Потайная клепка в самолетостроении - Швец В.В.

Автор: Швец В.В.

Теги: самолетостроение самолеты

Год: 1940

Похожие

Авиационно-ремонтное дело

Общий курс слесарного дела

Клепка, рубка и чеканка

Текст

ПОТАЙНАЯ КЛЕПКА
В САМОЛЕТОСТРОЕНИИ
ОБОРОНГИЗ 1940

ТРЕСТ ОРГАВИАПРОМ НКАП СССР
В. В. ШВЕЦ
потайная клепка
САМОЛЕТОСТРОЕНИИ
Е13 бИс
БИ'. ’ ’РТЕКА
Ки5исьлг А»1о-
клституту
_____ВЦдЦ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ
ИЗДАТЕЛЬСТВО ОБОРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
МОСКВА 1940

В книге описываются способы потайной клепки и типы-
заклепок, получившие распространение в самолетостроении,
а также конструкции инструментов и приспособлений, при-
меняемых для потайной клепки. Кроме того, автор приводит
данные сравнительных испытаний прочности потайных за-
клепочных соединений, полученных различными способами.
Книга рассчитана на конструкторов, технологов и ма-
стеров самолетостроительных заводов.
Редактор С. С. Родзевич.
Техн, редактор И. М. Зудакин*
Сдано в набор 31/VIII 1940 г. Подписано к печати 1/XI 1940 г. Авторск.
дог. № 177. Инд. А-30-4(5)-3. Тираж 1500. Кол. печ. лист. 6+1 вкл.
Учетн. авт. лист. 5. Отпечатано на бумаге Камского бумкомбииата.
Формат бумаги 84Х^,81/32- А30813. Заказ № 923
Московская типография Оборонгиза
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие...................................................... 4
Введение ........................................................ 5
Глава I. Заклепки, применяемые при потайной клепке............. 7
Глава II. Способы потайной клепки................................ 17
Глава III. Инструменты и приспособления для потайной клепки . . 28
Инструменты и приспособления, применяемые для обра-
зования гнезд способом зенкования ......... 28
Инструменты и приспособления, применяемые для обра-
зования гнезд способом штамповки................. 36
Инструменты и приспособления для клепки............. 46
Глава IV. Механизация процесса потайной клепки.................. 61
Глава V. Сравнение различных способов клепки и типов потайных
заклепок..................................•................. 83
ПРЕДИСЛОВИЕ
В решении задачи увеличения скорости полета большую
роль играет отделка поверхности самолета. Известно, что
применение потайных заклепок, в отличие от заклепок с вы-
ступающими головками, позволяет повысить скорость само-
лета (в зависимости от его типа и максимальной скорости)
от 5 до 11°/о.
Однако указанных результатов можно достигнуть при ус-
ловии высококачественного выполнения потайной клепки.
При этом улучшение качества не должно сопровождаться
ростом затрат на производство потайного заклепочного со-
единения. В связи с этим разработка наиболее экономичных
технологических процессов потайной клепки приобретает
большое значение.
Центральный институт труда НКАП СССР выпускает
настоящую книгу, подводя тем! самым некоторые итоги ис-
следовательским работам, проведенным лабораторией меха-
низации клепально-сборочных работ (начальник лаборатории
В. Н. Пятибратов). Основные материалы этих исследований
нашли отражение в данной книге, подготовленной к печати
проводившим указанные работы инж. В. В. Швец.
В проведении этих работ, кроме автора, участвовали:
инж. Т. И. Мартынова, конструктор И. А. Горбунов и стар-
ший лаборант В. С. Красулин.
Общее руководство работами по потайной клепке осуще-
ствлял начальник 7-го отдела ЦИТ инж. Рохлин Л. И.
ЦИТ НКАП
ВВЕДЕНИЕ
Потайная клепка, как способ неразъемного соединения,
применяется 'в различных отраслях промышленности уже
давно, но большого развития не получила, ибо она дает
ослабленный шов сравнительно с соединениями, выполнен-
ными на заклепках с выступающими головками, и обходится
дороже (за счет зенковки).
Примерно до 1932 г. потайная клепка не получала широ-
кого распространения и в самолетостроении, во-первых, по
причинам, указанным выше, а во-вторых и главным образом,
потому, что в; применении ее не было необходимости, так
как доля сопротивления выступающих головок заклепок
была ничтожна по отношению к общему сопротивлению еще
весьма несовершенных в то время форм самолета.
Однако дальнейшее развитие авиации и стремление к
увеличению скоростей самолета путем совершенствования
его форм и отделки поверхности вызвали необходимость
применения потайных заклепок при соединении обшивки с
каркасом.
Исследования, произведенные у нас и за границей, пока-
зывают, насколько серьезную роль играет степень гладкости
наружной поверхности самолета. Так, инж. Б. Т. Горощенко
по этому поводу пишет: «Головки заклепок, поставленных
не впотай на всей поверхности самолета, . . . снижают ско-
рость полета истребителя более чем на И %»1.
Но переход от обычных заклепок с полукруглыми голов-
ками к потайным заклепкам не является просто механиче-
ским, ибо здесь возникает дополнительная производственная
операция — образование гнезда под потайную головку за-
клепки. Обычно это осуществляется одним из двух способов:
зенковкой или штамповкой. При этом в обоих случаях
предъявляют два следующих основных требования в отно-
шении гладкости наружной поверхности:
1 Горощенко Б. Т., К вопросу о влиянии шероховатости крыла
на величину его лобового сопротивления, „Техника воздушного флота",
№ 3, 1939, стр. 15.
5
1) головка заклепки должна хорошо заполнять гнездо, не
выступать и не утопать относительно поверхности листа;
2) образование гнезда и самая клепка не должны иска-
жать первоначально гладкой поверхности обшивки.
Таким образом мы вправе ожидать эффекта от введения
потайной клепки лишь в том случае, когда она производится
вполне доброкачественно и не имеет дефектов технологиче-
ского порядка в виде хлопунов, (вмятин, больших кольцеоб-
разных воронок вокруг головок потайных заклепок и т. п.
Помимо основного требования, предъявляемого к потай-
ной клепке, — создания хорошо обтекаемой поверхности, —
не следует упускать из виду также вопросов прочности и
производительности.
Вначале потайная клепка применялась в самолетостроении
при креплении обшивки к каркасу на передних частях само-
лета (например обшивку крыла клепали потайными заклеп-
ками лишь на расстоянии 1IS хорды крыла от носка; осталь-
ную же часть обшивки клепали обычными заклепками). Это
объяснялось сравнительно большим влиянием выступающих
головок заклепок именно в таких частях. Однако дальней-
/шие исследования показали, что с возрастанием! скорости
полета разница в дополнительном сопротивлении выступаю-
щих заклепочных головок, стоящих на передних и на зад-
них частях самолета, становится небольшой.
Это вызвало необходимость применить потайную клепку
уже на всех наружных поверхностях самолета. Таким обра-
зом. количество потайных заклепок на самолете резко воз-
растает, что требует более совершенной технологии, обеспе-
чивающей, наряду с высокой производительностью, также и
высокое качество. Нами было подсчитано для одной из со-
временных машин, что около 70% всех заклепок идет на
соединение обшивки с каркасом.
Из сказанного ясно, что разработка1 совершенных спосо-
бов потайной клепки, инструментов, приспособлений и раз-
личного рода механизирующих средств имеет большое зна-
чение для дальнейшего развития нашей авиации.
ГЛАВА I
ЗАКЛЕПКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ ПОТАЙНОЙ КЛЕПКЕ
Как известно, заклепочные соединения представляют со-
бой неразъемные скрепления отдельных частей какой-либо
конструкции. Всякая заклепка состоит из цилиндрического
стержня 1 (фиг. 1), закладной головки 2 и замыкающей го-
Фиг. 1. Полукруглая и потайная заклепки.
1— стержень заклепки; 2 — закладная головка; 3 — замыкающая головка.
ловки 3. Последняя получается при постановке заклепки на
место из выступающего над склепываемыми частями конца
стержня.
Закладные и замыкающие головки имеют разнообразную
форму, которая зависит от требований, предъявляемых к за-
клепочному соединению. В настоящей книге рассматривают-
ся лишь такие заклепочные соединения, у которых одна из
головок заклепки (обычно закладная) находится заподлицо
со склепываемым материалом. Такие заклепки и называются
потайным и.
7

