SU1650315A1

SU1650315A1 - Method for manufacture of fasteners

Info

Publication number: SU1650315A1
Application number: SU894702108A
Authority: SU
Inventors: Сергей Иванович Козий; Андрей Владимирович Власов; Татьяна Борисовна Козий; Юлия Сергеевна Кукушкина
Original assignee: Куйбышевский авиационный институт им.акад.С.П.Королева
Priority date: 1989-04-18
Filing date: 1989-04-18
Publication date: 1991-05-23

Abstract

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крепежных элементов типа заклепок высадкой. Цель изобретени повышение качества за счет улучшени эксплуатационных характеристик путем локального упрочнени стержн пс местоположению опасного сечени . Изготавливают заклепку с длиной стержн , превышающей требуемую. Приложением осевого усили сжати к стержню заклепки производ т радиальное выдавливание металла . В результате образуетс утолщение с регламентированными размерами, затем выполн ют отделение утолщени от стержн путем фиксации утолщени и сдвчга заклепки относительно утолщени . Этим достигаетс повышение прочностчых характеристик стержн заклепки, работающей на срез и на отрыв. 3 з.л.ф-лы, 6 ил.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of fasteners of the type of rivets by landing. The purpose of the invention is to improve the quality by improving the performance by locally hardening the ps rod to the location of the dangerous section. Make a rivet with a rod length exceeding the required. By applying an axial compressive force to the rivet rod, radial extrusion of the metal is effected. As a result, a thickening is formed with a regulated size, then the separation of the thickening from the rod is carried out by fixing the thickening and rivet relative to the thickening. This results in an increase in the strength characteristics of the rivet rod, working for shear and tear. 3 zlf-ly, 6 ill.

Description

Изобретение относитс к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении крепежных элементов типа заклепок.The invention relates to the processing of metals by pressure and can be used in the manufacture of fasteners such as rivets.

Цель изобретени - повышение качества за счет улучшени .эксплуатационных характеристик путем локального упрочнени стержн по местоположению опасного сечени .The purpose of the invention is to improve the quality by improving the performance characteristics by locally hardening the rod according to the location of the dangerous section.

На фиг.1 показано положение штампо- вой оснастки перед формированием утолщени на стержне заклепки со стороны закладной головки; на фиг.2 - исходное положение штамповой оснастки перед формированием утолщени на стержне заклепки; на фиг.З - конечна стади формировани утолщени ; на фиг.4 - стади перемещени заклепки относительно утолщени со стороны закладной головки; на фиг.5 - заклепочное соединение, работающееFigure 1 shows the position of the die tooling prior to the formation of a bulge on the rivet rod from the insertion head side; Fig. 2 shows the initial position of the die tooling prior to the formation of a bulge on the rivet rod; FIG. 3 shows the final stage of forming a bulge; Fig. 4 illustrates the stage of movement of the rivet relative to the bulge on the side of the insetting head; figure 5 - rivet connection, working

преимущественно на отрыв; на фиг.6 - то же, работающее преимущественно на срез.mainly to break; figure 6 - the same, working mainly on the cut.

Способ осуществл етс следующим образом .The method is carried out as follows.

В случае изготовлени заклепки, передающей нагрузку на отрыв, рабочее усилие воспринимаетс головкой, стержнем заклепки и замыкающей головкой. В св зи с этим упрочнение производитс в названных элементах заклепки. Дл этого металлическую заклепку 1 диаметром do устанавливают в контейнере 2 таким образом, что между опорной поверхностью контейнера 2 и закладной головкой заклепки 1 имеетс зазор Ah. На опорной поверхности контейнера 2 выполнено углубление диаметром D. Заклепку по диаметру ее закладной головки фиксируют прижимом 3. При воздействии импульсной силы РГ на закладную головкуIn the case of manufacturing a rivet that transfers a peel load, the operating force is sensed by the head, the rivet rod and the closing head. In connection with this, hardening is carried out in the said elements of the rivet. For this, a metal rivet 1 with a diameter of do is installed in the container 2 in such a way that there is a gap Ah between the supporting surface of the container 2 and the inset head of the rivet 1. On the supporting surface of the container 2, a recess with a diameter D is made. The rivet is fixed by the diameter of its inset head with a clamp 3. When the pulsed force of the RG is applied to the inset head

