自攻钢螺套安装工艺

对自攻钢螺套铝制汽车铝合金车体松动、脱落进行原因分析及工艺试验，通过钻进改进措施及预紧力校验装置，保证了产品质量，改进方法推广后取得了很好的经济效益。

自攻钢螺套是一种增强螺纹强度的紧固件，它嵌在铝合金材料中可以形成高强度的内螺纹孔，属异种金属连接。自攻钢螺套是通过特制的旋进式起子旋入钻出且比其外径小的底孔，通过自身外径的切丝线在孔壁上形成内螺纹，使母材与钢螺套结合。

自攻钢螺套材料采用303、304不锈钢，自攻钢螺套广泛用于铝合金车体。每部车都有几百部，小到达架上的缆索支架安装，大到车身之间的贯道安装，都是通过它来连接的。自攻钢螺套的安装，其安装属于“八防”工序，主要是防止钢螺套安装后发生松动或脱落。自攻钢螺套安装后，与母材表面平齐(或微低于母材表面)，且在规定的扭力范围内不会出现松动、脱落。

1.生产方面的问题。

实践中发现钢螺套安装有下列现象：①钢丝套没有打进。②与母材不垂直，呈斜度。③钢螺套过度打磨。④装配过程中发生设备安装松动。类似于图2。

由于铝合金比钢螺套强度低，且母材底孔螺纹经常损坏，因此在返工时，只能采用补焊后重装或扩孔后攻入异形钢螺套两种方法进行解决，这一过程所花费的时间至少是正常运行的数百倍，而后者对以后的维护不利。与此同时，汽车运行中出现钢螺套松脱，就会导致零件脱落，造成行车安全事故。

2.问题分析。

通过对安装过程中常见问题和产生原因的分析，得到它们之间的关系。如图3所示，底孔质量是造成问题的主要原因，以底孔直径太小和太大为主要原因，底孔或攻入时不垂直是次要原因。在生产中钻底孔时所用的手风钻和钻头直径，对底孔直径的影响都需要加以验证。

3.过程测试。

选择M12×12毫米自攻钢螺纹套筒进行工艺试验，试验步骤如下。

1)钻底孔时，首先用φ14.9mm钻头，其次用φ15.0mm钻头，第三排用φ15.1mm。

2)测量和记录底孔直径。

3)安装钢螺套，A、B、C系列采用乐泰胶243、D.E和F系列采用乐泰胶277，其他置钢螺套需要检查并记录外径。

4)在常温下干燥24h以上时，对所有的钢螺套进行扭力测试，扭力值为53N.m，记录扭力试验。

5)在钢螺套上作防松标记。

6)A.B.E和F系列钢螺套用普通扳手和8.8级螺栓进行拆卸试验，记录拆卸次数。

7)考虑到车辆总装和使用期的维修需求，用风动棘轮扳手和8.8级螺栓对C.D列钢螺套进行拆卸试验，记录拆卸次数。

测试结果见表1。

1)当采用普通钻孔方法，在此条件下安装的钢螺套在10次内可以承受10次内重复拆装，使用普通钻孔方法在φ14.9mm，φ15.0mm和φ15.1mm的钻头中进行。

2)涂涂乐泰胶243和277的钢丝套，在有限制的拆装次数(10次)内，没有差别，没有脱落，能够满足使用要求。

3)采用手动棘轮扳手和失速式风动棘轮扳手安装拆卸钢螺套，在没有明显差别的情况下，钢丝套没有脱落。

4)A-3.C-3.D-3三个钢质螺套使用φ15.1mm钻头钻底孔径≥15.27mm，不管是采用手动棘轮扳手，还是采用风动棘轮扳手进行安装和拆卸，都出现了松动和脱落，能够反复拆装的次数明显减少。

通过分析发现，钢螺套在底孔直径过大是导致钢螺套脱落的主要原因，在不同工况下钢螺套可承受多次拆装，如能按工艺要求安装钢螺套，可重复进行拆装。

4.过程改进措施。

根据工艺试验中发现的问题，采取了以下生产措施。

1)钻底孔时，先在车体表面划底孔定位，然后打样冲眼后，先钻出导孔，选择比自攻螺套外螺纹小径小0.1~0.2mm的钻头扩底。钻机选用小0.1mm的钻头；手工电钻(风)垂直水平面钻头选择小0.1mm，平行水平面钻头选择小0.2mm。

2)用孔径检查设备检测底孔(见图5)。①当最小孔径检验棒能插入最大孔径检验棒不能插入时，应说明底孔直径合格。②如果能够同时插入最小孔径检查棒和最大孔径检测棒，则表明底孔不合格，孔径偏大，自攻螺套安装后就会松动。③如果最小孔径检验杆无法插入，则表明底孔偏小，自攻螺套将无法攻破，并且孔径需要再扩大。

3)检查底孔的垂直。把最小孔径检查杆插入有孔直径符合要求的底孔内，并将角尺底座与基材贴上，另一端沿沿基板外面即可测量。

4)测定抗扭强度的数值。六角头螺栓旋入已安装的自攻螺套上，调整扭力扳手预紧力，自攻螺套不发生圆周旋转，抗扭合格，取下量测装置中的套筒3，重新旋进六角头螺栓，拧入安装好的自攻螺套，调整扭力扳手，然后进行预紧，到达测量值后，自攻螺套没有被拉出，说明自攻螺套受此预紧力的影响，符合要求。

5.适用的影响。