В самолетостроении наиболее распространены следующие
четыре типа потайных заклепок.
1. Заклепки с потайной головкой для гладкой обшивки
(ACT 50СС) типа ЗГ (фиг. 2, а). Закладная головка этой за-
клепки характеризуется следующими величинами: угол ко-
нуса головки а=60°, диаметр головки D — (24-2,25) d и вы-
сота головки h х (0,44-0,45) d, где d — номинальный диаметр
стержня заклепки.
Размеры заклепок этого типа приведены в табл. 1.
2. Заклепки с потайной (утопленной) головкой (ACT
120СС-Б) типа ЗУ-90° (фиг. 2, б). Характеристика закладной
головки этой заклепки такова: угол конуса а=90°; диаметр
Dz 1,8 d и высота й^0,4 d.
Размеры этих заклепок приведены в табл. 2.
Фиг. 2. Типы потайных заклепок.
а —ЗГ; d—ЗУ-900; в-ЗУ-120°; г-ЗУ-120°Е.
3. Заклепки с потайной головкой типа ЗУ-120° (фиг. 2,в).
Характеристика закладной головки: угол конуса а=120°,
диаметр D— (2,04-2,2) d и высота й —(0,284-0,35) d. В табл. 3
даны размеры заклепок этого типа по стандарту одного из
наших заводов.
4. Заклепки с потайной головкой типа ЗУ-120° R (фиг. 2,г)
аналогичны заклепкам Типа ЗУ-1200 и отличаются от них
лишь тем, что их закладные головки ограничены не плос-
костью, а сферой с радиусом R да (74-10) d, где d — номи-
нальный диаметр заклепки.
Размеры таких заклепок приведены в табл. 4 по стан-
дарту одного из отечественных заводов.
Стандарты на все перечисленные выше типы потайных
заклепок допускают конусность и овальность стержня за-
клепки в пределах допусков на диаметр.
8
Основные размеры потайных заклепок типа ЗГ по ACT 50СС (в мм)
03^- оо + 1 со 4-о,зо -0.25 15,5 4-0,25 -0,15 3,6 0,20
4-0,20 -0.10 ь- 4-0,30 i -0.25 i •чг т—-4 ±o°:i2t Ге 0,20
4-0,20 -0,10 6 4-0,30 -0.25 СЧ ^-4 4-0,18 -0,12 2,7 0,20
СО С ОС 4- ю 4-0,30 —0.25 О *—4 4-0,15 —0.10 2,25 0,15
-4-0.14 —П.07 4-0,25 —0.20 8,6 +0.12 -0.08 со т—< 0,15
ди и—; н‘о4- 3,5 4-0,25 —0.20 □О ни и— • 0Г04- । 1,5 0,15
уи и гГо4- 3,0 06 U- S5‘0+ 6,8 Sg ОС 4-1 1,3 0,10
4-0,12 _п ЛЛ Г со сч 4-0^0 —0.15 5,5 4-одо —0.06 1,15 0,10
HU и— 01‘0+ 2,3 4-0,20 -0,15 5 CCS •—с ОС 4-1 1‘1 0,10
с с 4-1 сч 4-0,20 —0.15 4,5 4-0,10 —0.06 8‘0 0,10
Диаметр стержня заклепки d Диаметр головки заклепки D Высота головки заклепки h Допуск на эксцентрич- ность (отклонение оси стержня от оси головки)
9'

