Андрей Смирнов
Время чтения: ~15 мин.
Просмотров: 2

§ 6. механизация клепки

Этапы работ

Этапы:

  1. Подготовка соединяемых деталей.
  2. Разметка отверстий.
  3. Высверливание отверстий.
  4. Зенковка готовых гнезд.
  5. Установка крепежных элементов.
  6. Обжим.

Прежде чем приступать к основным этапам работ необходимо:

  1. Очистить поверхности от налета, грязи, ржавчины.
  2. Отметить места будущих отверстия. Перед сверлением их нужно накернить, чтобы сверло не уходило в сторону.

Подготовка металлоконструкций (Фото: Instagram / start_blasting)

Высверливание отверстий

Высверлить отверстия в металлических поверхностях можно с помощью сверлильного станка или ручного электроинструмента. Лучше использовать сверлильный станок, поскольку им можно просверливать отверстия в деталях большей толщины.

При использовании ручного электроинструмента, важно точно контролировать его положение при сверлении, чтобы он не отклонялся в стороны. При сверлении необходимо использовать специальные охлаждающие жидкости

Работать можно только заточенным сверлом.

Вставка заклепок

Этапы:

  1. Крепежный элемент вставляется в отверстие стержнем снизу-вверх.
  2. Под закладную головку устанавливается поддержка. Если она потайная, необходимо применять плоскую поддержку.
  3. Детали уплотняются. Их осаживают в месте клепки. Зазоры между металлическими листами устраняются молотком.

Образование замыкающей головки

Способы выполнения:

  1. Прямой метод. Удары молотка наносятся по стержню заклепки с той стороны, где образуется замыкающая головка.
  2. Обратный метод. Удары молотком наносятся по закладной головке.

Слесарные молотки (Фото: Instagram / inforce_tools)

Из какого материала должна быть заклепка

Заклепки обычно берут из того же материала, что и соединяемые детали — это позволяет избежать электрохимической коррозии

Обращают внимание и на прочностные характеристики. Но, как правило, при соединении алюминиевых деталей, прочности алюминиевых метизов достаточно

Вообще, заклепки делают из таких металлов:

  • сталь:
    • обычная — марок Ст2, Ст3, Ст10;
    • коррозионностойкая Х18Н9Т;
    • оцинкованная;

    • легированная (нержавеющая) — 9Г2, 304, 316.
  • медь МТ и М3;
  • алюминиевые сплавы (чаще АД1, Д18);
  • алюминиево-магниевые (AlMg2,5; AlMg5; AlMg3),
  • латунь (Л63).

При соединении медных деталей допустима установка латуни и меди. Алюминий соединяют алюминиевыми сплавами. Стальные листы — соответствующими марками стальных заклепок. Есть также смешанные метизы — из двух разных металлов (химически не конфликтующих). Чаще всего встречаются алюминиево-стальные.

Для установки фасадных элементов, откосов, отливов, металлочерепицы и профлиста, используются обычно вытяжные заклепки из оцинкованной окрашенной стали. Окраска — в тон с деталями.

Применение — заклепочное соединение

Применение заклепочных соединений в настоящее время ограничено конструкциями, выполненными из несвариваемых материалов, либо работающими под воздействием ударных нагрузок, а также в мостостроении, авиации, краностроении.

Применение заклепочных соединений в настоящее время резко сократилось в связи с развитием сварки.

В современном машиностроении область применения заклепочных соединений все более сокращается в связи с совершенствованием методов сварки.

Основные типы заклепок.

В современном машиностроении область применения заклепочных соединений все более сокращается по мере совершенствования методов сварки.

В настоящее время область применения заклепочных соединений как неразъемных все более сокращается по мере совершенствования методов сварки и склеивания. Их рекомендуется применять: а) в конструкциях, воспринимающих большие вибрационные и ударные нагрузки; б) при изготовлении конструкций из трудносвариваемых материалов ( например, дюралюминий); в) в конструкциях с повышенными требованиями к надежности соединения.

Заклепки с полукруглой головкой ( прочные швы.

С усовершенствованием технологии сварочного производства применение заклепочных соединений постепенно сокращается. В данной статье затронуты заклепочные соединения общего машиностроения и металлоконструкций, исключая самолетостроение.

