浅析铝合金车体的自攻钢螺套安装工艺

牛伟伟 盛腾飞 李真波

摘要：现如今社会的飞速发展，也推动了我国轨道交通事业的进步。在我国轨道交通当中，轨道车辆是最为重要的一部分，这也致使了人们在轨道车辆方面的关注度越来越高。在轨道车辆的制造过程中，需要用到大量的自攻钢螺套，该部分作用主要是车体金属部分和非金属部分的连接。但在自攻钢螺套的使用过程中。常常会出现螺套松动或脱落的问题，这对车辆行驶过程中的安全性有巨大的影响。因此。如何提高自攻钢螺套的紧固力是每一个车体制造公司都需要认真思考的问题。基于此。本文围绕着车体当中的自攻钢螺套展开论述，对其安装工艺过程中所出现的问题进行分析，并根据相应的问题进行试验，同时在试验的过程中提出改进措施。以供相关行业参考，从而推进我国轨道交通行业的发展。

关键词：自攻钢螺套;安装工艺;问题;改进措施

一、自攻钢螺套安装过程中所面临的问题

在车体上所使用的自攻钢螺套的材质一般是303或304不锈钢，该种螺丝具有较大的强度。因此在车辆行驶过程中，该种结构能够很大程度的提高车辆的安全性和可靠性。但就目前来看，在铝合金车体当中使用自攻钢螺套时，会有很多问题影响车辆的安全性。

其中问题主要表现在以下几个方面：①在自攻钢螺套的安装过程中，未能将其全部攻入车体当中;②在自攻钢螺套的安装过程中，出现钢螺套与母材不垂直的现象，这严重的影响了连接部分的强度;③自攻钢螺套打磨过多，在实际的安装或使用过程中，出现钢螺丝松动的现象。

在自攻钢螺套的使用过程中，如果出现钢螺套脱落的现象。将会严重的影响车辆的安全性和可靠性。由于钢螺套的強度较高，而车体的铝合金材料强度较低，如果出现刚落脱落的现象。铝材上的螺纹往往会出现破损情况。此时如果想要进行补救，只能重新安装异型钢螺套或者是进行补焊两种方式。其中异型钢螺套的安装需要耗费大量的时间，不利于维护成本的节约。焊接补救的方法虽然简便，但对于后期的维护保养有着巨大的影响。因此如何保障自攻钢螺套在车体上的紧固性需要每一个车辆制造厂深入思考。

二、自攻钢螺套的实际问题分析

经过大量的研究发现，自攻钢螺套在安装和使用过程中。所出现的问题和主要原因如图1所示。

根据图1可以看出，底孔质量不足是自攻钢螺套安装出现问题的主要原因，其中底孔质量问题主要集中表现在直径过小或过大。除此之外，底孔攻入不垂直也是一项重要的因素。在实际的底孔钻入时，所使用的钻头和手枪钻，对底孔质量的影响也需要进一步探究。

三、自攻钢螺套的安装试验

本文针对自攻钢螺套在车体的实际使用过程中所出现的问题进行相关试验。在试验当中，所使用的自攻钢螺套为M12×12mm。

主要实验内容如下：①在铝合金钢材上转入18个底孔。钻入方式如图2所示。其中第一行所使用的钻头直径为14.9毫米，第2行所使用的钻头直径是15毫米，第3行所使用的钻头直是15.1毫米;②测量并记录底孔的直径;③给18个底孔上安装自攻钢螺套，其中在前三列安装自攻钢螺套时，所使用的胶为乐泰胶243，在后三排底孔安装自攻钢螺套时，使用胶为乐泰胶277;④在室温下干燥24小时以后，对所有钢丝套进行扭力试验。其中所试验的扭力值为53N·m;⑤在安装好的自攻钢螺套上做好位置标记;⑥利用扳手和高强度螺栓对第一、二、四、五列自攻钢螺套进行拆卸试验，并进行记录;⑦利用棘轮扳手对第三、六列自攻钢螺套进行拆卸试验，并记录数据。

四、工艺改进措施

经过本次实验研究得，自攻钢螺套脱落的主要原因是因为其底孔直径偏大。因此针对此种现象在安装的过程中采取如下措施，能够保证自攻钢螺套的安装强度和紧固性。

（1）在车体底孔的钻取时，首先应当在车体钻取底孔的部位，进行标记。并且利用相关工具冲眼，而后在手电钻上装入直径较小的钻头。进行钻孔处理，之后改变钻头的大小进行扩孔处理;

（2）利用相关工具检查底孔的直径和深度。孔径检测装置如图3所示，当孔径检测装置的最小孔径检测棒能够进入底孔时。而最大孔径检测棒无法进入底孔时，说明敌孔径合格;如果检测装置最小孔径检测棒和最大孔径检测棒都无法进入底孔时，说明底孔孔径较小，此时如果进行自攻钢螺套的安装，将不会轻易攻入;如果检测装置最小孔径检测棒和最大孔径检测棒都能够进入底孔时，说明底孔直径较大，如果进行自攻钢螺套的安装，将会出现自攻螺套松动或脱落的现象。

（3）底孔垂直度也是螺栓钢套安装的重要参数。在进行底孔垂直度的检验时，需要将孔径检测装置插入底孔内，然后将角尺基座与底孔基材贴紧，如果角尺的另一边能够与孔径检测装置的外表完全贴合，便说明底孔的垂直度符合要求。

（4）测量抗拉抗扭力值。将抗拉抗扭力值测量装置组装好，六角头螺栓旋入安装好的自攻螺套，扭力扳手调到测量值后进行预紧，自攻螺套不产生周向转动，则抗扭合格;将测量装置中套筒取出，重新将六角头螺栓旋入安装好的自攻螺套，扭力扳手调到测量值后进行预紧，达到测量值后自攻螺套未拉出，说明自攻螺套在此预紧力作用下抗拉合格。

五、应用效果

将工艺措施应用于某车体制造的项目当中，在此项目当中，共有12台铝合金车体，所使用的自攻钢螺套共计1152颗，规格为M12*20mm。在安装过后对所有自攻钢螺套进行跟踪检查，在检查过程中发现有两枚自攻钢螺套的安装不符合标准，在53N·m的扭矩下自攻钢螺套出现松动现象，经过深入检查后发现，其中一枚自攻钢螺套在安装过程中底孔直径偏大，另一枚自攻钢螺套在安装过程中底孔垂直度不足，经过此次检验发现自攻钢螺套的一次安装合格率为99.83%，相较于工艺改进之前合格率提高了6%，在此种情况下维修和保养每台成本节约越3000元。

六、结语

本次研究及总结出的工艺措施应用后达到了预定的目标，减少了返修量，提高了生产效率，改善了产品质量，为铝合金车体的安全制造和安全运行打下了坚实的基础。

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