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第1章 绪论 1

1.1 汽车紧固设计基本过程 1

1.1.1 明确需求 1

1.1.2 设计选择 1

1.1.3 数模校核 1

1.1.4 载荷校核 1

1.1.5 子系统实验 1

1.1.6 整车装配 2

1.1.7 整车验证 2

1.1.8 批量造车验证 2

1.1.9 总结归档 2

1.2 汽车紧固失效现象 2

1.2.1 典型召回案例 2

1.2.2 失效原因分类 3

1.2.3 失效后果分类及控制策略 4

1.3 汽车紧固连接分类 4

1.3.1 夹紧力连接 5

1.3.2 浮动连接 7

1.3.3 公差调节连接 8

1.3.4 连接结构 11

1.4 汽车紧固件的发展及展望 12

1.4.1 汽车轻量化的连接件技术 12

1.4.2 紧固方案适应自动化装配 15

1.4.3 紧固件与零件的集成 15

1.4.4 新能源汽车的紧固件技术 16

第2章 汽车紧固件开发体系 17

2.1 概述 17

2.1.1 汽车紧固件连接的特点与项目节点 17

2.1.2 汽车紧固件库 23

2.1.3 紧固件扭矩共用策略 25

2.2 汽车连接点开发过程 26

2.2.1 汽车连接点开发步骤 26

2.2.2 连接点工作载荷的确定 27

2.2.3 连接点工作载荷的分析 27

2.2.4 连接点CAE分析 29

2.2.5 紧固件规格的确定及扭矩的制定 37

2.2.6 被连接件的匹配 39

2.2.7 连接点设计过程的校核及管理 41

2.3 汽车连接点的验证 41

2.3.1 连接点的扭矩轴力测试 42

2.3.2 连接点的台架试验验证 45

2.3.3 连接点的整车验证 47

第3章 内外饰紧固件开发 49

3.1 概述 49

3.2 内外饰常用紧固件 49

3.2.1 钣金紧固件 49

3.2.2 自攻钉 55

3.2.3 塑料紧固件 60

3.3 内饰典型紧固件开发 67

3.3.1 安全气囊 67

3.3.2 仪表板和副仪表板 68

3.3.3 方向盘和转向管柱 71

3.3.4 扬声器 72

3.3.5 座椅和安全带 74

3.4 外饰典型紧固件开发 76

3.4.1 牌照板 77

3.4.2 雨刷 79

3.4.3 后视镜 80

3.4.4 翼子板 82

3.4.5 尾灯 85

3.4.6 保险杠 87

3.5 典型案例分析 89

参考文献 91

第4章 车身紧固件开发 92

4.1 概述 92

4.2 焊接类紧固件 92

4.2.1 类型 93

4.2.2 性能 96

4.2.3 钣金孔设计原则 102

4.3 铆接类紧固件 104

4.3.1 类型 104

4.3.2 机械性能及应用要求 114

4.4 车身特殊位置的紧固件选用 115

4.4.1 车门铰链 115

4.4.2 车门锁体 117

4.4.3 车门锁环 118

4.4.4 焊接螺纹管设计 119

4.4.5 涉及感官质量的紧固件 121

4.5 典型案例分析 124

4.5.1 紧固件焊接问题 124

4.5.2 SPR铆接开裂 128

参考文献 129

第5章 底盘紧固件开发 131

5.1 概述 131

5.1.1 底盘用紧固件防松处理 132

5.1.2 螺栓/螺母常用材料 132

5.1.3 螺纹精度等级 132

5.1.4 紧固件尺寸和结构设计 133

5.1.5 装配方式的选择 134

5.2 底盘常用紧固件类型 137

5.2.1 套管连接类 137

5.2.2 U型连接类 137

5.2.3 板材连接类 138

5.3 悬架设计的紧固件选用 139

5.3.1 副车架连接点 139

5.3.2 转向节连接点 140

5.3.3 转向机内部连接点测试要求 141

5.3.4 转向机外球头到转向节连接点测试要求 141

5.4 传动设计的紧固件选用 142

5.4.1 发动机悬置连接点 142

5.4.2 传动轴连接点 142

5.5 制动设计的紧固件选用 143

5.5.1 车轮螺栓/螺母 143

5.5.2 刹车系统 145

5.5.3 制动盘 146

5.6 转向设计的紧固件选用 146

5.6.1 转向系统扭矩复检要求 147

5.6.2 转向管柱连接点 147

5.7 典型案例 148

5.7.1 制动盘安装扭矩设计变更 148

5.7.2 垫片设计不合理引起残余扭矩衰减严重 151

5.7.3 底盘粘滑现象的解决方法 153

5.7.4 底盘拧紧点扭矩加转角报警的解决办法 153

第6章 动力总成紧固件开发 153

6.1 概述 155

6.2 动力总成常用紧固件类型 155

6.2.1 普通螺栓、螺柱、螺母 155

6.2.2 耐热螺栓、螺柱、螺母 160

6.2.3 异型件 161

6.2.4 堵塞 161

6.2.5 其他 161

6.3 动力总成紧固件设计 162

6.3.1 曲柄连杆机构 162

6.3.2 冷却润滑系统 164

6.3.3 进排气系统 165

6.3.4 燃油系统 166

6.3.5 点火系统 166

6.3.6 传动系统 167

6.4 典型案例 169

6.4.1 曲轴前端正时连接螺栓失效分析 169

6.4.2 预涂胶紧固件失效分析 171

6.5 发展趋势及展望 172

6.5.1 新型材料螺栓的应用 173

6.5.2 超高强度螺栓的应用 174

第7章 汽车紧固件常用材料 181

7.1 概述 181

7.1.1 材料一般分类和典型表示方法 181

7.1.2 材料相关检测用试验方法标准 183

7.2 汽车紧固件常用钢材 185

7.2.1 冷镦钢 186

7.2.2 易切削钢 188

7.2.3 普通不锈钢 190

7.2.4 耐热钢 192

7.2.5 高温合金 193

7.2.6 紧固件钢材的主要缺陷及质量控制 195

7.3 汽车紧固件常用铝合金材料 195

7.3.1 国际4位数字体系铝合金牌号介绍 195

7.3.2 铝合金热处理状态代号 196

7.3.3 铝合金紧固件材料 198

7.3.4 铝合金紧固件机械性能 203

7.3.5 铝合金材料主要缺陷及质量控制 203

7.4 汽车紧固件常用金属材料改制工艺 205

7.4.1 钢丝线材改制工艺 205

7.4.2 钢板钢带改制工艺 209

7.5 汽车紧固件常用非金属材料 212

7.5.1 树脂以及复合材料 212

7.5.2 橡胶和弹性体 215

参考文献 217

第8章 汽车紧固件成形 219

8.1 概述 219

8.2 金属塑性成形 220

8.2.1 金属塑性成形的定义 220

8.2.2 金属塑性成形遵循的原理 220

8.2.3 金属塑性成形的分类及定义 222

8.3 冷镦成形基本工序介绍 224

8.3.1 切料 224

8.3.2 整形 225

8.3.3 挤压 225

8.3.4 镦粗 227

8.3.5 冲孔 228

8.3.6 切边 228

8.3.7 工序的关联性 229

8.4 冷镦设备及选用 229

8.4.1 冷镦设备分类 229

8.4.2 卧式冷镦机的选用 229

8.4.3 搓丝机 230

8.4.4 滚丝机 230

8.4.5 攻牙机 231

8.5 典型紧固件成形工艺及实例 232

8.5.1 螺栓类成形工艺及实例 232

8.5.2 螺母类成形工艺及实例 235

8.5.3 异形件成形工艺及实例 236

8.6 冷镦模具 238

8.6.1 冷镦模具设计 238

8.6.2 冷镦模具材料选择 242

8.6.3 冷镦模具失效模式分析 245

8.7 钣金类紧固件冲压成形工艺 246

8.7.1 冲压与冷冲压模的概念 246

8.7.2 冲压工序的分类 247

8.7.3 冲压模具的分类 251

8.7.4 板带材料种类 252

8.7.5 板带材料性能 252

8.8 发展趋势及展望 254

参考文献 257

第9章 汽车紧固件热处理 258

9.1 概述 258

9.1.1 热处理基本概念 258

9.1.2 金属热处理分类 259

9.1.3 汽车紧固件常用热处理方式 259

9.2 钢的热处理工艺 260

9.2.1 钢的整体热处理 260

9.2.2 钢的表面热处理 266

9.2.3 钢的化学热处理 269

9.3 其他材料汽车紧固件的热处理 275

9.3.1 铝合金紧固件的热处理 276

9.3.2 高温合金紧固件的热处理 278

9.3.3 不锈钢紧固件的热处理 279

9.4 网带炉热处理工艺与质量管理 280

9.4.1 原材料的质量检验 281

9.4.2 CQI 9标准的应用要点 281

9.4.3 设备风险点识别 286

9.5 典型汽车紧固件的热处理工艺 288

9.5.1 螺钉渗碳工艺 288

9.5.2 高强度螺栓热处理工艺 291

9.5.3 高强度螺母热处理工艺 294

9.5.4 车用滚花轮毂螺栓热处理工艺 295

9.5.5 钢材的球化退火工艺 296

参考文献 298

第10章 汽车紧固件表面处理 299

10.1 汽车紧固件表面处理的目的及工艺类型 299

10.1.1 汽车紧固件表面处理的目的 299

10.1.2 汽车紧固件腐蚀类型 299

10.1.3 汽车紧固件表面处理的工艺选择 300

10.2 电镀工艺的原理及应用 301

10.2.1 电镀前处理 301

10.2.2 电镀锌 304

10.2.3 电镀锌镍 309

10.2.4 电镀锌铁 311

10.2.5 钝化 314

10.2.6 封闭 316

10.2.7 氢脆与去氢处理 318

10.3 涂覆工艺原理与应用 323

10.3.1 涂覆前处理 323

10.3.2 锌铝涂覆工艺原理 328

10.3.3 锌铝涂覆工艺应用 331

10.3.4 面涂及摩擦系数 333

10.4 其他表面处理 335

10.4.1 磷化处理 335

10.4.2 电泳涂装 340

参考文献 344

第11章 汽车紧固件常用防松技术 347

11.1 概述 347

11.2 螺纹连接松动机理 347

11.2.1 旋转松动 350

11.2.2 非旋转松动 352

11.3 常用防松技术分类 354

11.3.1 金属防松技术 355

11.3.2 非金属防松技术 369

11.4 防松性能评定 371

11.4.1 横向振动 372

11.4.2 零部件系统台架试验及整车路试试验 374

11.4.3 典型防松技术对比 377

11.5 典型案例分析 378

11.5.1 金属防松技术案例分析 378

11.5.2 非金属防松技术案例分析 380

参考文献 382

第12章 紧固件装配 384

12.1 概述 384

12.2 紧固连接的分类 384

12.2.1 紧固连接的分类原则 384

12.2.2 紧固连接的装配方法 385

12.2.3 紧固件装配工具的控制和监控 385

12.3 紧固件装配的设计 389

12.3.1 紧固件装配设计的原则 389

12.3.2 螺栓和螺母的配对 390

12.3.3 紧固件装配空间的需求 390

12.3.4 紧固件装配边界设计 392

12.3.5 装配工具的选择 393

12.4 高精度电动拧紧设备的参数设置 393

12.4.1 推荐的参数设置流程 395

12.4.2 找帽阶段（目标值：转角） 396

12.4.3 已预紧螺栓的找帽阶段（目标值：扭矩） 397

12.4.4 预紧阶段1（目标值：扭矩） 398

12.4.5 预紧阶段1（目标值：转角） 400

12.4.6 预紧阶段2（目标值：扭矩） 401

12.4.7 终紧阶段（目标值：转角）转角法 402

12.4.8 终紧阶段（目标值：扭矩）扭矩法 403

12.4.9 参数设置规定 404

12.4.10 常见的组合方案及实施可能性的建议 404

12.5 装配结果评价 406

12.5.1 装配结果现场评价 406

12.5.2 失效案例分析 411

参考文献 418

第13章 汽车紧固件检测与失效分析 419

13.1 概述 419

13.2 汽车紧固件机械性能检测 419

13.2.1 外螺纹紧固件机械性能检测 419

13.2.2 内螺纹紧固件机械性能检测 432

13.2.3 装配性能检测 436

13.3 汽车紧固件金相检测 442

13.3.1 原材料及过程金相检测 442

13.3.2 成品金相检测 446

13.4 汽车紧固件失效分析 451

13.4.1 失效分析基础 452

13.4.2 典型失效模式及案例 457

参考文献 464