способ клепки
Классы МПК: | B21J15/02 способы клепки |
Автор(ы): | Козий С.И., Яковлев Д.Ф., Макаров В.С., Козий Т.Б. |
Патентообладатель(и): | Волжский филиал Научно-производственного объединения "Энергия" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-02-09 публикация патента:
27.01.1997 |
Использование: при выполнении заклепочных соединений на конструкциях, содержащих детали из волокнистых композиционных материалов. Сущность изобретения: в пакете соединяемых деталей выполняют ступенчатое отверстие, располагая ступень большего диаметра и переходную поверхность между ступенями в детали из металла. Заклепку с утолщением на стержне, имеющим длину, равную высоте ступени большего диаметра, устанавливают в отверстие пакета. При этом производят запрессовку утолщения в ступень большего диаметра, образуя зазор между поверхностью детали из металла и опорной поверхностью закладной головки заклепки. Затем образуют замыкающую головку заклепки путем приложения сжимающего усилия к ее торцу, после чего осуществляют осевое перемещение закладной головки относительно замыкающей до устранения имеющегося зазора. 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ клепки преимущественно смешанных пакетов, содержащих детали из волокнистых композиционных материалов, при котором в пакете образуют отверстие, в него со стороны детали из металла устанавливают заклепку, затем на выступающей части ее стержня размещают подкладочную шайбу, фиксируют пакет усилием с последующим образованием замыкающей головки путем приложения сжимающего усилия к торцу заклепки, отличающийся тем, что производят регламентируемую раздачу стержня заклепки в зоне линии разъема пакета соединяемых деталей, для чего отверстие в пакете выполняют ступенчатым, располагая ступень большего диаметра и переходную поверхность между ступенями в детали из металла, используют заклепку с утолщением на примыкающей к закладной головке части стержня, имеющим длину, равную высоте ступени большего диаметра, в процессе установки заклепки производят запрессовку ее утолщения в ступень большего диаметра с образованием зазора между поверхностью детали из металла и опорной поверхностью закладной головки заклепки, а после образования замыкающей головки ее фиксируют и производят осевое перемещение закладной головки относительно замыкающей головки до устранения имеющегося зазора.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области клепально-сборочных работ и может быть использовано при клепке смешанных пакетов, содержащих детали из волокнистых композиционных материалов. Как известно, размерностабильные несущие конструкции являются относительно новым и, следовательно, малоизлученным классом конструкций, назначение которых состоит в обеспечении сохранности взаимного линейного и углового положения их базовых элементов как при силовом, так и при тепловом нагружении. Создание размерностабильных конструкций с применением деталей из волокнистых композиционных материалов имеет ряд особенностей и, прежде всего, в области образования механических точечных соединений, например, заклепочных соединений. Известен способ клепки, преимущественно смешанных пакетов, содержащих детали из волокнистых композиционных материалов, при котором в пакете образуют отверстие, в него со стороны детали из металла устанавливают заклепку, затем на выступающей части ее стержня размещают прокладную шайбу, фиксируют пакет усилием с последующим образованием замыкающей головки путем приложения сжимающего усилия к торцу заклепки [1]Соединения, полученные указанным известным способом, не отвечают требованиям, предъявляемым к размерностабильным конструкциям. Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочностных характеристик силовых точек при гарантировании необходимых деформационных характеристик, удовлетворяющих разностабильным конструкциям. Поставленная задача решается тем, что в известном способе клепки, преимущественно смешанных пакетов, содержащих детали из волокнистых композиционных материалов, при котором в пакете образуют заклепку, затем на выступающей части ее стержня размещают подкладную шайбу, фиксируют пакет усилием с последующим образованием замыкающей головки путем приложения сжимающего усилия к торцу заклепки, производят регламентируемую раздачу стержня заклепки в зоне линии разъема пакета соединяемых деталей, для чего отверстия в пакете выполняют ступенчатыми, располагая ступень большего диаметра и переходную поверхность между ступенями в детали из металла, используют заклепку с утолщением на примыкающей к закладной головке части стержня, имеющем длину, равную высоте ступени большего диаметра, в процессе установки заклепки производят запрессовку ее утолщения в ступень большего диаметра с образованием зазора между поверхностью закладной головки заклепки, а после образования замыкающей головки ее фиксируют и производят осевое перемещение закладной головки относительно замыкающей головки до устранения имеющегося зазора. Способ по данному изобретению позволяет реализовать следующие технологические возможности:
уменьшение концентрации напряжений в детали из волокнистого композиционного материала посредством выполнения в ней отверстия относительно меньшего диаметра,
создание регламентируемого поля упруго-пластических (упругих) напряжений по периметру отверстия как в детали из металла так и в детали их волокнистого композиционного материала. В результате весьма существенно повышается жесткость силовой точки, поскольку эксплуатационную нагрузку воспринимают одновременно и заклепки и детали, составляющие пакет. Изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 изображено исходное положение пакета и ступенчатой заклепки с размещенной на ее стержне подкладной шайбой перед образованием замыкающей головки. На фиг. 2 стадия окончания процесса образования замыкающей головки заклепки, на фиг. 3 стадия окончания процесса перемещения закладной головки относительно замыкающей головки заклепки. Способ осуществляют следующим образом:
В смешанном пакете, содержащем деталь 1 из волокнистого композиционного материала, например, боралюминия и деталь 2 из металла, например, алюминиевого сплава АМГ 6, выполняют ступенчатое отверстие. Затем, используя заклепку 3, например, из алюминиевого сплава В 65, имеющую ступенчатый стержень и поднутрение в его торцевой части, производят ее установку в пакет при одновременной запрессовке в деталь 2 по диаметру утолщения. Причем, на завершающей стадии установки заклепки 3 в пакет между ее закладной головкой и поверхностью детали 2 формируется зазор "
![способ клепки, патент № 2072274](/images/patents/400/2072069/948.gif)
e=(d1-d)/d
Искомая связь между степенью деформации "
![способ клепки, патент № 2072274](/images/patents/400/2072236/949.gif)
![способ клепки, патент № 2072274](/images/patents/400/2072069/948.gif)
![способ клепки, патент № 2072274](/images/patents/400/2072236/949.gif)
![способ клепки, патент № 2072274](/images/patents/400/2072005/183.gif)
где l длина меньшего поперечного сечения заклепки 3 в пределах от замыкающей головки до опорной поверхности ступени (толщина пакета по местоположению линии его разъема). Оптимальная величина "
![способ клепки, патент № 2072274](/images/patents/400/2072236/949.gif)
![способ клепки, патент № 2072274](/images/patents/400/2072069/948.gif)
![способ клепки, патент № 2072274](/images/patents/400/2072005/183.gif)
Технологическая оснастка выполнялась из инструментальной стали У 8А, выполненной по 7-му квалитету точности. Сжатие пакета производилось на гидравлическом прессе с развиваемым усилием в 40 кН. Образование замыкающей головки заклепки и перемещение закладной ее головки осуществлялось с применением ударника массой 450 г, разгоняемым магнитно-импульсной установкой МИУ 10 при скоростях деформирования в диапазоне 12,3-18 м/с. Склепанные пакеты проходили испытания на 3-х точечный изгиб при статическом нагружении. Было выявлено, что жесткость силовых точек, а следовательно, и фрагментов конструкции в целом возросла на 60-80% на нижних уровнях и более, чем на 100% на высоких уровнях. Изобретение применимо при выполнении заклепочных соединений в процессе изготовления ответственных силовых наборов конструкций летательных аппаратов, судовых конструкций и других изделий машиностроения.
Класс B21J15/02 способы клепки