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摘要：在轨道交通车辆零部件的连接工作中，螺栓紧固是车辆制造过程中广泛使用的连接方式，力矩拧紧是特殊作业过程，其连接质量影响着整车的装配质量和整体运行性能。因此，针对螺栓的力矩拧紧控制问题展开研究具有十分重要的工程意义。
关键词：螺栓、残余扭矩、离散
在螺栓的组装连接作业中，拧紧过程中输出的动态扭矩最终传递到螺栓组合上时，由于紧固结构、工具精度等原因会造成一定的力矩损失。残余扭矩就是表征螺栓最终真实接收的扭矩的参数，能够更好地反映拧紧结果的好坏，是一个较为科学的检验参数。
统计过程控制（SPC）是一种基于数理统计理论的过程控制方法，广泛应用于汽车制造、电子元器件等行业，通过 SPC 检测、识别过程中可能出现的异常因素，可以消除或提前预防由于异常因素引起的质量问题。SPC 系统性的实施需要很多先决条件， 但可以利用其中的一些分析相关知识，结合汽车制造应用经验和现有的残余扭矩测试手段在螺栓拧紧过程中进行一些尝试。以下是近期以城轨车辆自锁螺母为例开展的试验情况：
螺栓结构的选择：法式双开槽螺母+平垫圈+T 型螺栓螺栓组合形式是城轨车辆常见的螺栓组合形式（如下图所示）。试验选定具体规格如下表，此规格在车外零部件安装中应用范围较广，现场试验数据采集方便：
物料编码 | 名称 |
P000000566873 | 国标 T型螺栓 M8×25 |
P000000901715 | 全金属六角头开槽螺母 M8×1.25 |
P000000900702 | 平垫片 8 |
数据采集及分析：使用现场电动扭力扳手在车上进行拧紧试验，排除严重偏离点后选取连续的 30 个点进行了数据分析结果如下：
对采集到的电动扭力扳手输出的动态扭矩值进行分析，工具的工序能力（Cpk）为 2.61，远高于 1.67，完全满足工序加工要求。具体结果如下表：
对采集到的残余扭矩数据进行分析，其 Cpk 为 1.33，结合汽车行业经验 15%、35% 的标准对最终结果进行判断，整个拧紧过程的残余扭矩在允许的波动范围内，从工艺控制的角度，过程处于稳定状态，但处于一个较为临界的边缘。具体分析见下表：
通过采集数据来看，电动扭力扳手自身有较强的工序加工能力，但最终残余扭矩有较大的离散，导致该现象的原因可能是螺母的双开槽结构导致螺纹副内的摩擦力有较大的差异。
结束语：
以上实验分析只选择了一种轨道车辆中运用较为广泛的M8型号的自锁螺母，统计过程分析整体的、系统的执行需要多规格的紧固件在不同工况下的数据，执行存在很大的难度，但其中的一些理论思路、分析方法可以在螺栓连接的失效分析工作中进行一些尝试，也可以作为特殊过程控制的一种辅助证明手段。
参考文献：
[1]刘利，冯玉伟 螺栓拧紧力矩的确定及检验方法，现代制造工厂，2002；
[2]韩克强，陈辛波 基于载荷的紧固件紧固扭矩计算，农业装备与车辆工程，2016
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