Заклепка

 

Изобретение относится к машинострое нию, в частности к заклепкам для высокоресурсных соединений Цель изобретения - повышение прочности заклепочного соетинения Заклепка содержит втулку 1 и раз мещенные в ней стержень 4 и вкладыш ™ Втулка 1 выполнена с закладной голлвкой 2 с коническим гнездом 3 и со с.уптчгтым отверстием в ней Стержень 4 выполнен со ступенью 5 меньшего диаметра и ступенью 6 большего диаметра, которая утоплена во втулку ниже уровня пакета соединяемых деталей Вкладыш 7 размещен во втулке под ступенью 6 стержня. Заклепку устанавливают в отверстия соединяемых деталей, которые сжимают прижимами пресса Замыкающие головки образуются пуансонами, причем нижний пуансон имеет для деформирования торца втулки заклепки Материал стержня и вкладыша оказывается в замкнутом объеме межд гпянсонами Происходит деформация стержня, втулки и вкладыша Вктадыш выполняет Цнкцию активно деформирующего элемента облег формообразование замыкающей ютов кн заклепки Образуется радиальный натяг Замыкающая юловк заклепки обратится из материала и вкла шша, за счет чего увеличивается прочность соединения 4 ил (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„,Я1,1„„1620707 д 1 (51)5 F 16 В 19 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fXHT СССР (21) 4436583/27 (22) 06.06.88 (46) 15.01.91. Бюл. № 2 (7l ) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) В.Ф. Громов, С.Л. Васильев, Ю.В. Маслов и М.Л. Ляпунов (53) 621.884 (088.8) (56) А втор с кое с в идет ел ьст во С С С P № 1350386, кл. F 16 В 19/08, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1545013, кл. F 16 В 19/08, 1988. (54) ЗАКЛЕПКА (57) Изобретение относится к машинострое нию, в частности к заклепкам для высокоресурсных соединений. Цель изобретения повышение прочности заклепочного сое инения. Заклепка содержит втулку 1 и размещенные в ней стержень 4 и вкладыш

Втулка 1 выполнена с закладной головкой

2 с коническим гнездом 3 и со ступенчатым

2 отверстием в ней. Стержень 4 выполнен со ступенью 5 меньшего диаметра и ступенью

6 большего диаметра, которая утоплена во втулку ниже уровня пакета соединяемых деталей. Вкладыш 7 размещен во втулке под ступенью 6 стержня. Заклепку устанавливают в отверстия соединяемых деталей, которые сжимают прижимами пресса. Замыкающие головки образуются пуансонами, причем нижний пуансон имеет лунку для деформирования торца втулки заклепки.

Материал стержня и вкладыша оказывается в замкнутом обьеме между пуансонами.

Происходит деформация стержня, втулки и вкладыша. Вкладыш выполняет +ункцию активно деформирующего элемента .. облегчает формообразование замыкаю цс головки заклепки. Образуется радиальный натяг.

Замыкающая f. оловка заклепки образу;то я из материала втулки и вкладыша, за счет чего увеличивается прочнос ь соединения.

4 ил.

162070i

Изобретение относится к машиностроению, в частности к заклепкам для высокоресурсных соединений.

Цель изобретения — повышение прочности заклепочного соединения.

На фиг. 1 представлена заклепка, общий вид; на фиг. 2 — заклепка, установленная в пакет толстостенных деталей перед образованием замыкающих головок; на фиг, 3— заклепка в момент замыкания объема материала вкладыша; на фиг. 4 — заклепка с расклепанными замыкающими головками.

Заклепка состоит из втулки 1, выполненной с закладной головкой 2, коническим гнездом 3, концентричным отверстию во втулке со стороны закладной головки. Отверстие во втулке выполнено ступенчатым с диаметром d на длине l4 и диаметром А на остальной части втулки. Во втулке размещен двухступенчатый стержень 4, который выполнен со ступенью 5 меньшего диаметра и и ступенью б большого диаметра Й. Во втулку также помещен со стороны торца ступени б стержня цилиндрический вкладыш 7. Диаметр ступени 5 выбран равным А=0,5D и обеспечивает (при расклепьвании заклепки) радиальную раздачу втулки со стороны закладной головки.

Величина отношения диаметра ступени

6 стержня к наружному диаметру втулки

di=0,5D — — — и — — определяется из условия обесА Фа в а, печения равнопрочности соединения при работе его на отрыв замыкающей головки и на срез. Втулка и стержень выполнены из одного материала.

Усилие, воспринимаемое соединением при его работе на отрыв, равно усилию разрыва втулки в виде полorо стержня

Усилие, воспринимаемое соединением при его работе на срез, определяется соотношением с учетом того, что в заклепке на срез работают два элемента — втулка и стержень. и Я Р Я, e Qg

Рср=тср (— "= — — — ) +тср, IIpH

Ф Ф

Рср = — — (0,75тср +0,25тср ), Я к с

При условии равнопрочности

Рс р = Рот р и так как тср =О,бо". о" Dg — о" d =0,45о" D +0,25D тср, 1 — — — — -=0,45+0,25 — ф; а — — =0,5Д2 — - или — --,/2,2 — .БМ

Длина li ступени 5 стержня с диаметром

А определяется из условия создания замыкающей головки во втулке со стороны зак5

35 ао

55 ладной головки и производственными инструкциями на выполнение заклепочных соединений. Так выступание ступени 5 для заполнения гнезда во втулке должно быть равно 1,2 di. Длина ступени б стержня lq выбрана равной 0,4 от диаметра стержня заклепки, т.е. 4=0,4А=0,20, так как в процессе расклепывания заклепки ступень 6 стержня испытывает нагружение усилием клепки через вкладыш. Длина деформируемого участка втулки, из которого образуется замыкающая головка, выбрана равной

4=1,2D, следовательно, lg=S+1,2D, а величина заглубления торца ступени 6 стержня выбрана с учетом шага ряда заклепок п равной 4= 1,2D+ п.

