ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Соединения металлическими заклепками из "Соединения деталей из полимерных материалов " Основной особенностью клепки деталей из ПМ является большая вероятность разрушения материала соединяемых деталей, чем при клепке металлов. После клепки в зоне шва появляются остаточные напряжения, релаксация которых ведет к ослаблению соединения [53]. [c.165] Технология соединения деталей из ПМ с помощью металлических заклепок в целом аналогична технологии клепки металлических изделий [36, с. 123]. [c.166] Возможны три варианта технологического процесса 1) обе детали имеют отверстия 2) одна из деталей (преимущественно элемент каркаса) имеет отверстия, и по ним сверлят отверстия в другой детали 3) обе детали без отверстий в этом случае применяют самопробивающие заклепки или процесс ведут в такой последовательности монтаж деталей в приспособлении, создание отверстий для контрольных болтов или заклепок, введение контрольных крепежных элементов, создание остальных отверстий, выполнение заклепочных соединений. [c.166] Диаметр отверстий проверяют стандартизованным методом с помощью калибровочной пробки он должен быть обычно на 0,1 мм больше диаметра выбранных заклепок. На кромках отверстий должны отсутствовать трещины, расслоения, разлохмачивания, сколы и прочие повреждения ПКМ. У металлических деталей, входящих в сборочный узел, не должно быть заусенцев, которые могут создать концентратор напряжений в детали из ПКМ. [c.166] Для защиты поверхности углепластика со стороны замыкающей головки укладывают металлические шайбы или наклеивают фольгу из Ti [38]. Шайба под непотайной замыкающей головкой со стороны ПКМ уменьшает раздачу отверстия, исключает смятие углепластика в процессе клепки и более равномерно нагружает материал в зоне отверстия. Толщина шайбы не менее 0,8 мм. [c.166] При клепке деталей из ПМ и, в частности, из ПКМ, наиболее распространена плоская замыкающая головка. Если длина стержня для замыкающей головки равна его диаметру, то не происходит слишком сильного расклепывания замыкающей головки и можно избежать больших сжимающих напряжений, действующих на материал. [c.166] Разброс значений толщины полимерной детали вдоль заклепочного шва оказывает большое влияние на процесс клепки и прочность соединения. Длина стержня заклепки для замыкающей головки должна назначаться применительно к номинальной толщине детали из ПКМ. При толщине детали, большей номинальной, образуется неполная головка, а при толщине детали, меньшей номинальной, — увеличенная, что вызывает перенапряжение материала. Поэтому при конструировании ответственных соединений необходимо либо установить допуски на толщину детали, либо сохранить постоянной длину стержня заклепки для замыкающей головки. [c.166] Важнейшая стадия процесса клепки — осадка заклепки. Можно выделить три этапа осадки заклепки. На первом этапе происходит равномерная осадка стержня до полного заполнения им отверстия (рис. 5.31, а). Второй этап соответствует началу изменения схемы деформирования стержня. Необходимым условием для начала образования замыкающей головки является создание усилия Р клепки, достаточного для деформирования стержня в области замыкающей головки. После достижения такого усилия начинается заключительный этап, и образуются две зоны с различными скоростями течения материала заклепки первая — зона А замыкающей головки, вторая — зона Б, заключенная в пакет (рис. 5.31, б). После заверщения осадки материал вокруг отверстия находится в сложном напряженно-деформированном состоянии, существенно влияющим на несущую способность заклепочных соединений. С увеличением степени деформирования (расширения) отверстия значительно снижаются прочность и долговечность заклепочных соединений [15, с. 74], поэтому клепку необходимо проводить так, чтобы деформация ПМ была минимальной. Критическая величина натяга крепежных элементов в отверстии стеклопластиков составляет 1-3%. В то же время не должно быть посадки стержня заклепки с зазором, так как при нагружении заклепочного соединения в результате перекоса заклепки возможно повреждение ПМ (см. рис. 5.29). [c.167] Деформации при клепке зависят