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总装整车装配工具选型基本原则培训材料
培训目的：受训人员通过对以下相关资料进行认真自学或经系统学习后，达到对整车装
配过程中所需的装配工具进行选型、匹配，从而提高工具选型的准确性。
受训对象：总装工艺规划人员
关 键 词：螺纹联接、工具、整车装配、工具选型匹配
在轿车生产的四大工艺中，整车装配是完成产品的最后一道重要工序，主要实现将轿车的各类总成通过各种联接，按组合一定的关系形成一辆整车，而在进行批量化、大规模、高效率的整装配车间，选择得心应手的装配工具是确保生产正常进行的基础，但选择品质优良的装配工具是确保产品质量的必要条件，所以装配工具是整车装配车间重要的工装设备之一。
那么装配工具在整车生产装配前期准备阶段，我们应该根据哪些参数来予以装配工具的选型和匹配呢？其基本的原则又是什么?为此本文主要阐明总整车装配工具选型的基本原则。
而对于工艺规划人员或工艺人员来说，选择和匹配合适、经济的装配工具，不是一件十分容易的事情，需要在全面掌握装配工艺的基础上，了解和掌握相关工具选型、匹配的基本常识、结构原理、技术性能等知识。
螺纹联接的基本知识
在机械制造业的过程当中，联接的形式很多，如焊接、铆接、粘接、螺纹联接等，但由于螺纹联接具有：联接简便、易拆卸、且拆解时对联接件的表面一般不会造成破坏，固广泛地应用于机械制造业中。
1、拧紧中力的分布原则-541法则
螺栓紧固两工件时有三组作用力，即：工件两外表面与螺栓两内端的摩擦力、螺栓头部螺纹副的摩擦力、工件内部的夹紧力。在这三个力中只有两工件内部的夹紧力才是装配所需要的，通过大量的试验得出：工件两外表面与螺栓两内端的摩擦力为扭矩的50%，螺栓头部螺纹副的摩擦力为扭矩的40%，两工件内部的夹紧力为扭矩的10%，这就是“541”法则。这种法则是一种正常情况下螺纹紧固件拧紧力矩的分配比例，但对于加润滑剂装配的螺纹紧固件以及紧定
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螺钉并不适用。
2、螺纹联接中的硬联接与软联接
按国际标准ISO5393规定，从螺栓接触工件表面至螺栓达到目标力矩所转过的角度若小于30°的称为硬联接（Hard Joint），大于720的称为软联接(Soft Joint)，而介于30°-70°之间联接称为过渡联接（也称中性联接）。 3、螺纹拧紧力矩的检测方法
螺纹力矩的检测方法分为：静态检测，动态检测，应变片检测等。
? 静态检测：用针式力矩扳手（或其它类型手工力矩扳手）直接检测拧好的螺栓称为静态检
测，其方法简单易操作，但不够精确、误差较大、对螺栓可能造成破坏。
? 动态检测：在紧固螺栓的同时进行检测，测得的值是螺栓的拧紧力矩，不是所需要的夹紧
力，但通过一定的试验，可以得出在一定扭矩下螺栓所得到的夹紧力，动态检测速度快，所得到的扭矩值较准确，例如：采用机械式自动断气式离合器来予以保证。
? 应变片检测：它主要通过应变片式力矩传感器来检测在螺栓拧紧过程中的各个阶段的拧紧
力矩，但由于变片式力矩传感器制造要求较高、造价较贵，在目前力矩控制领域尚未得到广泛的使用，一般用在拧紧过程要求较高的力矩控制场合，例如：发动机缸体、缸盖等零部件的拧紧采用电动拧紧机来保证其拧紧精度，其内部就有内置式应变片式扭矩传感器。
工具的常识简介
“工欲善其事，必先利其器”，没有质量过硬的工具，再好的能工巧匠也做不出精细的作品，就像巧妇难为无米之炊一样。那么是不是在整车装配过程所有工位都需要品质极优的装配工具呢？答案肯定是不是的，那么我们如何给整车装配过程中的各个生产工位匹配合乎实际生产要求、工艺要求、质量要求等多方面要求的装配工具呢？是不是凭空想象，随心所欲地匹配呢？当然不是，这就需要对工具的基本性常要有所了解。 一、 工具的分类
工具的范畴十分广泛，就汽车生产的各个专业而言，就可以说是举不胜举。常见的分类有： 1、按动力供给形式：工具可分为手动工具、气动工具、电动工具、液压工具等； 2、按使用场合：工具可分为焊接工具、喷涂工具、装配工具、测量工具等； 3、按工具自身类别：工具可分为扳手类、螺丝刀类、锤类、钳类、切削刀具类等； 4、按是否为专用：工具可分为标准工具、专用工具（各类非标工具）。