Таблица 3
Размеры потайных заклепок типа ЗУ-120° (в мм)
Диаметр стержня заклепки а +0,08 -0,05 2 +0,08 -0,05 2,6 +0,08 -0,05 3 +0,08 -0,05 3,5 +0,08 -0,05 4 +0,15 -0,08 5
Диаметр головки заклепки D 4,4 5,7 6,5 7,3 8,2 9,8
Высота головки заклепки h +0,12 -0,08 0,7 +0,12 —0,08 0,9 +0,12 -0,08 1 +0,12 -0,08 1,1 +0,12 -0,08 1,2 +0,15 -0,10 1,4
JXqxvjck. на эксцентрич- ность (отклоне- ние оси стерж- ня от оси головки) 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2
Рассмотренные четыре типа потайных заклепок исчерпы-
вают существующую в настоящее время в советском само-
летостроении номенклатуру по форме и раз-
мерам. За границей применяются в основном
те же типы. Из невошедших в нашу номенкла-
туру типов следует отметить два:
1) в США фирма „Кертисс“ применяет по-
тайные заклепки типа AN-425 (фиг. 3) с углом
конуса закладной головки а=78°, диаметром го-
ловки D==>1,6 d и высотой головки Л ===0,37 </;
2) в германском самолетостроении применя-
ются заклепки типа DIN-L-174 с так называемой
грибовидной головкой (фиг. 4), причем
потайная головка является здесь не закладной,
а замыкающей. Кольцеобразная выемка а в за-
кладной головке служит матрицей при штам-
Фиг. 3.
Заклепка
типа AN-425.
повке гнезда в листах.
Сравнивая разобранные выше типы потайных заклепок,
можно сделать следующие выводы.
1. Заклепки с небольшим углом конуса закладной голов-
11
Таблица 4
Размер потайных заклепок типа ЗУ-120° R (в мм)
Диаметр стержня заклепки а +0,10 2 +о,Ю 2,6 +0,10 3 +0,10 3,5 +0,10 4 +0,10 5
Диаметр головки заклепки D ±0,15 4,8 ±0,15 5,7 ±0,20 6,5 ±0,20 7,3 ±0,20 8,2 ±0,20 9,9
Высота головки заклепки h ±0,10 0,8 ±0,10 0,9 ±о,ю 1,0 ±0,10 1,1 ±0,10 1,2 ±0.10 1,4
Радиус сферы головки заклепки R 20 25 25 30 30 35
Допуск на эксцентрич- ность (отклоне- ние оси стерж- ня от оси головки) 0,1 0,1 0,1 0,15 0,15 0,20
ки (а = 78°), а следовательно, и с небольшим диаметром го-
ловки, обладают тем преимуществом, что при клепке а
штамповке гнезд в этом случае деформациям
ф'' подвергается меньшая площадь обшивки; кро-
Z2---1 •ме того, при клепке деталей, имеющих малый
I ' а радиус кривизны (носки крыла, рулей и т. п.),
। получается более гладкий шов.
К недостаткам этого типа заклепок следует
отнести, во-первых, то, что образование гнезд
—I при способах штамповки под закладные голов-
фиг 4 ки связано с большими трудностями, ибо по
Заклепка нижней кромке предварительно просверлен-
типа DIN-L-174 ного отверстия возникают весьма значительные
(грибовидная), напряжения, приводящие к образованию тре-
щин; во-вторых, как показали наши испытания,
прочность описываемого заклепочного соединения значи-
12
тельно ниже прочности заклепок других типов вследствие
сравнительно слабой закладной головки.
2. Заклепки с большим! утлом конуса позволяют легко
отштамповать гнездо. Прочность заклепочного соединения
в этом случае выше. Степень гладкости поверхности вполне
удовлетворительна.
Мы не наблюдали преимуществ заклепок со сферой
(ЗУ-120°К) в сравнении с заклепками без сферы (ЗУ-120°).
Наоборот, заклепка без сферы в наших экспериментах да-
вала лучшую гладкость наружной поверхности потайного
шва, не уступая в прочности заклепке со сферой.
3. Заклепки типа ЗГ хотя и показали наибольшую проч-
ность, но в отношении гладкости наружной поверхности шва
уступают всем остальным типам.
4. Заклепки типа ЗУ-90° дают показатели, примерно рав-
ные заклепкам типа ЗУ-120°, хотя в некоторых случаях
и уступают последним. Так, лучшую гладкость поверхности
при штампованных гнездах дают заклепки типа ЗУ-120°;
точно так же прочность на отрыв головки при гнездах, раз-
зенкованных в тонких листах, заклепки типа ЗУ-90° дают
несколько меньшую, чем заклепки типа ЗУ-120°.
Материалом для изготовления потайных заклепок служат
почти исключительно легкие алюминиевые сплавы. Сталь и
другие материалы употребляются сравнительно редко.
До последнего времени широко применялись потайные
заклепки из дуралюмина марок Д-ЗП и Д-4П, состав кото-
рого приведен в табл. 5.
Таблица 5
Химический состав дуралюмина марок Д-ЗП и Д-4П
Марка
Химический состав в %
сплава Си Мп Mg Si Fe Al
Д-ЗП 2,6-3,5 0,3-0.7 0,3-0,7 < 0,5 < 0,7 Остальное
Д-4П 3,6-4,25 0,3-0,7 0,3-0,7 < 0,5 < °,7 Остальное
Естественно, что в настоящее время эти марки перестали
удовлетворять возросшим требованиям самолетостроения,
13
поэтому теперь принята новая номенклатура сплавов для
потайных заклепок (табл. 6).
Таблица 6
Химический состав сплавов А-2, АМц, Д-16, Д-17 и Д-18
Марка сплава Химический состав в %
Си Мп Mg Si Fe Al
А-2 Чистый алюминий
АМц < 0,2 1,3 < 0,05 < 0,6 < 0,7 Остальное
Д-16 4,1 0,6 1,5 < 0,6 < 0,6 Остальное
Д-17 4,0 0,6 0,6 < 0,7 < 0,7 Остальное
Д-18 2,5 < 0,2 0,35 < 0,7 < 0,7 Остальное
Заклепки из сплава марки А-2 применяются для неответ-
ственных соединений. Процесс клепки осуществляется очень
легко вследствие хорошей пластичности данного сплава.
Этот сплав термически не обрабатывается, и его прочность
можно повысить только нагартовкой.
Заклепки из сплава марки АМц употребляются для клеп-
ки сварных баков. Этот сплав также не подвергается терми-
ческой обработке.
Заклепки из сплава марки Д-16 предназначаются для от-
ветственных соединений, так как обладают высокой проч-
ностью. Недостаток этого сплава заключается в tomi, что
промежуток времени после закалки, в течение которого
можно производить клепку, весьма мал и составляет лишь
20 мин.
Заклепки из сплава марки Д-17 применяются для клепки
силовых соединений. Они хотя и уступают в прочности за-
клепкам, изготовленным из сплава Д-16, но зато обладают
весьма ценным преимуществом!: допускают клепку в течение
2 час. с момента закалки заклепок.
Большой интерес представляют заклепки, изготовленные
14
из сплава марки Д-18. Этот сплав позволяет производить
клепку по окончании периода старения, что очень важно,
так как это упрощает производство и ремонт самолетов.
Прочность на срез сплава Д-18 немного ниже, чем проч-
ность на срез сплава Д-ЗП. Но так как заклепки из сплава
Д-ЗП ставят в конструкцию' до окончания процесса старе-
ния, то их конечные механические свойства несколько ухуд-
шаются вследствие нарушения процесса старения деформа-
цией. Что касается заклепок из сплава Д-18, то, как было
уже указано, их ставят в закаленном состоянии и по окон-
чании периода старения, так что их механические свойства
не ухудшаются. Таким образом прочность на срез заклепок
из сплавов Д-ЗП и Д-18 примерно одинакова.
В табл. 7 приведено минимальное сопротивление срезу
заклепок, изготовленных из сплавов марок Д-16, Д-17 и
Д-18 в закаленном и состаренном состоянии.
Термическая обра- ботка заклепок, изго- товленных из сплавов марок Д-ЗП, Д-16, Д-17 и Д-18, состоит в за- калке и старении, ко- торые являются окон- чательными термиче- скими операциями и производятся для уп- рочнения этих спла- Сопрот Таблица 7 явление срезу потайных заклепок
Марка сплава Минимальное сопротивление срезу, кг/мм?
д-16 Д-17 Д-18 24,5 21,0 17,6
вов.
Непосредственно после закалки сплавы обладают доволь-
но высокой пластичностью, позволяющей производить не-
сложную холодную обработку полуфабрикатов из этих спла-
вов. Поэтому заклепки из сплавов марок Д-ЗП, Д-16 и Д-17
ставят в конструкцию непосредственно после закалки, при-
чем в следующие сроки:
1) заклепки из сплава Д-ЗП не более чем через 3 часа
после закалки;
2) заклепки из сплава Д-17 не более чем через 2 часа
после закалки;
3) заклепки из сплава Д-16 не более чем через 20 мин.
после закалки.
Увеличивать сроки сверх указанных не рекомендуется,
так как заклепки плохо поддаются деформированию, вызы-
вая излишние напряжения в склепываемом материале, и
ухудшают качество наружной поверхности потайного шва.
15
Заклепки из сплава Д-18 ставят в конструкцию после
закалки и естественного старения в течение не менее
4 суток.
Заклепки, которые ставят непосредственно после закалки,
имеют пониженное сопротивление срезу после законченного
-старения, сравнительно с теми же заклепками, старевшим^
без нарушения этого процесса деформацией. Для заклеш^
из сплавов Д-ЗП и Д-17 это понижение составляет окода
3 кг/мм2. X
Закалку заклепок нужно производить только после на-
грева в селитровых ваннах. Температура нагрева под закалку
сплавов марок Д-ЗП, Д-16, Д-17 и Д-18 составляет
490—503°. Время выдержки при температуре нагрева под за-
калку равно:
а) при количестве заклепок до 2 кг—10 мин.
б) » » » более 2 кг — 20 мин.
Закалка производится Bi специальном баке с проточной
водой. Перенос заклепок из селитровой ванны в закалочный
бак должен производиться как можно быстрее. Из закалоч-
ного бака заклепки переносят в промывной бак с водой, на-
гретой до 40—50°, где их прополаскивают до полного уда-
ления следов селитры. Заклепки не должны находиться в
это mi баке более 1—2 мин., так как при температуре в
40—50° они начинают быстро стареть, что вызывает затруд-
нения при клепке. Из тех же соображений не допускается
сушка заклепок горячим воздухом!, температура которого
более 50°.
Анодированию подвергаются только заклепки из сплава
марки Д-18 после закалки.
ГЛАВА II
СПОСОБЫ ПОТАЙНОЙ КЛЕПКИ
Потайная клепка отличается от обычной клепки (т. е.
посредством заклепок с выступающими головками) наличием
дополнительной операции, которая состоит в образовании
гнезда под потайную головку. Это можно выполнить тремя
путями:
1) зенкованием! гнезда (со снятием! стружки);
2) штамповкой гнезда (без снятия стружки) и
3) комбинацией этих двух способов, когда наружные
тонкие листы штампуются, а толстые внутренние зенкуются.
Штамповку гнезда можно осуществить либо при помощи
специальных инструментов (матриц и пуансонов), либо по-
средством самой головки заклепки, играющей роль пуансона
(при этом обязательно наличие матрицы; при употреблении
же грибовидной заклепки типа DIN-L-174, выполняющей роль
матрицы, необходимо наличие специального пуансона).
Рассмотрим способы потайной клепки, которые получили
наибольшее распространение в советском и иностранном
самолетостроении.
1. Спосо б А
Этот способ (фиг. 5) характеризуется тем, что гнездо в
склепываемом материале под закладную головку потайной
заклепки отштамповывается специальными инструментами:
пуансоном и матрицей. Применяется описываемый способ в
тех случаях, когда при соединении нескольких (трех и
более) тонких листов невозможно зенкование наружного
листа и суммарная толщина листов не позволяет отштам-
повать гнездо головкой заклепки.
Примером применения потайной клепки по способу А
служат места стыков обшивки, склепываемые со стыками
стрингеров, полок нервюр и т. п.
Схемы технологических процессов потайной клепки по спо-
собу А могут быть различны в зависимости от конструкции
2 В. В. Швец. Г CV'J1 I/ Ч"1 ЕКА I 37
А®1э-
кзституту
самолета, метода клепки (немецкий или английский) и
употребляемых оборудования, инструментов и приспособле-
ний.
Способа Способе Способе СпособD
Фиг. 5. Схемы технологических процессов потайной клепки
по различным способам
В качестве примера технологического процесса ручной
клепки по способу А немецким методом приведем следую-
щую схему:
1) подгонка обшивки к каркасу и контрольное крепле-
ние;
2) разметка под сверление;
18
3) предварительное сверление отверстий под ловитель
пуансона;
4) снятие обшивки;
5) штамповка гнезд в обшивке;
6) штамповка гнезд в каркасе;
7) установка обшивки на каркас;
8) окончательное сверление отверстий под диаметр за-
клепки;
9) вставка заклепки;
10) натяжка листов;
11) осадка стержня заклепки;
12) клепка (образование замыкающей головки).
Эта устаревшая схема предусматривает большое коли-
чество операций и не обеспечивает высокопроизводительной
работы. Все же в отдельных случаях эта схема может быть
оправдана.
В труднодоступных местах, когда габариты и конфигура-
ция склепываемого соединения весьма затрудняют подвод
матрицы для штамповки гнезд и приходится затрачивать
много времени на образование одного гнезда, оказывается
целесообразным штамповать гнезда в обшивке и каркасе
отдельно. Весьма часто эти операции можно даже механи-
зировать-, используя для этого стационарные и переносные
прессы. Тем не менее процесс собственно клепки (т. е. обра-
зование замыкающей головки) в этом случае все же остает-
ся довольно трудной операцией.
Более высокую производительность обеспечивает схема I
технологического процесса потайной клепки по тому же спо-
собу А, но английским методом (см. стр. 20).
По такой же схеме можно осуществить технологический
процесс потайной клепки по способу А с применением не
многоударного, а одноударного пневматического молотка.
Тогда в операции 6 нормальная поддержка заменяется при-
способлением типа П-94.
Описание инструментов и приспособлений, упоминаемых
в настоящих схемах, дано ниже в гл. III.
2. Способ В
Этот способ (см. фиг. 5) характеризуется тем, что гнездо
в склепываемом материале под закладную головку потайной
заклепки отштамповывается самой головкой заклепки. При-
меняется описываемый способ при соединении тонких ли-
стов, суммарная толщина которых не превышает 1,5—2,0 мм
2*
19
СХЕМА I
технологического процесса потайной клепки по способу А
английским методом
№ опера- ции Наименование операции Инструмент Э( :киз
1 Подгонка обшив- ки к каркасу н кон- трольное крепление 1. Дрель 2. Сверло 3. Фиксаторы
2 Разметка под сверление 1. Карандаш 2. Шаблон или линейка
3 Сверление отвер- стий К Дрель 2. Сверло у

