Способ образования заклепочного соединения

.Б.Козий,нологии вы-,х деталей наМ.: ОборонЗАКЛЕПОЧ- работке мек способам ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Центральное специализированное конструкторское бюро(56) Григорьев В,П. Влияние техполнения соединений листовыих прочность и выносливость,гиз, 1963, с,129 - 139,(54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯНОГО СОЕДИНЕНИЯ(57) Изобретение относится к обталлов давлением, в частности Изобретение относится к клепальносборочным работам и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где требуется выполнение высокоресурсных заклепочных соединений.Известен способ соединения элементов пакета силовыми точками, при котором собирают пакет, фиксируют его элементы усилием прижима, после чего образуют силовые точки в процессе точечной электросварки.Данный способ соеДинения позволяет, фиксировать элементы пакета относительнодруг друга, что обеспечивает совместность восприятия эксплуатационной нагрузки.Недостатки известного способа соеди-. нения следующие: разогрев материалов, образующих пакет, по месту выполнения силовой точки, что обуславливает их рааупрочнейие; имеют место ограничения, как пО толщине свариваемых элементов, а такжЕ и по сочетанию свариваемых материалов,можнои перемещения деталей пакета относительно, друг друга. Способ заключаетсяв следующей последовательности приейов; выполнении в пакете деталей ,:отверстия, образованием в первой детали пакета цилиндрического углубления с формированием упрочненного слоя, сборке пакета, установке в отверстие пакета заклепки, фиксации деталей пакета относительно друг друга, формировании во второй детали пакета упрочненного слоя, образовании замыкающей головки заклепочного соединения. 6 ил,Известен также способ соединения элементов пакета клепкой, заключающийся в получении отверстия в пакете, установке в него заклепки, фиксации пакета усилием прижима и последующем образовании замыкающей головки путем осадки выступающей над пакетом части стержня заклепки.К недостаткам известного способа клепки следует отнести: отсутствие фиксации элементов пакета относительно друг друга, что не обеспечивает совместность восприятия эксплуатационной нагрузки; по периметру силовой точки отсутствует упрочнение материалов, образующих пакет.Цель изобретения - повышение прочностных характеристик силовой точки за счет устранения возможности перемещения элементов пакета относительно друг друга.Поставленная цель достигается тем. что после образования отверстия пакет деталей разбирают, в первую из деталей устанавливаютстержень сдлиной, меньшей еетолщины, и посредством осевого пластического50 55 сжатия материала первой детали соосно отверстию образуют цилиндрическое углубление с диаметром, превышающим диаметр отверстия, затем осуществляют сборку пакета путем размещения второй детали на первой со стороны цилиндрического углубления, в отверстие пакета устанавливают заклепку с выступанием стержня со сторо-, ны второй детали, далее осуществляют фиксацию деталей пакета посредством сдвига материала второй детали в свободный объем цилиндрического углубления первой детали, после чего формируют цилиндрическое углубление во второй детали пакета в процессе осевого пластического сжатия ее материала по диаметру, превышающему диаметр цилиндрического углубления в первой детали пакета.На фиг. 1 показано исходное положение штамповой оснастки перед образованием цилиндрического углубления в первой детали пакета; на фиг. 2 - стадия окончания процесса образования цилиндрического углубления; на фиг. 3 - фрагмент первой детали пакета с выполненным углублением; на фиг. 4 - исходное положение штамповой оснастки перед фиксацией деталей пакета относительно друг друга; на фиг. 5 - исходное положение штамповой оснастки перед образованием цилиндрического углубления во второй детали пакета; на фиг. 6 - исходное положение оснастки перед образованием замыкающей головки заклепки,Для реализации предлагаемого способа необходимо выполнить следующие тех, нические операции: в пакете образовать отерстие диаметром б; в первой детали пакета выполнить цилиндрическое углубление диаметром О, глубиной Ьо и сформировать упрочненный слой толщиной и; собрать пакет; в отверстие пакета установить заклепку; зафиксировать детали пакета относительно друг друга; во второй детали пакета сформировать упрочненный слой толщиной Ь, образовать замыкающую головку заклепки.В пакете 1 образуют чистовое отверстие диаметром б в соответствии с известными технологическими приемами, В результате обеспечивается требуемое качество чистового отверстия, Далее пакет 1 разбирают и в его первой детали устанавливают цилиндрический стержень 2 с длиной, меньшей толщины детали, Затем первую деталь пакета 1 фиксируют прижимом 3 с усилием Рприж. и в отверстие прижима 3 устанавливают пуансон 4 (фиг.1)Прикладывая импульсное усилие Р к пуансону 4, вызывают его перемещение в направлении цилиндрического стержня 2. В 5 10 15 20 25 30 35 40 45 результате под торцом пуансона 4 создаются осевые давления, способные вызвать пластическое течение обрабатываемого материала в направлении свободного объема, т.е. к центру чистового отверстия. При этом имеет место образование цилиндрического углубления с геометрическими размерами: диаметром О и глубиной Ьо (фиг.2). В процессе образования цилиндрического углубления по его периметру за счет радиального давления прорабатывается структура, что обеспечивает формирование сжимающих остаточных напряжений рода (стрелки на контуре).Кроме того, формирование упрочненного слоя толщиной й приводит к появлению радиального давления в опорной поверхности углубления, которое не исчезает со снятием нагрузки, так как упрочненный слой обладает достаточной жесткостью (фиг.3).