在螺钉拧紧作业中,自攻螺钉和小螺钉的拧紧控制面临诸多挑战。自攻螺钉在拧紧过程中,由于拧入的不同零件存在一致性差异,即便是同一批次的零件,也会产生不同的旋入扭矩。以电子电器连接所使用的小螺钉为例,若拧紧扭矩过小,同时螺纹孔内存在微小异物,或者螺钉在运输、存储过程中发生轻微磕碰,都可能导致旋入过程中的扭矩显著增大,甚至达到或超过设定的拧紧扭矩。
这种异常情况会引发一个严重问题——浮高。当按照正常扭矩进行螺钉拧紧时,可能出现螺钉尚未完全拧紧到位,螺钉头部还未与被连接件紧密贴合,但最终的拧紧扭矩却已达到设定值,从而导致拧紧操作停止。而此时,螺钉实际上并未达到预期的拧紧效果。并且,仅依靠角度监控这一措施,可能无法全面、准确地排查出此类异常的拧紧缺陷。
针对小螺钉和自攻螺钉的拧紧难题,需要探索更为有效的拧紧策略。在自攻螺钉拧紧过程中,常常会遇到这样一种情况:螺钉看似正常拧紧,扭矩也达到了设定值,但螺栓却未到达贴合面。那么,增加角度监控是否能解决问题呢?答案是否定的。因为角度监控的范围难以精准把握,若监控范围过窄,容易产生大量误报警;若监控范围过宽,又会遗漏不合格的拧紧情况,导致角度监控在这种情况下效果并不理想。
为解决上述浮高问题,夹紧力拧紧策略应运而生。这是一种综合性的拧紧方法,它融合了扭矩斜率和扭矩控制策略,或者与角度控制相结合。
为了更直观地理解这一策略,我们可以将三个相同的连接拧紧曲线叠加在一起进行分析。在螺栓贴合之前,这三组连接的扭矩存在差异。这主要是因为自攻螺钉在木板、塑料等不同材料上应用时,由于材料密度等方面的差异,攻螺纹时产生的扭矩大小各不相同。然而,尽管螺栓贴合到工件时的扭矩不同,但它们贴合时扭矩角度的曲线弧度却较为相似,即落座时的扭矩斜率差异很小。基于这一特点,在扭矩斜率的基础上叠加所需的扭矩或角度,就能够实现对连接夹紧力的有效控制。
夹紧力拧紧策略特别适用于自攻螺钉等应用场景。在应用该策略之前,需要采集尽可能多的样本数据,包括拧紧曲线等。在此基础上,合理设定螺栓落座时的扭矩斜率以及叠加的扭矩或角度。
从原理上讲,夹紧力拧紧策略是根据实际拧紧过程中的夹紧力值,结合设计要求的拧紧扭矩,得出最终的拧紧扭矩值。在实际拧紧操作中,拧紧枪的最终动态扭矩实际上是夹紧力对应的扭矩与设计要求扭矩之和。采用这种方式,能够确保螺钉拧紧到位。虽然最终拧紧扭矩的偏差可能相对较大,但夹紧力矩保持一致,有效的拧紧扭矩较为稳定,因此特别适用于小螺钉、自攻螺钉等小扭矩拧紧场景。