緊(jin)固件作為常見的(de)機(ji)械零部件，在工作中可(ke)能會(hui)出現裂紋(wen)、腐蝕、凹(ao)坑以及人為損(sun)傷等缺陷，將嚴重威脅(xie)著(zhu)現有結(jie)構的(de)安全性(xing)和可(ke)靠性(xing)。

        以非常(chang)貼近我(wo)們日常(chang)生活(huo)的汽車為(wei)例，串聯(lian)起汽車關鍵(jian)零部(bu)件的緊固件一旦腐蝕斷(duan)裂失效，輕則汽車故障，重則出現人員傷亡。

        在這個對(dui)緊固件的質量要(yao)求日益嚴苛的時代，高(gao)精度檢測，已成為緊固件原(yuan)材料(liao)挑選及生產(chan)制(zhi)造(zao)的必(bi)要(yao)工序！

        因此(ci)，在緊固件廠必要設立(li)表面(mian)缺陷(xian)檢(jian)(jian)測(ce)工位，并安排相應的(de)技(ji)術人(ren)員(yuan)，對生產的(de)固件進行表面(mian)缺陷(xian)檢(jian)(jian)測(ce)。

        那么(me)緊固件(jian)表面缺(que)陷種類(lei)有哪些呢(ni)？其產生(sheng)的(de)(de)原因以(yi)及檢測的(de)(de)依(yi)據(ju)又是什么(me)呢(ni)？

01緊固件常見缺陷類型及檢測要點

        汽車零部件-螺栓為(wei)例，從設計圖(tu)樣到制品，要經歷一(yi)系列工藝流程(cheng)，流程(cheng)中(zhong)存在眾多復雜因(yin)素，極有可能形成某種(zhong)缺陷(xian)，若這些缺陷(xian)未被檢(jian)測發現，或檢(jian)測手段落(luo)后(hou)而發現不(bu)了，或技術標準(zhun)不(bu)合(he)理(li)等，使(shi)得原本不(bu)應該流入市場的(de)不(bu)合(he)格(ge)品成為(wei)商(shang)品，從而成為(wei)在后(hou)續裝配服役過程(cheng)中(zhong)失效的(de)潛在因(yin)素。

        汽車零部(bu)件(jian)常見缺陷(xian)可以(yi)分為：制造工藝缺陷(xian)、原材料缺陷(xian)。

   ;     制造工藝產(chan)生的(de)缺陷

        成(cheng)(cheng)形工(gong)(gong)藝不(bu)當(dang)(dang)(dang)造成(cheng)(cheng)的(de)工(gong)(gong)藝缺陷種(zhong)類較多，例如，成(cheng)(cheng)形工(gong)(gong)藝不(bu)當(dang)(dang)(dang)所(suo)致粗晶(jing)或晶(jing)粒不(bu)均勻、成(cheng)(cheng)形工(gong)(gong)藝不(bu)當(dang)(dang)(dang)所(suo)致螺紋(wen)(wen)流線分布不(bu)順或穿流、螺紋(wen)(wen)滾壓工(gong)(gong)藝不(bu)當(dang)(dang)(dang)造成(cheng)(cheng)缺陷、加工(gong)(gong)藝不(bu)當(dang)(dang)(dang)造成(cheng)(cheng)的(de)缺陷、成(cheng)(cheng)形工(gong)(gong)藝不(bu)當(dang)(dang)(dang)導致裂(lie)紋(wen)(wen)、熱處理工(gong)(gong)藝不(bu)當(dang)(dang)(dang)導致淬(cui)火(huo)裂(lie)紋(wen)(wen)等。

① 淬火裂縫

淬火裂縫示(shi)意(yi)圖

產(chan)生(sheng)原因(yin)：在熱處(chu)理過程中，由(you)于(yu)過高的熱應(ying)力和(he)應(ying)變，都可能(neng)產(chan)生(sheng)淬(cui)(cui)火裂(lie)縫。淬(cui)(cui)火裂(lie)縫通常是不規則相(xiang)交(jiao)、無規律方(fang)向的呈(cheng)現在緊固(gu)件表面。

檢測(ce)要求：任(ren)(ren)何深(shen)度、任(ren)(ren)何長度或任(ren)(ren)何部(bu)位(wei)的(de)淬(cui)火裂(lie)縫都不允許存在。

② 鍛造裂縫

鍛(duan)造裂縫示意圖

產(chan)生原因(yin)：鍛造裂縫可能在切料或鍛造工序中產(chan)生，并位于螺栓和螺釘的頭部頂面，以及凹穴頭部隆起部分。

檢(jian)測要求：鍛造裂縫(feng)的(de)長度(du)L ：L≤d；鍛造裂縫(feng)的(de)深度(du)或者寬(kuan)度(du) b：b≤0.04d；d---螺紋公稱直徑。

