Практическая работа: Клепка узлов сплошными стержневыми заклепками

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

1. Односторонний и безударный крепеж в самолетостроении

Цель работы: Ознакомление студентов с некоторыми типами одностороннего и безударного крепежа, их конструкцией, технологическим процессом и оборудованием для постановки, а также методами контроля соединения. Кроме того, необходимо изучить сравнительные характеристики крепежа по прочности, массе, трудоемкости изготовления и постановки, производительности выполнения соединения. В списке дается 2 типа крепежа: заклепки с сердечником и болт - заклепки. Работа выполняется по одному виду нормалей (по указанию преподавателя).

2. Заклепки с сердечником

Эффективным средством сокращения ударной клепки является применение заклепок с сердечником (З.С.С). ЗСС представляет собой двухэлементную крепежную деталь, состоящую из сердечника и пистона. Сердечник изготавливается из высокопрочного алюминиевого сплава В95, а пистон из пластичного сплава Д18П.

Сердечник состоит (рис.1) из головки (a), посадочной части (c) и технологического хвостовика (в), на котором имеет шейка (г). В момент образования замыкающей головки по этой шейке происходит обрыв технологического хвостовика.

Рис. 1

Пистон состоит из рабочего тела (д) и закладной головки (е). Заклепка с сердечником (рис. 2) подается в собранном виде: пистон от выпадения удерживается накаткой, на несенной на технологическом хвостовике.

Рис. 2

Сердечник и пистон изготавливается высадкой на высадочных автоматах. Постановка 3СС осуществляется одним человеком вместо двух, как это имеет место при ударной клепки с сердечником.

Рис. 3

“а” - заклепка технологическим хвостовиком вставляется в инструмент (пресс), а затем вводиться отверстие пакета;

“c” и “в” - кулачки пресса перемещаются в осевом направлении относительно корпуса, являющегося упором для закладной головки пистона;

“г” - образуется замыкающаяся головка, технологический хвостовик сердечника отрывается по шейке;

“д” - выступающий за пределы закладной головки сердечник фрезеруется заподлицо головки.

Возможность постановки таких заклепок в труднодоступных местах способствует уменьшению количества технологических лючков в конструкции изделий. Применяемые в настоящее время типы заклепок с сердечником представлены в таблице 1.

Таблица 1

Типы применяемых заклепок с сердечником

3. Выбор типоразмера заклепки с сердечником

В настоящее время заклепки с сердечником изготавливаются различных типоразмеров диаметрами 3,5; 4 и 5 мм и выбираются в зависимости от толщины заменяемых листов “S”. Для того, чтобы выбрать типоразмер заклепки для данной толщины соединяемых листов, необходимо специальным щупом-шаблоном Ш3С-1 замерить толщину пакета. На Ш3С-1 дается информация по выбору типоразмера заклепки (рис. 4).

Рис. 4 Щуп - шаблон Ш3С - 1

Типоразмеры 3СС для различных толщин соединяемых пакетов представлены в табл. 2, 3 и 4.

6042А

Таблица 2

Пример нумерации нормали по типоразмерам, например для S=4 мм: 6042 A-3

Таблица 3

Заклепка с сердечником с потайной () формой закладной головки

Пример обозначения: для S=4 мм: 6043 A-2.

Таблица 4

Заклепка с сердечником с потайной () формой закладной головки

Пример: для S=4 мм: 6044A-2.

4. Сравнение некоторых технико-экономических показателей заклепки с сердечником со сплошными заклепками

Сравнительные данные по прочности, производительности постановки, трудоемкости, как изготовления самого крепежа, так и выполнение соединения, так и выполнения соединения, массе заклепок с сердечником относительно обычных /сплошных/ заклепок из сплава В65 предоставлены в таблице 5.

Таблица 5

Некоторые сравнительные данные заклепок с сердечником и сплошных заклепок из сплава В65

При сравнении 3СС с обычными заклепками основными технико-экономическими показателями являются следующие: масса нормали к конструкции, стоимость изготовления нормали и стоимость изготовления соединения, степень механизации и условия труда в процессе соединения, а также сравнительные показатели жесткости и прочности, как статической на срез и отрыв, так и усталостной.

