Способ клепки Советский патент 1991 года по МПК B21J15/02 

Фм.1

Изобретение относится к клепально- сборочным работам, в частности к способам клепки пакетов деталей из разнородных материалов, например алюминиевого сплава и волокнистых композиционных материалов.

Целью изобретения является повышение качества при осуществлении клепки деталей из разнородных материалов различной твердости путем обеспечения требуемого гарантированного радиального натяга по толщине каждой из деталей пакета.

На фиг. 1 показан собранный пакет деталей перед клепкой, исходное положение; на фиг. 2 - этап внедрения вкладыша в стержень заклепки; на фиг. 3 - окончательно образованное заклепочное соединение.

Способ клепки заключается в следующем.

Пакет образуют из детали 1, выполненной, например, из алюминиевого сплава, и детали 2, выполненной из более твердого материала,-например волокнистого композиционного материала. В пакете деталей образуют отверстие, в котором размещают заклепку 3 с глухим осевым отверстием 4, выполненным со стороны тбрца стержня заклепки. При этом закладную головку заклепки размещают со стороны детали, выполненной из материала меньшей жесткости (алюминиевого сплава). В глухое отверстие 4 устанавливают вкладыш 5, изготовленный из материала, твердость которого превышает твердость материала заклепки. После этого осуществляют сжатие пакета деталей посредством прижима 6 и опорного пуансона 7. В полость прижима 6 вводят пуансон 8 с выступом 9. Диаметр выступа несколько меньше диаметра глухого отверстия А. Прикладывая к пуансону 8 осевое усилие, осуществляют внедрение вкладыша 5 в материал стержня заклепки. .Часть стержня заклепки, располагаемая в пределах толщины детали 1, раздается и полностью заполняет полость отверстия с созданием требуемого радиального натяга. После этого пуансон 8 удаляют и к торцу стержня подводят расклепывающий пуансон 10 с плоской рабочей поверхностью, с помощью которого производят окончательное формообразование замыкающей голо- в ки заклепки 11 путем осадки выступающего из пакета конца стержня заклепки,

Глубину внедрения вкладыша в неослабленную отверстием 4 часть стержня заклепки в зоне менее жесткой (алюминиевой) детали определяют из соотношения, полученного в результате исследований метода и расчетов. В качестве исходной предпосылки принято условие равенства двух объемов: объема, необходимого для заполнения зазора между стержнем заклепки и отверстием в алюминиевой детали с созданием радиального натяга величиной 4%, и объема материала, вытесненного вкладышем при внедрении в алюминиевую деталь, который также обеспечивает радиальный натяг.

УА| Увкл, (1)

где VAI - объем на заполнение зазора и

обеспечение натяга в зоне менее жесткой

(алюминиевой) детали;

Увкл - объем вытесненного материала при внедрении вкладыша в менее жесткую

(алюминиевую) деталь, обеспечивающий

натяг

VAI Уразд - VCT, (2)

где Уразд - объем после раздачи стержня заклепки в-зоне менее жесткой (алюминиевой) детали;

VCT - объем стержня заклепки

где ds диаметр стержня заклепки;

йразд- диаметр стержня заклепки после раздачи,Ьд| толщина менее жесткой детали;

Увкл -

71 d

вкл

h. (4)

4Q где h - глубина внедрения вкладыша в менее жесткую алюминиевую деталь.

После приведения выражения (2) с учетом выражений (3) и (4) получим

45

У-/(d 2р.ад - d S ) 0

л d

вкл

h,

h

разд

-d$

о

d вкл

h AI

(5) (6)

Учитывая, что усилие раздачи, действу ющее на стержень заклепки в зоне менее жесткой детали определяется из формулы

Рразд p-tt-dpaafl-hAI-frp, (7)

где Р - удельное давление на контактной поверхности соединения;

йразд - диаметр стержня заклепки в зоне детали с меньшей жесткостью (алюминиевой);

hAi - толщина менее жесткой (алюминиевой) детали - длина контактной поверхности;

frp - коэффициент трения. Отсюда

Р -л d

разд

разд

гтр

(8)

