Приспособление для клепки (варианты)
Заявленная группа технических решений относится к обпки металлических материалов и может быть использована в самолетостроении и других отраслях, где применяется клепка. Приспособление для клепки, содержит верхний и нижний штампы, при этом нижний штамп снабжен нижней обжимкой, установленной в центрирующей втулке. На рабочем торце нижней обжимки выполнено профилированное углубление. На верхнем штампе размещена обжимка с профилированным углублением на рабочем торце, установленная в центрирующей втулке. Центрирующая втулка для нижней обжимки выполнена с фаской на внутренней стороне. На рабочих торцах верхней и нижней обжимок выполнены центрирующие углубления трапециевидной осесимметричной формы. По второму варианту приспособление для клепки содержит верхний и нижний штампы, при этом нижний штамп снабжен промежуточной нижней обжимкой, установленной в центрирующей втулке. На рабочем торце нижней обжимке выполнено профилированное углубление. На верхнем штампе размещена верхняя профилированная обжимка, имеющая формообразующую поверхность в форме конического выступа, установленная в центрирующую втулку. Центрирующая втулка под замыкающую головку заклепки выполнена с фасками на внутренней стороне. Приспособление по второму варианту предназначено для выполнения потайного заклепочного соединения. Заявленная группа технических решений повышает качество клепки путем увеличения точности соосности обеих обжимок, установленных в клепательном оборудовании и соосности лунки обжимок с осаживаемой заклепкой. 2 н.з. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Заявленная группа технических решений относится к области клепки металлических материалов и может быть использована в самолетостроении и других отраслях, где применяется клепка.
Известно приспособление для клепки, содержащее корпус, рабочая поверхность которого выполнена с расположенным вдоль оси обжимки глухим гнездом, состоящим из внешней и внутренней полостей, боковая поверхность каждой из которых получена вращением ее образующей вокруг оси обжимки. При этом гнездо выполнено с расположенным между полостями центрирующим пояском, а внутренняя полость, по меньшей мере, в одном сечении, перпендикулярном оси обжимки, имеет диаметр, превышающий диаметр центрирующего пояска (патент РФ RU 2083313 опуб. 10.07.1997, B21J 15/36).
Наиболее близким аналогом заявленной группы технических решений моделей является приспособление, раскрытое в авторском свидетельстве SU 1610677 опуб., 19.06.1995, B21J 15/02, содержащее верхний штамп, нижний штамп, промежуточную нижнюю обжимку, установленную в центрирующей втулке, на рабочем торце которой выполнено профилированное углубление под замыкающую головку заклепки.
Недостатками известных устройств является коробление и деформация соединяемых изделий, которые возникают при постановке крепежного соединения. Сборочные деформации приводят к уменьшению точности спроектированной сборки, делают техпроцесс сборки более сложным и трудоемким вследствие увеличения подгонных работ.
Опыт эксплуатации самолетов показывает, что ресурс планера самолета в первую очередь определяется ресурсом болтового и заклепочного соединения, которые являются концентратами напряжений и источниками зарождения усталостных трещин. Ресурс соединений зависит в значительной степени от конструктивных параметров этих соединений, способов образования отверстий, точности и стабильности технологических процессов выполнения соединений.
Для клепки крупногабаритных крыльевых обшивок и стрингеров необходима постановка заклепок с высоким радиальным натягом. Постановка заклепок с высоким радиальным натягом приводит к локальному смещению материала соединяемых деталей вокруг отверстия и возникновению деформационной силы. Обеспечение соосности обеих обжимок, установленных в клепальном оборудовании и соосности лунок обжимок с осаживаемой заклепкой является одним из основных условий обеспечения качества выполняемых соединений.
Технической задачей решаемой заявляемой группой технических решений является увеличение точности соосности обеих обжимок, установленных в клепальном оборудовании, соосности лунки обжимок с осаживаемой заклепкой, а также на устранение деформаций собранных на заклепки частей самолета, которая имеет место в процессе выполнения заклепочных соединений с высоким радиальным натягом.
Заявленная группа технических решений устраняет перечисленные выше недостатки и решает поставленную задачу.
Поставленная задача для первого варианта выполнения приспособления решается за счет того, что приспособление для клепки, содержит верхний и нижний штампы, при этом нижний штамп снабжен нижней обжимкой, установленной в центрирующей втулке. На рабочем торце нижней обжимки выполнено профилированное углубление под головку заклепки. На верхнем штампе размещена обжимка с профилированным углублением на рабочем торце, установленная в центрирующей втулке. Центрирующая втулка для нижней обжимки выполнена с фаской на внутренней стороне. На рабочих торцах верхней и нижней обжимок выполнены центрирующие углубления трапециевидной осесимметричной формы.