заклепки 1 имеет место сжатие части длины стержн в зазоре Ah. В этом случае происходит заполнение свободного объема углублени в контейнере 2 с образованием утолщени диаметром D, меньшим диамет- ра закладной головки, размер которого регламентируетс кольцом 4, Далее производ т упрочнение стержн заклепки 1 (фиг.2). В этом случае заклепку 1 размещают в штамповой оснастке, содержащей контей- нер 2, подкладную плиту 5, наборные кольца 6-8 и пуансон 9.rivet 1, compression of a part of the length of the rod in the gap Ah takes place. In this case, the free volume of the recess in the container 2 is filled to form a thickening with a diameter D, smaller than the diameter of the filling head, the size of which is regulated by the ring 4. Next, the core of the rivet 1 is strengthened (Fig. 2). In this case, the rivet 1 is placed in the die tooling containing the container 2, the backing plate 5, composing rings 6-8 and the punch 9.

На стержень заклепки 1 устанавливают подкладное кольцо 6, имеющее внутренний диаметр, равный диаметру стержн , и толщину 2. Далее на кольцо б размещают подкладное кольцо 7, имеющее внутренний диаметр, превышающий диаметр стержн заклепки 1, и последним устанавливают подкладное кольцо 8, имеющее внутренний диаметр/ равный диаметру стержн . Высоту подкладного кольца 8 выбирают с превышением торца стержн заклепки 1 на величину, обеспечивающую условие устой- чивой осадки пуансона 9.A backing ring 6 having an inner diameter equal to the diameter of the rod and a thickness of 2 is placed on the rivet 1 core. Next, a backing ring 7 having an inner diameter larger than the diameter of the rivet 1 is placed on the ring b, and the backing ring 8 having the inner diameter is installed last / equal to the diameter of the rod. The height of the backing ring 8 is chosen to exceed the end of the rod of the rivet 1 by an amount that ensures the condition of a stable settlement of the punch 9.

Подкладные кольца 6-8, имеющие равные внешние диаметры, устанавливают в контейнер 2 и фиксируют усилием прижимаРпр (фиг.З).Oscillating rings 6-8, having equal external diameters, are placed in container 2 and fixed by pressing force Rpr (FIG. 3).

Формирование упрочненной зоны на части длины стержн производ т следующим образом.The formation of the reinforced zone on the part of the length of the rod is performed as follows.

При воздействии импульсной силы Pi на пуансон 9 имеет место осевое пластиче- ское сжатие стержн заклепки 1. В силу замкнутости объема штамповой оснастки происходит заполнение свободных объемов , так как кольцо 7 имеет внутренний диаметр , превышающий диаметр стержн заклепки 1, то на высоте стержн заклепки 1, равной высоте кольца 7-I, формируетс утолщение диаметром di. Причем величина СИ.определ етс по формуле,When a pulse force Pi acts on the punch 9, the axial plastic compression of the rivet rod 1 takes place. Due to the volume of the die tooling volume, the free volumes are filled, since the ring 7 has an internal diameter exceeding the diameter of the rivet rod 1, then at the height of the rivet rod 1 equal to the height of the ring 7-I, a thickening with a diameter di is formed. Moreover, the value of SI is determined by the formula

+ е lo/l, + e lo / l,

где е - степень деформации стержн заготовки; 10 - начальна длина стержн заклепки до осевого сжати . Затем контейнер 2 устанавливают на плиту 10, имеющую отверстие , равное диаметру закладной голо- вки, повторно нагружают торец заклепки усилием Р2, чем вызывают ее перемещение относительно утолщени . Причем подкладное кольцо 6 служит матрицей, обеспечивающей удаление утолщени в процессе повторного нагружени и калибровку стержн заклепки 1 (фиг.4).where e is the degree of deformation of the rod billet; 10 - initial length of the rivet shank prior to axial compression. Then the container 2 is mounted on the plate 10, having an opening equal to the diameter of the mortgage head, re-load the end of the rivet with the force P2, which causes it to move relative to the thickening. Moreover, the backing ring 6 serves as a matrix for removing the thickening during the reloading process and calibrating the rod of the rivet 1 (Fig. 4).

Упрочнение замыкающей головки заклепки 1 может быть реализовано путемThe hardening of the closing head of the rivet 1 can be implemented by

увеличени ее высоты. Дл случа упрочнени заклепки, преимущественно передающей усилие на срез, упрочнение осуществл ют только в опасном сечении (фиг. 6).increase its height. For the case of hardening rivets, mainly transmitting force to the shear, hardening is carried out only in a dangerous section (Fig. 6).