Заклепки с потайными головками широко применяют при креплении листов ( обшивка щитков к рамам и другим несущим системам, а также для скрепления деталей из различных материалов ( сталь-дюраль и др..| Заклепки с полукруглыми головками используют для соединения силовых элементов.| Заклепки с полупотанной головкой применяют при соединении.| Трубчатые заклепки применяют при скреплении малопрочных материалов ( пластмасс, фанеры, резины, войлока и т. д.. В отличие от обычных заклепок трубчатые обладают относительно большой устойчивостью и не искривляются в процессе расклепки при скреплении мягких материалов.| Пистонные заклепки развальцовывают, и поэтому их применяют при скреплении хрупких материалов, не допускающих ударов.| Специальные заклепки односторонней клепки ставят в местах, в которых с внутренней стороны невозможно подвести поддержку. На рисунке представлена одна из конструкций таких заклепок. Заклепка из мягкой стали, снабженная в нижней части четырьмя прорезями и имеющая коническое донышко, вставляется в отверстие специальным конусным инструментом. нижняя часть разводится и скрепляет детали.

Широкое развитие сварки и склейки материалов сильно сократило применение заклепочных соединений. Однако остаточные напряжения и п оводка сварных конструкций, не прошедших термическую обработку, трудность или невозможность сварки между собой некоторых материалов, как, например стали и дюраля, сложная технология склейки, заставляют в отдельных случаях использовать заклепочные соединения.

В машиностроении применяют преимущественно холодное клепание, так как главный смысл применения заклепочных соединений здесь состоит в устранении теплового воздействия и получении прочных соединений деталей без нарушения точности их размеров и взаимного расположения.

Разновидности заклепок.

В машиностроении почти всегда применяют холодное клепание, так как главный смысл применения заклепочных соединений здесь состоит в устранении теплового воздействия и получении прочных соединений деталей без нарушения точности их размеров и взаимного расположения.

Сварные соединения находят все более широкое применение при сборке узлов машин, сокращая область применения заклепочных соединений.

До недавнего времени заклепочные соединения широко применялись в различных инженерных сооружениях — судах, котлах, кранах, мостах и др. В последние десятилетия область применения заклепочных соединений в общем машиностроении резко сузилась в связи с развитием методов сварки. Заклепочные соединения остаются основным видом неразъемного соединения при изготовлении металлических конструкций из легких сплавов ( дюралюминия), для которых еще не разработаны методы надежной силовой сварки.

Соединение методом принудительной деформации

Соединение методом принудительной дефор­мации (клинчинг) включает механические процессы соединения, в том числе продавливание, холодное осаживание и иногда также резка в ходе одной соединительной операции. Исходя из данного принципа, этот метод мо­жет быть отнесен к процессам соединения по­средством формовки (см. DIN 8593-5).

Можно провести различие между про­цессами с резкой и без резки и процессами с формированием точки соединения круглой или прямоугольной формы.

«Токс-клинчинг»

Некоторые варианты процесса в технической практике упоминаются в соответствии с ори­гинальными названиями производителей. Например, «токс-клинчинг» означает соеди­нение принудительной деформацией при помощи круглого пуансона без резки (см. рис. Ь, «Соединение методом принудительной деформации» ). Оборудование, используемое для токс-клинчинга, относительно небольшое. Диаметр соединения может изменяться в за­висимости от потребности. График зависимо­сти хода пуансона от прилагаемого усилия, ти­пичный для «токс-клинчинга», можно разбить на пять характерных фаз (А-Е) (см. рис. ниже).

Соединение методом принудительной деформации

В настоящее время соединение методом при­нудительной деформации (рис. а, «Соединение методом принудительной деформации» ) может быть использовано для соединения панелей толщиной до 3 мм, при этом общая толщина двух соединенных вместе панелей не должна превышать 5 мм. Материалы соединяемых панелей могут быть одинаковыми (например, сталь со сталью) или различными (например, сталь с цветным металлом). Кроме того, сое­динение принудительной деформацией можно применять для обработки окрашенных деталей и панелей с защитными покрытиями, а также клееных. Возможно получение большого числа соединенных этим способом деталей (до 50) в одном процессе (один ход пресса).

Достоинства и недостатки способа соедине­ния принудительной деформацией:

  • Отсутствует необходимость в шумоизоли­рующем кожухе;
  • Метод токс-клинчинга не требует антикор­розионной защиты соединения;
  • При выполнении совместно с резкой на­блюдается частичное ухудшение антикор­розионных свойств;
  • Отсутствие деформаций, вызываемых те­пловыми напряжениями;
  • Возможна обработка окрашенных деталей, панелей с нанесенными на них защитными покрытиями (смазки, пасты и т.п.), а также клееных деталей;
  • Возможно соединение панелей, изготов­ленных из разных материалов, например, стали с пластмассой;
  • Экономится энергия, т.к. нет таких затрат электроэнергии, как при сварке, и отсут­ствует потребность в охлаждении;
  • На одной стороне соединения образуется утолщение, подобное головке заклепки, в то время как на противоположной стороне образуется соответствующее углубление.

