Principio de selección de plataforma de sujetadores metálicos para automóviles.

Para reducir los costos de producción y gestión de sujetadores metálicos para automóviles, minimizar la variedad de sujetadores metálicos y lograr la generalización y serialización, a partir de los elementos estructurales de los sujetadores (forma de llave, forma final, longitud nominal, rosca), material La plataforma de pernos , espárragos, tornillos, tuercas y arandelas se analiza en términos de propiedades mecánicas y tratamiento superficial, proporcionando una referencia para la plataforma de sujetadores por parte de varios fabricantes de automóviles.

Con el desarrollo continuo de la industria del automóvil, la plataforma de trabajo de sujetadores se está utilizando para frenar el aumento en los costos de producción y gestión causados por el creciente número de sujetadores metálicos (a partir de ahora denominados sujetadores) por cada vez más automóviles. Los fabricantes prestan atención.

El artículo analiza la plataforma de sujetadores desde tres aspectos: elementos estructurales, materiales, propiedades mecánicas y tratamiento superficial.

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Platformización de Elementos Estructurales

Los elementos estructurales incluyen principalmente forma de llave, forma final, longitud nominal y 4 aspectos.

1.1 Platformización en forma de desgarramiento

En la actualidad, las estructuras de apriete comúnmente utilizadas por los fabricantes de automóviles incluyen:

• Estructura de superficie de brida hexagonal.
• Estructura de cabeza hexagonal.
• Estructura de patrón hexagonal exterior.
• Estructura de ranura cruzada.
• Estructura de patrón hexagonal interior.

1.1.1 Plataformas en forma de atornillado

La forma de torsión de los productos de pernos es principalmente estructuras de torsión externas, que incluyen cabeza hexagonal, superficie de brida hexagonal, hexágono externo, etc. Los pernos de cabeza hexagonal son el tipo principal de producto de perno, y la mayoría de los otros tipos de pernos se desarrollan en base a pernos de cabeza hexagonal.

El área de apoyo de los pernos de brida hexagonal es más significativa que la de los pernos de cabeza hexagonal ordinarios, que pueden dispersar la presión sobre la superficie de apoyo y evitar la deformación de la conexión con la pieza de conexión. Bajo el mismo factor de fricción requiere un par de torsión de montaje más grande que los pernos de cabeza hexagonal. El efecto anti-aflojamiento de la brida de cabeza también es significativamente mejor que el de los pernos de cabeza hexagonal.

En el diseño de automóviles, se recomienda utilizar pernos de brida hexagonal, pero a veces también se seleccionan pernos de cabeza hexagonal para mejorar la eficiencia de producción. Por ejemplo, una estación particular en el taller de producción necesita instalar pernos de especificaciones M8 y M102. Los pernos frontales (Q184) requieren 2 tipos de herramientas de instalación.

Si los pernos M8 usan pernos de cabeza hexagonal (Q150B) y los pernos M10 usan pernos de cabeza hexagonal con brida (Q184), el taller de producción solo necesita un casquillo de 13 mm para completar el ensamblaje de dos tipos de pernos, lo que ahorra tiempo en el reemplazo de las herramientas de instalación. .

El perno de patrón hexagonal exterior requiere un pequeño espacio de montaje y el método de instalación del casquillo hexagonal no es adecuado. Considere usar este tipo de perno en un entorno limitado por el espacio. La Tabla 1 muestra la prioridad de selección de los sujetadores tipo perno.

1.1.2 Platformización en forma de atornillado

La forma de llave del tornillo es una estructura de llave interna, que incluye principalmente una ranura cruzada, un hexágono interno, seis flores internas, etc. Además, los tornillos empotrados en cruz están disponibles en cabeza troncocónica, cabeza avellanada, cabeza semiavellana y otros tipos según la forma de la cabeza. Se seleccionan de acuerdo con el espacio de montaje y los factores de forma y generalmente se utilizan para piezas de carrocería, eléctricas, interiores y exteriores.

