螺纹装配拧紧的实质是通过螺栓的预紧力将两个工件可靠地连接在一起, 增强连接的刚性和紧密性, 以防松和防滑, 但过大或过小的预紧力都是有害的。预紧力过大会导致螺栓被拧断, 被连接件被压碎、扭曲或断裂等严重后果; 预紧力不足, 则会致使被连接件错位、歪斜, 螺母松脱, 甚至紧固件被剪断。预紧力变化会使得零件内部应力不一致, 影响螺纹副连接的性能, 致使螺纹副疲劳寿命下降。据报道, 高达90% 的螺纹副失效是由于初始预紧不正确引起的 。因此需要严格的控制预紧力的大小及一致性。预紧力的控制方法主要有扭矩控制法、扭矩/ 转角控制法、屈服点控制法、超声波控制法及其他新兴方法等。

    扭矩控制法操作简单、直观, 是目前应用广泛的控制方法。但是采用扭矩控制法时, 预紧力与拧紧扭矩之间存在着诸如摩擦等其他影响因素, 因此预紧力离散度较高, 约为30%  。在德国工程师协会( VDI) 紧固件委员会的主持下, 经过500 次以上的拧紧试验得出: 施加扭矩的精度从10% 提高到

则对预紧力的精度无显著影响

    扭矩/ 转角控制法可将预紧力控制在15%的误差范围内 , 有效地减小了预紧力的离散度,但是该控制方法结构较复杂, 而且只有当被连接件处于塑性变形范围时该方法才能获得较好的精度 。

    屈服点控制法预紧力离散度很小, 可将螺栓拧至屈服极限, 但是控制系统复杂, 拧紧工具价格很昂贵, 且对螺栓的材料、结构和热处理要求很高 。

    超声波测量可以成功用于大尺寸螺栓, 但是当螺栓尺寸较小时, 环境影响因素甚至是操作者导致的误差都可能超过仪器的分辨率 。近,形状记忆合金及利用非接触式光学测量位移与应变的电子斑点干涉测量法

    在精密螺纹副零件自动装配系统中, 要求装配系统尽可能简单直观, 以简洁的方式完成精密的装配作业。本文提出了一种改进的扭矩法：扭矩/ 时间控制法, 通过扭矩与时间的斜率变化与系统的刚度变化关系, 得到预紧力与力矩之间的关系式, 对不同的螺纹副施加不同的扭矩,从而保证预紧力的一致性, 实现微小型螺纹副的装配, 并通过仿真对该控制方法的可行性进行了验证。

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