Способ клепки

(51) 5 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСК ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ чны там риа- бранего жня. к клепальнощественно для ешанные пакено во всех отгде требуется тами из волокериалов. Изобретение относитс сборочным работам, преиму конструкций, содержащих см ты, и может быть использов раслях народного хозяйства клепка конструкций сэлеме нистых композиционных ма ключающийпакете, устаии пакета и вого пластинад пакетом е применим элементы из материалов,стержня на ызывает раз(56) Авторское свидетельство СССРМ 829308, кл. В 21 3 15/02, 1981.(57) Использование: клепально-сбораработы, клепка конструкций с эдемеиз волокнистых композиционных матлов. Сущность изобретения: в пакетезуют отверстие и устанавливают взаклепку с углублением на конце сте Известен способ клепки, зася в образовании отверстия вновке в него заклепки, фиксацпоследующей клепке путем осеческого сжатия выступающейчасти стержня заклепки.Известный способ клепки ндля конструкций, содержащихволокнистых композиционныхиз-за неуправляемой раздачитолщине пакета. Последнее в Объем полости углубления частично заполняют деформируемой средой. На выступающий конец стержня заклепки устанавливают подкладное кольцо. После фиксации пакета к торцу стержня прикладывают импульсное деформирующее усилие и путем заполнения свободного объема полости углубления деофрмационно упрочненным материалом формируют на конце стержня упрочненный слой. После этого упрочненный слой перемещают в объем закладной головки с одновременным удалением деформируемой среды из полости углубления и завершают ее образование. Способ обеспечивает высокую производительность и высокие прочностные характеристики соединения. 6 ил. рушение элемента из волокнистого композиционного материала.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 стержня, заполняют полость углубления деформируемой средой, устанавливают на выступающую часть стержня подкладное кольцо, фиксируют пакет с последующим образованием замыкающей головки в процессе осевого пластического сжатия выступающей над плоскостью пакета части стержня заклепки.Однако образование замыкающей головки заклепки сопряжено с утонением стенок осевого углубления и, как следствие, обуславливаетдва возможных вида разрушения;отрыв замыкающей головки в плоскости днауглубления и сдвиг подкладного кольца относительно стержня заклепки, Причем первый вид разрушения наиболее вероятенпоскольку известный способ не дает рекомендаций по управлению прочностными характеристиками в опасном сечении, Второйтип разрушения может быть устранен путемрегулирования высотой замыкающей головки,Кроме того, в реализации данного способа требуется два йерехода, что удлиняеттехнологический процесс, и два комплектатехнологической оснастки, что удорожаетсебестоимость силовой точки.Цель изобретения - повышение производительности труда и прочностных характеристик силовой точки.Это достигается тем, что в способеклепки, преимущественно пакетов, содержащих элементы из волокнистых композиционных материалов, при которомобразуют отверстие в пакете, размещают внем заклепку с осевым углублением на конце стержня, заполняют полость углубления.деформируемой средой, устанавливают навыступающую часть стержня подкладноекольцо, фиксируют пакет с последующимобразованием замыкающей головки в процессе осевого пластического сжатия выступающей над плоскостью пакета частистержня заклепки, полость углубления заполняют деформируемой средой частично,при образовании замыкающей головки вначале формируют упрочненный слой на конце стержня путем заполнения свободногоот деформируемой среды объема полостиуглубления деформационно упрочненнымматериалом заклепки, а затем осуществляют осевое перемещение упрочненного слояв объем замыкающей головки с одновременным удалением деформируемой средыиз полости углубления.На фиг.1 показано исходное положениештамповой оснастки перед образованиемзамыкающей головки заклепки; на фиг.2 -окончание стадии образования упрочненного слоя на конце стержня заклепки, нафиг.3 - стадия раздачи стержня заклепки;на фиг,4 - начальная стадия осевого перемещения упрочненного слоя; на фиг.5- конечная .стадия осевого перемещенияупрочненного слоя в объем замыкающей головки с одновременным удалением деформируемой среды иэ полости углубления; нафиг.6 - силовая точка.ф В смешанном пакете, содержащем элемент 1 из волокнистого композиционногоматериала, например углепластика. и элемент 2 из однородного материала. напри 40д 2где О - диаметр стержня заклепки 3;б - диаметр полости углубления;1 - часть свободной от вязкой средыглубины полости углубления.Дальнейшее перемещение пуансона 7 внаправлении смешанного пакета вызывает выдавливание материала заклепки 3 в ступень прижима 6, чему способствует как со здаваемое осевое усилие, так и давлениедеформируемой среды 4 (фиг.3),С момента, когда стержень заклепки 3коснется стенок ступени прижима 6, имеет место устранение полости углубления путем осевого перемещейия упрочненного слоя.Процедура такого устранения характернатем; что формируется коническая поверхность локального сдвига с образующей сд (фиг,4). Деформируемая среда 4 на стадии 102025 30 35 мер алюминиевого сплава В 95, выполняют сквозное отверстие.Далее в отверстие пакета беззаэорно устанавливают заклепку 3, например, из алюминиевого сплава В 65, имеющую осевое углубление. Объем полости углубления заклепки 3 предварительно частично заполняют деформируемой средой 4, например водой. На выступающей части стержня заклепки 3 размещают подкладное кольцо 5, Пакет фиксируют прижимом 6 с усилиемРприжВ прижиме 6 выполнено ступенчатое отверстие, причем диаметр ступени равен диаметру замыкающей головки заклепки(выбирается из чертежа силовой точки), адиаметр отверстия обеспечивает безэазорное размещение стержня заклепки 3 в прижиме 6, В отверстие прижима 6устанавливают цилиндрический пуансон 7по посадке движения. В пуансоне 7 выполнено сквозное отверстие с диаметром,значительно меньшим диаметра осевого углубления в заклепке 3 (фиг,1).Реализация изобретения осуществляется следующим образом.При воздействии импульсным усилием Ру на торец пуансона 7 в первый момент имеет место пластическое сжатие материала заклепки 3 по месту ее контакта с пуансоном 7. В результате на торцевой поверхности стержня 3 формируется упрочненный слой толщиной и. При этом пластическое течение материала заклепки 3 локализуется на конической поверхности с образующей аЬ (фиг.2), Толщина же упрочненного слоя и рассчитывается из условия постоянства объема и находится по формуле:устранения полости углубления в процессе осевого перемещения упрочненного слоя вытесняется через сквозное отверстие в пуансоне 7.На конечной стадии (фиг.5) диаметр полости углубления предельно мал, т.е. сечение стержня заклепки 3 в верхней полости подкладного кольца 5 составляет до 95- 99 ообщего сечения.Способ прошел опытно-промышленную проверку при клепке смешанйого пакета толщиной 6 мм. Пакет содержал элемент из углепластика марки КМУ толщиной 2,0 мм и элемент из алюминиевого сплава В 95 толщиной 4,0 мм, Отверстие диаметром 4,0 мм получали пробивкой в инструментальном штампе. В отверстие пакета размещали заклепку из сплава В 65, имеющую диаметр 4,0 мм и длину стержня - 13,0 ммВ полость заклепки вносилась деформируемая среда - вода по объему, равному 60 ообщего объема полости углубления. На стержень заклепки устанавливали подкладное кольцо толщиной 1,0 мм из сплава Д 16 Т.Пакет фиксировали усилием прижима, равным 40 кН. Клепку производили посредством импульсного воздействия ударником на торец стержня заклепки через пуансон.Масса ударника составляла 450 г. Начальная скорость соударения равнялась 20-21,0 м/с. Технологическая оснастка изготавливалась из стали У 8 А по 7-му квалитету точности.В качестве энергопривода использовалась магнитно-импульсная установка МиУпри энергии разряда в 3,3 кДж.Испытания заклепочного соединения выявили характер разрушения сдвигом подкладного кольца относительно стержня заклепки. Усилие сдвига определялось высотой замыкающей головки.Микрошлифы, изготовленные из замыкающих головок заклепок, подтвердили наличие поверхностей максимальных сдвиговразмещении в нем заклепки с осевым углублением на конце стержня, заполнении полости углубления деформируемой средой, установке на выступающей части стержня 25 подкладного кольца и фиксации пакета споследующим образованием замыкающей головки в процессе осевого пластического сжатия, выступающей над плоскостью пакета части стержня заклепки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что. с целью повышенияпроизводительности труда и прочностных характеристик силовой точки, полость углубления заполняют деформируемой средой частично, при образовании 35 замыкающей головки вначале формируютупрочненный слой на конце стержня путем заполнения свободного от деформируемой среды объема полости углубления деформационно упрочненным материалом заклепки, 40 а затем осуществляют осевое перемещениеупрочненного слоя в объем замыкающей головки с одновременным удалением деформируемой среды из полости углубления. 5 10 15 20(аЬ и сб), а замерами микротвердости на приборе ПМТобнаружили аномальное упрочнение, более чем на 50 по отношению к исходной,Способ клепки по сравнению с прототипом более эффективен, поскольку реализует клепку за одйн йереход, что повышает производительность труда; требуется только один комплект технологической оснастки, что снижает себестоимость силовой точки; имеет место упрочнение заклепки в области замыкающей головки, что предопределяет только один вид разрушения на отрыв- сдвиг,Последнее регулируется высотой замыкающей головки.Формула изобретения Способ клепки преимущественно пакетов, содержащих элементы из волокнистых композиционных материалов, заключающийся в образовании отверстия в пакете;1787644Составитель С. КозийРедактор С. Кулакова Техред М.Моргентал, Корректор И. Шмакова Заказ 31 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/6Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101