1、从紧固件的加紧力说起

螺栓，通过螺纹将零件连接在一起。目的之一就是提供足够可靠的加紧力。但是在螺栓紧固的过程中，只有约10-20%的扭矩力T最终会转变为需要的夹紧力F。其余的会与摩擦力相互抵消。

螺栓上紧扭矩T与轴向力F的关系为：T=K*D*F

上式中：D为螺栓公称直径（同样产品相近），K称作扭矩系数。 扭矩系数是一个由实验确定的常数。其值取决于螺纹副的几何形状（同样产品相近）以及螺纹副的摩擦情况。

我们在紧固过程中需要的是稳定适中的夹紧力。在紧固扭矩相同的条件下，扭矩系数过大，则转化的预紧力太小，导致达不到设计的预紧要求；扭矩系数过小，则会放大误差；扭矩系数不稳定，则转化的预紧力不一致，容易形成应力集中。

2、摩擦系数的意义

扭矩系数中摩擦系数是最主要的部分。摩擦系数是紧固件的一项重要参数，对螺纹连接轴力和扭矩的稳定性至关重要。各主机厂对紧固件的摩擦系数都给了具体的数值定义，如下图所示。

通常来说，摩擦系数低的优点是扭矩对轴力的转化较高，可采用的紧固件尺寸更小、等级更低，拧紧设备的量程较低。摩擦系数高的优点是拧紧后，连接件的防松性能较好，不易产生松脱和扭矩衰减。

通过以上分析可知，摩擦系数的高低各有优缺点，所以，定义具体的数值不是最重要的。对于拧紧管理来说，稳定的摩擦系数才是关键，稳定的摩擦系数能保证稳定的轴力、拧紧扭矩和角度，这样的产品才更加安全可靠。

摩擦系数，可分为总摩擦系数、螺纹摩擦系数、端面摩擦系数，目前很多OEM，对这三种摩擦系数均要求控制在范围内。三种摩擦系数满足一定的公式对应关系。（参考公式）

3、总摩擦系数和螺纹、端面摩擦系数的控制要求

如只需评估扭矩和轴力（加紧力）间的关系，控制总摩擦系数即可。在紧固件尺寸和拧紧轴力（夹紧力）不变情况下，总摩擦系数越高，拧紧扭矩则越大。如下图所示，某连接副达到轴力（夹紧力）为60KN时，总摩擦系数为0.2的拧紧扭矩是总摩擦系数为0.1拧紧扭矩的1.5倍以上。

如需详细考察螺纹和端面摩擦系数对总摩擦系数的贡献，则需要分别测试和控制螺纹和端面摩擦系数数值。看看导致总摩擦系数出现偏差的主要影响因素，进而有针对的优化端面或螺纹，让总摩擦系数控制在设定的范围内。

4、摩擦系数（扭矩系数）的影响因素

一般来说，螺纹摩擦系数的数值范围在0.10到0.30之间。但请注意，这只是一个大致范围，具体数值会受到多种因素的影响。

• 表面润滑状态‌：润滑状态是影响摩擦系数的最主要因素之一。润滑剂的类型和具体应用工艺的变化都会对摩擦系数产生影响。例如，经过电镀和达克罗涂敷后的紧固件，其摩擦系数通常较高，因此需要控制摩擦系数以保证夹紧力可控‌。
• ‌温度‌：温度的变化也会影响摩擦系数。高温会使润滑剂失效，导致摩擦系数增加；而低温则可能使润滑剂变稠，增加摩擦‌。
• ‌表面粗糙度‌：螺丝表面的粗糙度直接影响摩擦系数。表面越光滑，摩擦系数越小；反之，表面越粗糙，摩擦系数越大‌。
• 材料类型‌：螺丝的材料类型对其摩擦系数有显著影响。不同材料的螺丝在相同条件下表现出不同的摩擦系数。例如，硬质材料通常具有较高的摩擦系数，而软质材料则具有较低的摩擦系数‌
• 预紧力‌：预紧力的大小也会影响摩擦系数。预紧力越大，摩擦系数可能越高，因为预紧力会增加接触面的压力，从而增加摩擦‌
• 紧固件类型和尺寸：不同类型的紧固件（如螺栓、螺钉等）以及尺寸大小也会影响摩擦系数。一般来说，尺寸较大的紧固件具有较大的摩擦面积，可能导致更高的摩擦系数。
• 测试方法‌：摩擦系数的测试方法也会影响其数值。例如，ISO16047和VDA测试方法在测试条件和要求上有所不同，这会导致测试结果的不同‌。