ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ КЛЕПКИ (ВАРИАНТЫ)

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%.