Резьбовой вкладыш для постановки в глухое отверстие трехслойной конструкции

 

Использование: в трехслойных конструкциях для получения глухих отверстий произвольных размеров. Сущность изобретения: резьбовой вкладыш выполнен в виде цилиндрического корпуса с осевым ступенчатым отверстием. Высота верхней ступеньки равна 3,0-4,0 мм, а толщина 0,7-0,9 от толщины стенки нижней ступеньки. В нижней части верхней ступеньки выполнена проточка шириной 25-40% от толщины верхней ступеньки. Высота проточки 1,2-1,5 мм. На нижней ступеньке выполнена резьба. Вкладыш устанавливают в глухое отверстие трехслойной конструкции и подвергают холодной штамповке. При радиальной раздаче вкладыша образуется тороидальная поверхность. Эта поверхность надежно закрепляет вкладыш в конструкции. 5 ил.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности, к способам получения соединений в трехслойных конструкциях путем холодной штамповки и может быть использовано в различных отраслях машиностроения при получении изделий с отверстиями размерами произвольного порядка.

Известен вкладыш /1/ для постановки в глухое отверстие трехслойной конструкции, имеющей цилиндрический корпус и резьбовое отверстие. Перед постановкой вкладыша в глухое отверстие заливается клеевая масса.

Недостатком известного вкладыша является низкая производительность образования соединения "вкладыш-трехслойная конструкция", связанная с заливкой клеевой массы и ее застыванием.

Известен вкладыш /2/ для соединения трехслойных конструкций, имеющий головку и цилиндрический корпус, в котором выступающие пояски выполнены с накаткой. Залитая перед установкой вкладыша клеевая масса заполняет впадины накатки шейки, создавая достаточную прочность соединения.

Недостатком известной конструкции вкладыша является низкая производительность при его постановке. Кроме того, заливаемая клеевая масса создает технологические трудности при образовании соединений в стеновых и потолочных конструкциях.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей образования соединения "вкладыш-трехслойная конструкция".

Задача достигается тем, что отверстие во вкладыше выполнено ступенчатым с высотой верхней ступеньки, равной 3,0 4,0 мм и толщиной 0,7 0,9 толщины стенки нижней ступеньки, причем в нижней части верхней ступеньки выполнена проточка шириной 25-40% от толщины стенки верхней ступеньки и высотой 1,2-1,5 мм На фиг. 1 показан поперечный разрез резьбового вкладыша; на фиг. 2 - исходное положение штамповой оснастки перед осевым пластическим сжатием материала вкладыша; на фиг. 3 процесс осевого пластического сжатия; на фиг. 4 окончание процесса осевого пластического сжатия; на фиг. 5 разрез трехслойной конструкции с установленным вкладышем.

Вкладыш представляет собой цилиндрический корпус 1 /фиг. 1/ с отверстием 2. В нижней части отверстия 2 нарезана резьба 3. Отверстие выполнено ступенчатым. В нижней части верхней ступеньки 4 имеется проточка 5.

Вкладыш устанавливается в глухое отверстие трехслойной конструкции, которая предварительно размещается на подштамповой плите 6. В отверстие вкладыша заворачивается резьбовой сердечник 7, на который устанавливается пустотелый пуансон 8. Трехслойная конструкция фиксируется прижимом 9 с заданным усилием Q /фиг. 2/. При воздействии силы Р на пустотелый пуансон 8 происходит осевое пластическое сжатие материала вкладыша /фиг. 3/. Первоначально пластическая деформация происходит в материале вкладыша в месте с малой площадью поперечного сечения на уровне проточки 5. В результате в зоне первоначального деформирования образуется упрочненная зона 10.

При дальнейшем воздействии силы Р происходит радиальная раздача материала вкладыша по внешнему диаметру. Причем наибольшая раздача с образованием тороидальной поверхности наблюдается на уровне упрочненной зоны 10 под верхней обшивкой /фиг. 4/. Сформированная тороидальная поверхность позволяет зафиксировать вкладыш между верхней 11 и нижней 12 обшивками /фиг. 5/.

Экспериментально было установлено, что у вкладышей, имеющих высоту верхней ступеньки 2,5 мм и толщину 0,6 от толщины стенки нижней ступеньки вкладыша, а также проточку шириной 20% от толщины верхней ступеньки и высотой 1,0 мм происходила частичная деформация материала, которая не позволяла зафиксировать деформированный элемент между верхней и нижней обшивками. В результате после осадки вкладыш оставался подвижным, что снижало качество соединения.

У вкладышей, где высота и толщина верхней ступеньки составляли соответственно 3,0 мм и 0,7 от толщины нижней части стенки вкладыша, а также проточку шириной 25% от толщины верхней ступеньки и высотой 1,2 мм, наблюдалось образование тороидальной поверхности, которая позволяла зафиксировать деформируемый элемент между верхней и нижней обшивками.

У вкладышей с высотой верхней ступеньки 5.0 мм и толщиной 1,0 мм от толщины нижней ступеньки с проточкой шириной 45% от толщины верхней ступеньки и высотой 1,6 мм в результате раздачи наблюдалось образование на тороидальной, а цилиндрической поверхности, что приводило к разрушению верхней обшивки и нарушению связи между верхней обшивкой и сотовым наполнителем.

Следовательно, оптимальными являются вкладыши, имеющие верхнюю ступеньку высотой 3,0-4,0 мм и толщиной 0,7-0,9 от толщины стенки нижней ступеньки, с проточкой шириной 25-40% от толщины верхней ступеньки и высотой 1,2-1,5 мм.

Данная конструкция вкладыша эффективна, поскольку позволяет: уменьшить массу силовой точки за счет отсутствия клея; повысить производительность при его постановке и образовании соединения "вкладыш-трехслойная конструкция"; расширить технологические возможности образования соединения "вкладыш-трехслойная конструкция" за счет возможности использования труднодеформируемых материалов.

Формула изобретения

Резьбовой вкладыш для постановки в глухое отверстие трехслойной конструкции, выполненный в виде цилиндрического корпуса с резьбовым отверстием, отличающийся тем, что отверстие выполнено ступенчатым с высотой верхней ступеньки 3 4 мм, и толщиной 0,7 0,9 толщины стенки нижней ступеньки, причем в нижней части верхней ступеньки выполнена проточка шириной 25-40% от толщины стенки верхней ступеньки и высотой 1,2 1,5 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5