Способ динамической клепки

 

С, И. Козий, В. А. Глущенков, В. В. Козл

И. Н. Желтов; А. С. Горячев, Д. С. Кодн и В, С. Пепелин

ышенский, РОЗ. (72) Авторы изобретеиия

Куйбышевский ордена Трудового Красного авиационный институт им. акад. С. П. К (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКОЙ КЛЕПКИ

Изобретение относится к клепаль- но-сборочным работам, в частности к способам динамической клепки пакетов из полепозиционных материалов.

Известен способ динамической клепки пакетов из листовых композиционных материалов, заключающийся в пробивке отверстия в пакете стержнем заклепки, в установке заклепки в этом отверстии с последующим образованием замыкакяцих головок и ввода в отверс1О тие герметичной вязкой среды (I ).

Однако известный способ не обес-, печивает получения качественного отверстия для пробивки заклепкой, осо-, 15 бенно в пакетах, содержащих соединяемые элементы из волокнистых композиционных материалов. Вследствие даже минимального зазора между пробиваемым пуансоном и матрицей в процессе

30 динамической пробивки отверстия, например в бороалюминиевой композиции, наблюдается изгиб упрочняющих волокон бора по периметру разделения. Качество механического точечного соединения будет невысоким, поскольку по периметру разделения возможно дробление упрочняющих волокон.из-за изгиба в процессе пробивки отверстия; в проI цессе образования замыкающей головки.

Кроме того, вследствие наличия зазора между заклепкой и матрицей на толщине пакета образуются эоны среза и скола, характеризующиеся как различной шероховатостью, так и различным профилем. Последнее обуславливает низкие контактные напряжения, передаваемые поверхностью разделения, Цель изобретения — повышение качества пробиваемого отверстия и проч- ности клепанного соединения.

Поставленная цель достигается тем, что в способе динамической клепки пакетов из листовых композиционных материалов, заключающемся в пробивке отверстия в пакете стержнем заклепки, в установке заклепки в этом отверстии с последующим образованием

На поставленном в отверстии стержне по месту соединения формообразуют замыкающие головки 8, на концах стержня 5 любым известным методом осадкой, развальцовкой и т.п.

Длина стержня выбирается исходя из требуемого объема на заполнение пробитого отверстия в пакете и объемов, наобходимых для образования замыкающих головок.

Предлагаемый способ эффективен, так как позволяет получать качественные отверстия в соединяемых листах пакета вследствие: устранения какого-либо зазора между стержнем заклепки и матрицей, т.е. осуществление процесса беззазориой пробивки отверстий; наличия вязкой среды между пакетом и направляющей плитой 2, обеспечивающей предварительное растяжение материала пакета и, как следствие, из3 859002 замыкающих головок и ввода в отверстие пакета герметичной вязкой среды, в качестве заклепки берут стержень с диаметром меньшим диаметра пробиваемого отверстия в пакете, и перед S пробивкой отверстия стержень предварительно деформируют с образованием на его концах утолщений в виде поясков с диаметром, равным диаметру пробиваемого отверстия, а герметичную вязкую среду помещают между поясками на стержне.

Кроме того, пробивку отверстия в пакете стержнем заклепки осуществляют с усилием подпора склепываемого лакета.

На фиг. 1 показано исходное положение; на фиг. 2 — конечная стадия процесса пластического деформирования торцов стержня заклепки; на фиг. 3 — конечная стадия пробивки отверстия и постановки в него стержня с утолщением в виде поясков на концах; на фиг. 4 — клееклепальное соединение.

Соединяемый пакет листов из композиционного материала размещен на матрице 1 и зафиксирован направляющей плитой 2. Матрица 1 и направляющая плита 2 имеют соосные отверстия, диаметры которых равны. Пакет деталей сжимают с усилием прижима P с двух сторон направляющей плитой 2 и матрицей 1.

Под пакетом в отверстии матрицы 1 установлен пуансон 3 подпора на

35 упругом элементе 4. В отверстии направляющей плиты 2 размещен стержень 5 заклепки, с диаметром меньше диаметра отверстия в пакете, например, из сплава В65. В зазоре между

40 стержнем 5 и направляющей плитой 2 и под стержнем 5 находится герметичная вязкая среда 6, например жидкотекучий клей.

Под действием импульса силы Р на

4S стержень 5 вначале энергия расходуется на предварительное пластическое деформирование кондов стержня с образованием утолщений 7 на его концах в виде поясков. Жесткость упругого 50 элемента 4 выбрана таким образом, что на данном этапе нагружения пуансон 3 подпора остается неподвижным.

Вязкая среда 6 из-под стержня 5 вытесняется в зазор между поясками 7, 5

М стержнем 5 (его центральная часть) и направляющей плитой 2. Пластическое увеличение диаметров торцов крепежно" го стержня 5 происходит.до диаметра отверстия в направляющей плите 2 (фиг. 2). Причем наличие вязкой среды под нижним торцом стержня 5 способствует оформлению утолщения и устоИчивости стержня при деформации.

Дальнейшее воздействие импульса силы Р на стержень 5 вытесняет оставшуюся среду 6 из-под нижнего торца в направлении между направляющей плитой 2 и пакетом, что вызывает предварительное нагружение последнего растягивающими усилиями, и затем осуществляется процесс пробивки. При этом повышение давления вязкой среды 6, заключенной между утолщениями 7 стержня 5, обуславливает устойчивость его центральной части.

Процесс пробивки отверстия осуществляется с усилием подпора, которое обеспечивается пуансоном 3 посредством жесткости упругого элемента 4. После окончания процесса пробивки отверстия в пакете и постановки стержня по месту соединения прекращается действие пуансона 3 подпора на стержень 5 (фиг..3).

После прекращения действия импульса силы 1, вследствие разгрузки материала пакета от действия предвари" тельных растягивающих напряжений, а также остаточных напряжений, имевшихся в материалах соединяемых элементов, происходит фиксация стержня с утолщенными концами в уменьшенном относительно матрицы пробитом отверстии.

859002 менение схемы напряженно-деформированного состояния в очаге деформации.

Кроме того, длительность процесса образования отверстия в соединяемых элементах пакета и постановки стержня по месту соединения не превышает

100-150 мкс.

Предлагаемый способ опробован при клепке соединяемых листовых деталей, набранных из углепластика КИУ-3. !О

Формула изобретения

1. Способ динамической клепки па- И кетов из листовых композиционных материалов, заключающийся в пробивке отверстия в пакете стержнем заклепки, в установке заклепки в этом отверстии с последующим образованием замы- 20 кающих головок и ввода в отверстие герметичной вязкой среды, о т л и— чающийся тем,что, сцелью повышения качества пробиваемого отверстия и прочности клепаннога соединения, в качестве заклепки берут стержень с диаметром меньшим диаметра пробиваемого отверстия в пакете, и перед пробивкой отверстия стержень предварительно деформируют с образованием на его концах утолщений в виде поясков с диаметром, равным диаметру пробиваемого отверстия, а герметичную вязкую среду помещают между поясками на стержне.

2. Способ по и. l о т л и ч а юшийся тем; что пробивку отверстия стержнем заклепки осуществляют с усилием подпора склепываемого па кета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Патент США Р 3072279,кл.218-1) опублик. 1963 (прототип). .

S 59002

Составитель И. Басова

Редактор Ю. Ковач Техоеп Т.Маточка

Заказ 7415/21 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4