4 Одновременная штамповка гнезда в обшивке и каркасе 1. Многоударный пневматический молоток 2. Приспособ- ление типа П-110

5 Вставка заклепки —
j
6 Клепка 1. Многоудар- ный пневматиче- ский молоток 2. Обжимка ти- па 14-92 3. Поддержка

20
[примерно до (Уг-И/з) d, где d— номинальный диаметр за-
клепки].
Клепка способом! В весьма распространена и осущест-
вляется при соединении тонкой обшивки со стрингерами, нер-
вюрами, шпангоутами и другими элементами каркаса, если
суммарная толщина соединяемых листов не превышает ука-
занного выше предела.
Схемы технологических процессов потайной клепки по
способу В могут быть различны. Одна из весьма распростра-
ненных схем потайной клепки по этому способу немецким
методом такова:
1) подгонка обшивки к каркасу и контрольное крепление;
2) разметка под сверление,
3) сверление отверстий;
4) вставка заклепки;
5) штамповка гнезда головкой заклепки (пневматический
молоток с матрицей — со стороны стержня заклепки и глад-
кая поддержка — со стороны закладной потайной головки);
6) замена матрицы в пневматическом молотке обжимкой;
7) клепка.
Схема технологического процесса потайной клепки по
способу В английским методом выглядит следующим обра-
зом (см. схему II на стр. 22).
Особый интерес представляет схема (см. схему III на
стр. 23) технологического процесса потайной клепки по спо-
собу В английским методом с использованием одноударного
пневматического молотка, так как благодаря применению
особого приспособления типа П-94 (описание которого дано
в гл. III) штамповка гнезда головкой заклепки и клепка со-
единяются в одну операцию.
3. Способ С
Способ С (см. фиг. 5) характеризуется тем, что гнездо
в склепываемом материале под закладную1 головку заклепки
образуется комбинированным путем: в обшивке — штампует-
ся (обычно — головкой заклепки), а в каркасе — зенкуется.
Применяется этот способ при соединении тонкой обшивки
(не допускающей зенкования) с толстым каркасом (не допу-
скающим штамповки). Типичным примером может служить
соединение тонкой обшивки с прессованными профилями.
На стр. 24 приведена схёма IV технологического процесса
потайной клепки по способу С английским методом.
21
СХЕМА II
технологического процесса потайной клепки по способу В
английским методом
№ опера- ции Наименование операции Инструмент Эскиз
1 Подгонка обшивки к каркасу и контрольное крепление 1. Дрель 2. Сверло 3. Фиксаторы —
2 Разметка под свер- ление 1, Карандаш 2. Шаблон или линейка —
3 Сверление отверстий 1. Дрель 2. Сверло [ Ж((«
4 Вставка заклепки —
5 Штамповка гнезда головкой заклепки 1. Многоудар- ный пневмати- ческий молоток 2. Гладкая об- жимка типа И-92 3. Матрица- поддержка типа И-114
6 Клепка То же, что и для операции 5
22
СХЕМА III
технологического процесса потайной клепки по способу В англий-
ским методом с применением одноударного пневматического молотка
№ опера- ции Наименование операции Инструмент Эскиз
1 Подгонка обшивки к каркасу и кон- трольное крепление 1. Дрель 2. Сверло 3. Фиксаторы —
2 Разметка под свер- ление 1. Карандаш 2. Шаблон нли линейка —
3 Сверление отвер- стий 1. Дрель 2. Сверло
4 Вставка заклепки —
1 ы
5 Одновременные штамповка гнезда головкой заклепки и клепка 1. Одноударный пневматический молоток 2. Приспособле- ние типа П-94 3. Поддержка 1—*
23
СХЕМА IV
технологического процесса оотайной клепки по способу С
английским методом
№ опера- ции Наименование операции Инструмент Эскиз
- 1 Разметка каркаса под сверление 1. Карандаш 2. Шаблон или линейка —
2 Одно врем енн ы е сверление и зенкова- ние каркаса 1. Дрель типа СД-8 2. Насадка типа П-66 3. Зенкер типа И-68 4. Сверло у Мша
3 Подгонка обшивки к каркасу и контроль- ное крепление 1. Дрель 2. Сверло 3. Фиксаторы т—
4 Сверление обшив- ки по каркасу 1. Дрель 2. Сверло
5 Вставка заклепки —
6 Штамповка гнезда в обшивке головкой заклепки 1. Многоудар- ный пневматиче- ский молоток 2. Гладкая об- жимка типа И-92 3. Натяжка 4. Поддержка
w 1
1 г
7 Клепка 1. Многоударный пневматический моло- ток 2. Гладкая обжим- ка типа И-92 3. Поддержка
24
4. Способ D
Способ D (см. фиг. 5) характеризуется тем, что в этом
случае гнездо под закладную головку потайной заклепки
зенкуется в обшивке. Применяется этот способ при сравни-
тельно толстом обшивочном материале (не менее 0,8—1,0 мм).
В последнее время способ D начал получать большое
распространение, вытесняя способы А и В, так как он дает
в сравнении с последними гораздо лучшую гладкость на-
ружной поверхности потайного шва.
Схема технологического процесса потайной клепки по
способу D имеет следующий вид (см. схему V на стр. 26).
В практике часто встречаются отклонения от приведен-
ных выше схеме Так, при потайной клепке по способу D
операции зенко-
вания и сверления
выполняют раз-
дельно: сверлят
обшивку через
каркас, а затем
зенкуют гнездо
в обшивке.
Рассмотренные
в гл. I типы за-
клепок следующим
Фиг. 6. Схема технологического процесса потай-
ной клепки грибовидными заклепками.
образом связаны со способами потайной
клепки:
1) заклепки типа ЗГ и ЗУ-120°Н применяются при потай-
ной клепке по способам А и В;
2) заклепки типа ЗУ-90° и ЗУ-120° применяются при по-
тайной клепке по всем четырем способам, а главным! обра-
зом, при способе D.
Что касается описанных выше иностранных заклепок: гри-
бовидной типа DIN-L-174 и заклепки типа AN-425 с углом
конуса закладной головки а=78°, то последняя по своему
применению аналогична нашей заклепке ЗУ-9О0, грибовидная
же заклепка требует несколько видоизмененного способа В.
Схема технологического процесса потайной клепки грибовид-
ными заклепками представляется (без подготовительных
операций) в следующем виде (фиг. 6):
1) сверление отверстий;
2) вставка заклепки изнутри;
3) штамповка гнезда;
4) клепка.
25
СХЕМА V
технологического процесса потайной клепки по способу D
английским методом
№ опера
ции
Наименование
Эскиз
Инструмент
операции
1 Подгонка обшивки к каркасу и кон- трольное крепление 1. Дрель 2. Сверло 3. Фиксаторы —
2 Разметка под свер- ление 1. Карандаш 2. Шаблон или линейка —
3 Одновременные сверление и зенкова- ние 1. Дрель типа СД-8 2. Насадка типа П-66 3. Зенкер типа И-68 4. Сверло JU
4 Вставка заклепки —
мн '//////.
11
5 Клепка 1. Многоудар- ный пневматиче- ский молоток 2. Гладкая об- жимка типа И-92 3. Поддержка

