Заклепка

 

Использование: в области машиностроения при получении высокоресурсных клепаных соединений. Сущность изобретения: заклепка содержит стержень и закладную головку в виде усеченного кругового конуса и сопряженного с ним цилиндра. Усеченный конус примыкает к стержню своим меньшим основанием. На торце цилиндра расположен компенсатор в форме прямого кругового цилиндра, диаметр которого равен диаметру цилиндра головки. 3 ил.

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

Известны заклепки, содержащие цилиндрический стержень, закладную коническую головку и компенсатор в форме концентричных выступов и впадин на торце закладной головки [1] в форме расположенного соосно стержню усеченного конуса, опирающегося на торец закладной головки большим основанием, диаметр которого равен диаметру стержня [2] в форме расположенного на торце закладной головки соосно стержню цилиндра диаметром, равным диаметру заклепки [3] Известна заклепка, содержащая стержень и закладную потайную головку, состоящую из примыкающего к стержню конического участка и расположенного над ним цилиндрического участка с компенсатором на торце в форме концентричных, различной высоты выступов и различной глубины впадин [4] Как и указанные выше, эта заклепка имеет низкую технологичность. Для изготовления заклепки высадкой необходим пуансон со специально спрофилированной по форме компенсатора рабочей поверхностью. В результате того, что компенсатор формируется в пуансоне, а остальная часть закладной головки в матрице, не может быть гарантировано высокое качество заклепки, поскольку в высадных автоматах практически всегда имеет место несоосное расположение рабочей оснастки. Поэтому известной заклепке, как и ее аналогам, при изготовлении высадкой свойственен дефект в виде смещения компенсатора относительно оси стержня. Кроме того, особенности контакта плоского торца стержневой заготовки заклепки и профилированной поверхности пуансона могут привести к внецентренному сжатию заготовки, сопровождаемому, как правило, ее продольным изгибом. В результате пластическое деформирование заготовки неосесимметричное, металл излишне вытекает в пространство между пуансоном и матрицей, образуя ненормируемой величины облой, а полости под компенсатор и закладную головку остаются частично незаполненными. Таким образом, точность обеспечения заданной формы и размеров компенсатора и закладной головки известной заклепки при изготовлении ее высадкой низкая, что снижает надежность соединений, выполняемых такими заклепками, в частности не гарантируется их герметичность и усталостная долговечность. Отрицательно влияет на надежность соединений и собственно конструкция компенсатора. Так, форма и размеры компенсатора известной заклепки (ее аналогов) таковы, что пластическое деформирование стержня заклепки и компенсатора начинается практически одновременно. Процесс дальнейшей осадки протекает неустойчиво и в случае внецентренного приложения клепального усилия возникает дефект в виде смещения замыкающей головки относительно стержня заклепки, снижающий качество и надежность соединения.

Заявленное изобретение направлено как на повышение технологичности и качества заклепки при изготовлении высадкой, что достигается возможностью формирования компенсатора в матрице, используя пуансон с плоской рабочей поверхностью, так и на повышение качества и надежности заклепочного соединения за счет того, что форма и размеры закладной головки и компенсатора заклепки стабильны и соответствуют заданным с высокой точностью.

Данный технический результат достигается тем, что у заклепки, содержащей стержень и закладную головку в виде усеченного кругового конуса, примыкающего к стержню своим меньшим основанием, сопряженного с большим основанием конуса цилиндра и расположенного на его торце компенсатора, последний выполнен в форме кругового прямого цилиндра, диаметр которого равен диаметру закладной потайной головки.

Именно выполнение компенсатора за одно целое с цилиндрическим участком закладной головки обеспечивает возможность изготавливать заклепку высадкой при минимальных затратах на оснастку, так как достаточно использовать обычный пуансон с плоской рабочей поверхностью, поскольку заклепка полностью беспрепятственно формируется в матрице. При этом, имеющее место в высадных автоматах несоосное расположение матрицы и пуансона практически не влияет на точность обеспечения заданных параметров закладной потайной головки заклепки. Кроме того, осаживаемая плоским пуансоном заготовка заклепки в условиях внецентренного сжатия обладает повышенной продольной устойчивостью, что так же улучшает качество заклепки вследствие максимального приближения процесса пластического деформирования к осесимметричному. Таким образом, предложенная конструкция заклепки позволяет существенно упростить технологию ее изготовления высадкой и повысить качество за счет соответствия реализуемых параметров, заданным с высокой точностью. Все вышеизложенное свидетельствует о повышенной технологичности разработанной заклепки с компенсатором.

При выполнении соединения деталей следствием использования заклепки с малыми величинами погрешностей формы, взаимного расположения поверхностей и размеров ее закладной головки является гарантированное заполнение зенкованного гнезда материалом заклепки с радиальным натягом, что повышает надежность и качество заклепочного соединения, в частности его герметичность и усталостную долговечность.

На фиг. 1 показан общий вид заклепки; на фиг. 2 заклепка, вставленная в отверстие пакета деталей; на фиг. 3 соединение деталей.

Заклепка содержит стержень 1 и закладную потайную головку 2, состоящую из конического участка 3 и сопряженного с ним цилиндрического участка 4 с компенсатором 5 на торце.

Заклепочное соединение деталей выполняют следующим образом.

В пакете деталей 6 и 7 выполняют отверстие 8, в котором образуют гнездо 9 под закладную потайную головку 2 заклепки. Отличительной особенностью гнезда 9 является наличие в нем цилиндрического участка 10, соответствующего цилиндрическому участку 4 закладной потайной головки 2. В отверстие 8 вставляют заклепку, при этом участки 3 и 4 закладной головки 2 заполняют гнездо 9, а компенсатор 5 выступает над поверхностью детали 6. После этого прессованием или ударом пластически деформируют стержень 1 и закладную потайную головку 2 заклепки, в результате чего заполняют отверстие 8 и гнездо 9 и образуют замыкающую головку 11.

Поскольку действительные параметры заклепки стабильны и соответствуют заданным с высокой точностью, перед клепкой зазоры между стержнем 1 и стенками отверстия 8, а также между цилиндрическим участком 4 и соответствующим ему цилиндрическим участком 10 гнезда 9 минимальны и их величины колеблются практически только в пределах допусков на размеры отверстия 8 и гнезда 9. Вследствие этого при клепке с высокой надежностью в соединении реализуется радиальный натяг по всей толщине пакета, в том числе и по цилиндрической части гнезда 9, что повышает качество заклепочного соединения, в частности его герметичность и усталостную долговечность.

Формула изобретения

Заклепка, содержащая стержень и закладную потайную головку в виде усеченного кругового конуса, примыкающего к стержню своим меньшим основанием, сопряженного с большим основанием конуса цилиндра и расположенного на его торце компенсатора, отличающаяся тем, что компенсатор выполнен в форме прямого кругового цилиндра, диаметр которого равен диаметру упомянутого цилиндра головки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3