RU1787644C - Riveting method - Google Patents

Riveting method

Info

Publication number
RU1787644C
RU1787644C SU914933705A SU4933705A RU1787644C RU 1787644 C RU1787644 C RU 1787644C SU 914933705 A SU914933705 A SU 914933705A SU 4933705 A SU4933705 A SU 4933705A RU 1787644 C RU1787644 C RU 1787644C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cavity
rivet
recess
rod
riveting
Prior art date
Application number
SU914933705A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Иванович Козий
Виталий Федорович Мануйлов
Татьяна Борисовна Козий
Андрей Владимирович Власов
Original Assignee
Самарский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самарский авиационный институт им.акад.С.П.Королева filed Critical Самарский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority to SU914933705A priority Critical patent/RU1787644C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1787644C publication Critical patent/RU1787644C/en

Links

Abstract

Использование: клепально-сборочные работы, клепка конструкций с элементами из волокнистых композиционных материалов . Сущность изобретени : в пакете образуют отверстие и устанавливают в него заклепку с углублением на конце стержн . Объем полости углублени  частично заполн ют деформируемой средой. На выступающий конец стержн  заклепки устанавливают подкладное кольцо. После фиксации пакета к торцу стержн  прикладывают импульсное деформирующее усилие и путем заполнени  свободного объема полости углублени  деофрмационно упрочненным материалом формируют на конце стержн  упрочненный слой. После этого упрочненный слой перемещают в объем закладной головки с одновременным удалением деформируемой среды из полости углублени  и завершают ее образование . Способ обеспечивает высокую производительность и высокие прочностные характеристики соединени . 6 ил.Usage: riveting and assembly work, riveting structures with elements of fibrous composite materials. SUMMARY OF THE INVENTION: A hole is formed in a bag and a rivet is installed in it with a recess at the end of the shaft. The volume of the cavity of the recess is partially filled with a deformable medium. A spacer ring is mounted on the protruding end of the rivet shaft. After the package is fixed, a pulse deforming force is applied to the end of the rod, and by filling the free volume of the cavity of the recess with de-hardened material, a reinforced layer is formed at the end of the rod. After that, the hardened layer is moved into the volume of the insertion head with the simultaneous removal of the deformable medium from the cavity of the cavity and complete its formation. The method provides high performance and high strength characteristics of the joint. 6 ill.

Description

Изобретение относитс  к клепально- сборочным работам, преимущественно дл  конструкций, содержащих смешанные пакеты , и может быть использовано во всех отрасл х народного хоз йства, где требуетс  клепка конструкций с элементами из волокнистых композиционных материалов.The invention relates to riveting and assembly operations, primarily for structures containing mixed bags, and can be used in all sectors of the economy where riveting of structures with elements of fibrous composite materials is required.

Известен способ клепки, заключающийс  в образовании отверсти  в пакете, установке в него заклепки, фиксации пакета и последующей клепке путем осевого пластического сжати  выступающей над пакетом части стержн  заклепки.A method of riveting is known, which consists in forming a hole in the packet, installing a rivet in it, fixing the packet and subsequent riveting by axial plastic compression of the part of the rivet shaft protruding above the packet.

Известный способ клепки не применим дл  конструкций, содержащих элементы из волокнистых композиционных материалов, из-за неуправл емой раздачи стержн  на толщине пакета. Последнее вызывает разрушение элемента из волокнистого композиционного материала.The known riveting method is not applicable to structures containing elements of fibrous composite materials, due to uncontrolled distribution of the rod on the thickness of the bag. The latter causes the destruction of the element of the fibrous composite material.

Известен также способ клепки преимущественно пакетов; содержащих элементы из волокнистых композиционных материалов , при котором образуют отверстие в пакете , размещают в нем заклепку с осевым углублением на конце стержн , заполн ют полость углублени  деформируемой средой, устанавливают на выступающую часть стержн  подкладное кольцо, фиксируют пакет с последующим образованием замыкающей головки в процессе осевого пластического сжати  выступающей над плоскостью пакета части стержн  заклепки.There is also a method of riveting predominantly packages; containing elements of fibrous composite materials, in which a hole is formed in the bag, a rivet is placed in it with an axial recess at the end of the rod, the cavity of the recess is filled with a deformable medium, a spacer ring is installed on the protruding part of the rod, the package is fixed with the subsequent formation of a locking head in the axial process plastic compression of the rivet stem portion protruding above the plane of the packet.

Однако образование замыкающей головки заклепки сопр жено с утонением стенок осевого углублени  и, как следствие, обуславливает два возможных вида разрушени :However, the formation of the closing head of the rivet is associated with thinning of the walls of the axial recess and, as a result, causes two possible types of destruction:

XI 00 х ОXI 00 x O

отрыв замыкающей головки в плоскости дна углублени  и сдвиг подкладного кольца относительно стержн  заклепки. Причем первый вид разрушени  наиболее веро тен поскольку известный способ не дает рекомендаций по управлению прочностными характеристиками в опасном сечении. Второй тип разрушени  может быть устранен путем регулировани  высотой замыкающей головки .separation of the locking head in the plane of the bottom of the recess and the shift of the washer ring relative to the rivet shaft. Moreover, the first type of destruction is most likely since the known method does not give recommendations for controlling the strength characteristics in a dangerous section. A second type of collapse can be eliminated by adjusting the height of the locking head.

-VI,-VI,

Кроме того, в реализации данного способа требуетс  два перехода, что удлин ет технологический процесс, и два комплекта технологической оснастки, что удорожает себестоимость силовой точки.In addition, in the implementation of this method, two transitions are required, which lengthens the technological process, and two sets of technological equipment, which increases the cost of the power point.

Цель изобретени  - повышение производительности труда и прочностных характеристик силовой точки.The purpose of the invention is to increase labor productivity and strength characteristics of a power point.

Это достигаетс  тем, что в способе клепки, преимущественно пакетов, содержащих элементы из волокнистых композиционных материалов, при котором образуют отверстие в пакете, размещают в нем заклепку с осевым углублением на конце стержн , заполн ют полость углублени  . деформируемой средой, устанавливают на выступающую часть стержн  подкладное кольцо, фиксируют пакет с последующим образованием замыкающей головки в процессе осевого пластического сжати  выступающей над плоскостью пакета части стержн  заклепки, полость углублени  заполн ют деформируемой средой частично, при образовании замыкающей головки вначале формируют упрочненный слой на конце стержн  путем заполнени  свободного от деформируемой среды объема полости углублени  деформационно упрочненным материалом заклепки, а затем осуществл ют осевое перемещение упрочненного сло  в объем замыкающей головки с одновременным удалением деформируемой среды из полости углублени .This is achieved by the fact that in the riveting method, mainly of packages containing elements of fibrous composite materials, in which a hole is formed in the package, a rivet with an axial recess at the end of the rod is placed in it, the cavity of the recess is filled. with a deformable medium, a lining ring is installed on the protruding part of the rod, the bag is fixed, followed by the formation of a locking head during axial plastic compression of the rivet rod portion protruding above the package plane, the cavity cavity is partially filled with the deformable medium, when the closing head is formed, a hardened layer is first formed at the end of the rod by filling the volume of the cavity cavity free of the deformable medium with the deformation-hardened rivet material, and then are the axial movement of the hardened layer into the volume of the locking head while removing the deformable medium from the cavity of the recess.

На фиг. 1 показано исходное положение штамповой оснастки перед образованием замыкающей головки заклепки; на фиг.2 - окончание стадии образовани  упрочненного сло  на конце стержн  заклепки; на фиг.З - стади  раздачи стержн  заклепки; на фиг,4 - начальна  стади  осевого перемещени  упрочненного сло ; на фиг.5 - конечна  стади  осевого перемещени  упрочненного сло  в объем замыкающей головки с одновременным удалением деформируемой среды из полости углублени ; на фиг.6 - силова  точка.In FIG. 1 shows the initial position of the die tooling before the formation of the closing head of the rivet; Figure 2 shows the end of the step of forming a reinforced layer at the end of the rivet rod; in Fig.3 - the stage of distribution of the rivet rod; Fig. 4 shows the initial stage of axial movement of the hardened layer; Fig. 5 shows the final stage of axial movement of the hardened layer into the volume of the closure head while removing the deformable medium from the cavity of the recess; figure 6 is a power point.

