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鋁合金車體的自攻鋼螺套安裝工藝趕緊了解一下
2022-12-01
自攻鋼螺套是一種加強螺紋強度的緊固件，其嵌入鋁合金材料內，可形成高強度的內螺紋孔，屬于異種金屬聯接。它通過專用旋進起子旋入已經鉆好并比其外徑小的底孔內，通過自身外徑上的切削螺紋在孔內壁上形成內螺紋，使母材與鋼螺套聯接在一起。
自攻鋼螺套在鋁合金車體上得到廣泛應用，材質為303或304不銹鋼。每臺車都有幾百個，小到底架上線纜支架安裝，大到車體之間的貫通道安裝，都通過它用螺栓聯接。鋼螺套的安裝如圖1所示，其安裝屬于“八防”工序中的“防離”，主要是防止鋼螺套安裝后出現松動或脫落。自攻鋼螺套安裝后應與母材表面平齊（或微低于母材表面），在規定的扭力值內無松動和脫落。
1.?生產中面臨的問題
在實際生產中發現鋼螺套安裝存在以下現象：①鋼螺套未全部攻入。②與母材不垂直，出現歪斜。③鋼螺套打磨過多。④在總成進行設備安裝時出現松脫。如圖2所示。
自攻鋼螺套脫落后，因為鋁合金比鋼螺套強度低，母材底孔上的螺紋往往全部破損，返工時，只能采用補焊后重新安裝或擴孔后攻入異形鋼螺套兩種方法解決，耗費的時間至少是正常操作的幾百倍，其中第二種方法不利于將來的維護保養。同時，在車輛運行中出現鋼螺套松脫，將會使零部件脫落，造成行車安全事故。
2. 問題分析
3. 工藝試驗
1）如圖4所示，鉆底孔時，第一行使用φ 14.9mm鉆頭，第二行使用φ 15.0mm鉆頭，第三行使用φ 15.1mm鉆頭。
2）測量并記錄底孔直徑。
4）A-3、C-3、D-3三顆鋼螺套使用φ 15.1mm鉆頭所鉆的底孔直徑≥15.27mm，無論是使用手動棘輪扳手，還是使用失速型風動棘輪扳手安裝和拆卸，均出現了松動和脫落，能反復拆裝的次數顯著減少。
由分析可知，底孔直徑偏大是造成鋼螺套脫落的主要原因，如果鋼螺套安裝能按照工藝要求來做，則不同工況下鋼螺套可以承受反復的拆裝，能滿足使用要求。
3）安裝鋼螺套，其中A、B和C列使用樂泰膠243，D、E和F列使用樂泰膠277，各位置鋼螺套需檢驗并記錄外徑。
4）常溫下干燥24h以上后，對所有鋼螺套進行扭力試驗，扭力值為53N?m，記錄扭力試驗情況。
5）對鋼螺套做防松標記。
6）使用普通扳手和8.8級螺栓對A、B、E和F列鋼螺套做拆卸試驗，并記錄拆卸次數。
7）考慮到車輛總組裝和使用期維護保養的需要，使用風動棘輪扳手和8.8級螺栓對C、D列鋼螺套做拆卸試驗，記錄拆卸次數。
試驗數據見表1。試驗結果分析如下。
1）使用一般的鉆孔方法，當分別用φ 14.9mm、φ 15.0mm和φ 15.1mm鉆頭所鉆的底孔直徑＜15.27mm時，此種條件下安裝的鋼螺套均可耐受10次之內的反復拆裝。
2）分別涂抹樂泰膠243和277安裝的鋼螺套，在有限的拆裝次數（10次）內，未出現區別，均未脫落，可以滿足使用要求。
3）使用手動棘輪扳手和失速型風動棘輪扳手安裝和拆卸鋼螺套，未出現明顯區別，鋼螺套均未脫落。
4. 工藝改進措施
1）鉆底孔時，首先在車體表面劃出底孔定位中心線，打上樣沖眼后，先鉆出導孔，再選擇比自攻螺套外壁螺紋小徑小0.1～0.2mm的鉆頭擴完底孔。臺鉆選擇小0.1mm；手電（風）鉆垂直水平面鉆選擇小0.1mm，平行水平面鉆選擇小0.2mm。
2）用孔徑檢驗裝置（見圖5）檢測底孔。①當最小孔徑檢驗棒能插進而最大孔徑檢驗棒不能插進時，說明底孔直徑合格。②若最小孔徑檢驗棒和最大孔徑檢驗棒都能插進，則說明底孔不合格，孔徑偏大，自攻螺套安裝后會松脫。③若最小孔徑檢驗棒插不進，則說明底孔偏小，自攻螺套會攻不進，孔徑需要再擴大。
3）檢驗底孔垂直度。將最小孔徑檢驗棒插進孔直徑合格的底孔，將角尺基座與基材貼緊，另一直邊靠向基棒外表面就可測量垂直度。
4）測量抗拉抗扭力值。將抗拉抗扭力值測量裝置（見圖6）組裝好，六角頭螺栓旋入安裝好的自攻螺套，扭力扳手調到測量值后進行預緊，自攻螺套不產生周向轉動，則抗扭合格；將測量裝置中套筒3取出，重新將六角頭螺栓旋入安裝好的自攻螺套，扭力扳手調到測量值后進行預緊，達到測量值后自攻螺套未拉出，說明自攻螺套在此預緊力作用下抗拉合格。
5. 應用效果
6. 結語
本次研究及總結出的工藝措施應用后達到了預定的目標，減少了返修量，提高了生產效率，改善了產品質量，為地鐵車輛的安全運行打下了堅實的基礎。