В зависимости от необходимого упрочнени по диаграмме о - е выбирают требуемую степень деформации стержн Б. Последней управл ют, измен диаметр (фиг.4). Кроме того, на упрочнение материала заклепки 1 вли ет скорость деформировани , конфигураци оснастки дл формировани утолщени .Depending on the required reinforcement, the required degree of deformation of the rod B is selected according to the diagram O - e. The latter is controlled by changing the diameter (Fig. 4). In addition, the hardening of the material of the rivet 1 is influenced by the speed of deformation, the configuration of the snap-in for the formation of a thickening.

Начальную длину стержн заклепки 1 определ ют по формуле , о lk/(1 -Ј) , где 1К - конечна длина заклепки.The initial length of the core of the rivet 1 is determined by the formula, lk / (1-1), where 1K is the final length of the rivet.

Получают заклепку из алюминиевого сплава 865 диаметром do 4 мм, зысотой к 10 мм и с характеристикой прочности в опасном сечении стсм 360 МПа.A rivet is produced from an aluminum alloy 865 with a diameter of 4 mm and a height of 10 mm and with a strength characteristic in a dangerous section of cmr 360 MPa.

По диаграмме а -е определ ют необходимую степень деформации дл получени требуемой прочности Е 8%.Diagram a-e determines the required degree of deformation to obtain the required strength E of 8%.

Рассчитывают начальную длину стержн заклепки 0 107(1-0,08) 10,9 (мм), причем lo 11 мм.Calculate the initial length of the rod rivet 0 107 (1-0.08) 10.9 (mm), and lo 11 mm.

Определ ют диаметр утолщени при его высоте I 2 ммThe diameter of the bulge is determined at its height I 2 mm.

di +0,08 11/2 4,8 (мм).di +0.08 11/2 4.8 (mm).

Технологическа последовательность операций получени крепежного элемента с локально упрочненным стержнем заключаетс в установке заклепки и наборе колец в обойму; установке обоймы с заклепкой на подкладную плиту; нагружении торца заклепки пуансоном и осадкой стержн заклепки; замене подкладной плиты на плиту со сквозным отверстием диаметром, равным диаметру закладной головки заклепки; нагружении торца заклепки пуансоном и перемещении заклепки относительно утолщени .The technological sequence of operations for obtaining a fastener with a locally strengthened rod consists of the installation of a rivet and a set of rings in the holder; installation of the holder with a rivet on the base plate; loading the end of the rivet with the punch and draft of the rivet rod; Replacing the base plate on the plate with a through hole with a diameter equal to the diameter of the fixed rivet head; loading the end of the rivet with the punch and moving the rivet relative to the thickening.

Испытани заклепки на срез показали увеличение предельной нагрузки нв 20%.Test rivets on the cut showed an increase in ultimate load HB 20%.

Claims

Claim 1. A method of obtaining fasteners of the type of rivets, including a piece of the original billet, fixing the latter in a die tooling followed by disembarking a mortgage head, distinguished so as to improve the quality of products by improving their operational characteristics by local hardening of the rods , a rivet is made with a rod longer than the required one, then by applying an axial compressive force to the rod of the rivet, a local radial pressing is performed on its material to form a thickening at the location of the dangerous section of the transmission of operational force, after which the separation is carried out by thickening the stem by fixing rivets thickening and shear thickening latter respect.

2. A method according to claim 1, characterized in that the thickening on the rod at the location of the dangerous section is made

di doVi + E,

where 0 is the length of the rivet rod; Ј - the degree of axial deformation of the rod for 2

riveting; I is the length of the bulge; do - rivet rod diameter,

3. A method according to claims 1 and 2, characterized in that the local hardening of the rod is carried out in at least two sections of the core part of the product.

A. The method according to claims 1 and 2, characterized in that upon receipt of fasteners working for tearing, the extrusion of the material of the rod is performed at the place of transition of the rod into the head with the formation of a thickening having a diameter smaller than the diameter of the fixed head,

Fig.Z

PpaS / 2

Ppaff / 2

RrabP

Rrob1g

FIG. five

Editor A. Motyl

FIG.

Compiled by E.Feelulin

Tehred M.MorgentalKorrektor M.Sharoshi

Fig.b