Po statističnih podatkih je izdanih in uvedenih približno 240 pogosto uporabljenih standardov za izdelke standardnih avtomobilskih delov, ki zajemajo tesnilne elemente lumnov, spojke za priključke cevovodov, podložke, vijake, matice, sornike itd., od katerih je 115 standardov povezanih na kovinske pritrdilne elemente, ki predstavljajo približno 48 odstotkov. Z nenehnim razvojem avtomobilske industrije so različni proizvajalci avtomobilov primerjali in optimizirali pritrdilne elemente s štirih vidikov, da bi omejili povečanje stroškov proizvodnje in upravljanja, ki jih povzroča naraščajoče število kovinskih pritrdilnih elementov (v nadaljevanju avtomobilskih pritrdilnih elementov): elementi, materiali, toplotna obdelava in površinska obdelava. Ta članek obravnava to.
1.1 vijaki
Za sklop šestrobega vijaka in vzmetne podložke je učinek proti popuščanju boljši, ko je prednapetost vijaka nizka. Ker pa se vzmetna podložka ne uporablja za pomembne dele, se vijaki z vzmetnimi podložkami v proizvodnji večinoma privijajo s pnevmatskimi ključi z natančnostjo okoli ± 40 odstotkov. Montažni navor in disperzija aksialne sile sta velika. Vzmetna podložka je pogosto v sploščenem stanju in obstaja celo tveganje za razširitev obroča. Dejanske zmogljivosti proti zrahljanju sklopa vijaka in vzmetne podložke ni mogoče nadzorovati, ne more izpolniti zahtev zasnove izdelka. Za vijake s šestrobo prirobnico obstajajo naslednje prednosti.
① V skladu z isto specifikacijo navoja je nosilna površina vijaka s šestrobo prirobnico večja od površine vijaka s šestrobo glavo, kar lahko bolje razprši pritisk na nosilno površino in prepreči deformacijo povezanih delov;
② Pod enakim koeficientom trenja je učinek vijaka s prirobnico proti izgubljanju očitno boljši od učinka šestrobega vijaka;
③ Da bi se izognili trenju med koncem tulca in povezanim delom, ki poškoduje površino povezanega dela, je vijak s prirobnico bolj ekonomičen kot sklop šestrobega vijaka s ploščato podložko.
Zaželeni so vijaki s šestrobo glavo, vijaki s šestrobo glavo in vzmetne podložke, vijaki s šestrobo glavo in vzmetne podložke ter ploščate podložke in vijaki s šestrobo glavo in ploščate podložke so omejeni.
1,2 vijaka
Vijačna oblika vijaka je notranje vijačenje. Pogonske oblike vključujejo notranji šesterokotnik, križni utor in notranji šesterokotnik. Vrste glav vključujejo okroglo glavo, cilindrično prirobnico glave, ravno okroglo glavo, ploščato okroglo prirobnico glave, ploščato glavo, prirobnico ploščate glave, ugreznjeno glavo in polvgreznjeno glavo.
Ker se tudi zahteve po učinkovitosti montaže nenehno izboljšujejo, imajo prednost šestrobi vijaki Torx, standardne strukture so optimizirane, uporaba inbus vijakov in vijakov s križno vdolbino pa se postopoma omejuje.
1,3 orehov
Učinek uporabe šestrobe matice s prirobnico je enak kot pri vijaku s šestrobo prirobnico. Če konstrukcija dopušča, je prednostna šestroba matica s prirobnico. Za dele s posebnimi zahtevami proti zrahljanju je treba upoštevati protimatice z učinkovitim navorom, kot so vse kovinske protimatice in nekovinske protimatice. Ker je popolnoma kovinska protimatica zaklenjena z deformacijo navoja, ni primerna za dele, ki se pogosto razstavljajo; Zaporna matica z nekovinskim vložkom ima dobro možnost ponovne uporabe, vendar je v skladu s standardnimi zahtevami za pritrdilne elemente, razen za motor, njena temperatura uporabe manjša ali enaka 120 stopinj. Zlasti je treba opozoriti, da mora protimatica z učinkovitim navorom premagati dodatni navor, ki ga povzroča deformacija matice ali nekovinskih vložkov med namestitvijo, zato je treba navor potrditi. Vpenjalna sila morda ne bo zadostovala, ko je sestavljena glede na vrednost navora navadne matice, in obstaja nevarnost uporabe.