Применение в автомобильной промышлен­ности:

  • Стальные и алюминиевые кузова;
  • Кронштейны стеклоочистителей;
  • Крепеж внутренних панелей двери кузова;
  • Петли, замки;
  • Сидения.

В следующей статье я расскажу о топливовоздушной смеси в бензиновом двигателе.

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Клепание металла

Процесс клепки металлов состоит из двух этапов: подготовительного и собственно установки метизов. Подготовка — сверление отверстий, при необходимости раззенковка под потайные головки

Обратите внимание, что потайные головки могут быть с одной (любой) стороны или с двух

Сам процесс клепки такой:

  • вставить заклепку;
  • стянуть соединяемые детали;
  • сформировать при помощи инструмента замыкающую головку;
  • проверить и зачистить соединение.

Так устанавливаются вытяжные заклепки

При хорошем инструменте работа идет быстро. Для частного применения и разовых работ обычно применяют ручные заклепочники. И даже с ними сам процесс (без сверления отверстий) занимает считанные секунды. Если говорить об установке профлиста или металлочерепицы, каждое сделанное отверстие рекомендуется промазать краской — для предотвращения коррозии. Именно эти процессы — сверление и покраска, занимают много времени.

Вообще, есть два способа установки заклепок: холодный и горячий. При горячем место соединения предварительно разогревается до определенной температуры (определяется металлом и толщиной деталей). На практике применяется при монтаже заклепок большого диаметра — 12 мм и более.

Заклепки ставят рядами. Минимальное расстояние между соседними — 4 диаметра, от края листа до центра метиза — не менее чем 1,5 диаметра заклепки. При креплении профлиста, ставят в выемку, не в волну.

Виды крепежа для профнастила

Сегодня для крепления профлиста используются самые разнообразные крепежные элементы, каждый из которых обладает определенным запасом прочности. Они изготавливаются из различных материалов и подходят для использования в каждой конкретной ситуации.

Крепежные изделия или просто крепеж представляют собой детали, предназначенные для соединения различных частей конструкций – это всевозможные кровельные гвозди, заклепки, дюбеля, саморезы.

Заклепки

Крепление профлиста клепанием актуально в тех случаях, когда по каким-то причинам не могут быть использованы другие способы. Например, заклепки незаменимы при на металлический каркас, изготовленный из уголков, труб или же квадратных листов железа при помощи сварки.

В этом случае формирование соединений посредством клепания позволяет максимально быстро и качественно выполнить монтаж профлиста.

Совсем недавно соединение деталей при помощи клепания было очень сложно выполнить, так как эта операция требовала огромной одновременной ударной нагрузки с обеих сторон соединяемых деталей.

Современный клепочный инструмент позволяет устанавливать заклепки, выполняя операцию только, с одной стороны, в области формирования соединения. Процесс сминания осуществляется непосредственно при втягивании элемента внутрь пистолета.

При помощи этих элементов удается сформировать прочное надежное соединение, обладающее высокой устойчивостью к вибрационным нагрузкам.

При выборе заклепки, в первую очередь, учитывается , так как именно от этого параметра зависит выбор диаметра и материал изготовления крепежного изделия. Чем большим будет диаметр крепежа, тем более надежное соединения удастся сформировать с его помощью.

Изготавливаются эти крепежные изделия из оцинкованной стали, меди, алюминия и нержавеющей стали. При установке заклепок длина корпуса стержня должна выступать за границы соединяемых элементов на достаточную длину, что необходимо для создания максимально надежного наплыва элемента.

Существующие типы буртика заклепок:

  • Широкий. Позволяет формировать максимально надежное и прочное соединение.
  • Потайной буртик. Используется для установки в тех местах, когда необходимо получение гладкой поверхности для достижения эстетичного вида соединяемых поверхностей.
  • Стандартный. Относится к универсальным крепежным изделиям, использование которых допустимо в любых ситуациях.

При формировании клепаного соединения цвет заклепки подбирается в тон профлиста, что позволяет сделать место соединения незаметным для посторонних глаз и тем самым повысить эстетическую привлекательность кровли.

Однако крепление профилированного листа при помощи заклепок – это не единственный способ крепежа для профнастила. Сегодня особой популярностью пользуются для закрепления металлопрофиля кровельный шуруп, кровельные гвозди, а также дюбель.

Кровельные гвозди

Еще один популярный вид крепежа для профнастила – кровельные гвозди, которые применяются для крепления асбестового шифера и жести.