Далее производят образование чистового отверстия диаметром б в упрочненном слое, При этом могут быть использованы как сверление, так и пробивка.Затем пакет 1 собирают и в его отверстие устанавливают заклепку 5. Пакет 1 фиксируют прижимом 3 и в отверстие последнего устанавливают втулочный пуансон 6 (фиг.4).Воздействуя импульсной силой Рна втулочный пуансон 6, осуществляют сдвиг материала второй детали в свободную полость первой детали пакета 1. В результате достигается фиксация элементов пакета 1 относительно друг друга (стрелки на цилиндрической г 1 оверхности контакта деталей).Затем производят замену прижима 3 на прижим 7 и в его отверстие устанавливают втулочный пуансон 8 (фиг. 5). Пакет 1 фиксируют усилием Рприж,Далее, прикладывая усилие Р; к торцу втулочного пуансона 8, образуют углубление диаметром 01 с формированием упрочнен ного Слоя толщиной п во второй детали пакета 1.Как и в первом случае, появляется радиальное давление в опорной поверхности углубления второй детали пакета 1.Затем производят образование замыкающей головки заклепки 5 путем осадки выступающей части стержня (фиг,б) Следовательно, образование заклепочного соединения по предлагаемому техническому решению связано с формированием: в каждой из деталей пакета 1 упрочненного слоя со своими прочностными характеристиками, что повышает прочностные характеристики силовой точки на сдвиг и на отрыв, поверхности разрушения второго элемента пакета с образующей АВ (СО).В последнем случае весьма важнымипараметрами является угол наклона а конической образующей к вертикали и диаметр01. Если принять толщину второй деталипакета 1 за Н, то после образования в ней 5углубления "живое" сечение станет равным;.(Н - пг). Угол наклона образующей кониче-.ской поверхности разрушения а к вертикали составляетН-Н Лгсоз а=где- длина образующей конуса, т,е. длинаотрезка АВ. Приняв условие равенства 1=Н,получимйг 15соз а=1 -- ,НОткуда искомый угол а выразится кака = агссоз (1 ).пгТогда диаметр 01 можно рассчитать:.2001=0+2(да (Н-Ь 2), Предваряет же технологический расчет, выполненный выше, выбортолщины упрочненного слоя в каждой издеталей пакета 1. Для каждого из материа. лов, составляющих пакет,экспериментально устанавливается зависимость междутехнологическими параметрами процессаобразования углубления, например скорость деформирования, степень деформаций,площадь, подвергаемая импульсному воздействию и т,д., и прочностными характеристиками обрабатываемого материала послеимпульсной обработки. Таким образом находят обоснование для выбора диаметра уг-лубления О и его глубину по.Предлагаемый способ прошел опытнопромышленную проверку при клепке 2 детальных пакетов из алюминиевого сплаваД 16 Т общей толщиной 4,0 мм;Чистовое отверстие выполнялось пробивкой в соответствии с известным способом и имело диаметр 4мм,В первой из деталей пакета с геометрическими размерами 40 х 200 х 2 мм формировали углубление с геометрическими 45размерами диаметром 6,0 мм и глубиной0,3 мм. Толщина упрочненного слоя в первом элементе пакета составляла 0,37 мм,Диаметр углубления 01 во втором элементепакета рассчитывался по формулеа= 7540: 01=19,26 мм.Использовались заклепки из сплаваВ 65 диаметром 4,0 мм с длиной стержня10 мм.В качестве привода использовалась 55магнитно-импульсная установка МИУ-,10,разгоняющая ударник массой 450 гдо скоростей 20-25 м/с при энергии разряда чЧ ==3,0 - 3,3 кДж. Технологическая оснастка выполнялась из стали У 8 А по 7-му квалитету точности и имела твердость. после закалки НЯСЭ = 56 - 58 ед.Фиксацию пакета осуществляли на гидравлическом ручном прессе с развиваемым усилием в 40 кн.Сравнительные испытания на растяжение клепанных образцов по известной и предлагаемой технологиям выявили повышение прочностных характеристик в целом на 10-18;.Предлагаемый способ образования заклепочного соединения эффективен, поскольку: повышает прочностные характеристики силовой точки; применим для всех без каких-либо ограничений материалов, составляющих пакет; высокопроизводителен, так как время разряда МИУ не превышает 500 10 с; принципиально возможна автоматизация технологического процесса клепки.Формула изобретения Способ образования заклепочного соединения преимущественно на листовых металлических деталях, заключающийся в образовании отверстия в пакете деталей, установке в отверстие заклепки, фиксации деталей пакета и последующем образовании замыкающей головки заклепочного соединения путем осадки выступающей над пакетомчасти стержня заклепки, о т л и ч аю щ и й с я . тем, что, с целью повышения прочностных характеристик силовой точки за счет устранения возможности перемещения деталей пакета относительно друг друга, после образования отверстия пакет разбирают, в первую из деталей устанавливают стержень длиной, меньше ее толщины, и посредством особого пластического сжатия материала первой детали соосно отверстию образуют цилиндрическое углубление с диаметром, превышающим диаметр отверстия, затем осуществляют сборку пакета путем размещения второй детали на первой со стороны цилиндрического углубления, в отверстие пакета устанавливают заклепку с выступанием стержня со стороны второй детали, далее осуществляют фиксацию деталей пакета посредством сдвига материала второй детали в свободный объем цилиндрического углубления первой детали, после чего формируют цилиндрическое углубление во второй детали пакета в процессе осевого пластического сжатия ее материала по диаметру, превышающему диаметр цилиндрического углубления в первой детали пакета.1712055 Дог 1 эктор А, Долинич Т р д М.М Корректор О. Кравцо Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина Заказ 492 ВНИИ