工程师必知的 11 种关键汽车紧固件

汽车工业生产的许多零部件，只有在装配过程中与其他零件连接后才能发挥功能。因此，汽车零部件制造依赖高公差设计，并融入连接机制特征，其中紧固件应用最为广泛。

紧固件在汽车零部件制造行业至关重要，它们辅助汽车零部件的装配与运作。根据材料、结构和预期功能，汽车紧固件可分为多种类型。本文将详细介绍不同紧固件的功能及其潜在应用场景。

按材料分类的汽车紧固件

汽车用紧固件最常见的分类方式是按制造材料。通常分为金属和塑料两大类，各自因材料特性不同而具备不同的属性和功能。

金属汽车紧固件

金属汽车紧固件通常由铁、铝合金和铜制成。根据所选材料，它们可表现出不同等级的机械性能，如强度、耐用性和耐腐蚀性。

金属紧固件形式多样，包括螺栓、螺母、弹簧和螺钉。它们耐用、可重复使用，适用于连接和固定重型汽车底盘、悬挂及发动机部件。

金属紧固件还可进行表面处理以提升功能性和美观度。汽车零部件制造中常见的处理包括镀锌和阳极氧化，以增强防锈能力和耐用性。

塑料汽车紧固件

当追求优异机械性能与更精致美观时，塑料紧固件是更佳选择。它们常用于制造销钉、垫片、连接器、垫圈等紧固件，也常与橡胶等复合材料配合使用。

塑料紧固件主要由乙烯基制成，以其拉伸强度和脆性著称。因此，它们适用于可更换或一次性使用的紧固件。此外，塑料紧固件成本低于金属件，且不导电、不生锈。

11 种常见汽车紧固件类型

除了按材料分类，汽车紧固件还可按功能分类。以下是工程师必须了解的常见类型：

螺母

螺母是用铁或铝合金制成的小型金属部件。其中心贯穿螺旋切削螺纹（可通过 3D 打印制造），可套在螺栓两供。配合垫圈，螺母与螺栓共同实现汽车零部件的紧固。螺母类型虽多，最常见的是六角螺母，特征为六边形外形。汽车行业常用的其他螺母类型包括：

• 盖形螺母：仅从一侧拧紧，另一侧为光滑圆顶面，防止划伤。
• 筒形螺母：呈圆柱形，可插入垂直于螺栓轴线的孔中。
• 法兰螺母：六角头底部直径增大，内置法兰面，无需额外垫圈。
• 滚花螺母：外径带滚花纹理，可手动拧紧。

螺栓

螺栓是带有部分螺纹的长轴、非锥形末端的紧固件。非螺纹部分称为光杆，提供精度并减少磨损。光杆长度可根据螺栓承力面位置延伸至零件界面之外。

螺栓由铁、铝合金等金属制成，结构简单却不可或缺。最常见的是六角螺栓，配合螺母或垫圈，用于固定发动机部件、仪表盘、悬挂臂等汽车零件。常见汽车螺栓类型包括：

• 法兰面六角螺栓：六角头下带法兰面，有助于分散压力并固定零件。
• 马车螺栓：头部呈圆顶状且直径加大。
• 自锁螺栓：六角头自由旋转且自锁，防止因振动松动。

螺钉

螺钉为全螺纹锥形轴紧固件，用于连接两个零件。它可自攻螺纹（自攻螺钉）或与零件内部螺纹孔配合（机用螺钉）。与螺栓不同，螺钉无需垫圈或螺母，靠螺纹自行锁紧。

最常见的是六角螺钉，类似六角螺栓但无光杆。汽车行业其他常用螺钉类型包括：

• 沉头螺钉：锥形头可与零件表面齐平。
• 圆柱头螺钉：桶状头部配合内六角套筒。
• 盘头螺钉：圆顶头部配合套筒。
• 木螺钉。
• 自攻螺钉。
• 大六角自攻螺钉：大尺寸自攻螺钉，六角头允许施加高扭矩。

