Устройство для клепки Советский патент 1981 года по МПК B21J15/38 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КЛЕПКИ

I

Изобретение относится к клепально-сборочным работам, в частности, к ручному клепальному инструменту.

Известно устройство для клепки, содержащее связанную с силовым цилиндром скобу с поддержкой и пуансоном, взаимодействующим через ролик двуплечего рычага с рабочей поверхностью клина. Поверхность клина выполнена таким образом, что создаваемое им усилие возрастает пропорционально усилию деформации заклепки, т.е. выполнена в виде кривой с плавно уменьщающимся углом наклона 1.

Недостатком данной конструкции является то, что при клепке деформация заклепки происходит при постоянном нагружении. Возникающее в контакте между заклепкой и пуансоном трение препятствует пластической деформации металла и снижает производительность устройства.

Кроме этого, при таком нагружении наблюдается неравномерное течение металла как по высоте стержня, так и по диаметру заклепки. В результате чего структура, а следовательно, физические свойства металла, в различных местах заклепки получаются раз8ГГТ; 5

личными. Неравномерность структуры ухудшает качество соединения и особенно нежелательно при клепке высокопрочными заклепками.

Цель изобретения - повышение качества клепки и производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для клепки, содержащем связанную с силовым цилиндром скобу с поддержкой и пуансоном, взаимодействующим через ролик двуплечего рычага с рабочей профилированной поверхностью клина, эта рабочая поверхность выполнена профилированной в виде сопрягающихся между собой выступов и впадин, чередующихся с периодом Т, уменьщающимся в сторону от вершины клина и обрезующих уменьшающийся в ту же сторону угол клина «, при этом каждый период Т определяется из соотношения:

3,2R sin (et + arccos ) Т 2,6Rsin(oi-f-arccos -),

R

гдеR - радиус клина;

- изменяющийся угол клина, образованный касательной к вершинам двух соседних выступов и плоскостью, параллельной основанию клина;Н const 0,1-0,5 мм - разность высот выступов и последующих впадин в направлении от вершины клина. Такое выполнение рабочей поверхности клина создает на пуансоне переменное усилие, величина которого возрастает от нуля до необходимого для деформации. При таком нагружении уменьшается продолжительность контакта, следовательно, уменьшается и препятствующее пластической деформации трение между пуансоном и заклепкой. Для расклепывания необходимо меньшее усилие. Поэтому на этом же оборудовании можно расклепывать заклепки большего диаметра. На фиг. I изображен ручной клепальный пресс, общий вид; на фиг. 2 - клин с рабочей профилированной поверхностью; на фиг. 3 - то же, продолжение рабочей поверхности клина. Устройство содержит скобу 1, на которой смонтированы силовой цилиндр 2, рычаг 3, пуансон 4 и поддержка 5, установленные соосно относительно друг друга.-На штоке силового цилиндра 2 закреплен клин 6. Для уменьшения трения при движении клина б на рычаге 3 и на скобе 1 установлены ролики 7 и 8. Рабочая поверхность клина выполнена в виде чередуюшихся и сопрягающихся между собой выступов 9 и впадин 10. Высота впадин Ю выполнена меньше высоты предшествующих выступов 9 на величину Н равную 0,1-0,5 мм. При попадании ролика 7 во впадину 10 между роликом 7 и клином 6 не должно быть натяга. Профиль и расстояние между выступами 9 и впадинами 10 задаются в зависимости от условий нагружения. Период Т чередования выступов и впадин определяется соотношением;3,2 R sin ( ot + arc cos .5-L T 2,6R sin (ot+ arc cos-..У-), R - радиус ролика; ci -изменяющийся угол клина, образованный касательной I к верши11ам двух соседних выступов и плоскостью II па раллельной основанию клина. Угол oi уменьшается в сторону от вершин клина; Н const 0,1-0,5мм - разность высот выступов и последующих впадин в направлении от вершины клина. Для материалов с высокой пластичностью угол d. клина и период Т целесообразно делать большими, чем для материалов с меньщей пластичностью. Усилие прессования задается таким, чтобы материал заклепки упрочнялся, незначительно переходя предел текучести, но не достигал предела прочности. Профиль участка рабочей поверхности клина выполняется следующим образом. Строится профиль вершин вь1ступов клина по формуле; Y Xtgai + В, где Y - координата высоты профиля клина; X - координата длины клина; В - начальная высота рабочего участка профиля клина; fpot 0§L--FJ tg«- - ,h, где 65 - истинное напряжение текучести материала заклепки при клепке с контактным трением; F- площадь стержня заклепки; ho-длина стержня заклепки, идущего на образование замыкающей головки;h -высота осаженной заклепки (замыкающей головки); К - коэффициент усиления рычажного механизма; Р - усилие, развиваемое цилиндром. Полученный профиль верщин выступов и впадин соответствует максимальным усилиям, необходимым для клепки. Для дальнейщего построения на линии I касательной к вершинам двух соседних выступов выбирается точка А - вершина первого выступа, соответствующая 10-20 /о осаживания заклепки. От этой точки на расстоянии заданной величины Н const параллельно основанию проводится прямая И, параллельная плоскости основания клина. Радиусом R ролика проводится линия, касающаяся точки А и линии II, ограниченная на расстоянии 0,5 Т точкой С. Из точки С под углом i|, - угла выступа по отношению к основанию - проводится линия до пересечения с линией I. Угол выступа определяется из соотношения . fe -F-ho . П. - K-fVirK где б -истинное напряжение текучести ма,, териала заклепки при клепке с уменьшенным контактным трением. Далее до окончания периода Т профиль клина проходит по линии 1. Последующие периоды профиля клина строятся аналогичНО, в результате которого da. . ot( . ei; Тг Ti Т; Н - . Устройство работает следующим образом. В рабочую полость цилиндра 2 подается воздух. Под воздействием давления воздуха поршень, а с ним клин 6, приходят в движение. Клин 6 перемещается между роликами 7 и 8 и через ролик 7 рычаг 3 приводит в

