Заклепка для односторонней клепки

 

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 отбортовкой, а участки полого цилиндрического корпуса между кольцами и отбортовкой предварительно сдеформированы до потери устойчивости. Стержень заклепки может быть выполнен с резьбой и гайкой, установленной 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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 16 В 19/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5021831/27 (22) 11;12.91 (46) 30,05.93. Бюл, N 20 (75) А,А.Краснов, М.Р.Закарян, Б.А.Крылов и .В.И.Селезнев (73) М.Р.Закарян (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 739265, кл. F 16 В 19/06, 1980, Авторское свидетельство СССР

¹ 1442727, кл. F 16 В 19/06, 1988.

Григорьев В.П. Клепка и клепальное оборудование в самолетостроении, M,: Оборонгиз, 1948, с.239, фиг.227,229а. (54) ЗАКЛЕПКА ДЛЯ ОДНОСТОРОННЕЙ

КЛЕПКИ (57) 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 корпуИзобретение 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 эаклепочного соединения.

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

„, Ы2„„1819333 АЗ са. 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 отбортовкой, а участки полого цилиндрического корпуса между кольЦами и отбортовкой предварительно сдеформированы до поте-: ри устойчивости. Стержень заклепки может быть выполнен с резьбой и гайкой, установб 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 э.п.ф-лы, 13 ил. на фиг,2 — заклепка, установленная в соединяемых деталях; на фиг.3 — заклепка в промежуточной стадии эаклепывания; на фиг.4 — заклепочное соединение деталей заклепки на фиг.1; на фиг,5 — вариант исполнения (д заклепки для односторонней клепки с одним кольцом и отбортовкой головки и пред-. варительно сдеформированным участком полого цилиндрического корпуса, продольный разрез;. на фиг.6 — заклепка на фиг.5, установленная в соединяемых деталях; на фиг.7 — заклепка на фиг.5 в промежуточной стадии заклепывания; на фиг.8 — эаклепоч1819333 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 деталей 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 голо-. вка 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 3

Диаметр стержня 3, целесообразно выполнять таким, чтобы обеспечивалось его скользящая посадка в полом цилиндрическом корпусе 1, а 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 голо- . вки 2 к свободному торцу полого цилиндрического корпуса 1 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 7 и отбортовкой

8 головки 4 стержня 8 предварительно сдеформированы до потери устойчивости.

Такое исполнение заклепки, кроме того, 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:обеспечения 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 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 закладной головки на одном конце, например вальцеванием, Для изготовления полого цилиндрического корпуса заклепки целесообразно использовать пластичные металлы с большим относительным удлинением (более 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 изготовления целесообразно использовать более прочные металлы, например углеродистые закаленные стали, лигированные стали.

При изготовлении стержня 3 его диа35

55 метр целесообразно выбирать такой,.кото= рый обеспечивает скользящую посадку стержня 3 в полом цилиндрическом корпусе

1 при необходимости возможна посадка с зазором, 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 цилиндрического корпуса .1.

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

В случае изготовления заклепки с кольцами 7, установленными на полом цилиндрическом корпусе 1 и предварительным деформированием до потери устойчивости 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 исполняться известными способами, напри1819333 мер 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 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 ваемое на головку 4 от стержня 3, к которому приложено тянущее усилие) полый цилиндрический корпус 1 начинает деформироваться (пластически выпучиваться).

При этом его свободный торец завальцовывается s кольцевую канавку 5 стержня 2 по профилированной поверхности б. сопря20

25 женной с кольцевой канавкой 5. Тем самым обеспечивается скрепление свободного 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 еготорца полого цилиндрического корпуса 1 со стержнем 3 в месте его сопряжения с головкой 4 (см.фиг.3).

При дальнейшем деформировании по30 сопряжения с головкой 4, взаимодействующей со свободным торцом полого цилиндрического корпуса.

После чего заклепка готова для использования.

Использование и работа заклепки при лого цилиндрического корпуса его пластическое выпучивание локализуется в средней г части выступающего из детали 11 участка полого цилиндрического корпуса, что обеспечивает формирование второй закладной головки. Участок полого цилиндрического корпуса, размещенный в отверстии 13 дета35

- 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 лей 11 и 12, при этом пластически сжимается, заполняя зазор, При достижении требуемого усилия выступающая часть стержня 3 в заданном месте обрывается, что можно достичь за счет ослабления заданного сечения стержня, например кольцевой насечкой.