汽车设计用紧固件

汽车中使用多种紧固件，各有不同性能和可靠性等级。以下是汽车设计常用紧固件：

自攻锁紧紧固件

自攻锁紧紧固件为一次性永久性紧固件，适用于汽车薄板件连接。其带有锯齿锁紧环防止旋转，形式多样，功能涵盖销钉、螺母、螺柱、盲孔件和支撑柱紧固件。

铆接紧固件

铆钉两端分别为头部和尾部，主要由钢或铝制成，实现永久性装配。类型包括实心铆钉、抽芯铆钉、管状铆钉和开口铆钉，用于连接两个或多个汽车零件。

盲孔螺纹嵌件

盲孔螺纹嵌件具有单侧安装的盲孔螺纹，适用于管材、型材等连接。

螺柱

螺柱为带外螺纹的紧固件，形似无头螺钉（部分带头）。通常为永久性紧固件，常焊接在待连接零件上。双头螺纹可配合螺母使用。汽车常见应用为轮毂螺柱，用于固定车轮。

垫圈

垫圈为中间有孔的薄平盘。配合螺母螺栓使用时，可分散螺栓载荷/压力，防止螺母松动。形状和款式多样，功能取决于待连接汽车部件。

汽车装配中，垫圈用于车轴轴承或接头，防松、减摩、防漏或分散压力。

卡扣

卡扣为塑料或金属制成的重要紧固件，具汽车与非汽车双重用途。设计多样但方案简捷。汽车制造中用于定位或固定内饰板、门板、塑料保险杠等部件。卡扣可重复使用或一次性。

夹具

夹具为常见汽车紧固件，用于固定连接发动机的软管和管路。多为金属，少数为塑料。经典设计配备螺钉拧紧夹具，进而锁紧部件。

弹簧

弹簧类金属紧固件包括弹簧卡扣、销钉、垫圈，具有弹性变形特性，用于在两个汽车部件间产生张紧力。

弹性变形确保连接牢固，同时便于零件装拆。汽车应用实例：用 R 型卡簧防止车轮从轴端脱落。

销钉

销钉紧固件可固定汽车部件并允许微量移动。材质可为塑料或金属，类型多样。

汽车常用类型包括：防止轴向移动的开口销（用于车轮）、越野车用插销、制动系统用销轴。

特种紧固件

特种紧固件具有专用设计，适用于特定行业、材料和应用。汽车制造中，当因形状、材料或应用独特性需要专用设计时采用。使用前需测试验证性能。

表面贴装紧固件

采用表面贴装技术，将紧固件直接粘接于印刷电路板焊盘上。该技术避免安装时损伤零件，提升装配速度，减少废料。

铆接式紧固件

铆接式紧固件有螺柱、螺母、支撑柱等规格，压装于非延性材料或硬度不超过铝的延性材料。安装简便，适用于表面贴装不适用的场景。

SI® 紧固件

SI® 嵌件为特种紧固件，用于需坚固永久螺纹的塑料件连接，亦适用于需频繁装拆的单元。

汽车紧固件正确拧紧的重要性

选择正确类型的汽车紧固件固然重要，但正确拧紧对其功能发挥至关重要。

拧紧不当的风险实例：发动机螺栓松动导致无法启动；制动系统紧固件拧紧不当增加事故隐患。

鉴于风险，选择正确紧固件至关重要，错误搭配会严重影响车辆性能或导致零部件损坏。

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附赠：如何消除汽车紧固件松动风险

鉴于车辆/部件性能风险及事故倾向，必须确保紧固件拧紧到位。以下方法可消除松动风险：

选用坚固材料

材料选择对紧固件性能和应用影响巨大。应选用具备所需性能的坚固材料，有效锁紧两部件。

例如：铁、铝等金属紧固件强度高、耐用；乙烯基等塑料紧固件耐用性较低但更易更换。

前期评估

评估紧固件用途可降低人工与维修成本。需确保材料性能匹配应用场景。例如在可更换部件使用金属紧固件会造成资金浪费。

扭矩测试

扭矩指拧紧紧固件所施加的旋转力，测试扭矩可降低松动几率。

扭矩-张力测试

使用 Skidmore-Wilhelm 螺栓张力校准仪等设备，测量达到指定张力所需的扭矩。

承压面测试

测定接触面积和粗糙度对摩擦的影响。

摩擦系数测试

测量表面相对滑动时的动静摩擦阻力。

结语

紧固件是连接汽车零部件的关键组件，辅助其功能实现与装配。紧固件按材料和功能衍生出多种类型和设计。本文讨论了汽车零部件制造业中不同类型紧固件的功能及应用。如有汽车紧固件制造疑问，欢迎联系我们。

常见问题

三大类螺纹紧固件是什么？

螺栓、螺钉、螺柱。六角头螺栓是汽车行业最常用紧固件。

一辆汽车有多少紧固件？

约 3,500 个。

制造紧固件的最强材料是什么？

钛合金。因其耐用性，主要用于航空航天、医疗等重载领域。