Заклепка, способ клепки и заклепочное соединение

Изобретение относится к элементам крепления, в частности заклепкам для соединения листов в области аэронавтики и установке указанных элементов и полученным соединениям,Целью изобретения является повышения качества клепки,На фиг.1 представлена предлагаемая заклепка, осевое сечение; на фиг,2 - сечение листов, просверленных с целью формирования заклепочных соединений; на фиг,З, 4 и 5 - фазы способа соединения; на фиг.6 - сечение полученного соединения; на фиг,7 - диаграмма напряжений сжатия между листами и заклепкой.Заклепка выполнена иэ алюминиевого сплава и предназначена для выполнения соединения листов из алюминиевого сплава,Эта заклепка имеет цилиндрический стержень 1, который простирается вдоль оси, и головку 2 большего диаметра, расположенную на одном конце этого стержня, Заклепка предназначена для введения в отверстие, выполненное в соединяемых листах (рис.2), которое имеет цилиндрическое сверление 3, в котором должен разместиться стержень 1, и с одной стороны фрезерованную полость 4, в которой должна разместиться головка 2,Цилиндрический стержень 1 заклепки имеет диаметр - бг - меньший, чем диаметр - б 1 - сверления 3 отверстия с тем, чтобы обеспечить зазор, максимально равный 0,1 мм; между стержнем и сверлением, Длина стержня 1.выбирается такой, чтобы он выступал из листов с противоположной от головки 2 стороны,Эта головка 2 является фрезерованной и имеет цилиндрическую закраину 5 и конический участок 6, угол конусности которого может быть классически равным 120 (угол при вершине),Фрезерованная полость 4 отверстия имеет такой же угол с тем, чтобы принять указаннь 1 й конический участок 6 и раскрыться на поверхности листов зенковкой 7.Цилиндрическая закраина 5 головки имеет диаметр - Ог - , меньший диаметра зенковки 7 отверстия - О 1 - с тем, чтобы обеспечить зазор, максимально равный 0,5 мм между головкой и зенковкой.Кроме того, фронтальная поверхность головки заклепки снабжена кольцевой канавкой 8, которая выполнена приблизительно на продолжении внешней поверхности стержня 1. В примере внутренняя кромка 9 этой канавки располагается на окружности диаметра - б 1- так, чтобы б 1" бг ф О,З бг. Эта канавка 8 имеет дно 10 полукруглого сечения и боковые поверхности 11, раскрываясь с небольшим уклоном к фронтальной поверхности; под небольшим уклоном пони мают угол раскрытия, приблизительно равный 3.Толщина е канавки 8 не является критической величиной и может быть предусмотрена на практике в диапазоне 0,08 бг - 0,12 бг.10 Канавка 8 образует между дном 10 иоснованием головки 2 зону наименьшей . толщины Ем, которая образует центральный участок головки 12, расположенный ближе к оси, и периферийный участок 13, располо женный с другой стороны, Глубина - р -канавки, отнесенная к высоте - и - головки устанавливается так, чтобы под воздействием давления сплющивания головки деформации этих участков центрального 12 и 20 периферийного 13 были бы независимо(или мало связаны), В примере заклепки из. легкого сплава алюминия отношение р/Ьможет находиться в диапазоне 0,1 - 0,5, в частности порядка 0,3.Кроме того, фронтальная поверхностьголовки 2 является плоской в центральном участке, причем уровень ее находится ниже уровня периферийного участка; этот периферийный участок является выпуклым и не- ЗО равномерным по толщине, имеющимподнимающийся участок 14, соединяющийся с плоским срезом 15 соединительной галтелью 16.Разница Ь уровней между централь ным участком и периферийным участком(плоский срез) в рассматриваемом примере составляет 0,05 мм - 0,2 мм, Кроме того (см, рис, 2 и 3), уровень центрального участка предусмотрен так, чтобы выступать на рас стояние Ь 1 над поверхностью листов, а уровень периферийного участка на расстояние Ь 2, так что: 0,2 мй0,4 мм и 0,05 мм Ьг - Ь 1 =Ь,2 мм.В:качестве примера отметим, что следующие значения дают хорошие результаты для заклепки из сплава алюминия (2017 или 2117) с диаметром - бг - порядка 4 мм, имеющей головку с диаметром - Ог - порядка 6 мм:Ь = 0,2 мм, Ь 2= 0,4 мм. Установка описанной выше заклепки показана на фигЛ, 4 и 5 и состоит во введении заклепки в отверстие в листах так, чтобы стержень 1 проходил через сверление 3 и выступал концом, противоположным головке, и чторы укаэанная головка 2 размеща-, лась в фрезерованной полости 4 отверстия (фиг.