车身用标准件选型规范
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背 景
本标准主要介绍了车身所用标准件的常见类型，阐述了各类标准件在车身上的应用及选取则， 包括螺栓长度的选用、螺栓和螺母公称直径的选用、螺纹牙距的选用、特殊螺栓、螺母的选用等， 为以后车身标准件选用提供一个参考。
本标准适用于轿车、SUV 等车型的设计。
01
汽车车身所用标准件常见类型
汽车车身所用标准件常见类型主要分为三大类：螺栓、螺钉和螺母，每一类又根据是否焊接和结构 形式的不同分为若干类，常见的类型列举如下。
由头部和螺杆两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件，这种 连接形式称为螺栓连接，按是否焊接分为焊接螺栓与非焊接螺栓。
1.1.1 焊接螺栓
车身使用的焊接螺栓主要分为端面凸焊螺栓和承面凸焊螺栓。
1.1.1.1 端面凸焊螺栓，如图 1 所示。
图 1
螺栓端面与钣金进行凸焊，端面上三个凸焊点与钣金通过凸焊机进行熔化焊接在一起，钣金不开孔。
1.1.1.2 承面凸焊螺栓，如图 2 所示。
图 2
螺栓承接面与钣金进行凸焊，承接面上三个凸焊点与钣金通过压力机进行熔化焊接在一起，钣金需 开孔，孔大小为螺栓的公称直径 D+0.2。
1.1.2 非焊接螺栓
按螺杆结构不同分：自排屑螺栓、防松螺栓、带导向螺栓、带定位螺栓。
1.1.2.1 自排屑螺栓，如图 3 所示。
图 3
车身经电泳后，凸焊螺母表面会附着电泳液，影响导电效果。自排屑螺栓因有排缺口及凹槽，在螺栓装配过程中，会自动清除螺母表面电泳液。
1.1.2.2 防松螺栓
车身上的一些装配件，若在安装时，装配扭矩未达标（标准件拧紧力矩表见附件一），在车辆行驶 过程中，受到较多应变力，易出现螺栓松动情况，防松螺栓分为物理防松和化学防松两类。
物理防松主要在螺纹表面增加防松螺纹，在与螺母装配的过程中，增加摩擦力，如图 4 所示。
图 4
化学防松主要在螺纹表面涂防松胶（环氧基树脂），如图 5 所示。在装配过程中，防松胶发生化学 反应，增加螺栓与螺母的附着力，防松胶破坏扭矩检测表见附件二。
图 5
1.1.2.3 带导向螺栓
在实际装车过程中，某些规格较大的螺栓，仅靠头部倒角无法满足装配需求，带导向螺栓通过增大倒角来方便车间工人装配，如图 6 所示。
图 6
1.1.2.4 带定位螺栓
一般情况下，螺栓上的螺纹长度为全螺纹尺寸，但也有非全螺纹尺寸，这类件尾部没有螺纹，保留圆柱体，以达到安装定位的作用，如图 7 所示。
图 7
车身中使用的螺钉主要分为公制螺距螺钉和 ST 类型螺钉。
1.2.1 公制螺距螺钉
公制螺距螺钉根据使用车间不同，分为植焊钉和总装螺钉两类。
1.2.1.1 植焊钉
车身的植焊钉主要集中在空气室/前围板，该区域安装件较多，但出于密封性考虑不建议开孔焊凸焊螺母，植焊钉能较好的解决上述问题。在选用植焊钉时，需区分粗牙/细牙的不同，见图 8。
粗牙植焊钉牙具为 1.6mm，主要用于卡接隔热垫、盖板、管路卡扣；而细牙植焊钉牙具为 1.0mm，需与螺母配合紧固，无法直接卡接。