③ 鍛造爆裂

鍛造爆裂示意圖

產(chan)(chan)生原因：在(zai)鍛造過程中可(ke)能產(chan)(chan)生鍛造爆裂，例(li)如在(zai)螺(luo)栓和螺(luo)釘六角(jiao)頭(tou)(tou)的(de)對角(jiao)上(shang)(shang)，或(huo)(huo)在(zai)法蘭面(mian)或(huo)(huo)圓周上(shang)(shang)，或(huo)(huo)在(zai)凹(ao)穴頭(tou)(tou)部隆起(qi)部分出現。

檢測要求：

        六角(jiao)(jiao)(jiao)頭(tou)及六角(jiao)(jiao)(jiao)法蘭面螺(luo)栓(shuan)和螺(luo)釘(ding)(ding)：六角(jiao)(jiao)(jiao)法蘭面螺(luo)栓(shuan)和螺(luo)釘(ding)(ding)的法蘭面上的鍛造爆(bao)裂，不應延(yan)伸到(dao)頭(tou)部(bu)頂面的頂圓(yuan)(倒角(jiao)(jiao)(jiao)圓(yuan))或頭(tou)下(xia)支承面內。

        對角上(shang)的(de)(de)鍛(duan)造爆裂(lie)(lie)，不應使對角寬度(du)減小到(dao)低(di)于(yu)規定的(de)(de)最小尺寸。螺栓和螺釘凹(ao)穴頭部(bu)隆起(qi)部(bu)分(fen)的(de)(de)鍛(duan)造爆裂(lie)(lie),其(qi)寬度(du)不應超過 0. 06d 或深度(du)低(di)于(yu)凹(ao)穴部(bu)分(fen)。

        圓頭螺(luo)(luo)栓和(he)螺(luo)(luo)釘及(ji)六角法(fa)蘭面螺(luo)(luo)栓：螺(luo)(luo)栓和(he)螺(luo)(luo)釘及(ji)六角法(fa)蘭面和(he)圓頭圓周上的(de)鍛造(zao)爆(bao)裂(lie)的(de)寬(kuan)度，不(bu)應超過下列極(ji)限：≤0.08dc(或(huo) dk) (只有一(yi)(yi)個(ge)鍛造(zao)爆(bao)裂(lie)時(shi)(shi)) ；≤0.04dc(或(huo) dk)(有兩個(ge)或(huo)更多的(de)鍛造(zao)爆(bao)裂(lie)時(shi)(shi)，其(qi)中有一(yi)(yi)個(ge)允許到 0.08dc 或(huo) dk，其(qi)中d 一(yi)(yi)螺(luo)(luo)紋公稱直(zhi)徑(jing)；dc---頭部(bu)或(huo)法(fa)蘭直(zhi)徑(jing)；dk---頭部(bu)直(zhi)徑(jing)。

④ 剪切爆裂

剪切爆裂示(shi)意(yi)圖

產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)原因(yin)：在(zai)鍛造過程中可能產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)剪切(qie)爆(bao)裂，例如在(zai)圓頭或法蘭(lan)面(mian)(mian)產(chan)(chan)品的(de)圓頭或法蘭(lan)面(mian)(mian)的(de)周圍出(chu)現(xian)，通常和產(chan)(chan)品軸心線約成 45°。也可能產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)在(zai)六角產(chan)(chan)品的(de)對邊平面(mian)(mian)上。

檢測要求：

        六角(jiao)頭及六角(jiao)法蘭面(mian)螺(luo)栓和螺(luo)釘(ding)：六角(jiao)法蘭面(mian)螺(luo)栓和螺(luo)釘(ding)的(de)法蘭面(mian)上(shang)的(de)剪切爆裂(lie)(lie)，不(bu)應(ying)延伸到頭部(bu)頂面(mian)的(de)頂圓(yuan)(倒角(jiao)圓(yuan))或頭下支承面(mian)內。對角(jiao)上(shang)的(de)剪切爆裂(lie)(lie)，不(bu)應(ying)使(shi)對角(jiao)寬度減小(xiao)到低于規定(ding)的(de)最小(xiao)尺寸。

        螺(luo)栓和螺(luo)釘凹穴(xue)頭部(bu)(bu)隆起部(bu)(bu)分(fen)的鍛(duan)造爆裂,其寬度不應(ying)超過 0. 06d 或(huo)深度低于凹穴(xue)部(bu)(bu)分(fen)。

        圓(yuan)頭螺(luo)栓(shuan)(shuan)和螺(luo)釘及(ji)六角法蘭面螺(luo)栓(shuan)(shuan)：螺(luo)栓(shuan)(shuan)和螺(luo)釘及(ji)六角法蘭面和圓(yuan)頭圓(yuan)周上的(de)剪(jian)切爆裂(lie)的(de)寬度(du)，不應超(chao)過(guo)下列極(ji)限：≤0.08dc(或 dk) (只有(you)一(yi)個剪(jian)切爆裂(lie)時) ；≤0.04dc(或 dk)(有(you)兩個或更(geng)多的(de)剪(jian)切爆裂(lie)時，其(qi)中(zhong)有(you)一(yi)個允許到 0.08dc 或 dk ，其(qi)中(zhong)d 一(yi)螺(luo)紋公稱直徑(jing)；dc---頭部(bu)或法蘭直徑(jing)；dk---頭部(bu)直徑(jing)。