Tornillos de cabeza hueca hexagonal y los tornillos de cabeza hueca tienen diferentes formas de cabeza, que incluyen cabeza cilíndrica, cabeza cilíndrica baja, cabeza plana, cabeza avellanada y cabeza semiavellana. Se utilizan generalmente para piezas de carcasa como motores y transmisiones y en moldes de automóviles. También muy utilizado. Es adecuado para ocasiones en las que el espacio para la llave es pequeño y se prefiere una superficie de apoyo extensa.

Se recomienda utilizar los dos tipos de tornillos en forma de llave de vaso hexagonal, y en el mismo producto o en la misma línea de producción, no es adecuado utilizar estos dos tipos de documentos para llaves al mismo tiempo. La Tabla 2 muestra la prioridad de selección de tornillos.

1.1.3 Platforming en forma de llave de tuercas

Los productos de tuerca generalmente se usan con pernos, espárragos y tornillos para formar un sistema de sujeción. Las tuercas con cara de brida hexagonal tienen el mismo efecto que los pernos con cara de brida hexagonal. Si la estructura lo permite, se prefiere la tuerca con cara de brida hexagonal.

Las tuercas ciegas se utilizan en ocasiones con requisitos de apariencia o protección, como puertas traseras y portaequipajes, que se utilizan con frecuencia.

Las tuercas de seguridad con cara de brida hexagonal incluyen todas las tuercas de seguridad de metal y las tuercas de seguridad con inserto no metálico. La contratuerca totalmente metálica produce un efecto de bloqueo al apretar la rosca para deformar la línea. La contratuerca totalmente metálica tiene buena resistencia a la temperatura, pero no es adecuada para piezas que se desmontan con frecuencia.

La contratuerca de inserción no metálica tiene buena resistencia al impacto, resistencia a la vibración y reutilización, pero poca resistencia a altas temperaturas. Por lo tanto, generalmente se recomienda que la temperatura no supere los 100 °C.

Las tuercas de lengüeta se utilizan para chapas finas y piezas de placas no metálicas y se utilizan ampliamente en matrículas de automóviles, soportes de lámparas, piezas de chapa de carrocería y otras piezas. La Tabla 3 muestra la prioridad de selección de sujetadores tipo tuerca.

1.2 Plataformas al final

GB/T 2-2001 "Extremos de partes roscadas externas de sujetadores" especifica 12 tipos de extremos de sujetadores. La función principal de los lotes de sujetadores es facilitar la producción de sujetadores, el ensamblaje en el sitio y el raspado. La Tabla 4 muestra la prioridad de selección de la forma del extremo del sujetador.

1.3 Platformización de la longitud nominal

Al seleccionar la longitud de los pernos, espárragos y tornillos, asegúrese de que el extremo del perno o espárrago se extienda más allá de la superficie superior de la tuerca en al menos 2 pasos de rosca después de hacer coincidir la tuerca. Al atornillar agujeros ciegos, la longitud no debe interferir con los puntos ciegos.

Cuando los sujetadores de la especificación exacta tienen la misma longitud nominal, en principio, no se permiten múltiples longitudes de rosca. La Tabla 5 muestra la secuencia preferida para las mediciones nominales.

1.4 Principio de la plataforma de hilos

Los tipos de hilos comunes comúnmente utilizados por los fabricantes de automóviles son los hilos métricos comunes, incluidos los hilos gruesos y finos. En general, se debe seleccionar el mismo paso de rosca en la medida de lo posible para las roscas de diámetro nominal duplicado en varias series de vehículos desarrollados por la misma empresa para reducir las especificaciones.

Se pueden seleccionar diferentes precisiones de rosca de acuerdo con otros tratamientos superficiales de los sujetadores. La tolerancia de ajuste recomendada de las roscas internas y externas del sistema de fijación es de 6H/6h. La Tabla 7 muestra la secuencia preferida de precisión de rosca.

 Nota: Si el perno o la tuerca cuyo tratamiento de superficie es un revestimiento de zinc-aluminio no puede pasar suavemente por el extremo del calibrador de tope, se permite usar la tuerca o el perno correspondiente para la prueba, y se puede atornillar suavemente.

1.5 Plataformas de juntas

En principio, no se permite que las juntas existan solas. Sin embargo, si se requieren juntas para la estructura de las piezas, se recomienda que las juntas, tornillos y nueses, y los tornillos se utilizan en combinación para mejorar la eficiencia de producción.

Ámbito de aplicación de los productos de juntas:

• necesidad de tapar agujeros más grandes en las piezas que se sujetan;

• Es necesario aumentar la estructura de la superficie de contacto y reducir la tensión;

• Necesidad de proteger la superficie de las piezas que se conectan para evitar arañazos;

• Ayuda a prevenir el aflojamiento;

• Mejorar el rendimiento de fatiga de las articulaciones;

• Compense las superficies de montaje irregulares.

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Platformización de materiales de sujeción y propiedades mecánicas

2.1 Platformización de materiales y propiedades mecánicas de pernos, espárragos y tornillos

Hay 10 clases de desempeño especificadas en GB/T 3098.1—2010 Propiedades mecánicas de sujetadores, pernos, tornillos y espárragos. Sin embargo, no se recomienda utilizar todas estas 10 clases de rendimiento de sujetadores en una empresa.

Los productos por debajo del grado 8.8 no requieren tratamiento térmico. Generalmente, los diferentes grados de rendimiento se logran directamente mediante el uso de otros materiales. Por lo tanto, de acuerdo con los requisitos de grado de desempeño predeterminados en el Manual de piezas estándar para automóviles—Edición 2012, se recomiendan 4.8, 5.8, 8.8, 10.9 y 12.9.

De acuerdo con los requisitos de materiales y grados de rendimiento del estándar GB/T 3098.1-2010, combinados con la producción real, se recomiendan los materiales relacionados para cada grado de rendimiento, como se muestra en la Tabla 8.

2.2 Plataforma de materiales para tornillos autorroscantes y propiedades mecánicas

Los productos de tornillos autorroscantes no tienen marcas específicas para indicar los niveles de rendimiento. GB/T 3098.5-2000 “Tornillos autorroscantes con las propiedades mecánicas de los sujetadores” ha establecido requisitos sobre las propiedades mecánicas de los tornillos autorroscantes.

Los productos de tornillos autorroscantes están hechos de acero cementado y de cabeza fría mediante un proceso de tratamiento térmico de cementación superficial. Los materiales recomendados son SWRCH18A y SWRCH22A.

2.3 Plataforma de Materiales de Nueces y Propiedades Mecánicas

Hay muchos coeficientes de rendimiento mecánico de tuercas especificados en GB/T 3098.2-2015 "Tuercas de rendimiento mecánico para sujetadores", y se recomiendan 8 y 10.

La selección del grado de rendimiento de la tuerca depende principalmente del grado de rendimiento de los pernos, espárragos y tornillos con los que se combina. Por lo general, las tuercas de grado 8 se utilizan junto con los pernos de grado 8,8 y las tuercas de grado 10 se usan junto con los pernos de grado 10,9. Las nueces con cualidades de alto rendimiento pueden reemplazar el rendimiento. Use nueces de calidad inferior. Las clases de rendimiento de tuerca recomendadas se muestran en la Tabla 9.

2.4 Material de las arandelas planas y plataforma de propiedades mecánicas

Las arandelas planas se utilizan generalmente con pernos o tornillos, y se recomiendan dos niveles de dureza, 200HV y 300HV. Diferentes fabricantes de automóviles pueden formular las especificaciones de diámetro exterior y grosor de las juntas de la empresa de acuerdo con las necesidades reales. La Tabla 10 muestra una tabla recomendada de materiales de arandelas planas y propiedades mecánicas.

Tabla 10 Material de arandela plana y recomendaciones de propiedades mecánicas

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Platformización del tratamiento de superficies de sujetadores

Los tratamientos superficiales de sujetadores comunes incluyen lubricación, fosfatación, electrogalvanización, aleación de zinc-níquel, revestimiento de zinc-aluminio, oxidación, enchapado en cobre y enchapado en cromo. Cada tratamiento de superficie es diferente en apariencia, prevención de oxidación, conductividad, etc. Por lo tanto, la selección del tratamiento de superficie debe seleccionarse de acuerdo con el entorno de trabajo real y los requisitos de instalación, como se muestra en la Tabla 11.

 3.1 Lubricación

El aceitado consiste en aplicar una capa de aceite antioxidante en la superficie de la base del sujetador. Los sujetadores aceitados requieren que no se oxiden dentro de medio año bajo condiciones normales de almacenamiento.

 3.2 Fosfatación

La fosfatación es una reacción química y electroquímica de sujetadores con ácido fosfórico o fosfato para formar una película de conversión química de fosfato insoluble en agua. Comúnmente utilizados en automóviles son fosfatados a base de zinc y fosfatados a base de manganeso.

La dureza del fosfatado a base de zinc es baja, y existe un fenómeno de caída de polvo, por lo que no se puede utilizar en ambientes donde se requiera limpieza en carcasas de motores, transmisiones, etc. Por lo tanto, el fosfatado a base de manganeso se utiliza generalmente en carcazas interiores. como motores y transmisiones.

 3.3 Electrogalvanizado

El electro galvanizado consiste en depositar zinc metálico sobre la superficie de los sujetadores mediante un proceso electrolítico. Para reducir la actividad química del zinc y mejorar el rendimiento antioxidante y la apariencia de los sujetadores, generalmente los sujetadores galvanizados deben pasivarse con cromato para formar una película de conversión de cromato en la superficie de los sujetadores. El proceso se llama pasivación por galvanización.

La composición de la solución de cromato es diferente y se pueden obtener sujetadores de diferentes colores, como negro, blanco, rubor y verde militar. Se utilizan en cabinas de automóviles.

 3.4 Aleaciones de zinc-níquel

El proceso de producción del tratamiento superficial de la aleación de zinc-níquel es similar al del electrogalvanizado. Se forma un revestimiento de aleación de zinc-níquel en la superficie del sujetador. El contenido de níquel metálico en el recubrimiento de aleación de zinc-níquel es 12%~15%, y su costo y resistencia a la corrosión son más altos que los del electrogalvanizado. Por lo tanto, generalmente se utilizan en ambientes con alta resistencia a la oxidación y requisitos de apariencia.

3.5 Recubrimiento de zinc-aluminio

El recubrimiento de zinc-aluminio es una película delgada compuesta de escamas de metal multicapa superpuestas y adhesivos inorgánicos especiales que se forman al sumergir los sujetadores en una solución de recubrimiento de zinc-aluminio después de la limpieza y el granallado y luego se hornean a alta temperatura.

El revestimiento de zinc-aluminio tiene buena resistencia a la corrosión y no presenta riesgo de fragilización por hidrógeno. No se puede utilizar en ambientes con requisitos de conductividad eléctrica y limpieza. No se recomienda para sujetadores con especificaciones de rosca más pequeñas que M8. Generalmente se utiliza en salas de máquinas, chasis y otras áreas. El revestimiento de zinc-aluminio se puede fabricar en varios colores según se requiera, y se recomienda el revestimiento de zinc-aluminio gris plateado y el revestimiento de zinc-aluminio negro.

3.6 Oxidación

El tratamiento de oxidación consiste en sumergir el sujetador en un oxidante sólido para formar una película gruesa de óxido en la superficie del sujetador. A menudo se lo conoce como azulado o ennegrecido; su resistencia a la corrosión es menor que el fosfatado y el electro galvanizado. Como resultado, se usa menos en automóviles y no se recomienda.

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Resumir

El artículo presenta algunas experiencias resumidas en el trabajo práctico y proporciona una referencia para quienes se dedican a este trabajo.

La plataforma de sujetadores es un proceso sistemático y a largo plazo. Debe llevarse a cabo como una tarea esencial en la etapa inicial del diseño del vehículo, y el método síncrono de sujetadores y otras partes debe realizarse para evitar la congelación debido a otros factores. Provoca el problema de la dificultad en la selección de plataformas de sujeción.

Cada fabricante de automóviles puede formular los principios de selección basados en la plataforma de la empresa para sujetadores en función de su situación real, considerando de manera integral todos los aspectos del diseño, la producción, el ensamblaje y la posventa.