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螺栓緊固順序的制定在螺栓連接中是一項(xiàng)重要的工藝，緊固順序制定不合理會(huì)造成被聯(lián)接件中產(chǎn)生較高的應(yīng)力，在擰緊完成后會(huì)出現(xiàn)扭矩衰減較大等消極的影響。對(duì)于多個(gè)螺栓擰緊的情況，每個(gè)螺栓產(chǎn)生的夾緊力都會(huì)對(duì)在此之前已經(jīng)擰緊完成的螺栓產(chǎn)生彈性作用，多個(gè)螺栓擰緊下，單個(gè)螺栓的實(shí)際受力狀況是復(fù)雜的。對(duì)不同的裝配工況制定擰緊順序需要具體分析，下面介紹單個(gè)擰緊軸工況下的擰緊順序制定原則。

在單個(gè)擰緊軸工況下：

（1）對(duì)于兩個(gè)螺栓擰緊時(shí)，一般選擇擰緊剛度大的被連接處；

（2）螺栓數(shù)量在3 個(gè)及以上且當(dāng)被連接件擰緊位置剛度類似時(shí)，如果螺栓分布位置在被聯(lián)接件邊緣按照順序規(guī)則排列，通常采用十字對(duì)角擰緊法，十字對(duì)角法擰緊順序可以減少被連接件的應(yīng)力集中，擰緊順序如下圖1.1標(biāo)示；

（3）螺栓數(shù)量在3 個(gè)及以上且當(dāng)被連接件剛度類似時(shí)，如果螺栓分布位置在被連接件上不按照順序規(guī)則排列，通常在采用對(duì)角擰緊法的同時(shí)，優(yōu)先擰緊被聯(lián)接件上靠近中心處螺栓，再擰緊外側(cè)螺栓，擰緊次序如下圖1.2標(biāo)示。

以新能源電動(dòng)車電控模塊的殼體為例，采用自攻螺釘將帶有有機(jī)硅墊圈的密封端蓋擰緊至殼體的自攻螺紋孔上，其擰緊結(jié)構(gòu)示意圖如下1.3。

圖1.3擰緊結(jié)構(gòu)示意圖

自攻螺釘?shù)某叽绻钊鐖D1.4，該螺釘為TORX 槽三角牙自攻螺釘，其中C 徑的范圍為4.92～5.02，D 徑的尺寸范圍為4.83～4.95。螺釘?shù)某叽缂凹夹g(shù)要求按照GB/T 3098 執(zhí)行。具體6 個(gè)擰緊點(diǎn)位如圖1.5 所示。這是一個(gè)多顆螺釘擰緊的情況，根據(jù)單個(gè)擰緊軸工況下的多顆螺釘擰緊順序原則，可以發(fā)現(xiàn)密封端蓋擰緊位置的分布滿足在被聯(lián)接件邊緣按照順序規(guī)則排列。然而密封端蓋的外形是一個(gè)長(zhǎng)方形，密封端蓋的長(zhǎng)邊與短邊的長(zhǎng)短差距較大，這又符合優(yōu)先擰緊被聯(lián)接件上靠近中心處螺釘?shù)脑瓌t，因此制定如下表

圖1.4自攻螺釘?shù)某叽绻?/span>

擰緊工具程序設(shè)定

采用智能擰緊工具對(duì)自攻釘擰緊，采用的擰緊策略為自攻擰緊進(jìn)行多步驟擰緊，將擰緊程序的初始值設(shè)置為預(yù)擰緊步驟轉(zhuǎn)速為200rpm，最終擰緊步驟設(shè)定20rpm。通過測(cè)試逐步遞加轉(zhuǎn)速，預(yù)擰緊步驟轉(zhuǎn)速為500rpm，最終擰緊步驟設(shè)定50rpm 時(shí)螺釘沒有發(fā)生金屬粘連且智能擰緊工具的輸出扭矩不發(fā)生過沖，擰緊程序設(shè)定如下圖1.6 所示。

圖1.6擰緊程序流程圖

擰緊順序?qū)εぞ厮p的影響

對(duì)密封端蓋的螺釘擰緊順序采用了兩種方式，分別是十字對(duì)角法和中心優(yōu)先法。兩種擰緊順序是不同的，為了研究?jī)煞N擰緊順序?qū)τ跀Q緊結(jié)果的影響，分別對(duì)兩種擰緊順序中不同擰緊位置統(tǒng)計(jì)靜態(tài)扭矩的平均值并計(jì)算衰減率。結(jié)果如下表所示。基于十字對(duì)角原則的擰緊次序?yàn)?/span>1-6-2-5-3-4，基于中心優(yōu)先法原則的擰緊次序?yàn)?/span>3-4-1-6-2-5 結(jié)果如下表所示。

通過對(duì)密封端蓋不同擰緊順序的靜態(tài)扭矩研究中可以發(fā)現(xiàn)，不同擰緊位置的靜態(tài)扭矩衰減程度是不同的。在使用十字對(duì)角法時(shí)，螺釘?shù)臄Q緊次序越靠后，螺釘?shù)撵o態(tài)扭矩就越大，而在使用中心優(yōu)先法時(shí)可以看出緊鄰的兩個(gè)螺釘，后擰緊的比先擰緊的螺釘靜態(tài)扭矩的數(shù)值大。由以上可以發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)螺釘?shù)臄Q緊位置越是靠近時(shí)，在先后擰緊的過程中彈性相互作用就越大，測(cè)試中擰緊一小時(shí)和擰緊五小時(shí)后測(cè)得的靜態(tài)扭矩都體現(xiàn)出了這一規(guī)律。

對(duì)擰緊五小時(shí)后的結(jié)果繪制曲線圖，如圖1.7 所示，可以發(fā)現(xiàn)中心優(yōu)先法的各個(gè)擰緊位置的靜態(tài)扭矩均值離散大于十字對(duì)角法，因此在密封端蓋擰緊的實(shí)際生產(chǎn)中，使用十字對(duì)角法設(shè)置擰緊順序能夠提高端蓋密封的可靠性。使用十字對(duì)角法時(shí)靜態(tài)扭矩的大小隨著擰緊次序的增加而增加，因此只要保證第一顆擰緊螺釘?shù)撵o態(tài)扭矩和軸向預(yù)緊力能夠符合設(shè)計(jì)要求，即可保證整個(gè)密封端蓋的靜態(tài)扭矩大小和軸向預(yù)緊力大小不會(huì)低于設(shè)計(jì)下限。

圖1.7基于單軸順序下扭矩衰減折線圖

因此在單軸條件下，使用十字對(duì)角法比中心優(yōu)先法能獲得的夾緊力離散度更小。