З).Подбойник В и наковальня Т (классиче- сти диаметра б=б г + О,ЗО г, б г - диаметрские) позволяют, затем, расплющить голо- стержня.вку 2 и сформировать вторую головку 17 на 2. Заклепка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с яторце стеркня заклепки. Сплющивание го- тем, что боковая поверхность потайной головки 2 происходит в две фазы; одна фаза 5 ловки выполнена в виде цилиндра.предварительного сплющивания (фиг,4), где З,Заклепка поп 2,отличающаясяподбойник сплющивает периферийный уча- тем, что она выполнена из легкого алюминисток и не находится еще в контакте с цент-евого сплава, а отношение глубины канавки кральным участком. Этот периферийный. высоте головки находится в пределах 0,1-0,5,участок, отсоединенный от центрального 10 4. Заклепка по п,2 или 3, о т л и ч а юучастка канавкой 8, подвергается радиаль- щ а я с я тем, что высота головки в центральному распуханию, показанному стрелкой Г, ной зоне выполнена меньше высоты голоЗатем, подбойник В опирается на цент- вки в периферийной зоне.. ральный участок и сплющивает также этот5. Заклепка по п,4, о т л и ч а ю щ а я с япоследний (фиг.5); распухание периферий тем, что разность высот головки в перифеного участка продолжается (стрелка Рц), в то рийной и центральной зонах расположена ввремя как центральный участок подвергает- диапазоне 0,05 - 0,2 мм.ся радиально-осевой текучести (стрелка Ц, 6. Заклепка по пп.2 - 5, о т л и ч а ю щ ачто порождает расширение на уровне зоны я с я тем, что торцовая поверхность головкисоединения между стеркнем и головкой за периферийной зоны соединена с боковойклепки и в стержне, Вторая головка 17 фор- цилиндрической поверхностью коническоймируется одновременно на другом конце галтелью.стержня. 7, Заклепка по пп,2 - 6, о т л и ч а ю щ аФиг.6 показывает сечение полученного я с я тем, что кольцевая канавка выполненасоединения, а фиг,7 дает распределение ра с шириной Е =(0,03-9,12) дгдиальных напряжений сжатия д, между ли, Заклепка по пп.2 - 7, о тл ич а ю щ астами и заклепкой. Можно различать три я с я тем, что кольцевая канавка выполненазоны, где напряжения сжатия обусловлены с дном полукруглого сечения и увеличиваюразличными явлениями; зона х (вблизи за- щейся шириной от дна,краины головки), где напряжения сжатия 30, 9, Способ клепки, при котором в пакетеобусловлены распуханием периферийного деталей сверлят отвеостие с зенковкой, усучастка 2 Р, эона хг (вблизи соединения го- танавливают в отверстие заклепку с потайловка/стержень), где напряжения сжатия ной закладной головкой, на торцовойобусловлены текучестью центрального уча- поверхности которой выполнена кольцеваястка 2 С и его расширением, причем эти на канавка, разделяющая ее на центральную ипряжения проходят через максимум М этой периферийную зоны, с превышением торцозоны, и зона хэ, где напряжения обусловле- вой поверхности заклепки над плоскостьюны распуханием стержня в процессе форми- пакета, отл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрования второй головки. повышения качества клепки, потайную гоФормула изобретения 40 ловку в центральной зоне выполняют с пре 1. Заклепка, содеркащая стержень, вышением высоты над плоскостью пакетапредназначенный для размещения в отвер- величиной Л 1, а в периферийной зоне Ь,стии пакета соединяемых деталей, с распо- при этом указанные превышения находятсяложенной на одном его конце потайной впределах 0,2 мм й 0,4 мм,головкой, предназначенной для деформа 0,05 м Ь 2 - Ь 1 0,2 ммции сплющиванием в процессе установки, 10, Заклепочное соединение деталей спри этом на торцовой поверхности головки помощью заклепки с потайной закладнойвыполнена кольцевая канавка, разделяю- головкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтощая ее на центральную и периферийную максимум контактных напряжений междузоны, отличающаяся тем,что,сцелью 50 заклепкой и деталями расположен в зонеповышения качества клепки, внутренняя соединения стержня заклепки с потайнойкромка канавки располокена на окружно- закладкой головкой.1809792 фас 5 юг едактор каэ 1294 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Составитель А.СушкиТехред М.Моргентал юг.7 .орректор М, Куль