В табл. 4 приведены величины Н, вычисленные по формуле (5), и Я - по формулам (6)-(7) для наиболее употребительных типов заклепок.

Длину заклепок с припуском, подсчитанным по формулам (6)-(7), следует округлять до ближайшей большей стандартной длины.

ПРАВИЛА КОНСТРУИРОВ.4НИЯ

Отверстия под заклепки в склепываемых деталях следует обрабатывать совместно (рис. 31). Несовпадение отверстий (вид а) резко ослабляет заклепку.

В ответственных соединениях необходимо подвергать отверстия совместному развертыванию и устанавливать заклепку с натягом (вид б).

Следует избегать расположения заклепок в тесных местах (вид в). Вокруг заклепок должно быть оставлено место, достаточное для подвода клепального инструмента. Расстояние е (вид г) оси заклепки от ближайших вертикальных стенок и других элементов конструкции, мешающих подводу клепального инструмента, должно быть не менее (2 -2,5)d при пневматическом клепании и (1,5 -2)d при гидравлическом клепании. Минимальное расстояние от кромки е\ = l,7d.

В особенности важно обеспечить свободный подход к замыкающей головке. При склепывании профилей замыкающую головку надо выносить на открытое место (вид е), установка по виду д нецелесообразна.

В смежных заклепочных швах с параллельным (виды г, ж, з) или перпендикулярным (виды и, к) взаиморасположением осей закле-

пок целесообразно для облегчения клепания располагать заклепки в шахматном порядке (виды 3, к).

Расстояние осей заклепок от крайних кромок склепываемых деталей следует делать минимальным во избежание применения громоздкого клепального инструмента с большим вылетом. Так, при соединении днищ цилиндрических резервуаров с обечайками целесообразно применять днища с отбортовкой наружу (вид м), а не внутрь (вид л), хотя это соединение менее выгодно по прочности.

При установке 3aiyienoK на наклонных поверхностях (вид н) нужно применять горячее клепание с полным прогревом всей заклепки, делать плоские выборки на наклонных поверхностях (вид о) или ставить заклепки впотай (вид и).

То же правило относится к заклепкам, устанавливаемым на цилиндрических поверхностях (виды р, с).

При холодном склепывании деталей, нуждающихся в сохранении точных размеров (например, при клепании венцов зубчатых колес к дискам, вид т), следует учитывать возможность деформации стенок под действием сил склепывания (в особенности при заклепках с потайными головками). Участки материала, деформируемые при расклепывании, нужно отделять от точных поверхностей зазором s (вид у).

Во избежание деформации склепываемых деталей такие заклепки целесообразно осаживать нормированным гидравлическим усилием.

Н9/р6

п) Р) С)

Рис. 31. Установка заклепок

УПРОЧНЕНИЕ ЗАКЛЕПОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Для увеличения прочности заклепочных соединений, помимо правильного выбора геометрических параметров (диаметр, число рядов заклепок, шаг заклепок), большое значение имеют технологические меры.

В качестве материала для заклепок целесообразно применять легированные стали типа 40Х. Если заклепка перед установкой нагрета до температуры, превышающей температуру фазового превращения, т.е. до 750 -800°С, и охлаждение происходит достаточно быстро, то сталь в процессе остывания подвергается мягкой закалке на сорбит, что значительно увеличивает прочность соединения. Изготовляя заклепки из легированной стали состава, применяемого для НТМО,* можно в процессе деформации заклепок во время остывания получить значительное упрочнение заклепок.

Для ответственных соединений целесообразно применять заклепки из высокопрочных мартенситно-стареющих сталей, подвергающихся при остывании закалке.

Следует избегать нагрева заклепок свьипе 1000° С, вызывающего крупнозернистость металла.

Сопротивление усталости заклепочных соединений можно значительно увеличить правильной обработкой отверстий noi заклепки и приданием рациональных форм заклепкам. Надо избегать пробивки отверстий, вызывающей на кромках отверстий надрывы и микротрещины, являющиеся источниками резкой концентрации напряжений. Отверстия под заклепки следует сверлить (совместно в стягиваемых деталях), развертывать, а при холодном клепании проходить уплотняющей разверткой или прошивкой.

Входные и выходные кромки отверстий должны быть заправлены фасками (рис. 32, а) или, лучше, галтелями (виды б, в), поверхность которых при холодном клепании также целесообразно обработать давлением.

Закладные головки заклепок следует соединять со стержнем плавными галтелями или по крайней мере фасками (согласованными с размерами галтелей и фасок на кромках отверстия).

Рнс. 32. Формы заклепок и отверстий

Рис. 33. Схема клепания пуансоном двойного действия

При горячем клепании переходы от стержня к головке образуются сами собой в результате затекания металла в фаску или галтель отверстия.

Для увеличения прочности соединения важно повысить сцепление между соприкасающимися поверхностями. Целесообразно подвергать стыковые поверхности дробеструйной обработке, увеличивающей шероховатость. Для обеспечения герметичности в таких случаях необходима металлизация стыковых поверхностей.