Подставляя выражение (8) в выражение (6), получим

h ( d разд - d3 ) Р разд ,дч Л Р Л d разд ftp

о $вкл

Пример. В пакете деталей, одна из которых (толщиной 2 мм) из алюминиевого сплава Д16, а другая (толщиной 2 мм) из композиционного материала - углепластика (КМУ-1), выполняется отверстие. В нем размещается заклепка из алюминиевого сплава В65 диаметром 4 мм с выполненным в ней глухим осевым отверстием диаметром 2 мм. В глухое отверстие заклепки устанавливается стальной вкладыш диаметром 2 мм, пакет сжимается и осуществляется предварительная деформация стержня заклепки специальным пуансоном путем внедрения вкладыша в неослабленную отверстием часть стержня заклепки. После этого расклепывающим пуансоном производится окончательное формообразование замыкающей головки заклепки.

В отличие от известного в предлагаемом способе клепки в зоне каждой детали пакета создается гарантированный радиальный натяг: 1% - в зоне детали из углепластика и 3-4% - в зоне алюминиевой детали. При этом внедрение вкладыша в неослабленную часть стержня заклепки проводится на. глубину 1 мм и определяется следующим образом

где do - диаметр отверстия в пакете;

А - величина натяга в зоне менее жесткой (алюминиевой) детали;

ds диаметр заклепки.

h -

4,16

3 0,975-- 1 мм

0

5

0

5

0

5

0

Предлагаемый способ соединения деталей из разнородных материалов клепкой более эффективен по сравнению с известным, поскольку позволяет повысить качество заклепочного соединения за счет обеспечения гарантированного натяга в соединении в результате раздачи стержня заклепки в зоне каждой детали пакета на определенную величину.

Формула изобретения Способ клепки, заключающийся в образовании отверстия в пакете деталей, размещении в нем заклепки с закладной головкой и глухим осевым отверстием, выполненным со стороны торца стержня заклепки, установке в полости глухого отверстия вкладыша и последующего образования замыкающей головки путем приложения осевого усилия к выступающему концу стержня заклепки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества при осуществлении клепки деталей из разнородных мате- риэлов различной твердости путем обеспечения требуемого гарантированного радиального натяга по толщине каждой из деталей пакета, закладную головку размещают со стороны детали пакета меньшей твердости, глухое отверстие в стержне выполняют глубиной, обеспечивающей длину сплошной части стержня заклепки не меньше толщины детали пакета меньшей твердости, перед образованием замыкающей головки осуществляют деформирование сплошной части стержня закпепки путем внедрения вкладыша в материал стержня заклепки на глубину h, определяемую из соотношения

- С ° разд

-dS)

разд

Р п d

разд

f

тр

Изобретение касается клепально-сбо- ро чных работ и относится в частности, к способам клепки пакетов деталей из разнородных материалов. Цель - повышение качества при осуществлении клепки деталей из разнородных материалов различной твердости путем обеспечения требуемого гарантированного радиального натяга по толщине каждой из деталей пакета. В пакете деталей выполняют отверстие, в котором размещают заклепку 3 с глухим отверстием. Закладную головку заклепки размещают со стороны детали (Д) 1, выполненной из материала меньшей жесткости. В отверстие устанавливают вкладыш, изготовленный из материала, твердость которого превышает твердость материала заклепки. После этого осуществляют сжатие пакета деталей. В полость прижима 6 вводят пуансон 8 с выступом 9, Прикладывая к пуансону 8 осевое усилие осуществляют внедрение вкладыша в материал стержня заклепки. Стержень заклепки в пределах Д 1 раздается с образованием в отверстии Д 1 требуемого радиального натяга. После этого пуансон 8 удаляют, а окончательное образование замыкающей головки осуществляют посредством пуансона с плоской рабочей поверхностью. 3 ил.

h d2pa3fl -d

hAi,

н А d0 Л 4 -4

Оразд. 1()0 уо +0о- 100 0/о +« 0,04 + 4 4,16 мм,

где dpasfl - диаметр стержня заклепки после внедрения вкладыша;

da - диаметр стержня заклепки;

dBwi - диаметр вкладыша;

Рразд -усилие раздачи стержня заклепки при внедрении вкладыша;

Р - удельное давление на контактной поверхности;

fTp - коэффициент трения,

Фив.1

т)

S

V

Фм.З

при этом вкладыш выполняют из материала с твердостью, превышающей твердость материала стержня заклепки

раскл

$

/