1,4 navoj
Ker sta nosilnost in sposobnost proti zrahljanju finega navoja višji kot pri grobem navoju, je treba pri izbiri večjih navojnih pritrdilnih elementov čim bolj izbrati fini navoj, poleg tega pa se lahko zmanjša tudi raznolikost navojnih pritrdilnih elementov. Iz tabele 1 je razvidno, da so na splošno le grobi zobje pod M12 in fini zobje nad M12. V navojnih pritrdilnih elementih gospodarskih vozil grobi in fini zobje sobivajo nad M12 in še vedno obstaja prostor za optimizacijo.
1,5 podložka
Da bi izboljšali učinkovitost montaže in zmanjšali tveganje za manjkajočo in napačno montažo, tesnila načeloma ne smejo obstajati sama. Predlogi za uporabo različnih tesnil so naslednji.
① Ravna podložka se uporablja predvsem za izboljšanje kontaktnega stanja, povečanje ležajne površine in vzdrževanje stabilnosti koeficienta trenja podporne površine; ② Vzmetna podložka uporablja elastičnost za ustvarjanje aksialne prednapetosti, ki lahko ublaži oslabitev aksialne sile. Ker pa je delovanje proti zrahljanju težko učinkovito nadzorovati, vijak zlahka prenese ekscentrično obremenitev in obstaja nevarnost poškodbe; ③ Elastična podložka v obliki zob ima zavite zobe in ima visoko trdoto po toplotni obdelavi. Med montažo bodo zobje elastično deformirani in delno vdelani v podporno površino, da se ustvari učinek zaklepanja. Podložko v obliki zob je treba uporabljati previdno na priključnem delu.
površinska obdelava
Avtomobilski pritrdilni elementi vključujejo vijake, matice in podložke, ki jih je treba večinoma površinsko obdelati, da jih zaščitimo pred korozijo, izboljšamo njihov videz ali dosežemo nekatere posebne funkcije, kot so vijačni in komarniški pritrdilni elementi, ki nadzorujejo zaklepni moment. Na primer, glejte tabelo 2 za delovno okolje in zahteve glede odpornosti proti koroziji domačega avtomobilskega pritrdila.
2.1 elektro pocinkanje
Najboljša protikorozijska učinkovitost je cinkovo rumena pasivacija, sledi cink zelena pasivacija, cinkovo črna pasivacija in cink modro bela pasivacija. Odpornost proti koroziji splošnega premaza je 8 μm. Rumena pasivacija čas bele rje 72h, čas rdeče rje 144H; Črno-belo pasiviranje čas bele rje 6h, čas rdeče rje 72h.
Pri praktični uporabi je treba posvetiti pozornost naslednjim trem vidikom. S postopnim zaostrovanjem varstva okolja je uporaba pasivacije trivalentnega kroma, prevleke s cinkovim aluminijem in drugih okolju prijaznejših metod za avtomobilske pritrdilne elemente trend v prihodnosti; Avtomobilski pritrdilni elementi z največjo natezno trdnostjo, večjo od 1000 MPa (enakovredno vrednosti trdote 33,5 HRC in 332 HV), morajo biti obdelani z vodikovim pogonom po prevleki pred pasivizacijo, da se zmanjša tveganje zapoznelega zloma; Če je kromatni pasivacijski film dolgo časa izpostavljen okolju nad 70 stopinj, bo njegova odpornost proti koroziji poškodovana. Zato je treba pri območjih z visoko temperaturo okolja cinkovo pasivacijo uporabljati previdno.
2.2 prevleka iz cinka in aluminija
Prevleka iz cinka in aluminija je brez vodikove krhkosti in izpolnjuje zahteve varstva okolja. Čas rdeče rje pri preskusu nevtralnega solnega razpršila lahko doseže 720 ur. Barvi premaza sta črna in siva. Dodajanje maziva v premazno tekočino lahko spremeni koeficient trenja. Zaželeni so vijaki stopnje 10,9 in več. Poleg tega je treba pri uporabi upoštevati naslednje vidike. Trdnost oprijema med prevleko iz pocinkanega aluminija in podlago ni tako močna kot pri pocinkani prevleki, med uporabo pa pada prah. Zato ga ni mogoče uporabiti znotraj delov menjalnika in ni priporočljivo uporabljati vijakov, ki jih je treba večkrat razstaviti. Poleg tega je pri velikih vijakih in maticah prevleka cevi enostavna za ustvarjanje prask in udarcev, kar zmanjša odpornost proti koroziji, kar je treba upoštevati pri izbiri; Pri pritrdilnih elementih z zahtevami glede prevodnosti in pritrdilnih elementih z nazivnim premerom zunanjega navoja, manjšim od M6, in notranjim navojem, manjšim od M10, se ne sme uporabljati prevleke iz cinka in aluminija, da se zagotovi vijačenje in normalno sestavljanje.