        原材料(liao)的缺陷

        原材(cai)料缺陷主要包括表(biao)面(mian)裂紋(wen)、表(biao)面(mian)折疊、表(biao)面(mian)脫(tuo)碳、表(biao)面(mian)粗晶環、殘余縮(suo)孔和夾雜缺陷等。

① 原材料的裂紋和條痕

原材料的裂紋和條(tiao)痕示意圖

產生原因：原材(cai)料的(de)裂紋和條痕(hen)通常是沿螺紋、光(guang)桿或頭部(bu)縱向延伸的(de)一條細直線或光(guang)滑曲線的(de)缺陷(xian)。裂紋和條痕(hen)通常是制造緊固件的(de)原材(cai)料中固有的(de)缺陷(xian)。

檢測要求：裂紋或條痕的(de)深度(du)(du)：≤0.03d。如果裂紋或條痕延伸到(dao)頭部，則(ze)不(bu)應超出(chu)對鍛(duan)造爆裂規定的(de)寬度(du)(du)和(he)深度(du)(du)的(de)允許極(ji)限，d為螺紋公(gong)稱直徑(jing)

② 凹痕

凹痕(hen)示(shi)意圖

產生原因：凹痕是(shi)在(zai)鍛造(zao)或(huo)(huo)鐓鍛過程中，由于金屬(shu)未填滿而呈現在(zai)螺栓或(huo)(huo)螺桿表(biao)面上的淺坑或(huo)(huo)凹陷。凹痕是(shi)由切(qie)屑(xie)或(huo)(huo)剪切(qie)毛(mao)刺(ci)或(huo)(huo)原材(cai)料的銹層(ceng)造(zao)成的痕跡(ji)或(huo)(huo)壓(ya)印，并在(zai)鍛造(zao)或(huo)(huo)鐓鍛工序中未能(neng)消(xiao)除。

檢測要(yao)求：凹痕(hen)(hen)的深度 h：h≤0.02d（最大值(zhi)為 0.25mm）。凹痕(hen)(hen)的面(mian)積：支承(cheng)面(mian)上凹痕(hen)(hen)面(mian)積之和，不(bu)應(ying)超過支承(cheng)面(mian)總面(mian)積的 10%。d為螺紋公(gong)稱直徑(jing)。

③ 皺紋

皺紋(wen)示(shi)意圖(tu)

產(chan)(chan)生原因：皺(zhou)紋是在(zai)鍛(duan)造(zao)過程中，呈現在(zai)緊固件表面的金(jin)屬折(zhe)疊。在(zai)鐓(dui)鍛(duan)的一次沖擊過程中，由(you)于(yu)體(ti)積不(bu)足和形狀不(bu)一造(zao)成材(cai)料的位(wei)移(yi)而產(chan)(chan)生皺(zhou)紋。

檢測要求：位于或(huo)(huo)低于支承面的(de)內拐角(jiao)(jiao)上不允(yun)許(xu)有皺紋，但在上述圖示(shi)或(huo)(huo)產品(pin)標準中特殊允(yun)許(xu)者例(li)外(wai)(wai)。在外(wai)(wai)拐角(jiao)(jiao)上的(de)皺紋允(yun)許(xu)存在。

④ 切痕

切痕示意(yi)圖

產生原因：切痕是縱(zong)向(xiang)或周向(xiang)方向(xiang)淺的溝(gou)槽，在鐓鍛(duan)的一次(ci)沖擊過程中(zhong)，由于(yu)體積不足和(he)形(xing)狀不一造成材料的位移而產生皺紋。

檢測要求：在(zai)光桿、圓(yuan)角或支承面上，由于加工(gong)產生的(de)切痕，其表面粗糙度不(bu)應超過Ra=3.2μm

02 基于機器視覺技術的檢測方法

        工業(ye)4.0時(shi)代，針對市場緊固(gu)件生產越來越趨(qu)于(yu)精密化，而用人(ren)成本不(bu)斷增(zeng)高，人(ren)工效率及穩(wen)定(ding)性也不(bu)高，誤(wu)檢(jian)、漏檢(jian)比(bi)率高。

        目前市場，推出基于機(ji)器視覺的檢測方(fang)法(fa)，檢測原理(li)是通過(guo)CCD相機(ji)拍照，軟件進行圖像分析，這種方(fang)法(fa)高效、高速、非接觸(chu)的檢測。

        就例如螺絲螺母螺紋檢測，對于品質要求極為嚴格，大多廠家主要采用的是機械檢測方法。常用的有螺紋量規、工具顯微鏡、和其他通用量儀等，這些方法都是手工進行的，不僅檢測速度慢、檢測精度低，而且，螺絲螺母的使用量一般都很大，都是大批量生產，這時外觀檢測依靠人工是完全應付不過來的，所以只能采用機器視覺檢測設備來進行品質檢測。