动态扭矩和静态扭矩转换计算方法

这样就产生了动力工具的设定值与表盘扳手的检测值之间的差异，也产生了动态扭矩与静态扭矩的概念。

动态扭矩是指在紧固件紧固过程中，由紧固动力工具设定或由其传感器测得的紧固过程扭矩峰值，动态扭矩不能在紧固件被紧固完之后测量。

静态扭矩是指在紧固件紧固完成之后，在一定时间内由扭矩检定工具在规定的转动幅度下继续在紧固方向上转动测得的扭矩值。

动态扭矩由工具定值机构或者传感器进行控制，精度高，需要的设备成本高，由于是转动过程中的峰值，所以不能直观地显示为最终的拧紧效果。

欧美主机厂常用动态扭矩进行工艺控制和设备配套策略，主要采用的动力工具是拧紧轴、拧紧电枪等。

（1） 动态扭矩到静态扭矩的转换

某主机厂的动态力矩到静态力矩的释放流程如图1所示。

图1 某主机厂的动态力矩到静态力矩的释放流程

在研发给出动态扭矩作为控制标准时，首先整理所有拧紧点的作业情况，将有动力工具作为最终拧紧的工序，将工具调至动态扭矩目标值，拧紧后收集静态数据，若满足力矩要求即可进行力矩预释放。

继续收集数据，进行数据分析，计算出±3σ或者±4σ，然后与经验公式和工艺范围进行比对，按照生产工艺品质的要求，进行最终释放。后期的力矩检测主要以此静态扭矩标准作为控制方案。

（2）静态扭矩到动态扭矩的转换

在研发给出静态扭矩作为控制标准时，由于最初没有动态扭矩，并不知道静态扭矩需要对应什么样的动态扭矩，且经过衰减后能保证达到静态扭矩的要求，因此需要由专门的小组在前期车辆试制阶段来完成此工作。

先将静态扭矩设定到动力工具上，进行10次一组的测量，测量要通过表盘扳手测试并记录，该扭矩为测量扭矩，需要与扭矩数据库中的扭矩数据进行对比，如果一致则可将该静态扭矩作为动态扭矩直接释放到力矩管控清单，如果不一致则需要重新设定工具的扭矩，直到测量的扭矩结果和静态扭矩一致为止。某主机厂的静态力矩到动态力矩的释放流程如图2所示。

 

图2 某主机厂的静态力矩到动态力矩的释放流程  

 

现以动态扭矩到静态扭矩为例：  

 

例如，某主机厂的某车型，其后副车架与车身连接螺栓，研发输入的为动态扭矩值200 N·m，使用的设备为拧紧轴，将设定值调至200 N·m之后，进行实车拧紧，然后使用数显扭矩扳手测量静态扭矩(见图3)，大致步骤如下：  

 

 

图3 某车型的后副车架与车身连接工序  

a、预释放流程  

收集20组数据，进行分析，如图4，满足预释放要求。

 

图4 20组数据的预释放分析结果

b、最终释放流程  

 

预释放通过之后，收集50组数据(见表1)，进行分析。  

表1 收集要进行最终释放的50组数据

对样本进行计算，计算结果如表2所示。  

 

表2 50组数据的计算结果

进行单值控制图分析，与预释放无大偏差，如图5所示。

图5 单值控制图  

 

对样本进行正态性分析，P值大于0.05，如图6所示。  

 

图6 概率图  

按照上述的过程进行之后，将±4倍公差(±4SL)范围与经验公式范围进行比较，上限取较低者：+4SL为230.72 N·m低于经验公式270 N·m；下限取较高者：-4SL为166.46 N·m低于经验公式170 N·m,如表3所示。  

拧紧工艺，作为各车企总装工厂的核心工艺，随着现代拧紧设备的飞速发展，各种以前实现不了的拧紧控制策略都已陆续实现。

可以预见：在未来发展中，会出现越来越多的更加合理的拧紧方法，而这些软硬件的发展，也将大幅提升整车拧紧装配质量，进而推动汽车行业的发展。