Заклепка для односторонней клепки Советский патент 1993 года по МПК F16B19/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к заклепкам для односторонней клепки, и может найти применение для неразъемного соединения деталей как через сквозные отверстия, так и в глухих отверстиях, изобретение может найти применение и в других областях, например в строительстве.

Цель изобретения - расширение области применения и повышение надежности заклепочного соединения.

На фиг..1 изображена заклепка для односторонней клепки, продольный разрез,

на фиг.2 - заклепка, установленная в соединяемых деталях; на фиг.З - заклепка в промежуточной стадии заклепывания; на фиг.4 - заклепочное соединение деталей заклепки на фиг.1; на фиг.5 - вариант исполнения заклепки для односторонней клепки с одним кольцом и отбортовкой головки и пред-- варительно реформированным участком полого цилиндрического корпуса, продольный разрез;, на фиг.Я - заклепка на фиг.5, установленная в соединяемых деталях; на фиг.7 - заклепка на фиг.5 в промежуточной стадии заклепывания: на фиг.8 - заклепочО

СлЗ

со

Сл

00

ное соединение деталей заклепкой на фиг.5; фиг.9 - вариант исполнения заклепки для односторонней клепки в глухих отверстиях, продольный разрез; на фиг. 10 - заклепка на фиг.9, установленная в соединяемых деталях с глухим отверстием; на фиг.11 - заклепка на фиг.9 в промежуточной стадии заклепывания; на фиг. 12 - заклепочное соединение детале.й с глухим отверстием заклепкой на фиг.9; на фиг. 13 - вариант исполнения заклепки с гайкой для комбинированного крепления деталей, установленной в соединяемых деталях с глухим отверстием.

Заклепка для односторонней клепки состоит (см.фиг.1, фиг.5, фиг.9 и фиг.13) из полого цилиндрического корпуса 1, выполненного на одном конце с закладной головкой 2, и размещенного в нем стержня 3 с головкой 4. Стержень 3 размещен в полом цилиндрическом корпусе так, что его головка 4 взаимодействует со свободным торцом полого цилиндрического корпуса.

На стержне 3 вместе его перехода в головку 4 выполнена кольцевая канавка 5, а торец 6 головки 4 стержня 3 выполнен в виде вогнутой профилированной поверхности (в частном случае вогнутой), сопряженной с кольцевой канавкой 5 стержня 3i Диаметр стержня 3, целесообразно выполнять таким, чтобы обеспечивалось его скользящая посадка в полом цилиндрическом корпусе 1, э диаметр головки 4 стержня 3 - не меньше наружного диаметра полого цилиндрического корпуса.

Для обеспечения меньшего усилия, необходимого при клепке, заклепка может быть снабжена (см.фиг.5, фиг.9 и фиг.13) кольцами 7, охватывающими полый цилиндрический корпус 1 заклепки и скрепленными (например, гайкой) с ним так, что расстояния между ними от закладной головки 2 к свободному торцу полого цилиндрического корпуса Т монотонно убывают (см.фиг.9 и фиг.13), а головка стержня выполнена с отбортовкой 8, охватывающей свободный торец полого цилиндрического корпуса. Все участки полого цилиндрического корпуса 1 между кольцами 1 и отбортовкой 8 головки 4 стержня 8 предварительно сде- формированы до потери устойчивости.

Такое исполнение заклепки, кроме тогсх, улучшает надежность заклепочного соединения при односторонней клепки в глухом отверстии.

В частном случае кольца 7 могут быть выполнены за одно целое с полым цилиндрическим корпусом 1.

Для;рбеспечения заклепывания при помощи технологической гайки с приводом стержень может быть выполнен (см.фиг.13)

с резьбой 9, а его свободный торец выполнен с элементом под ключ например призматическим.

При этом, если гайку 10 использовать в

качестве закладной головки, то закладная головка 2 полого цилиндрического корпуса может быть выполнена отдельной в виде шайбы.

Это упрощает технологию изготовления

0 крепежного устройства и расширяет его функциональные возможности.

Изготовление и сборка заявляемой заклепки для односторонней клепки может осуществляться известными способами.