движение пуансон 4. При этом на пуансон 4 действует усилие, во много раз увеличенное клинорычажным механизмом. В начальный момент движения происходит устранение зазора между заклепкой и пуансоном 4, затем начинается осаживание стержня заклёпки. На этом этапе большого усилия не требуется, поэтому профиль клина 6 имеет повышенный угол. По мере осаживания стержня усилие деформи;, возрастает. Поэтому для увеличения давления клин выполнен с уменьшающимся углом d наклона. С увеличением давления увеличивается трение между пуансоном 4 и заклепкой, препятствующее пластической деформации. Металл на поверхности, прилегающей к пуансону, почти не течет. При попадании ролика 7 во впадину 10 прекращается воздействие пуансона 4 на заклепку. Сцепление между ними исчезает. На этом участке ролик 7, рычаг 3 с большей скоростью проскакивает впадину 10, достигает прежней высоты и затем подни.мается по выступу 9 клина. Вновь происходит осаживание стержня. Но при этом пуансо.н 4 воздействует на новую контактную площадку заклепки. -Когда давление достигает, критического для данного этапа деформации, ролик попадает во впадину, нагружение вновь прекращается. Такие пуль.сации давления осуществляются до окончания движения клина, т.е. полного расклепывания заклепки. Расклепывались заклепки диаметром 3, 5; 4; 5; 6 мм из алюминиевых сплавов. При клепке наблюдалось снижение усилия деформации на 25-40%. Если на прессе возможно было расклепывание заклепок диаметром до 4 мм, то после установки нового клина появилась возможность расклепывать заклепки диаметром до 5 мм. С увеличением диаметра заклепок эффективность устройства.увеличивается.

Применение подобной конфигурации клина эффективно не только в устройствах для клепки осаживанием стержня, но и для устройств односторонней клепки.

Применение в устройствах для клепки клиньев с предложенным профилем повыщает их производительность по сравнению с ранее применяемыми на 25-40/о и уменьшает вес клепальных прессов. Также позволяет использовать пневмопрессы вместо гидропрессов, как более простые в устройстве и легкие по весу.

С уменьщением трения между инструментом и заклепкой изменяется характер деформации. Металл более равномерно течет по всему объему стержня, уменьшаются внутренние напряжения, улучшается структура. В результате этого повышается качество клепаного соединения.

10

Формула изобретения

Устройство для клепки, содержащее связанную с силовым цилиндром скобу с поддержкой и пуансоном, взаимодействующим через ролик двуплечего рычага с рабочей поверхностью клина, соединенного со штоком силового цилиндра, отличающееся тем, что, с целью повышения качества клепки и производительности, рабочая поверхность

клина выполнена профилированной в виде сопрягающихся между собой выступов и B iaдин, череду Ьщихся с периодом Т, уменьшающимся в сторону от вершины клина и образующих уменьшающийся в ту же сторону

угол клина d, при этом каждый период Т определен из соотнощения:

3,2Rsin(d + arccos- -J Т 2,6Rsin (d + arccos-5 - ),

гдеR - радиус ролика;

d--изменяющийся угол клина, образованный касательной к вершинам двух соседних выступов и плоскостью, параллельной основанию клина;

И const

0,1-0,5мм - разность высот выступов и последующих впадин в направлении от вершины клина.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Григорьев В. П. Сборка клепальных агрегатов самолетов и вертолетов. М., «.Машиностроение, 1975, с. 147, рис. 4.16.

фае. 1

ГО 3

фиг.З