胡泽宏　苗长勇　李灼文

摘 要：汽车制造过程中使用大量的紧固件连接方式，其中以总装最多，总装扭矩的管理是保证汽车整车品质关键环节之一。本文是从一家知名日系汽车总装扭矩管理方法入手，总结它的总装扭矩管理模式、工艺文件体系和防错技术。

关键词：汽车装配；扭矩；扭矩防错

为什么强调扭矩管理？车辆装配的结合技术分为三大类：螺纹紧固、嵌合（橡胶管路、卡扣接头等）、其他（铆接、压入、粘接等）。一辆车大概有1300连接点，其中螺纹紧固约占55%，螺纹紧固技术是总装最重要的工艺技术之一。目前标准件市场非常成熟，获取便捷和成本较低；紧固件组装便捷和快速；零件的更换和变更较为容易；能够进行全过程的品质确认等等，这些优势让各大汽车厂都首先选择螺纹紧固。

1 总装扭矩管理前期需要对设计图纸进行工艺解读，扭矩标准和术语统一，充分了解影响扭矩的因素。

1.1 图纸上一般要求包含紧固件的零件号（品番），强度等级，设计指示扭矩（中间值T），重要度和拧紧精度等。这些信息需要跟设计部门统一，方便后期工艺规划和管理。重要度区分，螺栓的拧紧部位根据其重要度可以分为如（表1-2）所示的5个类型。制造·检查工程按照这些指示进行工程管理。拧紧扭矩的精度可以用占中间扭矩值（T）的百分比表示，可分为5个级别

1.2 动态扭矩与静态扭矩区分。动态扭矩是连接件在拧紧运动过程测的实时扭矩又称设计扭矩。带有扭矩传感器的拧紧工具可以输出扭矩值和曲线，这种工具在现代化工厂中运用越来越普遍，反之没有带扭矩传感器的拧紧工具无法实现上述功能。静态扭矩是指连接件在拧紧完毕后，静态状态下测得的扭矩，主要通过扭矩QF扳手来实现。动态扭矩是对应设计扭矩，来满足设计要求，而静态扭矩对应检查扭矩，满足品质检查，又称为检查扭矩。

2 扭矩管理的重要环节是确定扭矩范围。

国内有部分汽车主机厂将动态扭矩与检查扭矩相等，这样会造成制造和品质检查冲突，日系汽车厂一般设计扭矩不等于检查扭矩，同样检查扭矩的中间值（T1）也不等同设计扭矩中间值。主要原因是静态和动态摩擦系数不一样，动态扭矩由动态摩擦系数决定，静态扭矩由静态摩擦系数决定，而一般静态摩擦系数>动态摩擦系数，检查扭矩范围大部分情况都是比设计扭矩范围要大。

2.1 动态扭矩范围根据图纸中间和拧紧精度可以进行理论计算，比如转向机螺栓，中间值为88N.m，拧紧精度②，中性连接，按照计算公式动态力矩下极限应该为88×0.8=70.4N.m，上极限88×1.2=105.6N.m。为了科学管理和实用性原则，下极限需要进位取整，上极限退位取整，转向机螺栓动态扭矩范围为71-105N.m。动态扭矩范围设定主要依据是设计要求的拧紧精度，拧紧精度要求越高，拧紧品质波动越少，要求的工艺水平也就越高，考虑到成本因素，大部分螺纹拧紧精度都使用②等级。

2.2 檢查扭矩范围主要决定因素是螺纹连接类型，使用螺纹稳定剂情况等。螺纹连接类型通常分为三种：刚性连接、中间连接和软性连接。判断哪种连接类型，主要依据是螺栓或者螺母贴合点到目标扭矩，旋转的角度。螺纹稳定剂能够有效的降低摩擦系数，有螺纹稳定剂的检查扭矩中间值T1<无螺纹稳定剂，通过多年实际积累，在不同类型，有无螺纹稳定剂下，检查扭矩中间值和公差范围如表3-4。

3 总装扭矩品质要保证车型正确、拧紧部位、拧紧精度、防漏拧、拧紧角度值、防斜拧紧和结果趋势管理等7个方面。针对这7个方面进行管理也叫扭矩防错管理。

3.1 车型防错，同一条生产线一般会同时产生几种车型，大部分拧紧工具都是同用的，车型防错就很有必要。现代化工厂一般都会导入生产指示系统，系统主要由AVI、Lcp和QIS三部分组成。AVI：生产指示系统，车型信息通过生产指示系统传输给设备/拧紧枪。LCP：生产线控制系统，控制生产线启停，如AVI反馈异常，LCP就会控制生产线体的停止，防止不良流出。QIS：质量情报系统，设备将工件装配的品质数据上传到QIS储存。总体来说AVI系统控制不良不流入，LCP控制不良不流出，QIS系统使不良可追溯

3.2 部位防错，同一车型，同一零件不同部位，怎么保证作业拧紧顺序跟设备拧紧程序对应？一般有三种方法：通过设备增加位置传感器检查零件拧紧部位，设定拧紧顺序，作业顺序防错。其中通过设备增加位置传感器检查零件拧紧位置保障度最高。

3.3 漏拧紧防错，主要要求拧紧设备具有拧紧点数计算功能。工具设定拧紧点数=图纸/实际工件要求拧紧点数。带扭矩传感器的拧紧工具，每拧紧完毕1次（含OK和NG），输出1个信号，以此计算拧紧点数。带信号输出的QL扳手，每Q紧完毕1次，输出1个信号，以此计算拧紧点数。带防错系统的气枪：气枪扭矩值与气压值存在对应关系。气枪达到设定扭矩值时，外接气压传感器输出1个信号，以此计算拧紧点数。

3.4 角度值防错。适用于带扭矩和角度传感器的拧紧工具，如特特拉斯拧紧机。在拧紧工具执行最后拧紧步骤时，实施角度监控。角度监控的意义在于监控螺纹是否烧结可能（轴力不足）或者滑牙可能（或轴力过大）。

3.5 斜拧紧防错，斜拧紧的危害是不能提供充分的轴力导致最后部品脱落可能。有带扭矩和角度传感器的拧紧工具设定方法，拧紧程序的第一步，拧紧机正转720°（螺栓法兰面与部品未贴合），如果扭矩≥20N.m，则判定为NG。如果是普通拧紧工具，那么作业要领书明确检查标准和自工序完结目视检查。

3.6 趋势管理。动态扭矩趋势可以通过拧紧工具将扭矩上传QIS系统下载可以自动生成。检查扭矩趋势管理通过N点管理抽检测量和记录重要扭矩，分析走向。如果不合格，需要重新调整工具。

4 扭矩防错对应的文件体系。

针对人、设备和方法三个模块进行标准化。规范作业手法，对应靠人保证的扭矩进行规范，形成作业要领书。设备调试、量产前对设备的防错要进行测试，形成设备点检或者测试表。明确重要扭矩的检查规格和频度，形成QC工程表。按照《QC工程表》要求的频度抽检重要扭矩，记录数据和分析扭矩走向趋势，形成N点管理表。

5 总结

扭矩管理和品质防错是汽车制造中最常见的但是又比较容易出错的工艺技术。汽车制造厂都有一套扭矩管理方法和品质防错技术，但根本思路还是扭矩范围的制定、制造过程和检查三个方面。