Следует отметить, что этот способ имеет весьма сущест-
венные недостатки, а именно:
а) вставка заклепок изнутри почти всегда менее удобна,
чем снаружи;
б) для получения доброкачественной потайной (замыкаю-
щей) головки длина стержня заклепки должна быть исклю-
чительно точной (вернее, длина выступающей над поверх-
ностью склепываемого материала части стержня, которая
идет на образование замыкающей головки), что практически
очень трудно осуществить.
Сравнивая все четыре описанные выше способа потайной
клепки, можно притти к следующим выводам:
I. Способ iD является одним! из наиболее производитель-
ных способов и дает наилучшую гладкость наружной по-
верхности потайного шва. Прочность его ниже прочности
способов А и В.
2. Способ А хотя и стоит на первом месте по прочности,
но менее производителен, чем способы В и D, и дает плохую
гладкость наружной поверхности шва, ибо при штампован-
ном гнезде вокруг потайной головки неизбежно Получается
так называемая кольцеобразная воронка, или
с о л н Ы'Ш ко.
3. Способ В по своим показателям прочности близок
к способу А; по гладкости же наружной поверхности потай-
ного шва способ В немного превосходит способ А, уступая
в этом отношении способу D и примерно равняясь послед-
нему по производительности.
4. Способ С мало производителен, а по гладкости шва
соответствует примерно способу В.
Более подробный анализ способов клепки и типов приме-
няемых заклепок приведен ниже в гл. V. Этот анализ сде-
лан на основании испытаний прочности и исследований глад-
кости наружной поверхности потайных заклепочных соеди-
нений.
ГЛАВА Ш
ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ
ДЛЯ ПОТАЙНОЙ КЛЕПКИ
Инструменты и приспособления, применяемые при потай-
ной клепке, оказывают исключительное влияние на качество
последней. Например, вследствие неправильного проектиро-
вания или неточного изготовления форм и размеров рабочих
мест пуансонов и матриц, служащих для штамповки гнезд,,
образуются трещины по нижней кромке отверстия или по-
лучается неправильная деформация материала, отчего иска-
жается первоначально гладкая поверхность обшивки. Недо-
статочно тщательно отполированная поверхность любого ин-
струмента, соприкасающаяся с обрабатываемым! материалом,,
всегда оставит на последнем след, а иногда и недопустимые
риски и царапины. Точно также вследствие плохо продуман-
ной конструкции может быть незаслуженно опорочена и от-
вергнута сама по себе правильная и здоровая идея, положен-
ная в основу какого-либо приспособления.
Все инструменты и приспособления, применяемые при по-
тайной клепке, можно разбить на три группы:
1) инструменты и приспособления для образования гнезд
способом зенкования;
2) инструменты и приспособления для образования гнезд
способом штамповки;
3) инструменты и приспособления для собственно кДепки
(т. е. образования замыкающей головки).
В этой последовательности ниже рассматриваются кон-
струкции инструментов и приспособлений как получившие
распространение на заводах, так и разработанные в лабора-
тории клепально-сборочных работ ЦИТ.
Инструменты и приспособления, применяемые
для образования гнезд способом зенкования
Наиболее простой способ образования зенкованного гнез-
да, не требующий применения специального инструмента,,.
23
состоит из двух операций, выполняемых нормальными свер-
лами (фиг. 7). Первая из этих операций — сверление отвер-
стия необходимого диаметра соответственно диаметру за-
клепки; вторая операция—зенко-
вание гнезда сверлом большего
диаметра.
Этот способ, к сожалению, еще
применяемый кое-где в самолето-
строении, надо решительно отверг-
нуть, так как он не обеспечивает
получения гнезда необходимого
качества, ибо размеры глубины
зенкования определяются ина-глазок“; не обеспечивается
соосность гнезда с отверстием,и поверхность гнезда часто
получается неровной.
Применение показанного на фиг. 8 двустороннего зенкера
(по типу известного в общем машиностроении центрового
сверла) хотя в некоторых случаях и дает повышение произ-
водительности (за счет совмещения операций сверления и
зенкования), но страдает теми же недостатками, что и опи-
санный выше способ, так как без специальных ограничиваю-
щих размеры зенкования приспособлений не обеспечивает
главного — одинаковой глубины зенкования во всех отвер-
стиях.
Фиг. 8. Двусторонний зенкер типа центрового сверла.
Зенкер, изображенный на фиг. 9, предназначен для зен-
кования гнезд по заранее просверленным отверстиям. Глуби-
на зенкования ограничивается заплечиками зенкера. Этот
способ лучше двух предыдущих, но он требует от рабочего
исключительного внимания, ибо Шри малейшей неосторож-
ности форма и размеры гнезда получаются неправильные.
Этот зенкер употреблялся для зенкования гнезд по спо-
собу С.
Все указанные недостатки привели к мысли создать та-
кую конструкцию, которая, не требуя от рабочего излишне-
го напряжения в процессе работы, вместе с тем обеспечи-
вает хорошее качество зенкуемых гнезд.
29
Одной из первых попыток подобного рода является со-
здание зенкера, изображенного на фиг. 10. Эта конструкция
состоит из корпуса 1, на одном конце которого посажен на
резьбе зенкер 5 с направляющей шпилькой 6. В выточку
корпуса входит упор 2, легко вращающийся, благодаря на-
фиг. 9. Зенкер с заплечиками.
линию шариков 4„ помещенных между корпусом и, упором.
Винты 3, входящие в кольцеобразную выточку зенкера с не-
которым зазором!, ограничивают перемещение упора и слу-
жат для соединения последнего с корпусом.
Фиг. 10. Зенкер с вращающимся упором.
1 — корпус; 2 — упор; 3 — винт; 4 — шарик; 5 — зенкер; 6 — направляющая шпилька.
Работа производится следующим! образом: хвостовик кор-
пуса зажимают в патрон дрели и включают последнюю; ра-
бочий держит дрель правой рукой, а левой придерживает
упор зенкера, препятствуя его вращению; затем направляю-
щую шпильку вводят в заранее просверленное отверстие и
производят зенкование до соприкосновения с обшивкой ла-
30
пок упора, т. е. на глубину, определяемую взаимным поло-
жением зенкера и упора.
Недостатки описываемой конструкции таковы.
1. Отсутствие возможности регулировать глубину зенко-
вания.
2. Опасность повреждения обшивки вращающимся упо-
ром, так как рабочий часто бы-
вает вынужден освободить левую
РУКУ-
Для предохранения обшивки
от повреждения прибегают к та-
кому способу: на зенкуемую по-
верхность обшивки накладывают
тонкую металлическую ленту
с отверстиями большего диамет-
ра, чем диаметр зенкуемого гнез-
да и с шагом отверстий, равным
шагу отверстий на обшивке, и
производят зенкование сквозь
эту ленту. Взаимное положение
зенкера и упора должно изме-
ниться на толщину ленты.
Это мероприятие устраняет
опасность повреждения обшивки,
но значительно усложняет самый
процесс зенкования.
3. Третий недостаток описы-
ваемой конструкции заключается
в том, что не исключена возмож-
ность попадания стружки под
упор, так как зенкование начи-
нается раньше, чем упор сопри-
коснется с поверхностью обшив-
ки. Это приводит к образова-
нию мелких гнезд неправильной
формы.
Фиг. 11. Насадка типа П-67
к дрели СД-8.
1 — упорная втулка; 2 — круглая
гайка; 3 — неподвижная втулка;
4 — винт.
Поэтому зенкер с вращаю-
щимся упором не может быть рекомендован, тем более, что
