工具精度、螺栓制造精度的因素的影响，此种装配方法的精确度不高。在实际装配过程中，预紧力的离散值往往可以达到2030%至多，所以一般用在精度要求不高的非关键部位螺栓的装配。,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,34,扭矩法特点,优点,缺点,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,35,2、扭矩+转角法,在扭矩转角法控制中，是把角度作为计算预紧力的变量，先将螺栓拧紧至一相对较小的起始扭矩（也叫贴合扭矩），是被连接构件有一个初始的贴合过程；再转过设定的角度后，拧紧机构停止动作来完成装配的过程。此时，螺栓的预紧力负荷可以设定在弹性变形范围区，也可设定在塑性变形范围区，使螺栓产品的性能得到充分的使用。,在扭矩转角法拧紧中，螺栓轴向预紧力主要是在后面的转角中获得的。从图中可见，摩擦阻力（图中以摩擦系数表示的）的不同仅影响测量转角的起点，并将其影响延续到最后。而在计算转角之后，摩擦阻力对其的影响已不复存在，故其对螺栓轴向预紧力影响不大。因此，其精度比单纯的扭矩法高。,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,36,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,37,扭矩+转角法特点,优点,缺点,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,38,3、屈服点法,屈服点法是目前应用的较先进的一种方法，由扭矩转角法发展而来，且有应用越来越多的趋势。拧紧系统先将螺栓拧紧至一起始力矩（贴合力矩），从这一点开始，系统不断计算拧紧过程中扭矩/转角曲线的斜率，当斜率突然有明显的下降，说明屈服点达到，控制系统停止动作完成装配过程。,从上图可以清楚地看出采用屈服点法装配，摩擦系数大小对于螺栓轴向预紧力的影响几乎可以完全消除。屈服点法与扭矩转角法法比较，其主要优点是：能克服在初始力矩时已产生的扭矩误差，因此，可以进一步提高拧紧精度。,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,39,屈服点法特点,优点,缺点,六.拧紧与装配,1）支承面摩擦力矩TW2）螺纹副摩擦力矩TST=Ts+Tw,支承面摩擦力矩TW,螺纹副摩擦力矩TS,拧紧力矩的组成,2020/5/23,40,.,六.拧紧与装配,Ff=T/Kd,其中，K：扭矩系数，螺栓的扭矩系数K宏观上直接反映螺栓拧紧过程中的扭矩与轴力之间的系数。K与支承面粗糙度和润滑情况、螺纹副精度和润滑情况等有关。,2020/5/23,41,.,拧紧力矩和轴向预紧力的关系,六.拧紧与装配,50%,在装配过程中90%的扭矩被摩擦力消耗，只有10%的扭矩转化为夹紧力,预紧力和摩擦力的关系,2020/5/23,42,.,六.拧紧与装配,2020/5/23,43,.,预紧力的重要性,有很多因素会影响到螺纹连接副的预紧力，而预紧力有较大偏离时则会造成连接失效。,预紧力过大导致屈服，螺栓失效,预紧力不足导致松弛，突变载荷时发生断裂,六.拧紧与装配,1、弹性区内紧固扭矩与预紧力的关系式：Tf=KFfd.公式12、扭矩系数K值的基本公式：K=0.16P+s0.58d2+w0.5Dw/d.公式2接触的支承面为圆环状时:.公式33、最大扭矩系数Kmax和最小扭矩系数Kmin：Kmin=0.16P+s,min0.58d2+w,min0.5Dw/d.公式4Kmax=0.16P+s,max0.58d2+w,max0.5Dw/d.公式5,2020/5/23,44,.,几个关系式（QC/T518）,六.拧紧与装配,2020/5/23,45,.,4、最大预紧力Ffmax当dsdr时，Ff,max按表1的规定。其中:dr=（d2+d3）/2.公式6d3=d1-0.144375P.公式7当ds=0.9d3时，Ff,max按表2的规定。5、最小预紧力FfminFfmin=Tf，min/Kmaxd.公式86、最大扭矩Tf，maxTf，max=KminFf，maxd公式97、扭矩比K1=Tf，min/Tf，max.公式10,几个关系式（QC/T518）,六.拧紧与装配,2020/5/23,46,.,拧紧精度等级,拧紧精度分为三个等级：级、级和级。扭矩比：K1=Tf，min/Tf，max,对安全件连接或重要连接，建议尽可能使用级拧紧精度等级，并通过拧紧试验测试摩擦系数的实际大小，重新计算和确定装配扭矩的大小。通常情况下，拧紧精度要求越高，对摩擦系数的范围的控制要求，以及对拧紧工具的精度要求也越高。,对于不重要的连接(见I.S.170912),“S”安全件(定义见I.S.190405)和/或重要连接,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,47,计算示例,已知条件：规格：M12x1.25（细牙）机械性能等级：12.9螺栓表面处理：磷化相配零件表面处理：无润滑情况：轻微,六.拧紧与装配,1、确定螺纹摩擦系数s（I级拧紧精度需实验确定）测试s，查GB/T16823.2表A1（或QC/T5182007表A或I.S.104810附录5），规整s，暂定：s,min=0.10s,max=0.182、确定支承面摩擦系数w（I级拧紧精度需实验确定）测试w，查GB/T16823.2表A1（或QC/T5182007表A或I.S.104810附录5），规整w，暂定：w,min=0.10w,max=0.18,计算示例,2020/5/23,48,.,六.拧紧与装配,3、确定扭矩系数K3.1确定Kmin方法1：由s,min和w,min，查GB/T16823.2表A1（b），得Kmin由s,min=0.10和w,min=0.10查GB/T16823.2表A1（b），得Kmin=0.134；方法2：将s,min、w,min、DW、d、P和d2代入算式：Kmin=0.16P+s,min0.58d2+w,min0.5Dw/d，得Kmin3.2确定Kmax方法1：由s,max和w,max，查GB/T16823.2表A1（b），得Kmax由s,max=0.18和w,max=0.18查GB/T16823.2A1（b），无对应数值；方法2：将s,max、w,max、DW、d、P和d2代入算式：Kmax=0.16P+s,max0.58d2+w,max0.5Dw/d，得Kmax=0.253。,计算示例,2020/5/23,49,.,六.拧紧与装配,2020/5/23,.,50,4、计算螺纹应力截面直径drdr=（d2+d3）/2=10.610.8mmd3=d1-0.144375P简易算法：螺纹应力截面面积AS=/4dr2查GB/T16823.1表4，得M12x1.25的螺纹应力截面面积AS=137/1.6=85.6mm2dr10.5mm,计算示例,六.拧紧与装配,5、确定最大预紧力Ff,max确定螺栓光杆直径ds采用细杆螺栓，且ds=0.9d3，由s,min=0.10查表2，得Ff,max=58600N6、计算最大紧固扭矩Tf,max将Kmin=0.134、Ff,max=58600N和d=0.012m代入算式Tf，max=KminFf，maxd，得：Tf,max=KminFf,maxd=0.134586000.012=94.2Nm,计算示例,202