2.3 zlitina cinka in niklja
V primerjavi s pocinkanjem se je korozijska odpornost zlitine cinka in niklja močno izboljšala in enako prevleka 8 μ Po pasiviranju in tesnilni obdelavi je površina lahko brez bele rje 240 ur in rdeče rje 1000 ur; Poleg tega izpolnjuje tudi zahteve odpornosti na visoke temperature. Ker je zlitina cinka in niklja še vedno rahlo nagnjena k vodikovi krhkosti, je treba pred uporabo opraviti potrebno preverjanje, da bi zmanjšali tveganje kakovosti avtomobilskih pritrdilnih elementov z natezno trdnostjo nad 1000 MPa.
2.4 bakrenje
Tališče bakra je približno 1083 stopinj. V visokotemperaturnem okolju, da bi se izognili sintranju navojnih delov, je za površinsko obdelavo izbrano bakrenje, zlasti za avtomobilske pritrdilne elemente okoli izpušnega kolektorja motorja.
Materiali in toplotna obdelava
Vijaki z visoko trdnostjo za avtomobile se na splošno nanašajo na izdelke stopnje 8.8 ali višje, od katerih se ne zahteva le visoka natezna trdnost in razmerje izkoristka, ampak imajo tudi visoko odpornost na udarce pri nizkih temperaturah. Ena od težav pri izdelavi je tudi kaljenje in popuščanje visokotrdnih vijakov. Kot materiali so izbrana jekla Swrch35k, 10B21, 10b33, 35CrMo, 42CrMo ali 20MnTiB, za podrobnosti glejte tabelo 3. Kot vsi vemo, rezultati preskusa mehanske zmogljivosti pritrdilnih elementov visoke trdnosti niso le ključni kazalniki kakovosti izdelka, ampak tudi pomembni kazalniki, povezani z varnostjo. Glavna težava jekla swrch35k in 10B21 je slaba kaljivost. Učinkovit nadzor procesa kaljenja in popuščanja vijakov visoke trdnosti igra ključno vlogo pri mehanskih lastnostih.
Da bi izboljšali kakovost toplotne obdelave avtomobilskih vijakov visoke trdnosti, je treba jeklo nadzorovati z naslednjih treh vidikov. ① Nadzorovanje vsebnosti ogljika na srednji in zgornji meji lahko ne samo izboljša trdnost in žilavost jekla, ampak tudi zmanjša nagnjenost k segregaciji. ② Nadzorovanje legirnega elementa na zgornjo mejo lahko poveča kaljivost ter izboljša trdnost in žilavost jekla. ③ Zmanjšajte vsebnost škodljivih ostankov elementov P in s, da zagotovite čistost jekla. Razred in material avtomobilskih pritrdilnih elementov.
Ena od težav pri kontroli kakovosti je, da sprememb notranje strukture in lastnosti vijakov med kaljenjem in popuščanjem ni mogoče spremljati v realnem času. Pred nalaganjem skrbno preverite oznako na glavi vijaka, da zagotovite, da so podatki o vijakih, ki jih je treba obdelati, točni, da se ne izgubijo in jih je mogoče prepoznati po toplotni obdelavi. Postopek kaljenja in segrevanja mora biti strogo nadzorovan, potencial ogljika mora biti natančen, čas kaljenja vsake serije vijakov pa se zabeleži. Po izpustu kalilnega medija je treba preskusiti površinsko trdoto obdelovanca. Jeklo 10B21 in 20MnTiB mora biti večje od 43 hrc; Jeklo Swrch35k, 45 in 10b33 mora biti več kot 48hrc. Mikrostruktura po kaljenju je fini igličasti martenzit, ki je ovrednoten glede na stopnjo martenzita JB / t9211-2008 srednje ogljikovega jekla in srednje ogljikovega legiranega konstrukcijskega jekla. Martenzit za gašenje je stopnje 3-5, ki izpolnjuje tehnične zahteve; Enakomernost kalilne trdote površine in jedra ne sme biti večja od 3HRC.