5 При этом, полый цилиндрический корпус 1 с закладной головкой 2 может быть изготовлен штамповкой, путем токарной обработки или из заготовок трубок заданного диаметра и толщины стенок с формированием за0 кладной головки на одном конце, например вальцеванием. Для изготовления полого цилиндрического корпуса заклепки целесообразно использовать пластичные металлы с большим относительным удлинением (бо5 лее 35%), например, низкоуглеродистой стали, латуни, медь, алюминиевые сплавы. Стержень 3 с закладной головкой 4, аналогично, может быть изготовлен штамповкой или путем токарной обработки для его

0 изготовления целесообразно использовать более прочные металлы, например углеродистые закаленные стали, лигированные стали.- При изготовлении стержня 3 его диа5 метр целесообразно выбирать такой, кото-: рый обеспечивает скользящую посадку стержня 3 в полом цилиндрическом корпусе 1 при необходимости возможна посадка с зазором..

0 Диаметр головки 4 стержня 3 лучше выбирать несколько большим наружного диаметра полого цилиндрического корпуса 1, а ширину кольцевой канавки 5 выполнять не больше, чем толщина стенки полого цилин5 дрического корпуса 1.

В частном случае профилированную поверхность 6 нижнего торца головки 4 можно выполнять в виде вогнутой конусной поверхности.

0

В случае изготовления заклепки с кольцами 7, установленными на полом цилиндрическом корпусе 1 и предварительным деформированием до потери устойчивости 5 участков полого цилиндрического корпуса 1 между кольцами 7 и отбортовкой 8, выполненной на головке 4 стержня 3 и охватывающей свободный торец полого цилиндрического корпуса, кольца 7 и отбортовка 8 могут ис- - полняться известными способами, например штамповкой, а сборка производиться в следующей последовательности.

Изготовленные кольца 7 последовательно устанавливают на полый цилиндрический корпус заклепки по месту с стороны свободного торца и скрепляют с ними, например, посредством пайки. Затем в полый цилиндрический корпус со свободного торца устанавливают стержень 3 до опирания его головки 4 своим торцом 6 на свободный торец полого цилиндрического корпуса. При этом отбортовка 8 головки 4 стержня 2 охватывает свободный торец полого цилиндрического корпуса.

Таким образом собранную заклепку устанавливают в цилиндрическую оправку и подвергают сжатию с целью предварительного деформирования участков полого цилиндрического корпуса между кольцами 7 и отбортовкой 8 до потери устойчивости цилиндрическая оправка при этом ограничивает максимальную величину выпучивания участков полого цилиндрического корпуса 1 при предварительном деформировании, а свободный торец полого цилиндрического корпуса, при этом-завальцовывается в кольцевую канавку 5 стержня 3 по профилированной поверхности 6 торца головки 4, сопряженной с канавкой 5. Тем самым обеспечивается скрепление полого цилиндрического корпуса со стержнем 3 в месте его сопряжений с головкой 4, взаимодействующей со свободным торцом полого цилиндрического корпуса.

После чего заклепка готова для использования.

Использование и работа заклепки при использовании осуществляется в следующей последовательности.

Заклепку устанавливают (см.фиг.2) в соединяемых деталях 11 и 12, в которых для этой цели выполнено сквозное отверстие 13, при этом закладная головка 2 полого цилиндрического корпуса 1 опирается на свободную поверхность одной из соединяемых деталей 12, к которой есть свободный доступ, свободный конец стержня 3 выступает из полого цилиндрического корпуса заклепки со стороны его закладной головки 2 на величину, необходимую для его захвата, а сам полый цилиндрический корпус размещается в отверстии 13с необходимым зазором и частично выступает из детали 11с обратной стороны, к которой нет доступа, на величину, необходимую для формирования второй закладной головки.

После установки заклепки таким образом в соединяемых деталях 1Т и 12 к закладной головки 2 полого цилиндрического корпуса 1 прикладывают усилие, обеспечивающее ее удержание в контакте со свободной поверхностью детали 12. Одновременно захватывают свободный конец стержня 3 и тянут с усилием, обеспечивающим пласти- 5 ческое деформирование полого цилиндрического корпуса 1 с образованием второй закладной головки с обратной стороны соединяемой детали 11.