он не обладает универсальностью.
Дальнейшим шагом вперед является создание насадки
к дрели СД-8 для зенкования гнезд по упору. Эта конст-
рукция разработана ЦИТ (тип П-67) и показана на фиг. 11.
Неподвижная втулка <3 закрепляется посредством винта 4
на корпусе дрели. На эту втулку навинчена другая — упор-
31
ная втулка 1, служащая для ограничения глубины зенкова-
ния. Благодаря вырезу в упорной втулке получается свобод-
ный доступ к патрону дрели и уменьшается вес насадки.
Закрепив в патроне дрели сверло с зенкером или зенкер
с направляющей шпилькой (конструкции их описаны ниже),
регулируют глубину зенкования, навинчивая или свинчивая
упорную втулку 1. Отрегулировав положение упорной втул-
Фиг. 12. Насадка типа П-66
к дрели СД-8.
1 — неподвижная втулка; 2 — угольник:
<3 —трубка; 4 — коробка; 5 — винт, 6 — под-
вижная втулка; 7 — винт; 8 — пружина;
Р — круглая гайка; 10 — упорная втулка.
ки, контрят ее в этом по-
ложении круглой гайкой 2.
К недостаткам насадок
этого типа относится то, что
процесс снятия стружки
при зенковании (так же как
и в конструкции, изобра-
женной на фиг. 10) начи-
нается еще до того момен-
та, когда упорная втулка
соприкоснется с поверхно-
стью зенкуемого материала.
Поэтому не исключена воз-
можность попадания струж-
ки под упорную втулку, что,
во-первых, может привести
к искажению размеров зен-
куемого гнезда, а, во-вто-
рых, стружка под упором
оставит след на поверхно-
сти материала или даже ца-
рапины на плакировке.
По этим причинам при-
менение насадок описанного
типа при зенковании обшив-
ки нежелательно и может
быть допущено лишь при
зенковании объектов, рас-
положенных вертикально,
когда стружка свободно
падает вниз. Более широ-
ко такую насадку можно
использовать вследствие ее простоты и небольшого веса
(135 г) при зенковании гнезд в каркасе (клепка по спо-
собу С).
На фиг. 12 показана наиболее совершенная конструкция
насадки к дрели СД-8 для зенкования гнезд при потайной
32
клепке по способу D. Эта конструкция также разработана
ЦИТ (тип П-66).
Неподвижная втулка / закрепляется на корпусе дрели
винтом 7. Подвижная втулка 6, несущая упорную втулку 10,
может скользить по неподвижной втулке 1. Под действием
пружины 8 упорная втулка занимает нижнее положение (по
рисунку). Ход подвижной втулки ограничен ее внутренним
буртиком?. Глубину зенкования можно регулировать, ввин-
чивая или вывинчивая упорную втулку 10 относительно под-
вижной втулки 6. В отрегулированном положении упорная
втулка контрится круглой гайкой 9.
Описываемая конструкция предусматривает использование
для сдувания стружки отработанного воздуха, который по-
дается в коробку 4, скрепленную с корпусом дрели винтом 5,
затем по трубке 3 и угольнику 2 поступает внутрь насадки
и, проходя с большой скоростью сквозь отверстия упорной
втулки, сдувает стружку.
Работа с насадкой П-66 происходит следующим образом!:
закрепив в патроне дрели сверло с зенкером, регулируют
глубину зенкования; затем включают дрель и приступают
к сверлению отверстия, причем стружка в это время сду-
вается воздухом. Таким образом, когда сверление закончено
и упорная втулка приходит в соприкосновение с зенкуемой
поверхностью, то стружка уже удалена.
При дальнейшем продвижении сверла вглубь пружина 8
сжимается, зенкер вступает в работу и образует гнездо со-
ответствующих регулировке размеров.
Чтобы избежать следов на обшивке от упорной втулки,
необходимо соблюдать следующие условия:
1) сверло и зенкер не должно иметь биений;
2) торцевая поверхность упорной втулки должна быть
тщательно отполирована.
Лабораторные и производственные испытания этой насад-
ки дали хорошие результаты. К недостаткам ее следует от-
нести лишь то, что конструкция не предусматривает возмож-
ности быстро выводить ротор дрели СД-8 из мертвого по-
ложения, которое ротор занимает весьма часто. Кроме того,
чтобы сменить зенкер, требуется вывинтить упорную втулку,
что неудобно и нежелательно. В последнем варианте конст-
рукции этот недостаток устранен путем! устройства в упор-
ной втулке специальных окон, которые легко и быстро .за-
крываются, сохраняя эффективность сдувания стружки.
В качестве рабочего инструмента для насадок типов
П-66 и П-67 были разработаны два варианта конструкций
3 В. В. Швец.
33
Фиг. 13. Фиг. 14.
Комбинированное Насадной зенкер
сверло — зенкер.' со сверлом.
зенкеров. Первый вариант (фиг. 13) представляет собой ком-
бинированное сверло—зенкер, конструкция которого ясна из
рисунка и ничего особо оригинального не представляет. Су-
щественный недостаток этой конструкции заключается в том,
что в случае поломки сверла зенкер также не может быть
использован.
Большой интерес пред-
ставляет второй вариант
(фиг. 14). Пустотелый зен-
кер простой конструкции
с продольным разрезом на-
девается с напряженной по-
садкой на нормальное спи-
ральное цилиндрическое
сверло. До режущих кро-
мок зенкера должна оста-
ваться небольшая (3—5 мм)
гладкая часть сверла для
направления зенкера в про-
цессе зенкования.
При поломке такого свер-
ла, что наблюдается обычно-
чаще, чем поломки зенкера,
последний не выходит из
строя. Кроме того, описан-
ная конструкция предусмат-
ривает возможность (и даже
желательность) использова-
ния старых сверл в виде
обломков, лишь бы остава-
лась небольшая часть, до-
статочная для сверления.
В случаях, когда по тем
или иным причинам ока-
зывается целесообразным
сверлить обшивку сквозь каркас, а затем' производить только
зенкование гнезд в обшивке (без сверления), мож^о приме-
нять как насадку типа П-66 с зенкером,, насаженным на гладкую
шпильку, так и насадку типа П-112, изображенную на фиг. 15.
Эта насадка состоит из зенкера 8 с направляющей шпиль-
кой 1. На зенкер надеты втулка 2 и комбинированный упор-
ный шарикоподшипник, состоящий из шайбы 4, обоймы с
шариками 5 и опорной гайки 6. Контргайка 7 служит для
закрепления зенкера в отрегулированном, положении.
34
Если внешняя сила преодолеет силу пружины 3, то втул-
ка 2 начнет скользить по зенкеру до соприкосновения внут-
реннего заплечика втулки с шайбой 4. В этом крайнем по-
ложении зенкер выйдет своей режущей частью за торец
втулки на определенную длину, которая после регулировки
зенкера должна равняться глубине зенкуемого гнезда. Регу-
лировка глубины зенкования достигается навинчиванием или
свинчиванием с зенкера опорной гайки 6.
Работа с описываемой насадкой производится следующим
образом!: отрегулировав насадку на требуемую глубину зен-
кования, зажимают хвостовик зенкера в патрон любой дре-
ли; далее включают дрель, которую держат правой рукой.
Фиг. 15. Насадка типа П-112.
I— направляющая шпилька; 2 — втулка; 3 — пружина; 4 — шайба; 5 — обойма с шари-
ками; 6 — опорная гайка; 7 — контргайка; 8 — зенкер.
а левой придерживают втулку 2, не давая ей вращаться,
после чего вводят направляющую шпильку 1 в зенкуемое
отверстие. Когда торец втулки 2 соприкоснется с обшивкой,
путем нажима на дрель преодолевают незначительную силу
пружины и вводят в работу зенкер, который и зенкует
гнездо соответствующих регулировке размеров.
Этот тип насадки обладает тем же преимуществом, что
и насадка типа П-66, т. е. зенкер здесь вступает в работу
уже после соприкосновения упорной втулки с листами об-
