重卡装配单元螺栓拧紧工具性能对比分析

王晓锋，罗宏刚，魏渊



重卡装配单元螺栓拧紧工具性能对比分析

王晓锋，罗宏刚，魏渊

（陕西重型汽车有限公司，陕西 西安 710200）

随着重卡装配质量的提升，越来越多的厂家关注生产细节，螺栓拧紧质量也被各主机厂提升到一定的高度，为确保螺栓拧紧质量，拧紧工具就显得尤为重要，文章通过对重卡行业应用的几种类型工具进行了现场测试与分析，为后期工程技术人员拧紧工具选型提供一定的参考。

过程能力；冲击扳手；油压脉冲；电动工具

前言

重卡装配单元，部件的80%以上都采用螺栓连接，螺栓连接的质量关乎着整车装配质量，甚至若螺栓拧紧质量控制不好会出现重大安全事故，而拧紧工具作为螺栓拧紧的必要条件，其种类繁多，应该如何进行选型，不同种类的工具拧紧精度如何，能否满足螺栓拧紧质量要求，本文通过对气动冲击扳手、气动油压脉冲工具，离合器断气式定扭工具、电动定扭工具进行现场测试对比，给出中肯的建议。

1 测试工位及工具选择

卡车板簧支架螺栓拧紧工位为工具测试的对象，螺栓规格M14，安装扭矩要求：（280±28）N.m，检测扭矩：（224-364）N.m，测试工具具体参数如表1所示。

2 工具性能分析

2.1 A气动冲击扳手

装配过程由操作人员根据经验、手感判断何时终止拧紧操作，将拧紧力矩控制在目标值附近，该操作工在本工位作业超过3年，测试样本数200。其过程能力如图1所示。

结论：A气动冲击扳手，操作工作业3年，靠员工手感、经验等控制冲击扳手的打击速度、时间等，其板簧支架螺栓拧紧过程能力Cp=0.58，Cpk=0.51，过程能力较低，远不能满足螺栓拧紧质量需求，需要100%采用扭矩扳手再次确认保证质量，存在超扭矩的风险。

表1 拧紧工具

2.2 B气动油压脉冲工具

气动油压脉冲工具为卸压式定扭工具，标准气压下（6.2bar）标定卸压扭矩为280N.m。使用过程中，操作人员只有在扳手自动卸压后才停止拧紧，拧紧过程人员无法修正，拧紧结果由工具决定。测试样本数200。其过程能力如图2所示。

图2 B气动油压脉冲工具的性能表现

结论：B气动油压脉冲工具，员工拧紧至标定扭矩后泄压，其板簧支架螺栓拧紧过程能力Cp=0.56，Cpk=0.21，过程能力较低，与A气动冲击扳手，熟练工拧紧过程能力相当，需要100%采用扭矩扳手再次确认保证质量，但可以规避超出扭矩的质量风险。

2.3 C离合器断气式定扭工具

离合器断气式定扭工具为直驱式定扭工具，工具拧紧时需要增加一套抗扭工装，倚靠在车车架翼面上，消除螺栓拧紧过程的反力，标准气压下（6.2bar），标定扭矩为280N.m。使用过程中，操作人员只有在扳手自动断气后才停止拧紧，拧紧过程人员无法修正，拧紧结果由工具决定。测试样本数200。其过程能力如图3所示。

图3 C离合器断气式定扭工具性能表现

结论：C离合器断气式定扭工具，员工拧紧至标定扭矩后断气，其板簧支架螺栓拧紧过程能力Cp=1.16，Cpk=0.92，过程能力尚可，能够保证板簧支架螺栓拧紧过程可靠，但工具本身需配备抗扭机构，员工操作时需注意。

2.4 电动定扭工具

电动定扭工具为直驱式定扭工具，工具拧紧时需要增加一套抗扭工装，倚靠在车车架翼面上，消除螺栓拧紧过程的反力，标定扭矩为280N.m。使用过程中，操作人员操作过程中会有扭矩合格显示，拧紧过程人员无法、修正，拧紧结果由工具决定。测试样本数200。其过程能力如图4所示。

图4 D电动定扭工具性能表现

结论：D电动定扭工具，其板簧支架螺栓拧紧过程能力Cp=1.61，Cpk=1.27，过程能力充足，能够保证板簧支架螺栓拧紧过程可靠，但工具本身需配备抗扭机构，员工操作时需注意。

3 综上分析

通过对气动冲击扳手、气动油压脉冲工具，离合器断气式定扭工具、电动定扭工具等工具进行了测试分析，气动油压脉冲工具与熟练工人采用气动冲击板手拧紧螺栓过程能力相当，一般会作为螺栓预拧紧工具，再配合扭矩扳手进行扭矩控制。离合器断气式与电动定扭工具拧紧性能远优于气动冲击扳手与油压脉冲工具，在螺栓拧紧质量控制中可消除人员操作对螺栓拧紧质量的影响，应根据工位的实际情况，选取离合器断气式定扭工具及电动工具，确保螺栓拧紧质量，若考虑到后续数据的存储、采集、追溯及信息网络的建设，应投入电动定扭工具。

[1] 胡利杰.长城汽车股份有限公司技术中心.汽车总装配气动油压脉冲工具介绍.汽车电器.2013年第10期.

[2] 张启庆.河南天海电器有限公司线束研发中心.浅谈汽车线束中螺栓的拧紧.汽车电器2015年第2期.

[3] 崔博闻.一汽-大众汽车有限公司.智能化螺栓拧紧互联网系统在总装车间的应用.汽车工艺与材料.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

B

1671-7988(2018)16-203-03

U466

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1671-7988(2018)16-203-03

CLC NO.: U466

王晓锋，就职于陕西重型汽车有限公司汽车总装配厂。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.072