Эффективный способ повышения прочности горячих заклепочных соединений состоит в применении гидравлического расклепывания с выдержкой заклепки и соединяемых деталей под постоянной силой до остывания заклепки.

Нагретую заклепку вводят в отверстие и сжимают большой силой, высаживая замыкающую головку и раздавая стержень до полного соприкосновения со стенками отверстия. Заклепку выдерживают под действием силы до ее остывания (до 200-3(ЮС). Уменьшение диаметра стержня заклепки при остывании компенсируется непрерывным сжатием заклепки пуансоном.

В итоге получается соединение с заклепкой, практически беззазорно сидяшей в отверстии, надежно застрахованное от сдвига. Вместе с тем соединение сохраняет характерное для горячвх заклепочных соединений повышенное сопротивление сдвигу благодаря силам трения на стыке, возникающим на первых стадиях процесса при сжатии стыка силой со стороны пуансона, а на заключительной стадии - в результате усадки стержня заклепки в осевом направлении при остывании с конечной температуры клепания до температуры окружающей атмосферы.

Процесс гидравлического расклепывания требует повышенного давления склепывания, достаточного для деформацив стержня в полупластичном состоянии (при температурах, соответствующих конечному периоду склепывания), и менее производителен из-за большей продолжительности выдержки, чем обычный процесс. Однако это окупается высоким качеством соединения.

Для увеличения прочности соединения целесообразно расчленить процесс сжатия стыка и процесс пластической деформации заклепки, для этого при- меняют пуансон двойного действия.

Прв этом сначала сжимают соединяемые детали с помощью наружного кольцевого пуансона 1 (рис. 33, а), а затем с помощью внутреннего пуансона 2 прилагают силу к стержню заклепки, высаживая головку и раздавая стержень заклепки до полного выбора первоначального зазора между стержнем и стенками отверстия (рис. 33,6).

Систему выдерживают в таком состоянии до охла-ждевия заклепки. Как и в предыдущем случае, усадка стержня заклепки в осевом направлении при остывании компенсируется пластической деформацией заклепки действием пуаисоиа, для чего выгодно делать головку с потаем. После остывания заклепки снимают давление с пуансона 2, а затем после jieKO-торой выдержки и с пуансона Затяжка стыка довершается укорочением стержня заклепки при полном остывании, происходящем уже в упругой стадии.

СТЕРЖНЕВЫЕ ЗАКЛЕПКИ

Стержневые заклепки (рис. 34) применяют в высоконагруженных соединениях. Стержень заклепки выполняют из прочной термообработанной стали и устанавливают в отверстие с натягом. Так как стержень не поддается расклепьшанию, то замыкающую головку формируют завальповкой колец из пластичного металла в кольцевые выточки стержня.

Осевой иатяг зависит от конструкции замыкающей головки. Соединения по рис. 34, а, 6 служат только для фиксации стержня. Большие натяги можно получить при увеличенной высоте головок (виды в, г). Кольца крепят круговой обвальцовкой (вид в), обжатием коническим пуансоном (вид г) или разводными обжимами.

В конструкциях в, г необходимо поддерживать головку стержня во время обжатия кольца. Если подход к головке затруднен, применяют конструкции д, е. Соединение в процессе обжатия стягивают, используя резьбу (вид д) или головку (вид е) с упором в поверхность стягиваемых деталей. После замыкания резьбовой стержень (или головку) отламывают по тонким перемычка.м т, п.

ТРУБЧАТЫЕ ЗАКЛЕПКИ

Трубчатые заклепки применяют для склепывания соединений, несущих небольшие нагрузки.

Заклепки изготовляют из сортовьи трубок. Закладную головку обычно формируют предварительно (рис. 35, о). Свободный конец заклепки раздают с помощью пуансона (вид б), а у заклепок больших диаметров - с помощью вращающейся вальцовки. Вращающийся инструмент применяют также при клепании деталей из хрупких мате1Л1алов.

Иногда, особенно при установке впотай, обе головки заклепки формируют одновременно с помощью пуансонов, действующих с двух сторон (виды в, г).

Все виды трубчатых заклепок поддаются дополнительному уплотнению изнутри для увеличения плотности прилегания стержня заклепки к стенкам отверстия и тем самым для повышения прочности соединения на срез. В конструкциях с предварительно сформированной головкой уплотнение можно производить одновременно с формированием замыкающей головки посредством удлиненного пуансона (вид д).

Трубчатые заклепки можно усилить запрессовкой стержней. Стержни фиксируют с помощью рифтов (вид е), кольцевых выточек, а также зачеканкой торцов.

Если поверхность соединения должна быть гладкой (например, приклепывание облицовочных листов), применяют полутрубчатые заклепки с плоскими (виды ж, з), потайными (вид и) или полусферическими (вид к) головками. Если необходима гладкая поверхность с двух сторон, применяют замыкание запрессовкой в заклепку стержня со шляпкой (вид л). Стержень держится в заклепке силами трения. Для увеличения сцепления иа стержне делают кольцевые выточки (вид м).

Заклепки с поднутренными концами (вид н) обладают повышенным сопротивлением срезу.

Г"

Рис. 34. Стеря