шивки. Кроме того, эта насадка отличается очень малыми
весом и габаритами (диаметр 20—30 мм и длина 50—70 мм).
Большое достоинство описываемой насадки — это ее универ-
сальность, а именно:
1) ее можно использовать для дрели любого типа,
2) для перехода от зенкования отверстий одного диа-
метра к другому достаточно сменить лишь вставную шпиль-
ку и
3*
35
3) при переходе от зенкования гнезд под заклепки с уг-
лом конуса закладной головки в 90° (тип ЗУ-90°) к заклеп-
кам, с углом конуса закладной головки в 120° (тип ЗУ-120°)
меняется лишь зенкер; все остальные детали остаются те
же.
Инструменты и приспособления, применяемые
для образования гнезд способом штамповки
На заводах большое распространение получили матрицы
и пуансоны для ручной штамповки гнезд. Эти инструменты
изображены на фиг. 16—19.
Обычно при штамповке гнезда удары ручным молотком
наносят по пуансону (но можно наносить удары и по мат-
Фиг. 16. Пуансон для ручной штамповки гнезд под заклепки
типа ЗУ-90°.
Фиг. 18. Пуансон для ручной штамповки гнезд под заклепки
типа ЗГ.
Фиг. 19. Матрица для ручной штамповки гнезд под заклепки
типа ЗГ.
рице), а под матрицу подводят специальную поддержку,
вес и форма которой зависят от конфигурации склепываемых
36
деталей, диаметра отверстия и суммарной толщины штампуе-
мых листов.
Часто матрица выполняется в виде съемного наконечни-
ка. Пример такой конструкции показан на фиг. 20.
Диаметр ловителя пуансона меньше номинального диа-
метра заклепки. В табл. 8 дано соотношение между диамет-
ром ловителя, номинальным диаметром! заклепки (типа ЗГ)
и диаметром отверстия в матрице под ловитель.
Таблица 8
Размеры ловителей пуансонов и отверстий матриц
Номинальный диаметр заклепки в мм . ... . 2,6 3,0 3,5
Диаметр ловителя в мм ............ 2,2 2,2 2,5
Диаметр отверстия матрицы под ловитель в мм 2,8 3,2 3,7
что более пра-
Некоторые заводы допускают значительно меныпий зазор
между ловителем и отверстием в матрице,
ВИЛЬНО.
Этот тип инструментов обладает весьма
недостатками, которые сводятся к сле-
дующему:
1) инструмент дает очень низкую про-
изводительность, так как предназначен для
работы с ручным молотком;
2) при малейшей неосторожности со
стороны рабочего (перекос инструмента,
неправильные удары) инструмент оста-
вляет на обшивке след и даже подсечки;
3) после штамповки гнезда требуется
лишняя операция—повторное сверление
отверстия под диаметр заклепки;
4) так как ловитель пуансона входит
вютверстие матрицы с очень большим за-
зором, то не обеспечивается соосность
гнезда и отверстия;
5) инструмент не дает достаточно глад-
кой наружной поверхности потайного шва, точнее говоря, не
обеспечивает сохранения первоначальной гладкости обшивки
после штамповки гнезд.
существенными
Фиг. 20 Матрица
в виде съемного на-
конечника для штам-
повки гнезд.
Первые четыре недостатка очевидны и не требуют осо-
бых пояснений, на пятом же следует остановиться подробнее.
Процесс штамповки гне-
зда описываемыми инстру-
ментами схематически по-
казан на фиг. 21. Здесь:
7—начальное положение
инструментов; 2—положе-
ние после нанесения пер-
вых ударов; 3- заключи-
тельный момент штампов-
ки гнезда.
Как видно из фиг. 21,
2 при нанесении начальных
ударов в местах а проис-
ходит выпучивание обшив-
ки, которое переходит за
пределы упругой дефор-
мации, так что при даль-
нейших ударах его не
удается устранить. Поэто-
му обшивка с отштампо-
ванными гнездами приоб-
ретает вид, схематически
показанный на фиг. 22.
На фиг. 23 изображено
специальное приспособле-
ние типа И-91 для штам-
повки гнезд пневматиче-
скими молотками. Это при-
способление состоит из
матрицы 5 и пуансона 4,
закрепленного в державке
7 посредством штифта 2.
Выпадению штифта пре-
пятствует резиновое коль-
цо (буфер) 3, которое од-
новременно предохраняет
обшивку от повреждений,
способствуя правильной
Фиг. 21. Схема штамповки гнезда.
J — начальное положение; 2 — положение по-
сле первых нескольких ударов; 3 — заключи-
тельный момент штамповки.
установке державки 7, а
следовательно, и самого пуансона. Ловитель пуансона сделан
слегка коническим. Его диаметр соответствует диаметру от-
верстия матрицы и диаметру отверстия под заклепку.
38
В зависимости от удобства работы в пневматический
молоток вставляют либо пуансон (точнее — державку пуан-
сона), а матрицу закрепляют в поддержке, либо поступают
наоборот. В пер-
вом случае при не- ЕЖуйэх-—
удобных подходах
матрица может Фиг. 22. Схематический вид гнезд, отштампован-
быть выполнена В ных без предварительного прижима листов,
виде съемного на-
конечника и вставляться в поддержку соответствующей кон-
фигурации.
Описываемый тип лишен многих недостатков, присущих
инструментам для ручной штамповки гнезд,
именно:
1) обладает большей производитель-
ностью;
2) предусматривает предохранение об-
шивки от повреждений;
3) не требует рассверливания отверстий
после штамповки гнезд;
4) обеспечивает соосность гнезда и
отверстия.
Но основной недостаток—выпучивание
обшивки—все же не устраняется, ибо про-
цесс штамповки происходит здесь так же,
как и при использовании ручных инстру-
ментов.
Несколько лучшие результаты получа-
ются при использовании этого приспособ-
ления не с многоударным, а с одноудар-
ным пневматическим молотком. Это объяс-
няется тем, что в последнем случае гнездо
штампуется с одного-двух ударов, и об-
шивка благодаря инерции не успевает
выпучиться. Однако применение одноудар-
ного молотка часто вызывает возражения,
так как это требует, во-первых, более тя-
желых поддержек, а во-вторых, четкой
согласованности в работе клепальщика
с подручным, ибо при неосторожности
можно сильным ударом молотка повредить
обшивку.
На фиг. 24 показано приспособ-
ление типа П-110 для штамповки гнезд
Фиг. 23. Приспо-
собление типа И-91
для штамповки
гнезд.
1 — державка; 2 —
штифт; 3 — резиновый
буфер; 4 — пуансон;
5 — матрица.
39
многоударными и одноударными пневматическими молотками.
В этой конструкции устранены все перечисленные выше не-
достатки.
Приспособление состоит из матрицы 7 (которая может
быть выполнена в виде съемного наконечника к специаль-
Фиг. 24. Приспособле-
ние типа П-110 для
штамповки гнезд.
— державка; 2 — пружи-
на; 3—буфер; 4 — пуан-
сон; 5 — штифт; 6 — ре-
зиновое кольцо; 7 — мат-
рица.
ным поддержкам для штамповки гнезд,
в труднодоступных местах) и пуансона 4,
закрепленного в державке 1 штифтом 5.
По державке и пуансону скользит бу-
фер 3 с резиновым кольцом 6, отжимае-
мый в крайнее нижнее положение (со-
гласно рисунку) пружиной 2. Штифт 5
одновременно служит ограничителем
хода буфера.
Назначение буфера 3 и пружины 2
заключается в том, чтобы все время
прижимать штампуемые листы к матри-
це и не давать им выпучиваться, т. е. со-
хранять первоначальную гладкость об-
шивки. Сила пружины невелика и явно
недостаточна для предупреждения вы-
пучивания обшивки при медленном
действии сил. Но в нашем случае штам-
повка гнезда происходит под действием
ударов пневматического молотка, и
вследствие динамического эффекта бу-
сер 3, прижатый пружиной 2 к обшив-
ке, оказывается способным воспрепят-
ствовать выпучиванию последней и тем
самым сохранить ее первоначальную
гладкость.
Испытания этого приспособления це-
