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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