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当然上述分类并不是一种很专业的分类，且工具分类远远不止是上述所涉及到的。 二、常用工具的结构原理及性能描述
各类工具都有各自的用途，本文前面已提到，对于总装而言，拧紧作业占据整个整车装配联接总和的90%，因此，下面主要就常见手动力矩扳手、气功元器件，以及适应用批量化、高效率的气动、电动工具的结构原理、技术性能进行相应的分析。 ? 手动力矩扳手
力矩扳手按外形结构可分成：手动可调力矩扳手、手动开口可调力矩扳手、手动表盘指针力矩扳手、手动定置力矩扳手、手持式数显力矩扳手等多种类型。不论是何种类型力矩扳手，其主要部件和结构原理是相同的。
手动力矩扳手主要由扭力主弹簧、扭力调整机构、锁止机构、驱动方头、外壳以及手柄等组成，其中扭力主弹簧是该类工具的核心零部件，可以通过改变扭力猪弹簧受压状态而实现改变所需力矩的大小，其自身精度为±3％，一般用在零部件装配完毕后，用于测量动力工具的拧紧状况，是否达到实际规定的工艺要求。
? 气动元器件的种类很多，与气动装配工具有关的主要有球阀、气动三联件、空气软管、各
类快换接头等。
气动三联件主要有油水分离器、调压器、油雾器组成，主要是将动力部门提供的压缩空气进行过滤、稳压、油雾化的中间过滤稳压装置。其中油水分离器（也称过滤器）主要是过滤压缩空气管路中的铁锈、尘埃、水蒸气，内有滤芯。调压器主要动能是将动力部提供的脉动压缩空气进行调节稳压，以确保气动工具在稳定的气压下工作，油雾器上有油量调节阀，可根据各类不同工具调节所需油量。另，三联件外有压力表，以供使用人员察看气压值。气动工具使用的气动三联件过滤精度为一般要求在50μm，耐压为10bar的三联件，对于气缸等对压缩空气要求较高的用气设施，其过滤精度要求更高些。
? 气动弯角定扭扳手
气动弯角定扭扳手按前端弯角结构形式可以分为：90°弯角式、鸭嘴扁头式、开口棘轮式、内嵌套筒式以及专用固定驱动（Hold and Drive形式）等多种结构型式。上述这些气动工具主要是为了满足各种不同的特殊装配型式，它们都是在90°弯角式的基础上进行演变而来，即主要由工具主体部分和工具头部两部分组成。
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气动弯角离合器自动断气扳手是目前轿车生产装配最为常见使用的一种扳手，广泛用于整车相对关键重要的零部件工位的拧紧，诸如：转向柱托架装配、安全带装配、动力总成分装装配、后轴分装装配等，其主要结构如下图所示：
转角齿轮
上图各类零部件的主要作用描述如下：
1) 气动马达：主要是实现将压缩空气的动能转变为旋转运动的机械能对外进行输出； 2) 离合器：这里的离合器即是担负整个工具到达力矩之后自动实现断气的离合器，也是担负
整个工具力矩调整和力矩设置的重要装置；
3) 齿轮组：从严格上说应该是行星齿轮组，它的主要作用是将气动马达输出的小扭矩的高速
旋转运动转变为大扭矩的低速旋转运动，起到降速增扭的作用； 该类工具的工作机基本原理是：
操作人员压下工具压杆→压缩空气通过气路进入工具内部→压缩空气吹动气动马达高速旋转→气动马达的输出轴将力矩传输给机械式离合器→离合器在正常情况下将力矩传输给行星齿轮组，行星齿轮组将减速增扭后的旋转运动传递给转角齿轮组→转角齿轮组实现90°后，其驱动方头上安装的套筒将螺栓（螺母）拧紧，该类工具在标准作业状况下的其自身精度能够达到±7％。 ? 气动枪式螺丝刀
气动螺丝刀按离合器断气形式可分为：气动枪式定扭螺丝刀、气动枪式打滑螺丝刀，
前者精度在标准作业状况下的其自身精度能够达到±7％，一般用于硬联接的装配工况，后者精度在标准作业状况下的其自身精度能够达到±15％左右， 一般用于软联接或中性
压杆
消声器
齿轮
离合器
气动马达
断气阀
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