В смешанном пакете, содержащем элемент 1 из волокнистого композиционного материала, например углепластика. и элемент 2 из однородного материала, например алюминиевого сплава В95, выполн ют сквозное отверстие. In a mixed bag containing an element 1 of a fibrous composite material, for example carbon fiber. and an element 2 of a uniform material, for example aluminum alloy B95, has a through hole.

Далее в отверстие пакета беззазорно устанавливают заклепку 3, например, изNext, a rivet 3 is installed in the opening of the bag, for example, from

. алюминиевого сплава В65. имеющую осевое углубление. Объем полости углублени  заклепки 3 предварительно частично запол-. н ют деформируемой средой 4, например водой. На выступающей части стержн  заклепки 3 размещают подкладное кольцо 5. Пакет фиксируют прижимом 6 с усилием. aluminum alloy B65. having an axial recess. The volume of the cavity of the deepening of the rivet 3 is previously partially filled. They are removed by deformable medium 4, for example, water. A spacer ring 5 is placed on the protruding part of the rivet rod 3. The package is fixed by pressing 6 with a force

Рприж.Rrizh.

В прижиме 6 выполнено ступенчатое отверстие , причем диаметр ступени равен диаметру замыкающей головки заклепки (выбираетс  из чертежа силовой точки), а диаметр отверсти  обеспечивает беззазорное размещение стержн  заклепки 3 в прижиме 6. В отверстие прижима 6A step hole is made in the clamp 6, and the diameter of the step is equal to the diameter of the closing head of the rivet (selected from the drawing of the power point), and the diameter of the hole provides clearance-free placement of the rivet 3 in the clamp 6. In the hole of the clamp 6

устанавливают цилиндрический пуансон 7 по посадке движени . В пуансоне 7 выполнено сквозное отверстие с диаметром,зна-. чительно меньшим диаметра осевого углублени  в заклепке 3 (фиг.1).a cylindrical punch 7 is mounted to fit the movement. In the punch 7 there is a through hole with a diameter of zn. significantly smaller than the diameter of the axial recess in the rivet 3 (Fig. 1).

Реализаци  изобретени  осуществл етс  следующим образом.The implementation of the invention is as follows.

При воздействии импульсным усилием Рт на торец пуансона 7 в первый момент имеет место пластическое сжатие материала заклепки 3 по-месту ее контакта с пуансонрм 7. В результате на торцевой поверхности стержн  3 формируетс  упрочненный слой толщиной h. При этом пластическое течение материала заклепки 3 локализуетс  на конической поверхности сWhen a pulsed force PT acts on the end face of the punch 7, at the first moment, plastic rivet 3 is compressed in place of its contact with the punch 7. As a result, a reinforced layer of thickness h is formed on the end surface of the rod 3. In this case, the plastic flow of the rivet material 3 is localized on a conical surface with

образующей ab (фиг.2). же упрочненного сло  h рассчитываетс  из услови  посто нства объема и находитс  по формуле:forming ab (figure 2). the hardened layer h is calculated from the condition of constant volume and is found by the formula:

-Cff-d2).-Cff-d2).

hh

II

где D - диаметр стержн  заклепки 3; d-диаметр полости углублени ; I - часть свободной от в зкой среды глубины полости углублени .where D is the diameter of the stud rivet 3; d is the diameter of the cavity of the recess; I - part of the depth of the cavity of the cavity free of viscous medium.

Дальнейшее перемещение пуансона 7 в направлении смешанного пакета вызывает выдавливание материала заклепки 3 в ступень прижима 6, чему способствует как со- здаваемое осевое усилие, так и давление деформируемой среды 4 (фиг.З).Further movement of the punch 7 in the direction of the mixed bag causes the rivet 3 material to be squeezed out into the clamping step 6, which is facilitated by both the generated axial force and the pressure of the deformable medium 4 (Fig. 3).