Таким образом получается заклепачное

45 цилиндрического корпуса 1 опирается на свободную поверхность одной из соединяемых деталей 12, к которой есть свободный,соединение деталей (см.фиг.4). доступ, свободный конец стержня 3 выступает из полого цилиндрического корпуса заклепки со стороны его закладной головки 2

При этом размеры (высота) выступающей из детали 11 с обратной. стороны части полого цилиндрического корпуса выбирают из условия обеспечения сплошности материала полого цилиндрического корпуса при пластическом выпучивании, чем достигаетна величину, необходимую для его захвата, а сам полый цилиндрический корпус размещается в отверстии 13 с необходимым зазором и частично выступает из детали 11 с

50 обратной стороны, к которой нет доступа, на величину, необходимую для формирования второй закладной головки.

После установки заклепки таким образом в соединяемых деталях 1 1 и 12 к заклад55 ся высокая прочность заклепочного соединения при работе на отрыв. Скрепление полого цилиндрического корпуса заклепки

- со стержнем 3 и сохранение стержня 3 в ной головки 2 полого цилиндрического заклепочном соединении обеспечивает покорпуса 1 прикладывают усилие, обеспечи- вышение его прочности на смятие и на срез. 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

15 вающее ее удержание в контакте со свободной поверхностью детали 12. Одновременно захватывают свободный конец стержня 3 и тянут с усилием, обеспечивающим пластическое деформирование полого цилиндрического корпуса 1 с образованием второй закладной головки с обратной стороны соединяемой детали 11.

Процесс деформирования полого цилиндрического корпуса протекает в следуюшей последовательности.

Под действием. сжимающих усилий (с одной стороны, удерживающее усилие, приложенное к закладной головке 2 полого цилиндрического корпуса 1, а с другой стороны, усилие воздействия головки 4 стержня 3 на взаимодействующий с ней свободный торец полого цилиндрического корпуса 1. переда1819333

Кроме того, обеспечивается глухое эаклепочное соединение без отверстий..

В случае снабжения заклепки кольцами

7, охватывающими полый цилиндрический корпус, выполнсние 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.б, 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, Эта 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 раэвальцовываться, дополнительно повышая прочность эаклепочного соедйнения (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 начинаетдеформироваться(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 испольэовать технологическую гайку с проводом.

В этом случае к стержню прикладывают 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 протекает аналогично описанным выше.

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

Формула изобретения

1. Заклепка для односторонней клепки. содержащая полый цилиндрический корпус с закладной головкой и размещенный в нем стержень с головкой, взаимодействующей с свободным торцом полого цилиндрического корпуса, отличающийся тем. что стержень в месте перехода в головку выполнен с кольцевой канавкой, а торец головки стержня, взаимодействующий со свободным торцом корпуса, выполнен в виде профилированной поверхности, сопряженной с кольцевой канавкой стержня.

2. Заклепка по 1, о т л и ч а ю ща я с я тем, что она снабжена кольцами, охватывающими 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, охватывающей свободный торец полого цилиндрического корпуса, причем все участки полого цилиндрического корпуса между кольцами и отбортовкой головки предварительно сдеформированы до потери устойчивости, 3, Заклепка по и 2, отличающаяся тем, что кольца выполнены за одно целое с полым цилиндрическим корпусом.

4. Заклепка по пп.1-3, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что стержень выполнен с резьбой, а его свободный торец выполнен с элементом под ключ, 5. Заклепка по п.4, отличающаяся тем, что она снабжена гайкой, установленной на стержне в контакте с закладной головкой полого корпуса, а закладная головка полого корпуса выполнена отдельной в виде шайбы. б. Заклепка по пп.4 и 5, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что элемент под ключ выполнен призматическим.

1819333

1819333

1819333

yg а

4 иЯ

У

Составитель С. Сопочки н

Техред М.Моргентал Корректор М.Максимищинец

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 1952 Тираж - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5