Способ термоимпульсной клепки

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 1 948519(22) Заявлено 18.11,80 (21) 3005157/25-27 1511 М. Кл з В 21 1 15/02 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по. делам изобретений и открытийОпубликовано 07,08,82,Бюллетень Мо 29 Дата опубликования описания 07.08.82(71) Заявитель 154) спОсОБ теРмОимпульснОЙ клепки Изобретение относится к клепальным работам, преимущественно к способу сборки и соединения термоимпульсной клепкой крупногабаритных конструкций, когда применение машинной прессовой клепки затруднительно,РИзобретение может применяться при стапельной клепке агрегатов из высокопрочных сталей, титановых и алюминиевых сплавов, а также при соединении клепкой непрочных и хрупких материалов (например, стекло- и угле- пластиков) и при применении заклепок, повышенной прочности. Известен способ термоимпульсной клепки, при котором заклепку устанавливают в отверстие пакета, сжимают электродами, затем нагревают протекающим через нее электрическим током и в нагретом состоянии расклепывают с формированием замыкающей головки на конце стержня заклепки 13.Однако из-за неравномерного нагрева.стержня заклепки по длине 1,наиболее интенсивно нагревается выступающий из пакета конец стержня заклепки ) обеспечить заданную степень деформации стержня заклепки в отверстии пакета затруднительно, вследствие чего усталостная прочность соединения снижается.Целью изобретения является улучшение качества клепки и повышение усталостной прочности соединения путем обеспечения равномерной деформации стержня заклепки по всей длинеи увеличения степени деформации стержня заклепки в отверстии пакета,Поставленная цель достигается эасчет того, что при термоимпульснойклепке способом, заключающимся в том,что заклепку, установленную в отверстии пакета деталей, нагревают. путемпропускания через нее электрическоготока с последующим формированием замыкающей головки на выступающем конце стержня заклепки, согласно изобретению, перед формированием заьмкающей головки выступающий конецстержня заклепки частично предварительно деформируют, затем заклепкуохлаждают, а Формирование замыкающейголовки производят путем приложения 25 к частично деформированному концустержня заклепки динамического усилия.На фиг. 1 изображена принципиальная схема процесса клепки; на фиг.2график термического цикла нагрева 30 и охлаждения стержня заклепки в ха 948519В связи с неравномерностью нагрева стержня заклепки по длине к моменту выключения тока максимальную температуру имеют центральные слои выс тупающего из пакета конца заклепки.Под действием приложенных к электродам усилий эти слои начинают деформироваться в первую очередь. Электрическую мощность импульса тока, протекающего через заклепку, выбирают такой чтобы под действием статического усилия Р 1 = Р 1, приемлемого для ручного процесса, диаметр выступающего иэ пакета конца стержня 60 заклепки увеличивается не более чем на 20-30, т.е. 31,2-1,3)до, При большей деформации разогретый металл выступающего конца стержня заклепки будет соприкасаться.с поверхностью б 5 детали 3. После охлаждения такой полусформированной замыкающей головки,соприкасающейся с поверхностью детали, расклепывающее усилие будет восприниматься не стержнем заклепки,а пакетом соединяемых листов, чтоприведет к уменьшению натяга,Статическое усилие сжатия электродов при нагреве заклепки Рнр, неприемлемое для ручного процесса, выбирают в пределах 10-15 кгс.При Рс, 10 кгс возможно нарушение процесса иэ-за расплавлениязаклепки в контакте с электродом,апри РдР 15 кгс клепальщик быстроутомляется.В процессе охлаждения заклепкивыступающий из пакета конец стержня охлаждается быстрее остальныхучастков (см, кривые а, 6, В, г ), Приопределенной длительности охлаждениятемпература выступающего конца стержня заклепки сравнивается с температурой стержня в отверстии пакета (см,кривая В ) или становится меньше температуры стержня в отверстии пакета(см. кривая г). Такое состояние температурного поля создает благоприятные условия для передачи расклепывающего усилия на слои стержня,расположенные в отверстии пакета.