Способ образования неразъемного потайного соединения — SU 1673246 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 В 21 Э 15/О ГОСУДАРСТВЕ НЮЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ тник, Т.Б.Козий(54) СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ НЕРАЗЬЕМНОГО ПОТАЙНОГО СОЕДИНЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к способам образования неразьемного потайного соединения, Цель изобретения - повышение прочностных характеристик силовой точки при клепке пакетов из волокнистых композиционных натерюелов. В пакете 1 образуют отверстия с зенкованным гнездом. В отверстие размещают крепежный элемент 2, выполненный в Ы 1673246 А 1 виде втулки с закладной головкой в виде фланца. Толщина стенки втулки по ее длине неодинакова. Во внутрь втулки крепежного элемента устанавливают упругий элемент 3 иэ полиуретана. Пакет фиксируют прижимом 6, В отверстие прижима устанавливают пуансон 7 и прикладывают к нему импульсное усилие Р 1, упругий элемент 3 снимается, что обеспечивает раздачу втулки крепежного элемента до стадии заполнения объема, занимаемого гнездом. После замены пуансона приложения импульсного усилия вызывают перемещение утолщенного участка втулки до формирования в плоскости пакета основания с осевым отверстием. На заключительной стадии осуществляют раздачу основания в радиальном направлении путем осевого пластического деформи- Я рования материала по периметру отверстия основания до образования глухой полости.4 ил,Изобретение относится к машиностроению и мржет использоваться в различных отраслях народного хозяйства для выполнения потайных точечных соединений на пакетах, содержащих элементы из волокнистых композиционных материалов,Цель изобретения - повышение прочностных характеристик силовой точки при клепке пакетов из волокнистых композиционныхых материалов.На фиг.1 показаны пакет и штамповаяоснастка, исходное положение; на фиг.2 - промежуточная стадия первого этапа; на фиг.З - исходное положение штамповой оснастки перед вторым этапом; на фиг,4 - готовая силовая точка.Для реализации способа необходимовыполнить следующую последовательность операций: образовать отверстие с зенкованным гнездом; установить в отверстие с зенкованным гнездом крепежный элемент в виде втулки с закладной головкой; осуществить раздачу втулки с заполнением объема, занимаемого гнездом; образовать основание в плоскости элемента пакета с отверстием; выполнить раздачу основания в радиальном направлении путем осевого пластического деформирования материала по периметру отверстия основания с образованием глухой полости.В пакете 1, например, из волокнистого композиционного материала типа углепластик с предварительно образованным отверстием с зен кованным гнездом размещают крепежный элемент 2, выполненный в виде втулки с закладной головкой типа фланца, Причем фланец размещают со стороны, противоположной зенкованному углублению, Отверстие во втулке крепежного элемента 2 выполняют ступенчатым, с разной толщиной стенки, В частности на длине, равной суммарным длинам образующей отверстия номинального диаметра и образующей эенкованного гнезда, она меньше, чем на остальной части ее длины. На внешней поверхности втулки крепежного элемента 2 на длине, равной длине образующей цилиндрического отверстия в пакете 1, может быть выполнена кольцевая проточка. Глубину кольцевой проточки выбирают из условия не ослабления сечения втулки на отрыв. Выбор ширины кольцевой проточки выполняют из условия несмыкаемости ее краев на этапе заполнения втулкой объема углубления. Практика показала, что оптимальными геометрическими размерами кольцевой проточки являются ширина - (1,5 - 2,0) мм; глубина - (0,6 - 1,0) мм.Во внутрь втулки крепежного элемента 2 устанавливают упругий элемент 3, напри 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мер, из полиуретана и цилиндрический стержень 4. Пакет 1 совместно с крепежным элементом 2 размещают на плите 5 и фиксируют прижимом 6 с усилием Рприж. В отверстие прижима 6 устанавливают пуансон 7, имеющий на рабочем торце коническое углубление с цилиндрическим стержнем (фиг.1).Реализуют способ образования нераэьемного соединения следующим образом.При положении импульсного усилия Р 1 к торцу пуансона 7 имеет место его перемещение в направлении пакета 1. В результате цилиндрический стержень пуансона 7, воздействуя на упругий элемент 3, вызывает сжатие последнего, что и обеспечивает раздачу втулки крепежного элемента 2. В силу наличия конусного углубления на пуансоне 7, тонкостенности втулки, а также осевого давления на торце последней, раздача втулки осуществляется преимущественно на длине с минимальной толщиной ее стенки. Процесс раздачи втулки крепежного элемента 2 завершается на стадии заполнения объема, занимаемого гнездом, Затем пооизводят замену стержня 4 на втулку 8, а пуансон 7 заменяют на пуансон 9, имеющий на рабочем торце цилиндрический стержень(фиг.2), Причем рабочий торец втулки 8 не лежит в плоскости элемента пакета 1.После этого прикладывают деформирующее усилие Р 2 к торцу пуансона 9. Движение последнего вызывает перемещение утолщенного участка втулки крепежного элемента 2 в направлении втулки 8, Процесс деформирования заканчивают, когда в плоскости элемента пакета 1 будет сформировано основание с осевым отверстием, После чего производят замену втулки 8 на стержень 10, прижима 6 на прижим 11, пуансона 9 на пуансон 12. Длину стержня 10 выбирают такой, что его рабочий торец контактирует с основанием крепежного элемента 2 (фиг,З). Диаметр пуансона 12 выбирают превышающим диаметр отверстия в основании крепежного элемента 2. Затем нагружают пуансон 12 импульсным усилием Рэ.Перемещение пуансона 12 в направлении плиты 5 вызывает пластическое деформирование материала втулки по периметру отверстия в основании крепежного элемента 2. В силу замкнутости деформируемого объема осуществляется течение материала втулки с заполнением отверстия и образованием сплошного основания. Процесс образования сплошного основания крепежного элемента 2 сопровождается его деформацией в радиальном направлении. При этом фиксация основания достигаетсяувеличением жесткости упрочненного слояоснования (фиг.4).Способ образования соединения можетбыть выполнен как с адгезионной прослойкой, так и беэ нее, 5Крепежный элемент 2 по фланцу можетбыть предварительно зафиксирован адгезионной прослойкой, а нанесение ее на поверхность гнезда элемента пакетапроизводится в жидкотекучем состоянии, 1 ОСпособ образования нераэъемного потайного соединения прошел опытно-промышленную проверку при сборке пакетовиз углепластика марки КМУЛ, толщиной12,5 мм, Крепежный элемент изготавливался иэ технически чистого глюминил АДО иимел следующие геометрические размеры:внешний диаметр втулки - 10.0 мм; длинавтулки - 24,0 мм; диаметр фланца - 25,0 мм;минимальная толщина втулки - 1,5 мм; мак- дсимальная толщина втулки - 2,5 мм. На длине втулки, равной 5,0 мм, выполняласькольцевая проточка, В качестве материалаупругого элемента использовался полиуретан марки СКУЛ со следующими геометрическими размерами: диаметр - 8,0 мм,длина - 10,0 мм, Геометрические размерыотверстия с зенкованным гнездом: номинальный диаметр цилиндрической части отверстия - 10,0 мм. длина цилиндрической 30образующей - 5,0 мм, образующие гнездаимеют угол, равный 90 О. Крепежный элемент предварительно по фланцу приклеивался к пакету посредством клея наэпоксидной основе, На поверхность зенкованного гнезда клей наносился непосредственно перед образованием замыкающейголовки, Образование замыкающей головкиосуществлялось в штамповой оснастке изстали УВА с приводом от магнитноимпульсной установки МИУпри энергиях разряда в диапазоне (1,5-3,0) кДж,Испытания силовых точек на отрыв и насдвиг показали повышение прочностных ха 45 рактеристик соединения на сдвиг и отрыв, а также обеспечение герметичности соединения.Формула изобретенияСпособ образования неразъемного потайного соединения, заключающийся в образовании в пакете деталей отверстия с зенкованным гнездом, установке в него трубчатого крепежного элемента в виде втулки с закладной головкой. размещенной со стороны, противоположной зенкованному гнезду, фиксации пакета с последующим образованием замыкающей головки, о т л ич а ю щ и й с я тем. что, с целью повышения прочностных характеристик силовой точки при клепке пакетов из волокнистых композиционных материалов, отверстие во втулке крепежного элемента выполняют ступенчатым, при этом толщину стенки части втулки, выступающей над пакетом, выполняют больше толщины остальной части, а длину части втулки с меньшей толщиной стенки выполняют равной сумме длин образующей отверстия номинального диаметра и образующей зенкованного гнезда, образование замыкающей головки осуществляют в два этапа, на первом из которых осуществляют раздачу части втулки с меньшей толщиной стенки до контакта боковой поверхности этой части с конической поверхностью зенкованного гнезда и образования из другой части втулки основания замыкающей головки с отверстием, лежащим в плоскости пакета, а на втором - дополнительно фиксируют замыкающую головку в пакете раздачей ее основания в радиальном направлении путем осевого пластического деформирования материала основания замыкающей головки по периметру отверстия основания до смыкания боковых стенок отверстия.1 б 73246Составитель А, Буров Редактор Н, Химчук Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле Заказ 2879 Тираж 397 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушскэя наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101