RU1809792C - Заклепка, способ клепки и заклепочное соединение - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к элементам креплени  дл  выполнени  соединений , в частности к заклепкам. Сущность изобретени : элемент имеет стержень 1 и головку 2, предназначенную дл  деформировани  сплющиванием в процессе установки . На фронтальной поверхности эта головка имеет кольцевую канавку 8, располагающуюс  вокруг оси и вблизи продолжени  внешней поверхности стержн . Эта канавка образует в головке два участка, один - центральный 12, а другой - периферийный 13, предназначенные дл  независимой деформации под воздействием сплющивани . Изобретение позвол ет значительно улучшить распределение напр жений сжати  между элементом креплени  и соедин емыми материалами. Оно гарантирует удовлетворительное радиальное рас- пухание головки, а также достаточное растекание к стержню и зоне соединени , между стержнем и головкой 3 с.ч. 7 з.п. ф-лы, 7 ил. Зг СО С

Description

Изобретение относитс  к элементам креплени , в частности заклепкам дл  соединени  листов в области аэронавтики и установке указанных элементов и полученным соединени м.

Целью изобретени   вл етс  повышени  качества клепки.

На фиг.1 представлена предлагаема  заклепка, осевое сечение; на фиг,2 - сечение листов, просверленных с целью формировани  заклепочных соединений; нафиг.З, 4 и 5 - фазы способа соединени ; на фиг.6 - сечение полученного соединени ; на фиг,7

- диаграмма напр жений сжати  между листами и заклепкой.

Заклепка выполнена из алюминиевого сплава и предназначена дл  выполнени  соединени  листов из алюминиевого спла-. ва.

Эта заклепка имеет цилиндрический стержень 1, который простираетс  вдоль оси, и головку 2 большего диаметра, расположенную на одном конце этого стержн . Заклепка предназначена дл  введени  в отверстие , выполненное в соедин емых листах (рис.2), которое имеет цилиндрическое сверление 3, в котором должен разместитьс  стержень 1, и с одной стороны фрезерованную полость 4, в которой должна разместитьс  головка 2.

Цилиндрический стержень 1 заклепки имеет диаметр - dr- меньший, чем диаметр

- dt - сверлени  3 отверсти  с тем, чтобы обеспечить зазор, максимально равный 0,1 мм; между стержнем и сверлением. Длина стержн  1 .выбираетс  такой, чтобы он выступал из листов с противоположной от головки 2 стороны.

Эта головка 2  вл етс  фрезерованной и имеет цилиндрическую закраину 5 и конический участок 6, угол конусности которого может быть классически равным 120° (угол при вершине).

Фрезерованна  полость 4 отверсти  . имеет такой же угол с тем, чтобы прин ть указанный конический участок 6 и раскрытьс  на поверхности листов зенковкой 7.

Цилиндрическа  закраина 5 головки имеет диаметр - Dr -, меньший диаметра зенковки 7 отверсти  - Dt - с тем, чтобы обеспечить зазор, максимально равный 0,5 мм между головкой и зенковкой.

Кроме того, фронтальна  поверхность головки заклепки снабжена кольцевой канавкой 8, котора  выполнена приблизительно на продолжении внешней поверхности стержн  1. В примере внутренн   кромка 9 этой канавки располагаетс  на окружности диаметра - di - так, чтобы di dr ± 0,3 dr;

Эта канавка 8 имеет дно 10 полукруглого сечени  и боковые поверхности 11, раскрыва сь с небольшим уклоном к фронтальной поверхности; под небольшим уклоном понимают угол раскрыти , приблизительно равный 3°.

Толщина е канавки 8 не  вл етс  критической величиной и может быть предусмотрена на практике в диапазоне 0,08 dr - 0,12 dr.

Канавка 8 образует между дном 10 и основанием головки 2 зону наименьшей толщины ZM, котора  образует центральный участок головки 12, расположенный ближе к оси, и периферийный участок 13, расположенный с другой стороны. Глубина - р - канавки, отнесенна  к высоте - h - г.оловки устанавливаетс  так, чтобы под воздействием давлени  сплющивани  головки деформации этих участков центрального 12 и

периферийного 13 были бы независимо (или мало св заны). В примере заклепки из легкого сплава алюмини  отношение p/h может находитьс  в диапазоне 0,1-0,5, в частности пор дка 0,3.

Кроме того, фронтальна  поверхность головки 2  вл етс  плоской в центральном участке, причем уровень ее находитс  ниже уровн  периферийного участка; этот периферийный участок  вл етс  выпуклым и неравномерным по толщине, имеющим поднимающийс  участок 14, соедин ющийс  с плоским срезом 15 соединительной галтелью 16.

Разница А уровней между центральным участком и периферийным участком

(плоский срез) в рассматриваемом примере

составл ет 0,05 мм - 0,2 мм. Кроме того (см.

рис. 2 и 3), уровень центрального участка

предусмотрен так, чтобы выступать на рассто ние AI над поверхностью листов, а уровень периферийного участка на рассто ние Д2, так что: 0,2 м ,4 мм и 0,05 мм Аг-А1 Д 0,2мм.