Как видно из приведенной таблицы прочность на срез заклепок с сердечником несколько ниже прочности сплошных заклепок. Но, как показали исследования, материал пистона Д18П можно заменить на более прочный В65, что позволило значительно повысить прочность на срез заклепок с сердечником.

При выполнении заклепочных швов с обычными заклепками 3СС трудоемкость образования отверстия и гнезда под закладную головку заклепки одинакова, а разница возникает только на операциях расклепывания заклепки и удаления излишка технологического хвостовика сердечника со стороны закладной головки. Как видно из таблицы, трудоемкость операции для сплошных заклепок и 3сс диаметром в 5 мм примерно одинакова, а для диаметра 3.5 мм она выше у заклепок с сердечником. Стоимость соединения заклепок с сердечником выше, а масса их несколько ниже, чем сплошных заклепок.

5. Инструмент для постановки заклепок с сердечником

Для постановки заклепок с сердечником используется пневматический пресс типа ПС-51П и гидравлические прессы типа ПС-53Г и ПС-54Г. Удаление выступающей части сердечника производится отрезной машинкой типа ОМ-1,2 или пневмо кусачками ПК-51 с последующей зачисткой фрезерной машинкой.

Устройство и принцип работы выше перечисленных инструментов подробно изложены в литературе 1,2.

6. Контроль качества соединений заклоепок с сердечником

Обязательной проверки подлежат:

a) правильность расположения заклепок в швах, прямолинейность, перемычки, а также соответствие чертежам типов, размеров и материалов заклепок:

б) состояние поверхности агрегатов по заклепочным швам (наличие хлопунов, провалов);

в) плотность прилегания закладных головок и поверхности склепанных деталей;

г) величина выступания потайных головок заклепок относительно поверхности обшивки;

д) высота, выступающая за поверхность закладной головки технологической части сердечника;

е) усилие выталкивания сердечника заклепки, характеризующее плотность (натяг) посадки сердечника в пистоне.

Правильность расположения заклепок контролируется универсальными инструментами по чертежам и ТУ. Форма закладных головок, длины и материал заклепок с сердечником определяется спектральным анализом.

Провалы обшивки, вызванные клепкой, проверяются базовой линейкой и щупом. Общее состояние поверхности обшивки контролируется визуально, при необходимости используется лупа. Глубина царапины замеряется при помощи индикаторного приспособления (рис. 5).

Плотность прилегания закладных головок к поверхности склепанных деталей контролируется с помощью с помощью щупов на 5% заклепок в шве, а выступание потайных головок заклепок относительно поверхности обшивки - индикаторным приспособлением. Контролю на выступание подвергаются не менее 10% заклепок в шве.

Рис. 5

Качество замыкающей головки высотой выступающей за поверхность закладной головки утолщенной части (технологического хвостовика) сердечника. Проверка производится специальным приспособлением К3С-1 (рис. 6.).

Рис. 6

Настройка прибора производится на образцах, имитирующих склепываемый пакет. При этом первоначально проверяется размер замыкающей головки, который должен соответствовать данным, приведенным в таб. 6.

Таблица 6

Контроль высоты “h” (рис. 7) можно универсальным материальным инструментом

Рис. 7

Усилие выталкивания сердечника из пистона проверяется не менее, чем на 10% заклепок из общего количества специальным приспособлением (рис. 8). Проверка производится после среза и зачистки выступающей части сердечника.

Рис. 8

Приспособление тарируется на усилие, соответствующие данным, приведенным в таблице 7.

Таблица 7

Основные дефекты клепки заклепками с сердечником, мероприятия по их предупреждению и способы их устранения подробно изложены в [2].

7. Болт заклепки

В последнее время все более широкое применение в конструкции планера самолета находят болтозаклепочные соединения. Это объясняется рядом преимуществ их в сравнении с обычными заклепками и болтами, основными из которых являются следующие: