当汽车厂决定设计一个新的动力总成部件时,就开始了一个漫长的、复杂的过程。具体尺寸、材料和主要部件要求等设计相互联系起来,形成一个复杂的未知情况。在这种交互的产品设计流程中,单元装配所要求的方法通常被忽视,直到设计临近尾声才会想起。

经常可以看到,在考虑复杂部件紧固连接的时候,往往可选的方案已经很有限了,节省成本的机会也已丧失。这篇文章描绘了一个普通案例,然而这个案例是基于几个真实事件,在这些事件里,在总的设计过程中紧固件的问题被较早地考虑进去从而节省了成本,而这仅仅是一辆新车里的一个部件。

汽车零部件工程师在设计新车型时需要了解动力总成的外形情况而遭遇挑战。特别是动力传输单元(PTU)、变速箱和全驱单元需要用到很多螺栓。如果选用TAPTITE®自攻螺栓,这些应用有大量节省成本的机会。然而只有在初始设计团队考虑使用TAPTITE® 螺栓时才能达到节省成本的目标。在设计过程中,汽车动力总成设计者可能会邀请上下级部门或外部一级供应商介入。我们曾经看到TAPTITE® 螺栓成功案例来自这两种情况。

这个例子概述了一个动力总成部件设计团队怎样在动力传输单元(PTU)初始设计阶段与紧固件工程师合作的。紧固件工程师的目标是预防问题发生、降低现场装配成本以及减少或避免维修和质保成本。在研究过程中紧固件工程师发现,一系列的问题已经在装配PTU壳体时发生了,最严重的问题是在用常规螺栓螺母连接壳体的两半部分时发生了错牙。

PTU壳体通常是由铸铝做成的。指定的螺栓或是自动上料拧入预制螺纹孔中,或是手工拧入。有时候,无论螺栓是自动或手动拧入,螺栓可能不能很好地顺着内螺纹路径导致锁死或破坏内螺纹。错牙可能造成每个接头高达50美元的维修费用,这个费用在制造厂家的总装配单元的成本中占比很高。

在这个案例中,为了避免错牙的可能性,紧固件工程师和PTU工程团队在REMINC员工的配合下,决定使用13颗M8x1.25x35六角法兰头TAPTITE 2000® 10.9级螺栓替代常规的机牙螺栓,来装配盖子和壳体。由于TAPTITE 2000®螺栓在光孔中形成自己的内螺纹,省去了攻丝和清洗的步骤。这样,在装配线上省去攻丝和清洗带来了降低成本的第一步,一些公司预计每个孔可省4美分。

降低成本的第二步是省去了与攻丝相关的高昂的设备投资。当我们实现这两步降低成本的同时,还有一个额外的好处,就是TAPTITE2000® 螺栓可以预先插在底孔上进行自动装配,而无需手工旋入。

了解了尽早设计螺栓的重要性,紧固件工程师通常会向紧固件供应商或REMINC寻求技术支持。两者会提供扭矩-轴力测试和拧紧程序开发。这里概述了REMINC员工如何与PTU团队合作,确定选用最优紧固方案。TAPTITE 2000® 螺栓在服役期间,即使发生轴力损失,螺栓也不会掉出来,这是因为预紧力扭矩起了作用。预紧力扭矩是指螺栓在落座前转动螺栓所需的扭矩,这是一个防松指标。

从紧固件相关的角度看,在这个案例里紧固件工程师和PTU设计团队主动介入PTU的装配。他们最初考虑的是所有零部件的装配过程,并且在当时就考虑选用TAPTITE 2000®自攻螺栓。这种主动的方法带来了低成本、一致性好和高质量的产品。我们期待着看到这种方法被复制到电动汽车的厂商,用在他们的新车型上。

尽管这款老的应用使用了TAPTITE 2000® 螺栓,但今天的产品的选择将是设计更先进、性能更优越的TAPTITE PRO® 螺栓。详情请咨询REMINC/CONTI。