от свойств соединяемых материалов и материала заклепки, параметров заклепочного соединения и способа клепки. [c.167] По характеру деформирования стержня клепку подразделяют на ударную, удар-но-импульсную, прессовую и клепку раскатыванием. В связи с тем, что в первых трех методах к заклепке прикладывается осевое усилие, они относятся к группе осевой клепки. [c.167] Ударную клепку выполняют преимущественно пневматическими клепальными молотками, выбираемыми в зависимости от диаметра и материала заклепки [15, с. 79] молоток делает 1300-1800 ударов в минуту при давлении сжатого воздуха 0,5 МПа. [c.168] Ударную клепку в зависимости от расположения клепального молотка по отношению к замыкающей головке можно выполнять прямым или обратным способами. [c.168] При клепке прямым способом удары молотка наносят со стороны замыкающей головки, при этом поддержка находится со стороны закладной головки. Такой способ клепки предпочтителен при постановке заклепок с потайными закладными головками, так как в случае клепки этих заклепок обратным способом при малейшем наклоне обжимки молотка на поверхности ПМ образуется вмятина или царапина. [c.168] При клепке обратным способом поддержка располагается со стороны замыкающей головки, что облегчает контроль процесса ее образования. Кроме того, при работе клепальным молотком со стороны закладной головки предотвращается соскальзывание обжимки на ПМ. Все это существенно снижает напряжения в материале деталей и почти полностью исключает его повреждение в зоне отверстия. [c.168] Ударная клепка не может обеспечить воспроизводимых показателей качества соединений деталей из ПКМ она не пригодна для соединения углепластиков [47], а также титановыми заклепками из-за растрескивания их замыкающей головки. [c.168] Альтернативой ударной клепке служит ударно-импульсная клепка, впервые предложенная фирмой Grumman [35] и при которой высокоскоростные удары на выступающую часть стержня создаются в результате ускорения бойка в магнитном поле индуктора магнитно-импульсной установки. Деформирование материала заклепки происходит под влиянием волны напряжений, перемещающейся с высокой скоростью вдоль оси заклепки. Эти напряжения заставляют материал течь во все стороны равномерно, проявляя высокую пластичность и не оказывая повреждений ПКМ. После равномерного заполнения отверстия материалом стержня заклепки происходит перехват последнего, и начинается формирование замыкающей головки. Посадка стержней заклепок из титана или коррозионностойкой стали марки Л-286 (США) в отверстия деталей из ПКМ происходит с натягом около 0,2 мм. Ударно-импульсная клепка характеризуется бесшумностью, возможностью регулирования параметров клепки в широком интервале, стабильностью и воспроизводимостью параметров. Высокое качество соединения объясняется минимальным разрушением ПКМ в зоне отверстия. Ограничивают ее использование более высокая стоимость и сложность в обслуживании оборудования. [c.168] Прессовая клепка обладает рядом преимуществ по сравнению с ударной клепкой, осуществляемой клепальными молотками облегчаются условия труда операторов, так как меньше затрачивается ручной силы и отсутствуют вибрации и шум, появляется возможность частично механизировать процесс, уменьшается вероятность повреждения поверхности ПМ, обеспечивается высокая прочность и стабильность свойств вдоль швов, создаются условия организации поточной сборки, а следовательно, и повышается производительность труда при сборке. Однако прессовую клепку сложно организовать при выполнении сборки изделия на стапеле. [c.168] Прессовую клепку производят на стационарных прессах для групповой или одиночной клепки или с помощью переносных клепальных прессов. [c.168] Тип пресса выбирают с учетом формы и размеров собираемого изделия, а также давлений, необходимых для образования замыкающих головок. [c.169] На основании результатов, полученных при расчетах по формуле (5.6), было установлено, что существует область оптимальных значений отношений R/h и r/R. При равенстве этих значений 0,5-0,6 обеспечивается заполнение отверстия материалом заклепки и образование потайных замыкающих головок. [c.169] Вернуться к основной статье