В-качестве примера отметим, что следующие значени  дают хорошие результаты дл  заклепки из сплава алюмини  (2017 или 2117) с диаметром - dr - пор дка 4 мм, имеющей головку с диаметром - 6Г - пор дка 6 мм:

А1-0,2мм, ,4мм.

Установка описанной выше заклепки показана на фиг.З, 4 и 5 и состоит во введе- нии заклепки в отверстие в листах так, что- бы стержень 1 проходил через сверление 3 и выступал концом, противоположным головке , и чтобы указанна  головка 2 размеща- ласъ в фрезерованной полости 4 отверсти  (фиг.З).

Подбойник В и наковальн  Т (классические ) позвол ют, затем, расплющить головку 2 и сформировать вторую головку 17 на торце стержн  заклепки. Сплющивание головки 2 происходит в две фазы: одна фаза предварительного сплющивани  (фиг,4), где подбойник сплющивает периферийный участок и не находитс  еще в контакте с центральным участком. Этот периферийный участок, отсоединенный от центрального участка канавкой 8, подвергаетс  радиальному распуханию, показанному стрелкой Г.

Затем, подбойник В опираетс  на центральный участок и сплющивает также этот последний (фиг.5); распухание периферийного участка продолжаетс  (стрелка Fg), в то врем  как центральный участок подвергаетс  радиально-осевой текучести (стрелка Ff), что порождает расширение на уровне зоны соединени  между стержнем и головкой заклепки и в стержне, Втора  головка 17 формируетс  одновременно на другом конце стержн ,,

Фиг.6 показывает сечение полученного соединени , а фиг,7 дает распределение радиальных напр жений сжати  дс между листами и заклепкой. Можно различать три зоны, где напр жени  сжати  обусловлены различными  влени ми; зона xi (вблизи закраины головки), где напр жени  сжати  обусловлены распуханием периферийного участка 2Р, зона Х2 (вблизи соединени  головка/стержень ), где напр жени  сжати  обусловлены текучестью центрального участка 2С и его расширением, причем эти напр жени  проход т через максимум М этой зоны, и зона хз, где напр жени  обусловлены распуханием стержн  в процессе формировани  второй головки.

Claims (9)

1. Заклепка содержаща  стержень, предназначенный дл  размещени  в отверстии пакета соедин емых деталей, с расположенной на одном его конце потайной головкой, предназначенной дл  деформации сплющиванием в процессе установки, при этом на торцовой поверхности головки выполнена кольцева  канавка, раздел юща  ее на центральную и периферийную зоны, отличающа с  тем, что, с целью повышени  качества клепки, внутренн   кромка канавки расположена на окружности диаметра r ± 0,3d r, d г - диаметр стержн , J

2. Заклепка по п.1,отличающа с  тем, что бокова  поверхность потайной го- 5 ловки выполнена в виде цилиндра.

3. Заклепка по п.2, отличающа с  тем, что она выполнена из легкого алюмини- евого сплава, а отношение глубины канавки к высоте головки находитс  в пределах 0,1-0,5. 0

4. Заклепка по п.2 или 3, о т л и ч а ю- щ а   с   тем, что высота головки в центральной зоне выполнена меньше высоты головки в периферийной зоне. - .

5. Заклепка по п.4, о т л и ч а ю щ а   с   5 тем, что разность высот головки в периферийной и центральной зонах расположена в диапазоне 0,05-0,2 мм.

6. Заклепка по пп.2-5, отличающа с  тем, что торцова  поверхность головки

0 периферийной зоны соединена с боковой цилиндрической поверхностью конической галтелью.

7. Заклепка по пп.2-6, отличающа с  тем, что кольцева  канавка выполнена

5 с шириной Е (0,08-0,12) dr.

8. Заклепка по пп.2-7, о т л и ч а ю щ а-   с   тем, что кольцева  канавка выполнена с дном полукруглого сечени  и увеличивающейс  шириной от дна.

0.

9. Способ клепки, при котором в пакете деталей сверл т отверстие с зенковкой, устанавливают в отверстие заклепку с потайной закладной головкой, на торцовой поверхности которой выполнена кольцева 

5 канавка, раздел юща  ее на центральную и периферийную зоны, с превышением торцо вой поверхности заклепки над плоскостью пакета, от л ичающийс  тем, что, с целью повышени  качества клепки, потайную го0 ловку в центральной зоне выполн ют с превышением высоты над -плоскостью пакета величиной А1, а в периферийной зоне Aiz, при этом указанные превышени  наход тс  в пределах 0,2 мм Д 0,4 мм.

5 0,05 м Да - AI 0,2 мм

10, Заклепочное соединение деталей с помощью заклепки с потайной закладной головкой, отличающеес  тем, что максимум контактных напр жений между

0 заклепкой и детал ми расположен в .зоне соединени  стержн  заклепки- с потайной закладкой головкой.

ф#г2

фиг.З

1 S1