拧紧质量体系——“料”和“法”

影响紧固件拧紧质量的另两个重要因素是料和法。“料”是一个泛指的概念，通常包括紧固件和被连接件，今天螺丝君阐述紧固件的“料”，“法”是指紧固件的拧紧工艺方法，通常，由设计部门根据计算或经验制定。

紧固件的“料”和“法”，都需要经过哪些验证，才能最终用于批量零件上呢？

螺丝君，希望通过今天的分享，希望对各位老铁有一定帮助。

五大质量工具之一PPAP，要求供应商提供的样件在批量使用前需完成工装样件认可，工装样件是指用于测试的零件是正式工装（模具、夹具）样件，与批量供货工装应是一致的，不可为手工样件。

PPAP对供应商通常要求，按照等级 3（向顾客提交保证书和产品样品及完整的支持数据）提供 19 项资料，其中，包括如：FMEA、控制计划、测量系统分析MSA、初始过程能力研究等重要质量体系文件。

限于篇幅，螺丝君今天主要给各位老铁讲述下，紧固件工装样件认可中应做哪些“料”的验证和“法”的验证以保证拧紧质量？其它内容，后续再给各位老铁讲解。

紧固件“料”的验证主要包括材料测试和全尺寸测试。

01 材料测试

紧固件的材料测试主要包括四部分：

01基体材料的性能

基体材料化学成分验证原材料质量；硬度和强度测试验证热处理质量；金相分析验证热处理性能如增碳、脱碳、组织、搓丝折叠等；螺母保载力验证螺纹强度。下图为紧固件金相测试过程中可发现的常见缺陷。

02表面涂层防腐性能

涂层厚度、涂层附着力、涂层的中性盐雾、酸性盐雾和循环腐蚀交变的耐腐蚀性测试，通常会定义一个涂层腐蚀和基体腐蚀的最低要求时间。

03紧固件扭矩性能

摩擦系数、涂胶性能扭矩验证、自锁螺母自锁特性验证等。

04禁用物质测试

按照法律法规，控制紧固件的基材和涂层的禁用物质含量，常见的禁用物质有铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多修二甲醚等，这些物质的含量通常应控制在100mg/kg以下。

02 全尺寸测量

按照PPAP要求，组织必须按照设计图纸和控制计划要求，提供尺寸验证，以说明零件符合图纸要求，并说明设计图纸的日期和变更版本。

下图，为某螺母设计图纸的尺寸要求，可通过三坐标测量仪进行全尺寸的测量。此外，通止规可进行螺纹的尺寸和公差的测量。

为保证紧固件的材料检测可靠，PPAP要求相关的实验室，应由有资格的实验室完成，组织必须提供实验室范围和证明实验室具备资格的文件，如，完成CNAS体系认证或客服体系认证。

若有为外部/商业实验室，实施结果，必须记录有信头的实验室 告或标准的试验 告上。注明实验室名称、试验日期和使用的检验标准。

紧固件的拧紧方法，即拧紧工艺，拧紧工艺通常由设计部门制定，可通过如下方法进行验证（以汽车为例）。

01 整车道路试验

常用的路试有：

整车道路耐久性测试：一般行驶路程比较长（10万公里及以上），路况条件较温和，用于模拟用户实际使用状态，路试时间较长；

整车道路强化性试验：一般行驶路程为几千公里，路况条件较苛刻，用于模拟用户极端的使用状态，路试时间较短。

通过设定条件下的路试试验，考察设计的拧紧工艺是否合适。

路试之前将紧固件按照设计工艺拧紧并做好色标，路试后通过观察色标是否转动、螺栓和被连接是否出现断裂、变形、再拧紧扭矩是否足够（通常要求＞0.7*工艺扭矩）等方式确定拧紧工艺的合理性。

02 模拟装配试验

模拟装配试验，采用的也是工装样件，按照设计的拧紧工艺在被连接件上将紧固件拧紧至失效，获得完整拧紧曲线，通过标准，对拧紧曲线的各扭矩和角度指标进行评价。相比于整车道路功能试验，模拟装配试验可认为是零件级别的功能性试验。

下图，为某个过屈服角度法拧紧的完整拧紧曲线，下图，为各扭矩和角度指标评价标准。

其中：MJ-贴合扭矩，MA-工艺扭矩，MTh-工艺扭矩，Aplas-过屈服角度，Ares-断裂角度，AT-工艺角度。

拧紧曲线的评价，在之前的文章中有详细讲述，感兴趣的老铁可以回顾下。

03 车间试装试验

紧固件在完成其它实验并合格后，批量使用前，还需在装配车间进行小批量的试装试验，通常数量为10-20个。

试装的主要评价指标有：各零件是否干涉、是否存在人机工程问题、拧紧过程是否正常、节拍是否足购、拧紧曲线是否正常、角度和扭矩的离散性是否足够小等。

如果有一个零件不合格，则需进行新批次的试装，直至该批次所有零件满足试装要求。

总之，车间试装试验是批量生产前的一次演练，要解决可能存在的各种问题。

01紧固件的在批量使用前，需经过“料”和“法”的认证，测试的实验室通常也需通过认证。“料”的认证试验有材料测试和全尺寸测量；“法”的认证试验有整车道路试验、模拟装配试验和车间试装试验，只有严格完成这些试验并评价合格，才能确保拧紧质量的可靠。

02除此之外，螺丝君建议：制定定期紧固件“料”的抽检清单（有产生过拧紧缺陷的零件），拧紧时做一些防混料、防漏拧等防错手段也利于提升拧紧的质量。