Они изготавливаются из низкоуглеродистой стали и имеют круглое сечение, а также шляпку больших размеров в сравнении с другими видами этих изделий. Кровельные гвозди можно встретить с и без оцинкованного покрытия.

Несмотря на то что крепление при помощи гвоздей считается достаточно востребованным видом крепежа, сегодня многие специалисты утверждают, что такое соединение малонадежно и акцентируют внимание потребителей на том, что используя саморезы, удастся достичь куда более высокой степени надежности соединения элементов

Кровельный шуруп

Кровельный шуруп сегодня по праву считается наиболее востребованным крепежом среди всех остальных, представленных на современном рынке. При помощи этого элемента удается добиться идеального соединения.

Такой крепеж для профнастила позволяет сформировать максимально надежное соединение между обрешеткой и кровельным материалом.

Дюбель кровельный

В наше время дюбель кровельный применяется в качестве крепежа для мягких изоляционных слоев или листового материала.

Он изготавливается из высококачественного негорючего полиамида и имеет своеобразную форму, позволяющую ему при нагрузках эластично прогибаться, благодаря чему не наблюдается механического повреждения кровельных изоляционных материалов.

Ввиду используемого материала для его изготовления этот крепеж для закрепления профнастила не применяется.

Недостатки заклёпочных соединений

Заклёпочные работы на судне (рисунок из статьи «Заклепки» «Военная энциклопедия Сытина»)

Трудоёмкость процесса. Необходимо просверлить множество отверстий, установить заклёпки, расклепать их. Эти операции выполняются вручную двумя слесарями-сборщиками. До последней четверти XX века в СССР на авиационные заводы специально нанимались худощавые юноши способные влезть в узкий отсек, чтобы удерживать там наковальню-поддержку.
Повышенная материалоёмкость соединения. Заклёпочный шов ослабляет основную деталь, поэтому она должна быть толще. Нагрузку несут заклёпки, поэтому их сечение должно соответствовать нагрузке.
Необходимость специальных мер для герметизации

Это очень важно для самолётостроения и ракетной техники, при сборке баков-кессонов и пассажирских отсеков. В баках-кессонах, расположенных в крыле самолётов, как правило, держат топливо — авиационный керосин

Резиновый герметик, устойчивый к керосину, должен закрывать все заклёпочные швы. Вес его может составлять десятки килограммов.
Процесс сопровождается шумом и вибрацией. Это приводит к ряду профессиональных заболеваний у сборщиков и вызывает глухоту. Поэтому везде, где можно, внедряются новые инструменты для клёпки.

Общее описание

Современные заклепочники появились сравнительно недавно, до этого они были громоздкими и неудобными для домашнего использования. Но постоянная работа инженеров над этой проблемой дала свои результаты: заклепочники ручные стали компактными, а главное, надежно соединяют детали между собой с минимальными физическими усилиями. Само устройство стало довольно простым и удобным в работе.

С помощью него обеспечивается подход к обеим сторонам для более надежного соединения. При этом посторонняя помощь не требуется. Главное, что нужно в работе с ручными заклепочниками, — заранее просверленные отверстия для заклепок в соединяемых деталях.

Справиться с такой работой сможет практически каждый. При этом цена на заклепочники ручные невысокая.

Литература

  • Орлов П. И. Кн. 2 // Основы конструирования: Справочно-методическое пособие. В 2-х кн. — 3-е исправл. — М.: Машиностроение, 1988. — С. 544. — ISBN 5-217-00223-9.
  • Под ред. Ишлинский А. Ю. Новый политехнический словарь. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. — С. 671. — ISBN 5-7107-7316-6.
  • Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. / Под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп.. — М.: Машиностроение, 2001. — ISBN 5-217-02962-5.
  • Скобейда А. Т., Кузьмин А. В., Макейчик Н. Н. Детали машин и основы конструирования: Учебн. / Под общ. ред. А. Т. Скойбеды. — Мн.: Вышэйшая школа, 2000. — С. 106—111. — 584 с. — 3000 экз. — ISBN 985-06-0081-0.

Соединение заклёпками

Соединить детали из листового металла в изделие можно с помощью заклёпок, фальцевым швом, пайкой, сваркой и другими способами. В учебных мастерских учащиеся выполняют соединение деталей первыми двумя способами (рис. 144).

