Princípio de seleção de plataforma de fixadores de metal para automóveis

Para reduzir os custos de produção e gerenciamento de fixadores de metal para automóveis, minimizar a variedade de fixadores de metal e obter generalização e serialização, a partir dos elementos estruturais de fixadores (forma de chave, forma de extremidade, comprimento nominal, rosca), material A plataforma de parafusos , pinos, parafusos, porcas e arruelas é discutido em termos de propriedades mecânicas e tratamento de superfície, fornecendo uma referência para a plataformatização de fixadores por vários fabricantes de automóveis.

Com o desenvolvimento contínuo da indústria automobilística, o trabalho de plataforma de fixadores está sendo usado para conter o aumento dos custos de produção e gerenciamento causados pelo aumento do número de fixadores de metal (doravante referidos como fixadores) por mais e mais automóveis. Os fabricantes prestam atenção.

O artigo discute a plataformatização de fixadores sob três aspectos: elementos estruturais, materiais, propriedades mecânicas e tratamento de superfície.

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Plataformatização de Elementos Estruturais

Os elementos estruturais incluem principalmente forma de chave, forma final, comprimento nominal e 4 aspectos.

1.1 Plataformatização na forma de chaveamento

Atualmente, as estruturas de torção comumente usadas pelos fabricantes de automóveis incluem:

• Estrutura de superfície de flange hexagonal.
• Estrutura da cabeça hexagonal.
• Estrutura padrão hexagonal externa.
• Estrutura do sulco cruzado.
• Estrutura padrão hexagonal interna.

1.1.1 Platformização na forma de chave de parafusos

A forma de torção dos produtos de parafuso é principalmente estruturas de torção externas, incluindo cabeça hexagonal, superfície de flange hexagonal, hexagonal externo, etc.

A área de suporte dos parafusos de flange hexagonais é mais significativa do que a dos parafusos de cabeça hexagonal comuns, que podem dispersar a pressão na superfície de suporte e evitar a deformação da conexão com a peça de conexão. Sob o mesmo fator de atrito, é necessário um torque de montagem maior do que os parafusos de cabeça hexagonal. O efeito antiafrouxamento do flange de cabeça também é significativamente melhor do que o dos parafusos de cabeça hexagonal.

No projeto de automóveis, recomenda-se o uso de parafusos de flange hexagonais, mas às vezes os parafusos de cabeça hexagonal também são selecionados para melhorar a eficiência da produção. Por exemplo, uma determinada estação na oficina de produção precisa instalar parafusos de especificações M8 e M102. Os parafusos frontais (Q184) requerem 2 tipos de ferramentas de instalação.

Se os parafusos M8 usarem parafusos de cabeça sextavada (Q150B) e os parafusos M10 usarem parafusos de face flangeada hexagonal (Q184), a oficina de produção precisa apenas de um soquete de 13 mm para concluir a montagem de dois tipos de parafusos, economizando tempo na substituição das ferramentas de instalação .

O parafuso padrão hexagonal externo requer um pequeno espaço de montagem e o método de instalação do soquete hexagonal não é adequado. Considere usar esse tipo de parafuso em um ambiente limitado pelo espaço. A Tabela 1 mostra a prioridade de seleção de fixadores do tipo parafuso.

1.1.2 Platformização em forma de aparafusamento

A forma de torção do parafuso é uma estrutura de chave interna, incluindo principalmente sulco cruzado, hexágono interno, seis flores internas e assim por diante. Além disso, os parafusos de rebaixo cruzado estão disponíveis em cabeça chata, cabeça escareada, cabeça semi-escavada e outros tipos de acordo com o formato da cabeça. Eles são selecionados de acordo com o espaço de montagem e os fatores de forma e geralmente são usados para peças de carroceria, elétricas, internas e externas.

Parafusos de cabeça sextavada e os parafusos de cabeça cilíndrica têm formatos de cabeça diferentes, incluindo cabeça cilíndrica, cabeça cilíndrica baixa, cabeça panela, cabeça escareada e cabeça semi-escavada. Eles são geralmente usados para peças de carcaça, como motores e transmissões e em moldes de automóveis. Também amplamente utilizado. É adequado para ocasiões em que o espaço da chave é pequeno e uma extensa superfície de suporte é preferida.

Os dois tipos de parafusos são recomendados para usar a forma de chave hexagonal e, no mesmo produto ou na mesma linha de produção, não é adequado usar esses dois tipos de documentos de torção simultaneamente. A Tabela 2 mostra a prioridade da seleção do fixador de parafuso.

1.1.3 Plataformas na forma de chave de porcas

Os produtos de porca são geralmente usados com parafusos, pinos e parafusos para formar um sistema de fixação. As porcas com flange hexagonal têm o mesmo efeito que os parafusos com flange hexagonal. Se a estrutura permitir, a porca de flange hexagonal é preferida.

As porcas de tampa são usadas em ocasiões com requisitos de aparência ou proteção, como portas traseiras e bagageiros, que são frequentemente usados.

As contraporcas de face flangeada hexagonal incluem todas as porcas de fixação de metal e porcas de inserção não metálicas. A contraporca toda em metal produz um efeito de trava apertando a rosca para deformar a linha. A contraporca toda em metal tem boa resistência à temperatura, mas não é adequada para peças desmontadas com frequência.

A contraporca de pastilha não metálica tem boa resistência ao impacto, resistência à vibração e reutilização, mas baixa resistência a altas temperaturas. Portanto, geralmente é recomendado que a temperatura não exceda 100 °C.

As porcas reed são usadas para chapas finas de metal e peças de placas não metálicas e são amplamente utilizadas em placas de carros, suportes de lâmpadas, peças de chapas metálicas e outras peças. A Tabela 3 mostra a prioridade de seleção dos fixadores do tipo porca.

1.2 Plataforma no final

GB/T 2-2001 “Extremidades das partes roscadas externas de fixadores” especifica 12 tipos de extremidades de fixadores. A principal função dos lotes de fixadores é facilitar a produção de fixadores, a montagem no local e a raspagem. A Tabela 4 mostra a prioridade de seleção da forma final do fixador.

1.3 Platformização do comprimento nominal

Ao selecionar o comprimento dos parafusos, prisioneiros e parafusos, certifique-se de que a extremidade do parafuso ou prisioneiro se estende além da superfície superior da porca em pelo menos 2 passos de rosca após combinar com a porca. Ao aparafusar em furos cegos, o comprimento não deve interferir nos pontos cegos.

Quando os fixadores da especificação exata têm o mesmo comprimento nominal, em princípio, vários comprimentos de rosca não são permitidos. A Tabela 5 mostra a sequência preferencial para medições nominais.

1.4 Princípio da plataforma de discussão

Os tipos de rosca comuns comumente usados pelos fabricantes de automóveis são roscas métricas comuns, incluindo rosca grossa e rosca fina. Geralmente, o mesmo passo de rosca deve ser selecionado tanto quanto possível para as roscas de diâmetro nominal duplicadas em várias séries de veículos desenvolvidos pela mesma empresa para reduzir as especificações.

Diferentes precisões de rosca podem ser selecionadas de acordo com outros tratamentos de superfície dos fixadores. A tolerância de ajuste recomendada das roscas internas e externas do sistema de fixação é de 6H/6h. A Tabela 7 mostra a sequência preferida de precisão de rosca.

 Observação: Se o parafuso ou porca cujo tratamento de superfície é revestimento de zinco-alumínio não puder passar suavemente pela extremidade do medidor de parada, é permitido usar a porca ou parafuso correspondente para teste e pode ser aparafusado suavemente.

1.5 Plataforma de juntas

Em princípio, as juntas não podem existir sozinhas. No entanto, se forem necessárias juntas para a estrutura das peças, recomenda-se que as juntas, parafusos e porcas, e parafusos podem ser usados em combinação para melhorar a eficiência da produção.

Escopo de aplicação de produtos de vedação:

• necessidade de cobrir furos maiores nas peças a serem fixadas;

• É necessário aumentar a estrutura da superfície de contato e reduzir o estresse;

• Necessidade de proteger a superfície das peças a serem conectadas para evitar arranhões;

• Ajuda a prevenir o afrouxamento;

• Melhorar o desempenho à fadiga das articulações;

• Compensa superfícies de montagem irregulares.

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Plataforma de materiais de fixação e propriedades mecânicas

2.1 Platformização de materiais e propriedades mecânicas de parafusos, prisioneiros e parafusos

Existem 10 classes de desempenho especificadas em GB/T 3098.1—2010 Propriedades mecânicas de fixadores, porcas, parafusos e pernos. No entanto, não é recomendável usar todas essas 10 classes de desempenho de fixadores em uma empresa.

Produtos abaixo do grau 8.8 não requerem tratamento térmico. Geralmente, diferentes graus de desempenho são obtidos diretamente usando outros materiais. Portanto, de acordo com os requisitos de grau de desempenho padrão no Auto Standard Parts Manual—2012 Edition, 4.8, 5.8, 8.8, 10.9 e 12.9 são recomendados.

De acordo com os requisitos de materiais e graus de desempenho no padrão GB/T 3098.1-2010, combinados com a produção real, os materiais relacionados para cada grau de desempenho são recomendados, conforme mostrado na Tabela 8.

2.2 Plataforma de materiais de parafuso autorroscante e propriedades mecânicas

Os produtos de parafuso autorroscante não possuem marcações específicas para indicar os níveis de desempenho. GB/T 3098.5-2000 “Parafusos autorroscantes com propriedades mecânicas de fixadores” fez exigências sobre as propriedades mecânicas de parafusos autorroscantes.

Os produtos de parafuso auto-roscante são feitos de aço endurecido e de cabeça fria por processo de tratamento térmico de cementação de superfície. Os materiais recomendados são SWRCH18A e SWRCH22A.

2.3 Plataforma de Materiais de Porcas e Propriedades Mecânicas

Existem muitos coeficientes de desempenho mecânico de porcas especificados em GB/T 3098.2-2015 “Porcas de desempenho mecânico para fixadores”, e 8 e 10 são recomendados.

A seleção do grau de desempenho da porca depende principalmente do grau de desempenho dos parafusos, prisioneiros e parafusos com os quais ela é combinada. Geralmente, porcas de grau 8 são usadas em conjunto com parafusos de grau 8.8 e porcas de grau 10 são usadas em conjunto com parafusos de grau 10.9. Porcas com qualidades de alto desempenho podem substituir o desempenho. Use nozes de qualidade inferior. As classes de desempenho recomendadas da porca são mostradas na Tabela 9.

2.4 Material da arruela plana e plataforma de propriedades mecânicas

As arruelas planas são geralmente usadas com parafusos ou parafusos, e dois níveis de dureza, 200HV e 300HV, são recomendados. Diferentes fabricantes de automóveis podem formular as especificações de diâmetro externo e espessura das juntas da empresa de acordo com as necessidades reais. A Tabela 10 mostra uma tabela recomendada de materiais de arruela plana e propriedades mecânicas.

Tabela 10 Material da Arruela Plana e Recomendações de Propriedades Mecânicas

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Plataforma de Tratamento de Superfície de Fixador

Os tratamentos comuns de superfície de fixadores incluem lubrificação, fosfatação, eletrogalvanização, liga de zinco-níquel, revestimento de zinco-alumínio, oxidação, revestimento de cobre e revestimento de cromo. Cada tratamento de superfície é diferente em aparência, prevenção de ferrugem, condutividade, etc. Portanto, a seleção do tratamento de superfície precisa ser selecionada de acordo com o ambiente de trabalho real e os requisitos de instalação, conforme mostrado na Tabela 11.

 3.1 Lubrificação

Lubrificar é aplicar uma camada de óleo antiferrugem na superfície da base do fixador. Fixadores lubrificados exigem que nenhuma ferrugem ocorra dentro de meio ano sob condições normais de armazenamento.

 3.2 Fosfatação

A fosfatação é uma reação química e eletroquímica de fixadores com ácido fosfórico ou fosfato para formar um filme de conversão química de fosfato insolúvel em água. Comumente usados em automóveis são a fosfatação à base de zinco e a fosfatação à base de manganês.

A dureza da fosfatização à base de zinco é baixa e há um fenômeno de queda de pó, por isso não pode ser usada em ambientes onde a limpeza é necessária na carcaça de motores, transmissões, etc. Portanto, a fosfatização à base de manganês é geralmente usada em casos internos como motores e transmissões.

 3.3 Eletrogalvanização

A eletrogalvanização é o depósito de zinco metálico na superfície dos fixadores usando um processo eletrolítico. Para reduzir a atividade química do zinco e melhorar o desempenho antiferrugem e a aparência dos fixadores, geralmente os fixadores galvanizados precisam ser passivados por cromato para formar um filme de conversão de cromato na superfície dos fixadores. O processo é chamado de passivação de galvanização.

A composição da solução de cromato é diferente, podendo ser obtidos fixadores de diversas cores, como preto, branco, blush e verde militar. Eles são usados em táxis de carros.

 3.4 Ligas de zinco-níquel

O processo de produção do tratamento de superfície da liga de zinco-níquel é semelhante ao da eletrogalvanização. Um revestimento de liga de zinco-níquel é formado na superfície do fixador. O teor de metal níquel no revestimento de liga de zinco-níquel é 12%~15%, e seu custo e resistência à corrosão são maiores do que os da eletrogalvanização. Portanto, eles são geralmente usados em ambientes com alta resistência à ferrugem e requisitos de aparência.

3.5 Revestimento de zinco-alumínio

O revestimento de zinco-alumínio é um filme fino composto de flocos de metal multicamadas sobrepostos e adesivos inorgânicos especiais formados pela imersão dos fixadores em solução de revestimento de zinco-alumínio após limpeza e jateamento e, em seguida, cozimento em alta temperatura.

O revestimento de zinco-alumínio tem boa resistência à corrosão e nenhum risco de fragilização por hidrogênio. Não pode ser usado em ambientes com requisitos de condutividade elétrica e limpeza. Não é recomendado para fixadores com especificações de rosca menores que M8. Geralmente é usado em casas de máquinas, chassis e outras áreas. O revestimento de zinco-alumínio pode ser fabricado em várias cores, conforme necessário, e revestimento de zinco-alumínio cinza-prata e revestimento de zinco-alumínio preto são recomendados.

3.6 Oxidação

O tratamento de oxidação consiste em imergir o fixador em um oxidante sólido para formar um filme de óxido espesso na superfície do fixador. Muitas vezes é referido como azulado ou escurecido; sua resistência à corrosão é menor do que a fosfatação e a eletrogalvanização. Por isso, é menos utilizado em automóveis e não é recomendado.

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Resumir

O artigo apresenta algumas experiências sintetizadas em trabalhos práticos e serve de referência para quem se dedica a esse trabalho.

A plataformatização de fixadores é um processo sistemático e de longo prazo. Ele precisa ser realizado como uma tarefa essencial no estágio inicial do projeto do veículo, e o método síncrono de fixadores e outras peças deve ser realizado para evitar o congelamento devido a outros fatores. Causa o problema de dificuldade na seleção de plataformas de fixação.

Cada fabricante de automóveis pode formular os princípios de seleção baseados em plataforma da empresa para fixadores com base em sua situação real, considerando de forma abrangente todos os aspectos de design, produção, montagem e pós-venda.