Приспособление по первому варианту применяют для непотайного образования замыкающих головок заклепочного соединения.
Второй вариант выполнения приспособления для клепки содержит верхний и нижний штампы, при этом нижний штамп снабжен нижней обжимкой, установленной в центрирующей втулке. На рабочем торце нижней обжимке выполнено профилированное углубление. На верхнем штампе размещена верхняя профилированная обжимка, имеющая формообразующую поверхность в форме конического выступа, установленная в центрирующую втулку. Центрирующая втулка под замыкающую головку заклепки выполнена с фаской на внутренней стороне.
На рабочем торце нижней обжимке может быть выполнено центрирующее углубление трапециевидной осесиметричной формы.
Центрирующие втулки по первому и второму варианту могут быть выполнены из полиуретана.
Приспособление по второму варианту выполнения используют для потайного образования замыкающих головок.
Технический результат заявленной группы технических решений заключается в увеличении точности соосности верхней и нижней обжимок, установленных в клепательном оборудовании, а так же соосности лунки обжимок с осаживаемой заклепкой, при выполнении заданных требований по усталостной прочности, живучести и герметичности конструкции панелей в зоне стрингерных швов. Кроме этого заявленные приспособления расширяют технологические возможности клепки.
Заявленные варианты поясняются чертежами.
Фиг.1 - схема образования замыкающих головок непотайного заклепочного соединения клепкой двумя профилированными обжимками.
Фиг.2 - схема образования замыкающих головок потайного заклепочного соединения клепкой двумя профилированными обжимками.
Фиг.3 - профилированная обжимка с углублением.
Приспособление для клепки по первому и второму варианту содержит закрепленную на верхнем штампе 1 верхнюю обжимку 2. Верхняя обжимка установлена в соответствующую центрирующую втулку 3. На нижнем штампе 8 размещена нижняя обжимка 7 с профилированным углублением 9 под головку заклепки. Нижняя обжимка установлена в соответствующую центрирующую втулку 6. На внутренней стороне центрирующей втулке для нижней обжимки выполнена фаска.
В приспособлении по первому варианту верхняя обжимка выполнена с профилированным углублением под головку заклепки на рабочем торце. На рабочем торце, которой выполнено центрирующие углубление 10 трапециевидной осесимметричной формы.
Приспособление по первому варианту применяют для непотайного заклепочного соединения.
В приспособлении по второму варианту верхняя обжимка выполнена с формообразующей поверхностью в форме конического выступа. Приспособление по второму варианту применяют для потайного заклепочного соединения.
Центрирующие втулки нижней и верхней обжимок могут быть выполнены из полиуретана.
Приспособление для клепки работает следующим образом.
В предварительно сжатом пакете 4 склепываемых деталей выполняют отверстие, в котором размещают универсальную заклепку 5. При образовании потайного соединения производят зенкование конического гнезда под потайную головку. Величина стяжки пакета обеспечивает в процессе сверления не попадание стружки в пакет между обшивкой и стрингером и исключает разборку пакета. Пакет должен быть сжат усилием, приведенным в таблице 1.
Табл.  1 | |||
| Толщина пакета, мм | 5-10 | 10-15 | 15-20 |
| Усилие сжатие, кН | 3,5+0,5 | 4,0+0,5 | 4,5+0,5 |
При образовании отверстий и гнезд под потайную головку, режимы резания подбираются по режиму более пластичного материала.
Первой на закладную головку заклепки устанавливают верхнюю обжимку 2, установленную в верхнюю центрирующую втулку 3, и удерживают с небольшим усилием к обшивке на время установки нижней обжимки 7, которая установлена в нижнюю центрирующую втулку 6 под замыкающую головку.
В зависимости от количества расклепываемых заклепок устанавливается соответствующее количество верхних и нижних комплектов самоцентрирующихся обжимок.
Пакет деталей размещают между подвижными штампами пресса. Регулируемое положение панели относительно плоскости клепки обеспечивает соприкосновение верхнего штампа обжимок с некоторым прогибом панели (ориентировочно 5 мм) при опускании верхнего штампа.
Образование замыкающих головок осуществляется верхней и нижней самоцентрирующими обжимками, установленными в центрирующие втулки. При этом верхний пуансон, перемещается одновременно с нижним пуансоном. Центрирование, относительно заклепки, верхней и нижней обжимок осуществляется с помощью центрирующих втулок, установленных на обжимки. Центрирующая втулка для нижней обжимки выполнена с фаской на внутренней стороне. При образовании непотайного заклепочного соединения на рабочих торцах обжимок выполнены профилированные углубления под головку заклепки. Увеличение точности соосности между обжимками и заклепкой осуществляется с помощью центрирующих углублений выполненных на рабочих торцах верхней и нижней обжимок. Центрирующие углубления выполнены трапециевидной осесимметричной формы.
При образовании потайного заклепочного соединения рабочая поверхность верхней обжимки, выполнена в форме выступающего клина и может иметь на рабочей поверхности центрирующий выступ, выполненный в форме клина.
В результате использования приспособления образуется требуемого размера замыкающая головка и обеспечивается гладкая безутяжная поверхность листа со стороны головок заклепки. Обжимка с лункой реализует полустесненную схему осадки заклепки.
Усилие расклепывания заклепки, обеспечивающее требуемое значение контролируемых параметров задается исходя из интервала положений настройки усилий определенных при подготовке оборудования к клепке на технологическом образце и окончательно на образце свидетеле.
Соединения выполняются одиночной или групповой клепкой. При групповой клепке за один ход плунжеров пресса рекомендуется расклепывать не более 3-х заклепок.
Форма замыкающих головок отличается от традиционной бочковидной поскольку, имеет отпечаток от лунок обжимок в виде конического стеснения.
Приспособление для образования непотайного заклепочного соединений позволяет формировать соединения с двумя замыкающими головками, образующиеся соответственно верхней и нижней самоцентрирующимися профилированными обжимками.
Потайные соединения выполняются клепкой при положении панели на ложементах обшивка - сверху. После образования потайного заклепочного соединения производят зачистку выступающей части потайной головки заклепки.
Контроль качества заклепочных соединений в панелях осуществляют косвенным методом с помощью образцов - свидетелей. На образце свидетеле выполняют три отверстия для контроля качества отверстий и три заклепки для контроля качества клепки. К параметрам контролируемым на образце свидетеле относится соответствие материалов пакета чертежу панели, материала и размеров заклепок УЗ стандарту, качество режущего инструмента для образования зенкованных отверстий, диаметр отверстий под заклепку, глубину гнезда под потайную головку, шероховатость поверхности отверстий и гнезд, высота выступающих головок, величина выступания потайных головок над поверхностью обшивки, отсутствие асимметрии выступающих головок относительно оси заклепки, состояние внешней поверхности головок заклепок, радиальный натяг в среднем сечении пакета, состояние внешней поверхности склепываемых элементов конструкции в зоне соединений, правильность расположения заклепочных соединений в шве.
Данные приспособления были использованы для сборки конструкций панелей центроплана и клепки высокоресурсных соединений универсальными заклепками. Образцы толщиной 10, 15, 20, мм клепались заклепками УЗ (ОСТ 1 34044). Анализ результатов показал, что использование данного клепательного пресса позволяет получить высоко ресурсные соединения с радиальным натягом в среднем сечении пакета порядка 2,2%.
1. Приспособление для клепки, содержащее верхний и нижний штампы, при этом нижний штамп снабжен нижней обжимкой, установленной в центрирующей втулке, причем на рабочем торце нижней обжимки выполнено профилированное углубление под головку заклепки, отличающееся тем, что на верхнем штампе размещена обжимка с профилированным углублением на рабочем торце, установленная в центрирующей втулке, а центрирующая втулка для нижней обжимки выполнена с фаской на внутренней стороне, при этом на рабочих торцах верхней и нижней обжимок выполнены центрирующие углубления трапециевидной осесимметричной формы.
2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что центрирующая втулка выполнена из полиуретана.
3. Приспособление для клепки, содержащее верхний и нижний штампы, при этом нижний штамп снабжен нижней обжимкой, установленной в центрирующей втулке, на рабочем торце которой выполнено профилированное углубление, отличающееся тем, что на верхнем штампе размещена верхняя профилированная обжимка, имеющая формообразующую поверхность в форме конического выступа, установленная в центрирующую втулку, а центрирующая втулка для нижней обжимки выполнена с фаской на внутренней стороне.
4. Приспособление по п.3, отличающееся тем, что центрирующая втулка выполнена из полиуретана.
5. Приспособление по п.3, отличающееся тем, что на рабочем торце нижней обжимки выполнено центрирующее углубление трапециевидной осесимметричной формы.
