Способ клепки Советский патент 1981 года по МПК B21J15/02 

1

Изобретение относится к клепально- сборочным работам при клепке пакетов деталей из волокнистых композиционных материалов.

Известенспособ клепки, з аключающийся в пробивке отверстия в пакете стержнем заклепки с одновременной установкой ее в это отверстие и последующим образованием замыкающей головки flj .

Однако известньй способ обладает тем недостатком, что при больших зазорах между г акрепкой и матрицей г дробление волокон в основном материале распространяется за пределы зазора, образуется некачественная поверхность разделения. В этом случае заклепка размещается в отверстии пакета свободно. Для получения соединения без дополнительного разрушения упрочняющих волокон необходимЬ при образовании замыкающей головки заклепки ограничивать каким-либо способом деформацию стержня на толщине пакета, что весьма затруднительно. Прочностные характеристики соединения будут заниженными, из-за некачественной поверхности разделения образование микронеровностей обуславливает появление концентраторов напряжений) , при пробивке отверстий с минимальным зазором между заклепкой и матрицей наблюдается изгиб упрочняющих волокон по периметру разделения. После снятия деформирующего усилия волокна частично упруго разрушаются и заклинивают заклепку в полученном отверстии. Образование замыкающей головки на заклепке даже с использованием подкладной шайбы, увеличивающей площадь контакта между замыкающей головкой и составляющей пакета, приводит к хрупкому разрушению предварительно изогнутых волокон по периметру стержня и получению некачественного соединения.

Цель изобретения - повышение качества заклепочного соединения при клепке пакетов из волокнистых композиционных материалов..

Поставленная цель достигается за счет того, что в. способе клепки, заключающемся в пробивке отверстия в пакете стержнем заклепки с одновременной установкой ее в это отверстие и последующим образованием замыкающей головки, перед образованием замыкающей головки заклепки пакет астягивают в его плоскости с усилие 1 в пределах упругой деформации волокон материала пакета с последукяцим снятием этого усилия.,

На фиг. 1 изображено исходное положение элементов соединенияj на фиг. 2 - заклепка, установленная в отверстии пакета, после его пробивки стержнем заклепки} на фиг. 3 пакет с заклепкой в состоянии растяжения с усилием Р в плоскости пакета на фиг. 4 - то же, вид в плане; на фиг. 5 - ьид пакета с закЛепкой после снятия растягивающего усилия Р.

Способ клепки заключается в том. что в пакет 1 листовых деталей из волокнистых композиционных материалов установленных на 2 с подпором 3 и прижатых прижимом 4, пробивают отверстие 5 телом стержня заклепки 6 с псялсяцБю пуансона 7. Заклепк а при .этом одновременно устанавливается в это отверстие. При пробивке отверстия стержнем заклепки обеспечивается качественный срез и упругий изгиб волокон материала деталей пакета 1. После снятия растягивающего усилия Р с пуансона и, следовательно, с заклепки волокна материала частично разгружаются. Затем к пакету 1 по всей его плоскости прикладывают растягивающее усилие Р, которое вызывает увеличение диаметра отверстия и позволяет волокнам полностью разгрузиться, т.е возвратить ся в ис4содное горизонтальное положение, затем .нагрузку Р снимают, что вызывает упругоесокращение пакета в с.его плоскости и равномерное упруго-пластическое сжатие заклепки на тргацине пакета, после чего осуществляют образование замьжакшей головки иа выступающей части стержня заклепки.

Предложенный способ позволяет получать отверстия в состаБля1шю1Х пакета с высоким качестве поверхности разделения обеспечивает равномерный контакт между ств{нкием заклепки и поверхиостью отверстия за счет полной разгрузки предварительно упруго-изогиутых .ВОЛОКОН} перед образованием зеаткававцвЛ голоЕ Ки стерт жевь иа толщине пакета находится в упруго ш1астйческом сжатом состоянии что эатрудияет его дефосмацию в процессе получения замыкгиощей головки.

Пример. Предлагаемый способ згислепки опрободаи при клепке пакетов толщиной 2 мм из углепластика КМУ-ЗЛ, имеющего восемь слоев с угоными волокнами, уложенными по схеме: +45-45 -15-15+15+45-45.Динамическую пробивку отверстий осуществляют в инструментальном штампе при зазоре между заклепкой, снабженной пробойником, и матрицей 0,03 мм на сторону. Нагружение заклепки (сплав В65) осуществляется ударнико с помощью импульсного магнитного поля, возникаквдего около плоского индуктора при щэопускании через него импульсных токов от установки МИУ-П с максимально запасаемой энергией .в 0,9 кДЖо При пробивке отверстия подпор пакета осуществляется с помощью пружины.

Поставленную в отверстии заклепку за счет, частичной разгрузки упрочняющих волокон, заклинивало в пакете.

Затем с помощью машины ЦДМУ нагружают пакет в его плоскости до усилий Р 150-160 кг, обеспечивающих деформацию линейных р азмеров отверстия в пакете до 0, и полную разгрузку волокон. После снятия растягивающих усилий заклепка упруго-пластически снималась, в результате чего при дальнейшем образовании замыкспощей головки на стержне заклепки заметных деформаций последнего на толщине пакета обнаружено не было. Усталостная прочность точечного соединения, выполненного предложенным способом, повысилась на 30%.

Формула изобретения

Способ клепки, заключающийся в пробивке отверстия в пакете стержнем заклепки с одновременной установкой ее в это отверстие и последующим образованием замыкающей головки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения при клепке пакетов из волокнистых композиционных материалов, перед образованием за1 Ф1кающей головки заклепки пакет растягивают в его плоскости с усилием в пределах упругой дефо{ 1ации волокон материала пакета с последуищим снятием этого усилия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СЗЯА 3.072.279, кл. 218-1, опублик. 1963.

4,//

,-. - -jr х: yv

5 4

rh

4iP

- -Я I E....---...

J-gJJJ

Фиг. г

., /

nil

IIII