植焊钉在实际焊接时，在夹具上要安装导向机构（定位/方便员工操作焊枪），导向机构直径为 25mm，因此，在设计数模时，以植焊钉为圆心，在Φ 25mm 范围内不能有其他件或是焊点布置，如图 9 所示。
图 8 图 9
1.2.1.1 总装螺钉
总装螺钉与螺母配合，用于两个带有通孔零件之间的紧固连接，头部特征较螺栓好看，外露件使用较多，常用的有内六角花形螺钉、十字槽盘头螺钉，如图 10 所示。
图 10
1.2.2 ST 类型螺钉
ST 类型螺钉，如图 11 所示，螺杆上的螺纹为专用的自攻螺纹，用于紧固连接两个薄的金属构件（塑 料件），使之成为一个整体，构件上需要事先制出小孔（刺破孔），由于这种螺钉具有较高的硬度，可以 直接旋入构件的孔中，使构件中形成相应的内螺纹。
图 11
带有内螺纹孔，形状一般为扁六角柱形，也有扁方柱形或扁圆柱形，配合螺栓、螺柱或螺钉，用于 紧固连接两个零件，使之成为一个整体，工作原理是采用螺母和螺栓之间的摩擦力进行自锁，螺母分为焊接螺母和非焊接螺母两类。
1.3.1 焊接螺母
焊接螺母端面与钣金进行凸焊，钣金需开孔，孔大小为螺母公称直径D+1，如图 12 所示。
图 12
1.3.2 非焊接螺母
非焊接螺母分为六角法兰面螺母、锁紧螺母、自排屑螺母、球头螺母、拉铆螺母。
1.3.2.1 六角法兰面螺母
六角法兰面螺母尾部法兰面可以遮挡钣金过孔，同时也能增大受力面，一般情况，优先考虑使用六角法兰面螺母，如图 13 所示。
图 13
1.3.2.2 锁紧螺母
车辆在行驶过程中，因动载荷产生的应变力会使紧固件的可靠性降低，在一些关键件我们需采取一些防松措施，保证螺母锁紧的可靠性，锁紧螺母就是其中的一种防松措施。
目前锁紧螺母主要有增加法兰面摩擦力（如图 13 所示）、增加弹性垫圈（如图 14 所示）、增加锁紧螺纹（如图 15 所示）、增加锁紧限位特征（如图 16 所示）几种类型。
增加法兰面摩擦力
图 13
增加弹性垫圈
图 14
增加锁紧螺纹
图 15
增加锁紧限位特征
图 16
1.3.2.3 自排屑螺母
螺母通常包括呈柱体结构的螺母本体和轴向设置的螺孔，螺孔内壁上设有内螺纹，与螺母相配的多为柱状体的螺栓，该螺栓外壁上设有外螺纹，螺母套设于螺栓上并构成彼此间的螺纹连接配合。
但是，由于螺母内壁上和螺栓外壁上可能会有漆、锈或灰存在，当螺母旋拧于螺栓上时，漆、锈或灰将掉落并堆积于螺母和螺栓间的间隙内，影响螺母和螺栓的旋紧工作，严重地会导致螺母在螺栓上卡死，使得螺母进退两难，影响螺母的正常紧固工作。
为了解决这个问题，在螺纹孔内壁上开设沿螺母本体径向凹陷的排屑槽，如图 17 所示，该排屑槽沿螺母本体轴向设计并贯穿螺母本体，排屑槽可在螺母旋转时排出螺孔内漆、锈或灰等废屑，从而避免了螺母和螺栓的卡死，保证螺母的正常工作。
图 17
1.3.2.4 球头螺母
球头螺母是指头部外形呈球形且为盲孔，尾部为通孔的螺母，此结构的设计主要出于外观、防水及防锈考虑，如图 18 所示。
图 18
1.3.2.5 拉铆螺母
拉铆螺母又叫压铆螺母，自扣紧螺母，如图 19 所示，是应用于薄板或钣金（0.5mm-6mm）上的一种螺母，外形呈圆形，一端带有压花齿及导向槽。
其原理是通过压花齿压入钣金的预置孔位，一般而言预置孔的孔径略小于压铆螺母的压花齿，通过压力使压铆螺母的花齿挤入板内使导致孔的的周边产生塑性变形，变形物被挤入导向槽，从而产生锁紧的效果。
拉铆螺母不需要攻内螺纹，不需要焊接螺母，可以解决金属薄板焊接易穿孔，攻内螺纹易滑牙的问题。
图 19
02
汽车车身标准件选用原则
螺栓的长度要求有效螺纹超出螺母至少2-3个螺距，5mm左右为佳，见表一。
表一
螺栓、螺钉及螺母公称直径的大小主要根据载荷而定，在满足承受载荷的前提下尽量选用小尺寸， 车身常用标准件公称直径见表二。
表二
相同直径但牙距不同的紧固件无法实现连接，所以选择紧固件的时候一定要注意螺纹的牙距，如果 规格表中没有写出牙距就默认为粗牙，如果是细牙，务必在图纸和明细表中标注，车身常见螺纹的牙距见表三。
表三
带导向螺栓用于安装操作不便的部位 ，主要有安全带卷收器固定螺栓、锁扣固定螺栓、车门活动导槽固定螺栓、座椅导轨、发动机悬置等。
自排屑螺栓用于配对螺母在螺栓安装前容易被杂物堵塞的部位，主要翼子板安装螺栓、前防撞梁安装螺栓、搭铁螺栓等。
带定位凸台螺栓用于安装位置有精度要求，需要拆卸的部位，主要有铰链螺栓、限位器螺栓、机罩锁螺栓等。
螺栓头部形状主要根据承载能力和安装空间来选择，同样公称直径的方头、圆头、六角头和法兰面螺栓的承载面积不同，其承载能力也不同，参加：GB/T 16823.1-1997。
不同的头部形状，拧紧时所需要的工具也不同，有些部位安装空间小，用套筒和扳手均无法拧紧，就需要用内六角螺栓。
自攻钉的连接强度低、承载能力小，主要用于内/外饰、电器等塑料件的固定。
球头螺母用于容易进水、环境状况较差的区域，如后背门气弹簧在背门上的安装螺母，后尾灯在背门上的安装螺母，车轮螺母等。
英制螺栓、螺母主要用于安全带固定。
紧固件暴露在空气中，因电化学反应会逐渐腐蚀，所有需要经过表面处理，常用的有电镀、氧化、磷化、非电解锌片涂层处理等，在实际使用中，电镀工艺占有很大的比例。
2.9.1 镀彩锌
紧固件表面经过铬酸盐处理，生成一层彩虹色转化膜称为镀彩锌。镀彩锌层在中性盐雾试验中，抗腐蚀为 72h，因价格相对适中，一般情况下选择镀彩锌处理。表面处理代号 F34（F36 为环保材料）。
2.9.2 镀黑锌
镀黑锌成膜机理与彩色钝化的成膜机理基本相同，不同的是，在含银盐的黑色钝化中的还原产物还有Ag2O 及金属银的细小颗粒，在含铜盐的黑色钝化膜中含有 Cu2O，它们夹杂在钝化膜中，使钝化膜呈现黑色。
镀黑锌层在中性盐雾试验中，抗腐蚀在 96h，但黑色钝化的成本较高，除有外观（外露）要求的，不推荐使用。表面处理代号 F31（F38 为环保材料）。
2.9.3 达克罗
达克罗是锌铬涂层，是一种以锌粉、铝粉、铬酸和去离子水为主要成分的新型的防腐涂料，在达克罗的处理过程中，铬酸与锌、铝粉和基体金属发生化学反应，生成致密的钝化膜，这种钝化膜具有很好的耐腐蚀性能。
达克罗层在中性盐雾试验中，抗腐蚀可以达到 480h，多在一些工况环境恶劣的件上使用，车身的车门铰链螺栓就是用的达克罗处理。表面处理代号 F6（F61 为环保材料）。
附件一：标准件拧紧力矩表
附件二：防松胶破坏扭矩检测表
END
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