Заклепка, способ клепки и заклепочное соединение

 

Использование: изобретение относится к элементам крепления для выполнения соединений , в частности к заклепкам. Сущность изобретения: элемент имеет стержень 1 и головку 2, предназначенную для деформирования сплющиванием в процессе установки . На фронтальной поверхности эта головка имеет кольцевую канавку 8, располагающуюся вокруг оси и вблизи продолжения внешней поверхности стержня. Эта канавка образует в головке два участка, один - центральный 12, а другой - периферийный 13, предназначенные для независимой деформации под воздействием сплющивания. Изобретение позволяет значительно улучшить распределение напряжений сжатия между элементом крепления и соединяемыми материалами. Оно гарантирует удовлетворительное радиальное распухание головки, а также достаточное растекание к стержню и зоне соединения, между стержнем и головкой 3 с.ч. 7 з.п. ф-лы, 7 ил. Зг СО С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ 6

С)

О

О

К) Рие 1 (21) 4894366/27 (86) РСТ/FR 89/00373 от 12;07,89 (22) 21.01.91 (46) 15.04,93, Бюл. М 14 (31) 88 10040 (32) 22.07.88 (33) FR (71) СТЕ Ателье ДЕ ЛЯ ОТ-Гэронн-ЭТС Ориоль Э,Ко, Жан-Марк Ориоль, Филипп Борн (FR) (72) Жан-Марк Ориоль и Филипп Борн (FR) (56) Авторское свидетельство СССР

М 366285, кл. F 16 В 19/06, 1971. (54) ЗАКЛЕПКА, СПОСОБ КЛЕПКИ И ЗАКЛЕПОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ (57) Использование: изобретение относится к элементам крепления для выполнения со, единений, в частности к заклепкам. Сущность изобретения: элемент имеет стержень Ы 1809792 АЗ (я)з В 21 J 15/00, F 16 B 19/06

- 1 и головку 2, предназначенную для дефор- мирования сплющиванием в процессе установки, На фронтальной поверхности эта головка имеет кольцевую канавку 8, располагающуюся вокруг оси и вблизи продолжения внешней поверхности стержня, Эта канавка образует в головке два участка, один — центральный 12, а другой — периферийный 13, предназначенные для независимой деформации под воздействием сплющивания, Изобретение позволяет значительно улучшить распределение напря-

: жений сжатия между элементом крепления и соединяемыми материалами. Оно гарантирует удовлетворительное радиальное распухание головки, а также достаточное растекание к стержню и зоне соединения, между стержнем и головкой 3 с,ч. 7 з,п. ф-лы, 7 ил, 1809792

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,3, 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 — dr — меньший, чем диаметр — d< — 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 указанный конический участок 6 и раскрыться на поверхности листов зенковкой 7.

Цилиндрическая закраина 5 головки имеет диаметр — 0 —, меньший диаметра зенковки 7 отверстия — Di — 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 — d< - так, чтобы d1- dr + 0,3 dr.

Эта канавка 8 имеет дно 10 полукруглого сечения и боковые поверхности 11, раскрываясь с небольшим уклоном к фронтальной поверхности; под небольшим уклоном понимают угол раскрытия, приблизительно равный 3 .

Толщина е канавки 8 не является критической величиной и может быть предусмотрена на практике в диапазоне 0.08 dr — 0,12 dr.

"0 Канавка 8 образует между дном 10 и основанием головки 2 зону наименьшей . толщины Ем, которая образует центральный участок головки 12, расположенный ближе к оси, и периферийный участок 13, располо"5 женный с другой стороны, Глубина — р— канавки, отнесенная к высоте — h — 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/h может находиться в диапазоне 0,1 — 0,5, в частности порядка 0,3.

Кроме того, фронтальная поверхность головки 2 является плоской в центральном участке, причем уровень ее находится ниже уровня периферийного участка; этот периферийный участок является выпуклым и не30 равномерным по толщине, имеющим поднимающийся участок 14, соединяющийся с плоским срезом 15 соединительной галтелью 16.

Разница h уровней между центральным 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 рас40 стояние А> над поверхностью листов, а уровень периферийного участка на расстояние h,z так что: 0,2 м «hp «0,4

MM и0,05мм «hz — Л =Ь:- 0,2 мм.