С момента, когда стержень заклепки 3 коснетс  стенок ступени прижима 6, имеет место устранение полости углублени  путем осевого перемещени  упрочненного сло . Процедура такого устранени  характерна тем, что формируетс  коническа  поверхность локального сдвига с образующей cd (фиг,4). Деформируема  среда 4 на стадииFrom the moment the rivet 3 rod touches the walls of the press step 6, the cavity of the recess is removed by axial movement of the reinforced layer. The procedure for this elimination is characteristic in that a conical surface of local shear is formed with a generatrix cd (Fig. 4). Deformable medium 4 at the stage

устранени  полости углублени  в процессе осевого перемещени  упрочненного сло  вытесн етс  через сквозное отверстие в пуансоне 7.The elimination of the recess cavity during axial movement of the hardened layer is expelled through the through hole in the punch 7.

На конечной стадии (фиг.5) диаметр полости углублени  предельно мал, т.е. сечение стержн  заклепки 3 в верхней полости подкладного кольца 5 составл ет до 95- 99% общего сечени .At the final stage (Fig. 5), the diameter of the cavity of the recess is extremely small, i.e. the cross section of the rivet rod 3 in the upper cavity of the backing ring 5 is up to 95-99% of the total cross section.

Способ прошел опытно-промышленную проверку при клепке смешанного пакета толщиной 6 мм. Пакет содержал элемент из углепластика марки КМУ толщиной 2,0 мм и элемент из алюминиевого сплава В95 толщиной 4,0 мм. Отверстие диаметром 4,0 мм получали пробивкой в инструментальном штампе. В отверстие пакета размещали заклепку из сплава В65, имеющую диаметр 4,0 мм и длину стержн  - 13,0 мм.The method has passed a pilot test when riveting a mixed package with a thickness of 6 mm The package contained an element made of carbon fiber grade KMU 2.0 mm thick and an element made of aluminum alloy B95 4.0 mm thick. A hole with a diameter of 4.0 mm was obtained by punching in a tool stamp. A rivet made of B65 alloy with a diameter of 4.0 mm and a rod length of 13.0 mm was placed in the opening of the bag.

В полость заклепки вносилась деформируема  среда - вода по объему, равному 60% общего объема полости углублени . На стержень заклепки устанавливали подкладное кольцо толщиной 1,0 мм из сплава Д16Т.A deformable medium — water — was introduced into the rivet cavity in a volume equal to 60% of the total volume of the cavity of the recess. A lining ring 1.0 mm thick of D16T alloy was installed on the rivet shaft.

Пакет фиксировали усилием прижима, равным 40 кН. Клепку производили посредством импульсного воздействи  ударником на торец стержн  заклепки через пуансон. Масса ударника составл ла 450 г. Начальна  скорость соударени  равн лась 20-21,0 м/с. Технологическа  оснастка изготавливалась из стали У8А по 7-му квалитету точности .The package was fixed with a clamping force of 40 kN. Riveting was carried out by means of a pulsed impact by a striker on the end of the rivet rod through a punch. The mass of the impactor was 450 g. The initial impact velocity was 20-21.0 m / s. The tooling was made of U8A steel according to the 7th accuracy class.

В качестве энергопрйвода использовалась магнитно-импульсна  установка МиУ-10 при энергии разр да в 3,3 кДж.The MiU-10 magnetic pulse pulse installation was used as an energy drive at a discharge energy of 3.3 kJ.

Испытани  заклепочного соединени  вы вили характер разрушени  сдвигом подкладного кольца относительно стержн  заклепки . Усилие сдвига определ лось высотой замыкающей головки.Rivet joint tests revealed a breakage pattern by shifting the spacer ring relative to the rivet shaft. The shear force was determined by the height of the locking head.

Микрошлифы, изготовленные из замыкающих головок заклепок, подтвердили наличие поверхностей максимальных сдвиговMicrosections made from locking heads of rivets confirmed the presence of surfaces of maximum shifts

(ab и cd), а замерами микротвердости на приборе ПМТ-3 обнаружили аномальное уп- рочнбние, более чем на 50% по отношению к исходной.(ab and cd), and microhardness measurements on the PMT-3 device revealed anomalous hardening, more than 50% with respect to the initial one.

Способ клепки по сравнению с прототипом болеэ эффективен, поскольку реализует клепку за один переход, что повышает производительность труда; требуетс  только один комплект технологической оснастки, что снижает себестоимость силовой точки;The riveting method is effective in comparison with the Bolee prototype, since it implements riveting in one transition, which increases labor productivity; only one set of tooling is required, which reduces the cost of the power point;

имеет место упрочнение заклепки в области замыкающей головки, что предопредел ет только-- один вид разрушени  на отрыв- сдвиг. . .... .....,.hardening of the rivet takes place in the region of the locking head, which predetermines only one type of separation-shear failure. . .... .....,.