Рис. 144. Примеры соединения деталей из тонколистового металла: 1 — заклёпочное соединение; 2 — фальцевый шов

Заклёпка — крепёжная деталь из мягкой стали, меди или алюминия. Она состоит из закладной головки, стержня и замыкающей головки. Заклёпки бывают с полукруглой головкой (рис. 145, а), полупотайной (рис. 145, б), потайной (рис. 145, в); трубчатые (рис. 145, г) и др. Диаметр заклёпки зависит от толщины соединяемых деталей.

Рис. 145. Виды заклёпок: а — с полукруглой головкой; б — с полупотайной головкой; в — с потайной головкой; г — трубчатая

Чтобы соединить детали заклёпками, сначала размечают и накернивают в деталях центры будущих отверстий. После чего сверлят отверстия дрелью или на сверлильном станке. Часто сверление выполняют одновременно в двух деталях, скрепив их струбциной (рис. 146) или в тисках.

Рис. 146. Сверление отверстий под заклёпку: 1 — шпиндель сверлильного станка; 2 — детали; 3 — деревянный брусок; 4 — стол станка; 5 — струбцина

Диаметр отверстия D должен быть на 0,1…0,2 мм больше, чем диаметр стержня заклёпки d (рис. 147, а).

Рис. 147. Последовательность получения заклёпочного соединения: а — подготовка отверстия под заклёпку; б — размещение заклёпки в отверстии; в — осаживание деталей: 1 — заклёпка; 2 — поддержка; 3 — детали; 4 — натяжка

После этого заклёпку устанавливают в отверстие, причём стержень заклёпки должен выступать над поверхностью детали на (1,3…1,6) х d (рис. 147, б). Закладную головку заклёпки (рис. 147, в) помещают в выемку металлического бруска, называемого поддержкой. Головку прижимают специальным инструментом — патяжкой и ударами молотка по натяжке осаживают (сближают) детали одну с другой.

Затем ударами молотка расклёпывают замыкающую головку (рис. 148, а) и придают ей правильную форму с помощью специального инструмента — обжимки (рис. 148, б). Этот инструмент имеет на рабочей части лунку, совпадающую с формой будущей замыкающей головки заклёпки.

Рис. 148. Формирование головки заклёпки: а — молотком; б — обжимкой: 1 — заклёпка; 2 — поддержка; 3 — детали; 4 — обжимка

При выполнении всех перечисленных операций соединяемые детали должны быть плотно прижаты одна к другой, например струбциной. Иначе при ударах молотком заклёпки согнутся, и заклёпочное соединение не получится.

Детали из листовой пластмассы соединяют между собой или с деталями из листового металла также с помощью заклёпок. Для соединения тонких пластмассовых листов (толщиной 0,8…1,3 мм), кожи, толстых тканей трубчатыми заклёпками диаметром 4 мм можно использовать универсальные щипцы-пробойник (рис. 149). Этот инструмент позволяет также пробивать отверстия в коже и толстых тканях диаметром 2,5…4 мм.

Рис. 149. Универсальные щипцы-пробойник

Заклёпочные соединения применяют в авиастроении, при постройке кораблей и мостов, соединении деталей металлической посуды.

Виды заклёпочных соединений

Заклёпочные соединения делятся на:

  • прочные (рассчитанные только на восприятие и передачу силовых нагрузок),
  • плотные (герметичные) (обеспечивают герметичность конструкций в резервуарах с невысоким давлением),
  • прочноплотные (восприятие силовых нагрузок и герметичность соединения).

По конструкции заклёпочные соединения делятся на однорядные и многорядные с цепным или шахматным расположением заклёпок, а в зависимости от количества плоскостей среза — одно- и многосрезные.

По характеру воздействия нагрузки на заклёпочное соединение — швы с поперечной нагрузкой, перпендикулярной оси заклёпок, и продольной, параллельной оси заклёпок.

Заклёпочные соединения по конструкции близки к паяным, сварным и клеевым соединениям. Наиболее распространены соединения внахлёстку (внакрой) и встык со стыковыми планками.

Герметичность соединения обеспечивается нанесением различных герметиков на поверхность стыка или подкладыванием под стык различных пластичных материалов. Заклёпки герметичных соединений имеют усиленные головки.

В зависимости от требований к поверхности, заклёпки могут иметь полукруглую головку, потайную, полупотайную или плоскую (в процессе клёпки для создания внутренних усилий сжатия, которые снижают возможность усталости материала).

Заклёпки изготовляют для разных способов установки. Для односторонней клепки существует множество видов заклёпок, в том числе отрывные и взрывные.
Обычная клёпка может выполняться, когда наковаленка-поддержка находится с лицевой стороны и когда наковаленка находится с тыльной стороны. Последний способ стал наиболее распространенным, поскольку требует меньшей массы наковаленки-поддержки.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации