Способ клепки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХспуБлик РЕ 51)5 В 21 1 15 0 ТЕНИ ама ака йочные в, со- комость олняОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Волжский филиал Научно-произвенного объединения "Энергия" и Сский авиационный институт им,СП.Королева(56) Авторское свидетельство СССРВ 829308, кл. В 21 1 15/02, 1981.(57) Использование: клепально-сборработы, клепка смешанных пакетодержащих элементы из волокнистыхпозиционных материалов. Сущизобретения: в элементах пакета вып Изобретение сборочным работ вано во всех отра при ироизводстве преимущественн жащих элементы ционных материа Известен спо чающийся в образ установке в него образованием за осевого пластичес над пакетом част Недостатком ки применительн элементы из вол ных материалов,на толщине пакеотносится к клепальноам и может быть использослях народного хозяйства заклепочных соединений о на конструкциях, содериз волокнистых компоэилов,соб клепки пакетов, эаклюовании отверстия в пакете, заклепки с последующим мыкающей головки путем кого сжатия выступающей и стержня заклепки, известного способа клепо к пакетам, содержащим окн истых композиционявляются раздача стержня та, что вызывает разруше 5 Ы 1794 ют отверстия в элементе из некомпозиционного материала со стороны плоскости разьема пакета выполняют цилиндрическое углубление. В отверстие этого элемента со стороны противоположной углублению размещают заклепку, К торцу стержня заклепки прикладывают усилие и осуществляют осевое пластическое сжатие, впроцессе которого происходит заполнение углубления материалом заклепки и ее фиксации. Затем производят сборку пакета, установку на выступающей части стержня подкладного кольца и формирование замыкающей головки за два перехода. Способ обеспечивает повышение прочностных характеристик соединения. 4 ил,ние элемента пакета из волокнистого композиционного материала, и, как следствие, устраняется возможность применения перспективных материалов.Известен также способ клепки, при котором в каждом из элементов пакета образуют отверстие, далее производят сборку пакета, в отверстие устанавливают заклепку, затем на выступающей из пакета части стержня заклепки размещают подкладное кольцо с последующим образованием замыкающей головки заклепки за два перехода.К недостатку известного способа следует отнести относительно низкую жесткость заклепки, которая проявляется при знакопеременных нагрузках конструкции и снижает прочностные характеристики заклепочного соединения..Цель изобретения - повышение прочностных характеристик соединения.Поставленная цель достигается тем, что в способе клепки, при котором в каждом из элементов пакета образуют отверстие, далее производят сборку пакета, в отверстие устанавливают заклепку, затем на выступающей из пакета части стержня заклепки размещают подкладное кольцо с последующим образованием замыкающей головки заклепки за два перехода, перед сборкой пакета размещают заклепку в отверстии элемента из некомпоэиционного материала и производят фиксацию в нем, для чего в этом элементе со стороны плоскости разъема пакета выполняют цилиндрическое углубление, а в процессе осевого пластического сжатия стержня заклепки осуществляют заполнение ее материалом цилиндрического углубления.В процессе анализа патентно-технической литературы заявителем не были обнаружены технические решения, имеющие сходные отличительные признаки,На фиг. 1 показан фрагмент элемента из некомпозиционного материала, имеющим отверстие с цилиндрическим углублением; на фиг, 2 - исходное положение штамповой оснастки перед выполнением операции фиксирования заклепки в элементе пакета из некомпозиционного материала; на фиг. 3 - исходное положение штамповой оснастки перед выполнением первого перехода клепки; на фиг, 4 - заклепочное соединение,В смешанном пакете, содержащем элемент из волокнистого композиционного материала, выполняют отверстие диаметром б. После чего в элементе 1 пакета из не- композиционного материала, например, алюминиевого сплава Д 16 АТ согласно известной технологии выполняют отверстие . цилиндрическое углубление, имеющее диаметр О и глубину и (фиг. 1), Причем в процессе штамповки цилиндрического углубления в его опорной поверхности и по периметру формируются поверхности максимальных сдвигов. обеспечивающие упрочнение обрабатываемого материала (области упрочнения ограничены пунктирными линиями).Реализация предлагаемого изобретения осуществляется следующим образом.В отверстие диаметром б элемента 1 пакета со стороны, противоположной цилиндрическому углублению размещают пустотелую заклепку 2 и фиксируют ее на плите 3 посредством прижима 4 с усилием Рпр, В отверстие заклепки 2 диаметром бо со стороны закладной головки устанавливают цилиндрический стержень 5 таким образом,)- об - бо 20 25 30 заклепки 2 подкладногокольцд.,.7.(фиг, 3),Далее по известной технологий производят образование замыкающей головки заклепки за два перехода, Для чего, на первом переходе, воздействуя на обжимку 8 осуществляют осевое пластическое сжа 40 45 50 55 51015 чтобы его рабочий торец располагался на уровне опорной поверхности цилиндрического углубления, В отверстие прижима 4 размещают ступенчатый пуансон 6, причем малая ступень пуансона 6 отстоит от рабочего торца пуансона 5 на расстояние.При воздействии импульсным усилием на торец пуансона 6 имеет место осевое сжатие стержня заклепки 2. В результате пластического течения материала заклепки 2 последовательно заполняются как свободный объем между торцами стержней 5 и 6, а также объем цилиндрического углубления в элементе 1 пакета, Начальная длина Ео стержня заклепки 2 уменьшается до длины При этом величина укорочения стержня заклепки 2 рассчитывается по формуле: Таким образом, на конечной стадии процесса деформирования стержня заклепки 2 в последней формируется глухая полость.Затем производят сборку пакета с размещением на выступающей части стержня тие стержня заклепки 2, размещенного над подкладным кольцом 7, с одновременным повышением давления вязкой среды 9, предварительно внесенной в глухую полость заклепки 2. Предварительно прижим 6 заменяют на прижим 10, Процесс завершается раздачей стержня заклепки 2 в пределах его свободной от пакета части, После чего на втором переходе с помощью плоской обжимки производят окончательное формирование замыкающей головки за-. клепки (фиг, 4),Следовательно, для реализации предлагаемого способа клепки необходимо выполнить следующие технологические операции: собрать смешанный пакет, образовать в пакете отверстие диаметром б, в элементе пакета из некомпозиционного материала со сто ро н ы пл ос кости р азъема пакета образовать цилиндрическое углубление, установить в отверстие элемента из не- композиционного материала со стороны, противоположной цилиндрическому углублению, заклепку и зафиксировать ее в процессе осевого пластического сжатия1794583 стержня, собрать пакет, разместить на выступающей части стержня заклепки подкладное кольцо. образовать замыкающую головку заклепки за два перехода,Предлагаемый способ прошел опытно- промышленную проверку при клепке смешанных пакетов, содержащих обшивку из сплава АМгбН толщиной 6 мм и стрингеров из бороалюминия с объемной долей упрочняющих волокон, равной 50, толщиной 1,2 мм,Клепка осуществлялась пустотелыми заклепками диаметром 4,0 мм из сплава В 65, Диаметр отверстия в заклепках составлял 1,5 - 1,55 мм, Длина стержня заклепки, рассчитываемая по приведенной формуле, составляла 15,0 мм,Цилиндрические углубления имели следующие геометрические размеры: диаметр 6 мм, глубину 2 мм,Штамповая оснастка изготавливалась из стали У 8 А по седьмому квалитету точности и имела твердость после закалки НКСГ 5658 ед. Формула изобретения Способ клепки преимущественно смешанных пакетов, содержащих элементы иэ волокнистых композиционных материалов, включающий следующие операции: образование в элементах пакета отверстий, сборку пакета, установку в отверстие эаклеггки, установку на выступающую из пакета часть стержня подкладного кольца, формирование замыкающей головки за два перехода,Усилие прижима обеспечивалось с помощью гидравлического ручного пресса.развивающего усилие в 40 кН,В качестве энергопривода использо валась магнитно-импульсная установкаМИУ, разгоняющая ударник массой 450 г прискоростях деформирования в диапазоне (13 - 21) м/с.с 10 Проведенные испытания пайелей признакопеременных нагрузках показали существенное повышение стабильности их геометрических размеров. 15 Предлагаемый способ клепки по сравнению с прототипом эффективен, поскольку повышает жесткость силовой точки, что в конечном итоге обеспечивает повышение стабильности геометрических размеров из делий, высокопроизводителен, так как машинное время не превышает 500 мкс на каждой из операций, не увеличивает вес силовой точки. о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочностных характеристик соединения, перед сборкой пакета в элементе из некомпозиционного материала со стороны плоскости разъема пакета выполняют цилиндрическое углубление, затем размещают в отверстии этого элемента заклепку и производят ее фиксацию в нем путем заполнения цилиндрического углубления материалом заклепки в процессе осевого пластического сжатия ее стержня.1794583 70 едакто орректор Л. Пилипен но Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 3ВНИ Составитель Т, КозийТехред М.Моргентал Тираж Подписное Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5