Последнее регулируетс  высотой замыкающей головки.The latter is controlled by the height of the locking head.

Ф о р м у л а и з о б р е т ё н и   Способ клепки преимущественно пакетов , содержащих элементы из волокнистых композиционных материалов, заключающийс  в образовании отверсти  в пакете, размещении в нем заклепки с осевым углублением на конце стержн , заполнении полости углублени  деформируемой средой, установке на выступающей части стержн Formula and Method of riveting predominantly packets containing elements of fibrous composite materials, which consists in forming a hole in the packet, placing rivets in it with an axial recess at the end of the rod, filling the cavity of the recess deformable medium, installation on the protruding part of the rod

подкладного кольца и фиксации пакета с последующим образованием замыкающей головки в процессе осевого пластического сжати , выступающей над плоскостью пакета части стержн  заклепки, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности труда и прочностных характеристик силовой точки, полость углублени  заполн ют деформируемой средой частично, при образованииa backing ring and fixing the package with the subsequent formation of a locking head during axial plastic compression projecting above the plane of the package of the rivet rod part, characterized in that, in order to increase labor productivity and strength characteristics of the force point, the cavity of the recess is partially filled with the deformable medium during formation

замыкающей головки вначале формируют упрочненный слой на конце стержн  путем заполнени  свободного от деформируемой среды объема полости углублени  деформационно упрочненным материалом заклепки,the closure head first form a hardened layer at the end of the rod by filling the volume of the cavity cavity free of the deformable medium with the deformation hardened rivet material,

а затем осуществл ют осевое перемещение упрочненного сло  в объем замыкающей головки с одновременным удалением деформируемой среды из полости углублени .and then, the hardened layer is axially displaced into the volume of the closure head while removing the deformable medium from the cavity of the recess.

. 5. 5

V. ЈV. Ј

SU914933705A 1991-05-05 1991-05-05 Riveting method RU1787644C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914933705A RU1787644C (en) 1991-05-05 1991-05-05 Riveting method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU914933705A RU1787644C (en) 1991-05-05 1991-05-05 Riveting method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1787644C true RU1787644C (en) 1993-01-15

Family

ID=21573150

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU914933705A RU1787644C (en) 1991-05-05 1991-05-05 Riveting method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1787644C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 829308,кл. В 21J 15/02, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2433317C2 (en) Method to make nailed connection (versions) and nail designed to develop nailed connection
EP0178180B1 (en) Metal forming process, apparatus therefor and product thereof
US5528815A (en) Clinching tool for sheet metal joining
US4451189A (en) Bulb rivet
US5568711A (en) Attachment anchor assembly
US6862913B2 (en) Device and method for mechanically joining sheet metal
US4192058A (en) High fatigue slug squeeze riveting process using fixed upper clamp and apparatus therefor
US6681611B2 (en) Process and device for manufacturing holes on the circumference of hollow sections
CA2301037C (en) Device and method for forming, in particular cold-forming, workpieces
WO2000012240A1 (en) Internal high pressure forming method for a workpiece
RU1787644C (en) Riveting method
KR20140061427A (en) Blind rivet and workpiece arrangement
US2562724A (en) Hydraulically expanding hollow rivet
US7377021B2 (en) Method, device and auxiliary joining element for joining at least two parts
RU1784399C (en) Riveting method
US1469667A (en) Bolt anchor
RU1780916C (en) Rivet manufacturing method
EP0766012A1 (en) Blind rivet assembly
RU2007250C1 (en) Method of riveting composite stacks
DE19859370C1 (en) Seal plug for motor vehicle pipe has break off pin to expand plug into pipe bore
US3933021A (en) Process or method of producing a small opening in a relatively thick metallic or pipe wall
RU2007249C1 (en) Method of making flush joint
SU1766574A1 (en) Method of rivets production
RU1771859C (en) Method of riveting
SU1650315A1 (en) Method for manufacture of fasteners