B êà÷åñòâå примера отметим, что следующие значения дают хорошие результаты для заклепки из сплава алюминия (2017 или

2117) с диаметром — dr — порядка 4 мм, имеющей головку с диаметром — Dr — порядка 6мм:

h) = 0,2 мм, Ьg- 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 что ы указанная головка 2 размеща-, лась в фрезерованной полости 4 отверстия (фиг.3).

1809792

Подбойник В и наковальня Т (классиче- сти диаметра d =d „++ 0,3d г, d Г - диаметр ские) позволяют, затем, расплющить голо- стержня. вку 2 и сформировать вторую головку 17 на 2. Заклепка по п.1, отличающаяся торце стер>кня заклепки. Сплющивание ro- тем, что боковая поверхность потайной головки 2 происходит в две фазы; одна фаза 5 ловки выполнена в виде цилиндра. предварительного сплющивания (фиг,4), где 3. Заклепка пои 2, о тл и ч а ю ща я с я подбойник сплющивает периферийный уча- тем, что она выполнена из легкого алюминисток и не находится еще в контакте с цент- евого сплава, а отношение глубины канавки к ральным 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 этот 5. Заклепка по п.4, отличающаяся последний (фиг.5); распухание периферий- 15 тем, что разность высот головки в перифеного участка продолжается (стрелка Рц), в то рийной и центральной зонах расположена в время как центральный участок подвергает- диапазоне 0,05 — 0,2 мм. ся радиально-осевой текучести (стрелка Ft), 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 головки соединения между стержнем и головкой за- 20 периферийной зоны соединена с боковой клепки и в стержне, Вторая головка 17 фор- цилиндрической поверхностью конической мируется 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 выполнена соединения, а фиг,7дает распределение ра- 25 с шириной Е =(0,08-0,12) di. диальных напряжений сжатия д, между ли- 8. Заклепка по пп.2 — 7, о тл и ч а ю щ астами и заклепкой. Можно различать три я с я тем, что кольцевая канавка выполнена зоны, где напряжения сжатия обусловлены с дном полукруглого сечения и увеличиваюразличными явлениями; зона х (вблизи за- щейся шириной от дна, краины головки), где напря>кения сжатия 30, 9, Способ клепки, при котором в пакете обусловлены распуханием периферийного деталей сверлят отверстие с зенковкой, усучастка 2Р, эона xz (вблизи соединения го- танавливают в отверстие заклепку с потайловка/стержень), где напряжения сжатия ной закладной головкой, на торцовой обусловлены текучестью центрального уча- поверхности которой выполнена кольцевая стка 2С и его расширением, причем эти на- 35 канавка, разделяющая ее на центральную и пряжения проходят через максимум М этой периферийную зоны, с превышением торцо зоны, и зона хэ, где напряжения обусловле- вой поверхности заклепки над плоскостью ны распуханием стержня в процессе форми- пакета, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью рования второй головки. повышения качества клепки, потайную го-.

Формула изобретения 40 ловку в центральной зоне выполняют с пре1. Заклепка, содер>кащая стержень, вышением высоты над плоскостью пакета предназначенный для размещения в отвер- величиной Л1, а в периферийной зоне Ь, стии пакета соединяемых деталей, с распо- при этом указанные превышения находятся ло>кенной на одном его конце потайной в пределах 0,2 мм «hg 0,4 мм, головкой, предназначенной для деформа- 45 0,05м "=Ь вЂ” A> 0,2 мм ции сплющиванием в процессе установки, 10, Заклепочное соединение деталей с при этом на торцовой поверхности головки помощью заклепки с потайной закладной выполнена кольцевая канавка, разделяю- головкой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что щая ее на центральную и периферийную максимум контактных напряжений между зоны, отличающаяся тем, что, с целью 50 заклепкой и деталями расположен в зоне повышения качества клепки, внутренняя соединения стержня заклепки с потайной кромка канавки располо>кена на окружно- закладкой головкой.

1809792

1809792 ф1УР Я

Составитель A.Cóøêèí @ 8. 7

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Куль

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1294 Тираж Подписное

BHNNflN Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5