Отсюда

1i = 4 — 1з — 4+ 1,2d i = (S — и) +0,4D;

l4= 4+ 4=1,40+ п.

Сборку заклепки производят следующим образом.

Во втулку 1 вставляют стержень 4 до упора в ступеньку в отверстии втулки и помещают в полость над торцом ступени 6 стержня вкладыш 7. В качестве материала вкладыша выбран легкий пластичный сплав.

Вкладыш вставляют в полость втулки по легкопрессовой осадке. Для постановки в пакет заклепка поступает как единое целое.

Стержень заклепки обеспечивает при расклепывании радиальную раздачу втулки, т.е. создает радиальный натяг в пакете соединяемых деталей. Вкладыш служит для облегчения формообразования замыкающей головки заклепки, предотвращения ее скола и в работе соединения не участвует.

Сборка заклепочного соединения производится следующим образом.

Втулку 1 вместе с расположенным в ней стержнем 4 и вкладышем 7 устанавливают в отверстие жесткого пакета толстостенных деталей 8. Пакет помещают между прижимами пресса: верхним 9 и нижним 10, сжимают этими прижимами. Включают рабочий ход пуансонов: верхнего 12 и нижнего 11.

При этом в момент заполнения объема, ограниченного коническим: гнездом 3 и верхним пуансоном 12 (для верхней замыкающей головки), материалом стержня, начинается совместная осадка втулки 1 и размещенного в ней вкладыша нижним пуансоном 11 с деформированием торца втулки заклепки лункой 13. При этом на нижней границе пакета,14 происходит перехват радиальнои деформации втулки материалом пакета. Вкладыш и стержень заклепки оказываются в замкнутом объеме, ограниченным сверху торцом пуансона 12, сбоку — внутренней поверхностью отверстия во втулке, а снизу — лункой 13 обжимки 11. Дальнейшее увеличение усилия расклепывания приводит к радиальной деформации втулки. Причем дополнительный участок втулки деформируется как тонкостенная оболочка, нагруженная внутренним растягивающим давлением, создаваемым несжимаемым материалом

1620707

6 различающейся на 1,5 мм (для конкретного примера толщиной 14,5 — 16 мм).

Формула изобретения

2Q — - -=0,5

25 где А 12

Зо о„

S и

12

1ç

12

5 вкладыша 7, что облегчает формообразова ние замыкающей головки. Давление пуан сонов осуществляется до образования замыкающих головок 15 и 16.

Пример. Проводится соединение пакета двух листовых деталей из материала Д16АТ общей толщиной 16 мм (2D). В отверстие диаметром 8,05 мм вставляют предварительно собранную заклепку. Заклепка собрана из втулки, стержня и вкладыша. Втулка выполнена из титанового сплава ВТ вЂ” 16 (о =1000 МПа) внешним диаметром 8 мм и длиной 25 6 мм. Во втулке выполнено отверстие диаметром 5,10 мм на длине 12,7 мм и диаметром 4 мм на остальной длине. Во втулку помещают стержень из титанового сплава ВТ вЂ” 16 (о =1200 МПа), имеющий диаметр ступени 5, равный 4 мм, длиной

17,7 мм и диаметр ступени 6, равный 4,9, длиной 1,6 мм. Полость в заклепке заполнена вставленным в нее цилиндрическим вкладышем из сплава  — 65.

Клепку производят на клепальном автомате G — 666. Удельное давление при сжатии пакета прижимами — 20 МПа. Клепку производят с усилием 60 — 85 кН. В результате в полученном соединении получен натяг Ь =4 5%.

Данная заклепка позволяет за счет включения материала втулки в работу соединения на отрыв и выполнения стержня заклепки из материала, равнопрочного материалу втулки, а также выполнения заклепки по предлагаемым соотношениям диаметров стержня и втулки и длин ступенчатых участков стержня повысить прочность соединения при работе на срез и отрыв.

За счет учета в конструкции заклепки дискретного изменения ее длины с шагом

n=1,5 мм можно выполнять соединения с одинаковым качеством в пакетах толщиной, 5 Заклепка, содержащая двухступенчатый стержень и охватывающую его втулку длиной S+1,2D с закладной головкой, при этом первая ступень стержня меньшего диаметра

di=0,5D расположена во втулке со стороны

1О ее закладной головки и выступает за ее торец, на котором выполнено коническое гнездо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности заклепочного соединения, она снабжена вкладышем из пластичного металла, установленным во втулке заподлицо с ее

15 торцом со стороны второй ступени стержня большего диаметра, при этом размеры стержня, втулки и вкладыша выбирают из следующих соотношений (li= (S — и) +0,4D;

12=0,2D;

1з=1,2D+n;

14= 1,4D+ п, — диаметр первой ступени стержня; — диаметр второй ступени стержня; — наружный диаметр втулки; — временное сопротивление срезу материала стержня; — предел прочности материала втулки; — длина первой ступени стержня; — толщина пакета соединяемых деталей; — шаг ряда длин заклепок; — длина второй ступени стержня; — длина цилиндрического вкладыша; — длина участка во втулке.

1,1

1620707

Составитель С. Никулина

Редактор И. Касарда Техред А. Кравчук Корректор Н. Король

Заказ 423) Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», r. Ужгород, ул. Гагарина, 101