Этому способствует также увеличивающийся при нагреве диаметр выступающего конца стержня заклепки.В некоторых случаях, например,при применении заклепок повышеннойпрочности, статическое усилие Р 1,ц-р(10-15 кгс) не обеспечивает получения частичной предварительной деформации выступающего конца стержня заклепки в.пределах до 20-30, Втаких случаях для предварительнойдеформации используют также динамическое расклепывающее усилие пониженной энергии, а окончательное формообразование замыкающей головкипроизводят путем наложения повторного цикла, включающего нагрев,охлаждение и расклепывание. Приэтом статическое усилие сжатия Рна расклепывающем электроде 5 в йромежутке между двумя циклами можноснимать полностью до 0 или частично - на время паузы, достаточноедля приведения схемы управления в исходное состояиие.П р и м е р . Предложенный способтермоимпульсной клепки опробован приклепке пакета из двух листов сплавД 19 АТ толщиной 1,5 мм каждый заклепками из сплава Д 19 П и ВТ 1=00. Диаметр заклепок 3 мм, длина стержняб мм. Заклепку установили в отверстие пакета.К заклепке с двух сторон подвелиэлектроды-пуансоны и сжали заклепку с усилием Р 1 = 15 кгс. При этомусилие поджатия пакета Р = 4 кгс,через заклепку пропускают ток Д =1,7 ка, нагревающий заклепку из сплава Д 19 П и 1-1,35 ка для заклепок из сплава0ВТ 1=00. Продолжительность нагрева0,1 сек. для заклепок из спла. ва Д 19 П и сир= 0,06 сек, для зак лепок из сплава ВТ 1=00.Электроды обеспечивают усилие сжатия заклепки при нагреве Р = 11 кнегр.= кср при котором происходит предварительная частичная деформация конца стержня заклепки. Затем заклепку охлаждают. Продолжительность охлаждения заклепки после нагрева и частичной деформации конца стержня заклепки составляет 0,4 сек.Формирование замыкающей головки15 заклепки на конце частично деформированного стержня производят путем динамического расклепывающего усилия, которое прикладывали к электродам с помощью электропневматического одноударного устройства. Энергия удара составляла 10 дж, что соответствовало приложению статического усилия Р, и= 450 кгс.Предложенный способ по сравнению с базовым, взятьрю за прототип, позволяет за счет более быстрого снижения температуры и повышения сопротивления деформированию участков металла стержня заклепки, выступаю щих из пакета, более эффективно передать расклепывающее усилие к участкам стержня. заклепки, расположенным в отверстии пакета. повысить степень их деформации, увеличить натяг и 35 усталостную прочность соединения.Образно говоря, по предложенному способу, при приложении расклепыва - щ го усилия более твердый выступаюеак- щий из пакета конец заклепки ка "поршень" давит на более мягкий металл/ заключенный в замкнутом объеме отверстия пакета, как в "цилиндре".Благодаря этому на металл в отверстии пакета передается повышенное давление.Кроме того, настоящее изобретение позволяет за счет уменьшения давления на электродах при нагреве заклепки в несколько раз снизить ток, умень.шить сечение токопровода и упростить конструкцию устройства для клепки.Формула изобретенияСпособ термоимпульсной клепки, заключающийся в том,что заклепку, установленную в отверстие пакета деталей, нагревают путем пропускания через нее электрического тока с последующим формированием замыкающей головки на выступающем конце стержня заклепки, о т л и ч а ю щ и й -тем, что, с целью повышения качества и усталостной прочности заклепочных соединений путем обеспечения равномерной деформации стержня заклепки по всей длине и увеличения степени деформации стержня заклепки в отверстии пакета, перед формированием замыкающей головки выступающий конец стержня заклепки частично деформируют, затем заклепку охлаждают, а формирование замыкающей головки производят путем приложения к частично деформированному концу стержня заклепки динамического усилияИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Р 727309, кл. В 21 3 15/02, 1978 (прототип).но илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная акаэ 60 б 8/9 ВНИИП по 113035, 702твенбрет