Чем клепать молотковые заклепки

Чем клепать молотковые заклепки

В современных конструкциях все реже встречаются полнотелые заклёпки (например, отечественные стандарты ГОСТ 10299 и ГОСТ 10300 или немецкие DIN 660 или DIN 661). Мы идём по пути упрощения и экономии ресурсов, поэтому технология вытяжных заклёпок, появившаяся в середине прошлого века, не просто прижилась, но заняла прочные позиции на рынке неразъёмных соединений. Более подробно вытяжные или слепые заклёпки мы рассматривали в статье “Вытяжная заклёпка | Общая информация”, поэтому сегодня отметим лишь ее главные преимущества:

Однако есть сферы в которых не обойтись без старой доброй полнотелой заклёпки или, как её часто называют “забивной заклёпки”.

У полнотелой заклёпки есть свои преимущества:

Инструмент для установки цельнометаллических заклёпок

Клепальный молоток

Ударные оправки для клепального молотка

Концевые пружины для клепального молотка

ВЫБОР клепальнОГО молотокА

Теперь, когда есть понимание, от чего зависит рабочий диапазон клепального молотка, можно сделать выбор, отталкиваясь от вашего технического задания. Вот несколько моментов, на которые стоит обратить внимание:

Проще всего ориентироваться на рабочий диапазон, указанный производителем. На заводе уже просчитали всё за нас и указали в спецификации изделия для заклёпок какого размера (обычно указывается максимальное значение) предназначен данный инструмент. Будьте внимательны, чаще всего, рабочий диапазон указывается для цельнометаллических заклёпок из алюминия. Если вы планируете ставить стальные заклёпки, следует брать инструмент с параметрами на один шаг больше. Например, если в документации заявлено, что инструмент работает с алюминиевыми заклёпками до 4.8 мм, это значит по стали он будет работать до 4 мм.

Как мы уже узнали, немаловажную роль в рабочем процессе играет ударная оправка. Размер оправки подбирается под диаметр заклёпки. Уточните, оправки каких размеров входят в комплект поставки вашего инструмента и если нужный размер отсутствует, закажите его дополнительно. Используя оправки неправильного размера, вы рискуете получить некачественно соединение. Дело в том, что рабочая поверхность оправки под заклёпку с полукруглой головкой имеет форму купола, которая полностью повторяет геометрию головки заклепки. Таким образом, в процессе установки заклёпки форма её головки не деформируется и на выходе мы получаем красивый заклёпочный шов с ровными и аккуратными полукруглыми головками. Если взять оправку меньше, головка заклёпки будет деформирована. Если оправка будет больше, есть риск повреждения рабочей поверхности вокруг заклёпки, а это уже брак.

Что ещё может понадобиться для работы пневматического клепального молотка?

Раз изначально речь идёт о пневматическом клепальном молотке, мы подразумеваем, что компрессор или магистраль сжатого воздуха у вас уже есть.

В каталоге компании АЙРИВЕТ вы найдёте большой выбор клепальных молотков и пресс заклёпочников для установки цельнометаллических заклёпок.

Источник

Как клепать стальные заклепки

Заклепки – это крепежная система, которая применяется для соединения двух или нескольких деталей. Они вставляются в предварительно сделанные отверстия в заготовках, составленные в одну линию. Крепеж представляет собой круглый стержень, который в результате деформации плотно охватывает стенки отверстий и удерживается в них благодаря силе трения.

Основные свойства заклепок

Заклепка дает более надежное соединение, чем шуруп или винт. При этом она занимает минимум пространства, не выступая из заготовки большой головкой, которая бывает у болтов. Главное преимущество такого крепежа в его низкой себестоимости и высокой скорости монтажа. Заклепки применяют в тех случаях, когда заготовки не планируется рассоединять. Посадив заклепку, разобрать соединение без засверливания уже невозможно.

Немаловажным преимуществом использования заклепок является их устойчивость к вибрации. Если, к примеру, резьбовое соединение при постоянной встряске может ослабнуть, поскольку винты, гайки или болты раскручиваются, то заклепка подобного недостатка не имеет. Она плотно засаживается и уже не выходит. В том случае, если на соединение оказывается большая механическая нагрузка на разрыв или срез, то металл клепки может только разорваться, или повредить сами детали, но никак не выйдет просто так.