Процесс деформирования полого ци0 линдрического корпуса протекает в следующей последовательности.

Под действием сжимающих усилий (с одной стороны, удерживающее усилие, приложенное к закладной головке 2 полого ци5 линдрического корпуса 1, а с другой стороны, усилие воздействия головки 4 стержня 3 на взаимодействующий с ней свободный торец полого цилиндрического корпуса 1. передаваемое на головку 4 от стержня 3, к которо0 му приложено тянущее усилие) полый цилиндрический корпус 1 начинает деформироваться (пластически выпучиваться). При этом его свободный торец завальцовы- вается в кольцевую канавку 5 стержня 2 по

5 профилированной поверхности 6. сопряженной с кольцевой канавкой 5. Тем самым обеспечивается скрепление свободного торца полого цилиндрического корпуса 1 со стержнем 3 в месте его сопряжения с голо0 вкой 4 (см.фиг.З).

При дальнейшем деформировании полого цилиндрического корпуса его пластическое выпучивание локализуется в средней части выступающего из детали 11 участка

5 полого цилиндрического корпуса, что обеспечивает формирование второй закладной головки. Участок полого цилиндрического корпуса, размещенный в отверстии 13 деталей 11 и 12, при этом пластически сжимает0 ся, заполняя зазор.

При достижении требуемого усилия выступающая часть стержня 3 в заданном месте обрывается, что можно достичь за счет ослабления заданного сечения стержня,на5 пример кольцевой насечкой.

Таким образом получается заклепочное .соединение деталей (см.фиг.4).

При этом размеры (высота) выступаю- 0 щей из детали 11 с обратной, стороны части полого цилиндрического корпуса выбирают из условия обеспечения сплошности материала полого цилиндрического корпуса при пластическом выпучивании, чем достигает- 5 ся высокая прочность заклепочного соединения при работе на отрыв. Скрепление полого цилиндрического корпуса заклепки со стержнем 3 и сохранение стержня 3 в заклепочном соединении обеспечивает повышение его прочности на смятие и на срез.

Кроме того, обеспечивается глухое заклепочное соединение без отверстий.

В случае снабжения заклепки кольцами 7, охватывающими полый цилиндрический корпус; выполнение головки 4 стержня 3 с отбортовкой 8, охватывающей свободный торец полого цилиндрического корпуса 1, предварительного деформирования участков полого цилиндрического корпуса между кольцами 7 и отбортовкой 8, процесс клепки деталей через сквозные отверстия протекает аналогично (см.фиг.6, фиг.7 и фиг.8).

Однако в этом случае завальцовывание свободного торца полого цилиндрического корпуса в кольцевую канавку 5 и начальное пластическое выпучивание осуществляется при изготовлении заклепки в процессе предварительного деформировании. Это обеспечивает снижение величины необходимого начального усилия при клепании и повышает надежность заклепочного соединения. Кроме того, отбортовка 8 головки 4 и выступающая из отверстия 13 часть кольца 7 при клепании могут развальцовываться, дополнительно повышая прочность заклепочного соединения (см.фиг.8).

Технология осуществления односторонней клепки в глухих отверстиях ничем не отличается от описанной выше, однако работа самой заклепки имеет отличия.

При приложении усилий для клепки в глухом отверстии, (см.фиг. 10, фиг.11 и фиг. 12) полый цилиндрический корпус заклепки начинает деформироваться (пластически выпучиваться) на участке, прилегающем к его закладной головке 2, так как этот участок имеет большую длину и требует меньшего усилия для обеспечения его деформирования. Пластически выпучиваясь, данный участок упирается в стенки глухого отверстия, в результате чего происходит увеличение усилия для его дальнейшего деформирования. .

При достижении величины усилия, необходимого для деформирования следующего за ним участка полого цилиндрического корпуса, происходит его пластическое выпучивание до упирания в стенки глухого отверстия. Затем аналогично происходит последовательное пластическое выпучивание всех оставшихся участков полого цилиндрического корпуса 1 заклепки.

