1.8. Соединение заклепками
Соединение заклепками применяют для получения прочного герметичного неразъемного соединения деталей (главным образом из листового материала) в тех случаях, когда детали крупногабаритные или их нагрев нежелателен, а также при сборке деталей из разнородных материалов (сталь-чугун, металл-пластмасса), сварка или пайка которых затруднена, а склеивание не обеспечивает требуемой прочности. Этот вид соединений используют в конструкциях, которые могут подвергаться воздействию высоких температур и коррозии, а также в конструкциях, испытывающих ударные и вибрационные нагрузки, например планер самолета.
Обычно используют стандартные (сплошные) заклепки с головками различного типа и специальные (пустотелые, трубчатые и т.п., рис. 4.3).
Рис.3. Типы заклепок
Процесс клепки обычно состоит из следующих основных этапов:
установка соединяемых деталей в точном взаимном ориентировании вручную или автоматически в сборочное приспособление;
формирование отверстий (при необходимости) в соединенных деталях;
установка заклепок в отверстие соединенных деталей;
осадка (формирование) замыкающих головок с предварительным сжатием соединенных деталей.
Для получения качественного заклепочного соединения принимают величину зазора между поверхностями отверстия деталей и стержня заклейки в пределах 0,2 - 0,3 мм. При этом большое значение имеет выбор длины заклепки, выступающую часть стержня при ее установке принимают от 1,3 до 1,6 от диаметра стержня.
Формирование замыкающей головки может быть выполнено в холодном состоянии или при нагреве заклепки. В производстве при диаметре заклепок менее 10 мм предпочтение отдается холодной клепке. Усилие, Р необходимое для образования замыкающей головки, зависит от материала и формы заклепки:
где k – коэффициент, зависящий от формы замыкающей головки; d - диаметр заклепки, мм; в - предел прочности материала заклепки, МПа.
Процесс соединения заклепками трудоемок. При соединении деталей отверстия под заклепки обычно подготавливают заранее сверлением или пробивкой. Образование отверстий в двух одновременно соединенных деталях применяется в том случае, когда требуется повышенная точность совпадения отверстий. Прижатие собираемых деталей повышает прочность соединения на 10 - 20%.
Расклепывание заклепки осуществляют двусторонним приложением силы ударами, развальцовкой или давлением. Предпочтение отдается двум последним (прессовая клепка и развальцовка) как более качественным. В труднодоступных местах производят одностороннюю клепку, применяя специальные заклепки.
Процесс клепки можно механизировать, применяя переносные пневматические, гидравлические или электромеханические скобы (рис.4), полуавтоматические и автоматические прессы и развальцовочные машины.
Установка и расклепывание заклепок может производиться поштучно и группой. Это зависит от точности отверстий под заклепку, условий доступа к зоне сборки, возможности выполнения групповой клепки и технических возможностей оборудования.
Прочность заклепочного соединения зависит от плотности соприкосновения соединяемых деталей, плотности заполнения отверстия телом заклепки, но в значительной мере от размеров и формы замыкающей головки. Если она коническая, то ее размер и форма определяется размером и формой лунки под заклепку. Плоские замыкающие головки контролируют по высоте и диаметру, а потайные - линейкой и щупом по величине выступа головки.
Рис.4. Переносная гидравлическая клепальная пресс-скоба
Выбирая оборудование или инструмент для клепки, кроме конструктивных факторов, определяющих удобство его использования, следует также учитывать размеры и материал заклепки, а при обратном методе клепки - также толщину склепываемых деталей и материал, из которого они изготовлены.