Заклепки являются популярным соединительным элементом, поэтому неудивительно, что они предлагаются в довольно обширном ассортименте. Все существующие конструкции можно условно разделить на две группы – холодной и горячей клепки. Холодные делаются из более мягких и пластичных металлов, которые сравнительно легко деформируются, принимая требуемую форму. Заклепка горячего типа сделана из твердой стали, поэтому в результате создаваемого давления практически не меняет своей формы без предварительного разогрева. Она обеспечивает более надежное соединение, но может применяться далеко не всегда. Данный тип используют в тех случаях, когда разогрев не повредит деталям. В частности, таким крепежом пользуются в кораблестроении и станкостроении.

Разновидности заклепок

Существует довольно много разновидностей заклепок. Каждая из них имеет свои преимущества и предназначена для применения в определенных случаях. Крепежи отличаются между собой не только способом монтажа, но и нагрузкой, которую способны выдержать.

Кроме классификации заклепок по температуре их монтажа они также разделяются на три группы по конструкционным особенностям:

Каждая разновидность предназначена для определенной цели, поэтому сказать, что какая-то группа лучше нельзя.

Обычные

Обычные появились самыми первыми. Их легко узнать, поскольку они имеют форму гриба. Их металлический стержень украшен широкой шляпкой. Такие заклепки считаются одними из самых прочных, но сложных в монтаже. Данный тип крепежа может применяться только в том случае, если требуется соединение двух элементов с возможностью установки клепки сквозь них. То есть с одного конца соединения должен оставаться грибок, а с дорогу выходить хотя бы на несколько миллиметров основной стержень крепежа.

Для того чтобы соединить две заготовки необходимо упереть твердый металлический предмет в шляпку клепки и мягкими ударами по ее стержню расплющить материал образовывая подобие уже имеющейся головки. Таким образом, прочное соединение обеспечивается не только внутренним трением в отверстиях, но и внешним прижимом, который создается между заводской и созданной шляпкой.

Вытяжные

При вытягивании стального стержня гильза деформируется, поскольку на его конце имеется небольшая шляпка, которая не позволяет ему выйти. В результате создаваемого давления гильза плотно прилегает ко всей поверхности отверстия. Для того чтобы провести качественное соединение необходимо упирать торец заклепочного пистолета к соединяемым деталям. Именно это является залогом успеха. Непосредственно сам хвостик из стали, который втягивается пистолетом, может обламываться, поскольку имеет специальные насечки для ослабления прочности, или полностью выходит из гильзы.

Резьбовые

Резьбовая заклепка является самой дорогой. Сам крепеж представляет собой полую гильзу, внутри которой нарезана резьба. Гильза непосредственно вставляется в подготовленное отверстие соединяемых деталей, после чего внутрь закручивается стержень. После этого он вырывается в сторону опорной поверхности, с которой закручен. При этом гильза начинает сминаться, как в случае с вытяжной. Как только требуемое качество соединения достигнуто, стержень просто выворачивается.

Такие гильзы обычно делают из алюминия, но бывают медные и латунные. Главный недостаток такого крепежа в его высокой стоимости. Также для того чтобы добиться качественного соединения важно соблюдать направление вытягивания стержня под 90 градусов. В связи с этим работу лучше всего делать с помощью специального пистолета, но вполне можно обойтись болтом и гайкой.

Главным преимуществом таких заклепок является минимальная травматичность. В случае с обычными заклепками всегда существует риск пораниться молотком. При работе с вытяжным типом возможно соскальзывание пистолета и травмирование. Винтовые заклепки обеспечивают надежную фиксацию. Такой крепеж обычно применяется в машиностроении, также при изготовлении корпусов бытовой электротехники. Он позволяет закрепить толстую заклепку, диаметр которой существенно выше, чем в обычной вытяжной.

Как выбрать диаметр и длину заклепки

Для того чтобы соединение получилось надежным и внешне привлекательным важно правильно подобрать параметры крепежа:

В первую очередь стоит обратить внимание на материал. Алюминиевые клепки применяются для соединения деталей, на которых недопустимо появление ржавчины. Они не только устойчивые к коррозии, но и обладают вполне хорошим показателем прочности. Латунные крепежи применяется для фиксации заземления на щитках, а также в прочих в сферах, где нужно обеспечить монтаж токопроводящих элементов.

Заклепка из нержавеющей стали обычно используется в оборудовании, применяемом в пищевой или химической промышленности, на которое оказывается серьезное давление. Такое соединение не боится коррозии, и при этом обеспечивает максимальную степень фиксации. Медную заклепку обычно применяют для медной кровли. Использование для таких целей крепежей из других материалов может привести к появлению окисления, что сокращает ресурс службы крыши.

Следующим немаловажным показателем являются длина крепежа. Если выбрать слишком короткую заклепку, то получаемое соединение будет ненадежным. Если взять избыточно длинный стержень, то в результате деформации получится неаккуратный грибок, который испортит внешний вид изделий. В том случае, если применяется вытяжная гильза, то это может привести к раннему вырыванию хвостика, что создаст ненадежное соединение. В идеале применять заклепку, длина которой на 20% выше, чем толщина приложенных плотно друг к другу соединяемых элементов. Это позволяет получить идеальную шляпку с обратной стороны, которая будет надежно удерживать детали вместе с заводской головкой.

Также важным является соотношение толщины заклепки к диаметру подготовленного отверстия. Она должна быть лишь немного меньше, чтобы обеспечить легкое вхождение стержня. Если разница будет слишком большой, то получаемый зазор будет заполняться недостаточно плотно, что создаст минимальное трение. В результате такое соединение будет ненадежным, поэтому вырвется даже при слабой нагрузке.

Рекомендации по работе

Если необходимо достигнуть надежного соединения нужно применять заклепки как можно большего диаметра, насколько это позволяет материал, который соединяется. В том случае, если под рукой такого крепежа нет, то можно обойтись и более тонким, но при этом использовать несколько заклепок расположенных близко друг от друга.

В том случае, если необходимо соединить с помощью заклепки материалы, не способные выдержать нагрузку, которая создается при деформации, можно пойти на хитрость. Для этого на обратной стороне гильзы, которая будет деформироваться, нужно надеть широкую шайбу. В результате раздавленный кончик не сможет пройти сквозь нее, поэтому начнет вдавливать ее как тиски, притягивая к своему грибку. Это позволит создать вполне надежную фиксацию, не прорвав при этом мягкий материал. Таким методом закрепляют поликарбонат и фанеру.

В промышленности одной из основных операций является соединение элементов конструкций и деталей.

Одним из способов является соединение с помощью заклепок. Он используется, когда нет возможности выполнить сварку элементов конструкций, и имеет много преимуществ перед ней. Для выполнения такой технологии существует специальный инструмент для клепания заклепок.

Что такое заклепочник и его виды

Заклепочником называют специальный инструмент (клещи), работающий по принципу пистолета, который предназначен для соединения элементов конструкций и их отдельных деталей, когда их толщина при соединении не превышает 10 мм.

В основном с помощью такого механического пистолета фиксируют детали с внутренней стороны. Ручной заклепочник представляет рычажный инструмент в виде пистолета, состоящего из 2 частей:

Сегодня в продаже есть два типа заклепочных инструментов: резьбовые и вытяжные.

Ручной клепальник вытяжного типа работает на основе использования тягового усилия для фиксации заклепки. Под действием усилия рычага стержень заклепки втягивается в ее трубчатую часть и распирает ее головкой стержня. С внешней стороны шляпка заклепки также расплющивается и создает прочное фиксирование деталей.

Принцип работы ручного заклепочника резьбового типа такой же, только втягивание шарика в рабочей части происходит не за счет усилия, а путем вращения резьбы в трубчатой части заклепки. То есть в нем использован способ фиксации головки с помощью закручивания рукоятки. Этот способ применяется не часто и в основном необходим для фиксации деталей, имеющих небольшую толщину.

В комплекте с пистолетом обычно продаются насадки разного диаметра и хвостовой длины.

Смотрите видео-обзор резьбового заклепочника:

Виды привода заклепочников и их стоимость

По виду устройства привода заклёпочники подразделяют на:

Наиболее востребованными в быту являются устройства с механическим способом привода. Такие инструменты имеют две модификации исполнения. Одна предусматривает работу с помощью одной руки, а другая – при мощи использования двух рук.

К «одноруким» устройствам относят также модель инструмента под названием «гармошка».

Стоимость заклепочников зависит от производителя, способа соединения, модели, а также устройства привода. Раскрученные марки инструментов стоят дороже изделий неизвестных производителей.

Также пневматические, электрические, пневмогидравлические и аккумуляторные устройства стоят намного дороже ручных, т. к. имеют более сложную конструкцию. В основном они используются в промышленных масштабах.

Устройство заклепок вытяжного типа

Чтобы понять, как пользоваться ручным заклёпочником вытяжного типа, нужно знать устройство крепежных деталей, которыми служат заклепки, специально предназначенные для такого способа крепежа.

Такая заклепка представляет крепежное изделие, состоящее из двух элементов: полой цилиндрической трубки, имеющей на конце головку и металлического стержня. Полый цилиндр называют заклепочным телом (втулкой). Диаметр этого цилиндра обозначает размер заклепочного метиза.

Полое отверстие внутри цилиндра проходит через все тело, включая его головку. Металлический стержень представляет вид гвоздя с закругленной шляпкой. Он вставляется в цилиндрическое отверстие и втягивается до упора головки с помощью фиксатора.

Резьбовые заклепки, предназначенные для вытяжного ручного клепальника, внутри цилиндрического тела имеют резьбу. Стержень также имеет резьбовую нарезку и вставляется в цилиндр путем вкручивания.

Для создания прочного соединения внутрь чаще всего вкручивают болт или винт. Иногда такую заклепку называют вытяжной глухой. Она считается более прочной, чем просто вытяжная.

Заклепки для вытяжного соединения изготавливают из разных материалов. Для гильзы применяют стальные, алюминиевые или медные сплавы. Очень важно, чтобы материал гильзы не вызывал коррозии металла, из которого выполнены соединяемые детали. Это значит, что при соприкосновении они не должны образовывать пару катод – анод.

Стержень должен изготавливаться из стали, прочность которой намного превосходит прочность тела. Цилиндр заклепочного тела может иметь разные размеры диаметра и длины. Эти размеры являются главными характеристиками таких изделий. На них обращают внимание в первую очередь при выборе. Диаметр цилиндрического тела должен соответствовать отверстиям для крепежа.

Чтобы цилиндр входил в отверстие свободно, оно должно быть немного больше диаметра тела заклепки. Обычно погрешность составляет 0,1 – 0,2 мм. Длина тела должна состоять из общей толщины соединяемых частей и припуска на величину расклепки. К этому нужно предусмотреть припуск до 1 мм.

Этапы соединения при помощи заклепочника

Как пользоваться заклепочником, можно рассмотреть на примере выполнения ручного крепежа деталей. Процесс выполнения соединения должен выполняться с соблюдением следующего порядка:

Подготовка поверхностей включает их тщательное выравнивание, чтобы детали максимально притирались между собой.

Для того чтобы точно провести сверление отверстий без смещения, их нужно положить на ровную плоскость, лучше взять заготовку из дерева, и надежно на ней фиксируют. Затем делают разметку мест расположения отверстий. После этого с помощью дрели выполняют их просверливание, соблюдая максимальную точность расположения на всех соединяемых деталях.

Чтобы размер отверстия отвечал нужным параметрам, необходимо брать сверло диаметром чуть больше. Например, для получения отверстия диаметром 3,8 мм сверло должно иметь диаметр 4 мм.

После просверливания отверстий нужно «примерить» выбранные крепежные элементы. Головка заклепки должна плотно прилегать к поверхности вокруг кромки отверстия и полностью его закрывать.

Установка заклепок

Монтаж заклепок осуществляется так:

При работе с помощью ручного заклепочника, как правило, требуется выполнение нескольких нажиманий на рычаг для достижения нужного результата. После окончания процесса одна сторона соединения будет иметь головку тела заклепки, а другая – расплющенный конец цилиндра в виде лепестков.

Горячую клепку применяют в силовых и прочноплотных соединениях при диаметре заклепок более 8—10 мм. Заклепки меньшего диаметра устанавливают по большей части вхолодную.

Заклепку с предварительно отформованной головкой ( закладная головка ) нагревают до пластического состояния (900—1000°С), вводят в отверстия, совместно пробитые или просверленные в соединяемых деталях, после чего, поддерживая головку, осаживают противоположный конец заклепки клепальным инструментом ударного или прессового действия (рис. 21, а), формируя замыкающую ( высадную ) головку (рис. 21, б). При остывании заклепка усаживается, плотно сжимая соединяемые детали.

Прочность соединения почти целиком определяется силами трения, возникающими на поверхности стыка деталей в результате усадки заклепок.

В начальной стадии остывания, когда металл заклепки находится в пластичном состоянии, стержень заклепки вытягивается, в результате чего уменьшается его диаметр. Заклепка в это время не развивает сколько-нибудь значительного давления на соединяемые детали. С понижением температуры материал заклепки постепенно упрочняется и начинает оказывать сопротивление усадке. Окончательная стягивающая сила определяется сжатием заклепки за период остывания с температуры, при которой пластические деформации материала заклепки сменяются упругими деформациями, до температуры полного остывания. Это же сжатие определяет растягивающие напряжения в стержне заклепки.

В процессе остывания диаметр стержня уменьшается вследствие пластической вытяжки в первый период остывания, упругой вытяжки и сокращения поперечных размеров при окончательном остывании. Объем заклепки изменяется также в результате происходящего при остывании γ—α-превращения.

В результате совместного действия этих факторов между стержнем и стенками отверстия (даже если заклепку вводят в отверстие первоначально без зазора, например, из-под молотка) образуется зазор, достигающий десятых долей миллиметра. Принятая в настоящее время схема расчета заклепочных соединений на срез стержней заклепок, смятие стенок отверстия и поверхности стержней действием поперечной силы Р (рис. 22, а) не согласуется с действительными условиями работы заклепочных соединений.

Заклепки начинают работать на срез только после того, как произойдет сдвиг соединяемых деталей на зазор между стержнем заклепки и стенками отверстия, т. е. когда уже нарушена работоспособность заклепочного соединения.

При расчете горячих заклепочных соединений правильнее исходить из величины осевой силы N, развиваемой заклепкой при усадке, и силы трения Р = Nf на стыке (вид б). Осевая сила

где F — площадь поперечного сечения заклепки; σ — растягивающее напряжение, возникающее в заклепке в конце усадки:

Здесь Е и α — соответственно модуль нормальной упругости и коэффициент линейного расширения материала заклепки; t — конечная температура охлаждения; t₁ — температура, при которой прекращается пластическое течение материала заклепки и начинается упругая вытяжка стержня заклепки.

Трудность расчета по этой схеме состоит в том, что входящие в уравнение величины переменны. Величины Е и α зависят от температуры, а температура t₁ неопределенна вследствие растянутости периода перехода пластических деформаций в упругие. Расчет осложняется из-за неодинакового нагрева заклепок перед клепанием, а также неравномерного температурного поля по оси заклепок. Например, часто нагревают только свободный конец заклепки, из которого формируется замыкающая головка, оставляя закладную головку холодной. При этом стягивающая сила значительно уменьшается.

Схема чистого сдвига (виды а, б) на практике встречается редко. В большинстве случаев заклепочные соединения подвергаются дополнительным напряжениям, например, изгибу или растяжению (виды в, г), возникающим в результате деформации узла под действием внешних сил.

Существующий расчет не учитывает решающий для прочности фактор — растяжение заклепки в результате усадки при остывании. Если даже за основу принимать схему работы заклепок на срез, то расчет следовало бы вести по сложному напряженному состоянию сдвиг — растяжение.

Практически при выборе параметров заклепочных соединений главным образом опираются на исполненные конструкции, учитывая вместе с тем специфические условия работы проектируемого соединения (требования к герметичности, рабочие температуры, воздействие агрессивных сред и т, д.). Почти в каждой области, где применяют горячие заклепочные соединения, существуют свои нормативы, проверенные в эксплуатации (хотя, может быть, и не самые рациональные).

Источник