Таким образом, при клепке в глухих отверстиях происходит скрепление заклепки со стенками глухого отверстия за счет радиальных усилий, возникающих в результате взаимодействия стенок полого цилиндрического корпуса со стенками глухого отверстия в процессе последовательного пластического выпучивания участков полого цилиндрического корпуса заклепки между кольцами 7 и отбортовкой 8 головки 4 стержня 3. Это обеспечивает высокую надежность заклепочного соединения.

При выпучивании стержня с резьбой 9 для создания сжимающего усилия при клепке можно использовать технологическую гайку с проводом.

В этом случае к стержню прикладывают

О удерживающий его от вращения момент, а к гайке 10 - вращающий момент. Гайка 10, навинчиваясь на стержень, создает сжимающее усилие на полый цилиндрический корпус 1. Сам процесс работы заклепки

5 протекает аналогично описанным выше. При этом гайку 10 можно использовать в составе крепежного устройства, которое при этом обеспечивает возможность получения разъемных соединений деталей.

0 Формула изобретения

1. Заклепка для односторонней клепки, содержащая полый цилиндрический корпус с закладной головкой и размещенный в нем стержень с головкой, взаимодействующей с

5 свободным торцом полого цилиндрического корпуса, отличающийся тем. что стержень в месте перехода в головку выполнен с кольцевой канавкой, а торец головки стержня, взаимодействующий со своббд0 ным торцом корпуса, выполнен в виде профилированной поверхности, сопряженной с кольцевой канавкой стержня.

2. Заклепка по 1,отличающая с.я тем, что она снабжена кольцами, охватыва5 ющими полый цилиндрический корпус и. скрепленными с ним так, что расстояние между ними от закладной головки к свободному торцу монотонно убывают, а головка стержня выполнена с отбортовкой, охваты0 вающей свободный торец полого цилиндрического корпуса, причем все участки полого цилиндрического корпуса между кольцами и отбортовкой головки предварительно сде- формированы до потери устойчивости.

5 3. Заклепка по п.2, отличающаяся тем, что кольца выполнены за одно целое с полым цилиндрическим корпусом.

4. Заклепка по пп.1-3, от л и ч а ю ща я- с я тем, что стержень выполнен с резьбой, 0 а его свободный торец выполнен с элементом под ключ.

5. Заклепка по п.4, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена гайкой, установленной на стержне в контакте с закладной голо- 5 вкой полого корпуса, а закладная головка полого корпуса выполнена отдельной в виде шайбы.

6. Заклепка по пп.4 и 5, отличающаяся тем, что элемент под ключ выполнен призматическим.

/

/

//

Использование: в машиностроении, для соединения деталей односторонней клепкой. Сущность изобретения: заклепка содержит полый цилиндрический корпус с закладной головкой и размещенный в нем стержень с головкой, взаимодействующей со свободным торцом полого цилиндрического корпуса. Для повышения надежности заклепочного соединения и расширения области применения заклепки стержень в месте перехода его в головку выполнен с кольцевой канавкой, а торец головки стержня, взаимодействующий со свободным торцом корпуса, в виде профилированной поверхности, сопряженной с кольцевой канавкой стержня. Дополнительно заклепка может быть снабжена кольцами, охватывающими полый цилиндрический корпус и скрепленными с ним, головка стержня выполнена с отбор- товкой, а участки полого цилиндрического корпуса между кольцами и отбортовкой предварительно сдеформированы до потери устойчивости. Стержень заклепки может быть выполнен с резьбой и гайкой, установ- ленной на нем, а также с элементом под ключ, выполненным на его свободном торце. Закладная головка полого корпуса может быть выполнена в виде отдельной шайбы. 5 з.п.ф-лы. 13 ил. ел С

WT4 Фиг./

0иг. 2

Фм.Ц

Vut.S

Ч

9 :Ј2zr

щ

7Ш,2

Фиг, в

6

Фа г. 8

Я/г. 9.

Редактор

V

&ut.J&

Составитель С.Еопочкин

Техред М.МоргенталКорректор М.Максимишинец

/J

}/ /.// ,J