ликом подтвердили наши предположе-
ния. На фиг. 25, а дан разрез листов
обшивки с гнездами отштампованными
при помощи приспособления типа П-110,
а на фиг. 25,6 для сравнения показаны гнезда, выштампован-
ные посредством приспособления типа И-91. Черные линии
нанесены для более наглядного представления о получаемой
степени гладкости наружной поверхности обшивки. На
фиг. 25,6 ясно видно выпучивание обшивки, которое совер-
шенно отсутствует при работе с приспособлением! П-110
(cmi фиг. 25,а).
Правильный выбор формы и размеров рабочих частей
40
инструментов и приспособлений для штамповки гнезд так-
же имеет огромное влияние на качество потайного закле-
почного шва. Например, если форма и размеры лунки мат-
рицы равны форме и размерам пуансона (фиг. 26, 2), то от-
штампованное под потайную головку гнездо заклепки имеет
вид, показанный на фиг. 26, 4. В этом случае очень часто
по нижней кромке отверстия образуются, трещины, а внут-
ренняя его поверхность приобретает ступенчатый вид. Под-
счет объемов показывает, что ступенчатость эта получается
потому, что при вхождении ловителя пуансона в отверстие
образуется некоторый зазор, т. е. d0 > d, где do — диаметр
отверстия, a d — диаметр ловителя.
Фиг. 25. Макрошлифы отштампованных гнезд.
а — в приспособлении типа П-ПО; б—в приспособлении
типа И-91.
Одним из наиболее простых и вместе с тем эффектив-
ных способов устранения указанных нежелательных явле-
ний при штамповке служит уменьшение размеров лунки мат-
рицы. Этого можно достигнуть либо уменьшением диаметра
D, лунки, либо уменьшением ее глубины h (см. фиг. 26, 2).
Последнее мероприятие, по нашему мнению, более пра-
вильно, так как диаметр Di лунки матрицы должен быть ра-
вен диаметру пуансона D. Если диаметр лунки больше диа-
метра пуансона, то вокруг головки потайной заклепки по-
лучится большая кольцеобразная воронка («солнышко»);
если же диаметр лунки меньше диаметра пуансона, то при
штамповке произойдет подсечка материала матрицей, что-
также нежелательно. Поэтому следует итти по пути умень-
шения глубины h лунки до величины Ьг (см. фиг. 26, /), со-
храняя в то же время неизменным угол 0 , Однако здесь
41
Фиг. 26. Эскизы к определению размеров {ааочих мест матриц и пуансонов для заклепок
типов ЗУ-У00 и ЗУ-1200,
42
также существует опасность, которая заключается в том,
что при уменьшении h сверх некоторого предела объем лун-
ки становится слишком мал, и вокруг отштампованного гнез-
да наблюдается выпучивание материала.
Таким образом задача сводится к правильному опреде-
лению величины hi, эту задачу мы разрешили следующим
образом. Уменьшение глубины h до hi в свою очередь вы-
зовет уменьшение объема лунки матрицы на величину, за-
штрихованную на фиг. 26, 5. Это уменьшение должно быть
равно объему зазора между стенками просверленного в ма-
териале отверстия и ловителем^ пуансона (т. е. do > d).
Объем заштрихованной на фиг. 26, 5 части равен
объему усеченного конуса агде минус объем цилиндра беде,
т. е.
гс-^Г/^ у dt d /d\2l
3 lv2 /2'2 \ 2 ) .
ГС6?2
(1)
. k.
4
Обозначим d1 = n-d и k = m-d- тогда формула (1) при-
мет следующий вид:
Г,-^(п’+л+1)-^=^(П’ + »-2). (2)
Объем V2 зазора между пуансоном и отверстием равен
{см. фиг. 26, 2):
v2=—(3)
4
По нащим опытам d0==s 1,05 d. Подставив эту величину
в формулу (3), получим
т7__ O,lrcrZ2 .-s
V О- .
(4)
Обычно для небольшой толщины (что является пре-
дельным случаем максимального уменьшения глубины h
лунки) принимают— = 3. Тогда
s
v,= w^-.
12
По условию Vt = Ц. Подставляя
из формул (2) и (4), получим
гс • т rf3 , , ,
—~— (л~ + л — 2) =
12
значения этих величин
O.lrcd3
12
43
Сокращая, имеем
/п(п2 + п — 2) = 0,1. (5)
Второе уравнение для нахождения величин ти п мы
получим, конкретизируя задачу для какого-либо одного типа
заклепки, так как тип связаны между собой зависимо-
стью, определяемой углом а.
Так, для заклепок типа ЗУ-90° угол а = 90°; тогда из
фиг. 26, 5 следует:
d СС А Л г* о ,
—------= tg — = tg 45 = 1,
2k 2
откуда
dt — d— 2k.
Но по предыдущему dY=nd и k = md, следовательно,
nd — d~2md.
Сокращая это уравнение на d и решая его относительно
т, получим
Подставляя далее значение т из уравнения (6) в урав-
нение (5), получаем
(л—l)(n2 + п — 2) = 0,2.
Раскрыв скобки и перенеся все члены уравнения в ле-
вую часть, имеем
л3 —Зп + 1,8 = 0;
отсюда
от =1,25.
Подставив теперь полученное значение п в уравнение (6),
определим от:
откуда
k = h — h} = md = 0,125 d.
Но для заклепки типа ЗУ-90° имеет место следующее
соотношенье:
А = 0,4 d-
следовательно:
А=0,4 d— 0,125 flf=0,275 d. (7>
44
Совершенно таким же способом можно решить задачу
для случая, когда ^ = 120°, т. е. для заклепок типа
ЗУг120°. В результате получим
Л, = 0,22 d. (8)
Что касается заклепок типа ЗГ, то в этом! случае усло-
вия определения размеров лунки матрицы приходится не-
сколько изменить по следующим соображениям.
Диаметр лунок матриц для заклепок типа ЗУ-90° и
ЗУ-120° мы приняли равным диаметру закладной головки.
Фиг. 27. Эскизы к определению размеров рабо-
чих мест матриц и пуансонов для заклепок
типа ЗГ.
Если это же усло-
вие принять и для
заклепки ^типа ЗГ,
то получится кар-
тина, изображен-
ная схематически
на фиг. 27,6. Так
как угол конуса
закладной головки
сравнительно не-
велик (60°), то при
штамповке гнезда
происходит силь-
ная вытяжка мате-
риала и практи-
чески получается
срез материала в
сечении А— А (см. фиг. 27, б).
Исходя из этого, примем' диаметр лунки матрицы для
заклепок типа ЗГ несколько большим, чем диаметр заклад-
ной головки заклепки (см. фиг. 27, а), именно:
D, <= 2,6 d (9)
(это соотношение получено нами на основании опытов).
Произведя затем! вычисления, ничем принципиально не
отличающиеся от вычислений, приведенных выше для за-
клепок типов ЗУ-90° и ЗУ-1200, найдем:
/4 = 0,29 d. (10)
Пользуясь полученными и заданными соотношениями,
можно составить таблицы размеров рабочих мест матриц и
пуансонов. Необходимо отметить, что найденные величины
нами округлены. Кроме . того, размеры пуансонов взяты
в соответствии с размерами головок заклепок и с учетом
45
плюсовых допусков на них, причем полученные величины
также округлены.
На фиг. 28 изображены эскизы рабочих мест матриц и
пуансонов, а в табл. 9 и 10 приведены размеры этих рабо-
чих мест.
Для заклепок типа ЗГ Для заклепок типа ЗУ-ВО0 Для заклепок типа 30-12(1“
Фиг. 28. Формы рабочих мест матриц и пуансонов, применяемых
для штамповки гнезд под потайные заклепки.
Инструменты и приспособления для клепки
Когда гнездо подготовлено под потайную головку за-
клепки, то производится собственно клепка, т. е. образова-
ние замыкающей головки. Эта операция принципиально ма-
ло чем! отличается от обычной клепки, так что инструмен-
ты, применяемые для последней, во многих случаях могут
быть использованы и при потайной клепке.
Потайную клепку можно осуществить как английским,
так и немецким методом, иными словами, удары для обра-
43
Таблица 9
Размеры рабочих мест матриц
Тип заклепки Диаметр заклепки d, мм Размеры в мм
h D Л r2
ЗУ-900 2,6 +0,020 2,8 4-0,06 0,7 4-0,08 4,7 0,3 0,
3,0 -1-0,025 3,2 4-о.сб 0,8 4-0,08 5,4 0,5 0,5
3,5 -1-0,025 3,7 4-0,06 0,9 +0,10 6,3 0,8 0,8
4,0 -+0,025 4,2 4-0,06 1,1 +0,10 7,2 1,0 1,0
ЗУ-12О° 2,6 +0,020 2,8 4-0,05 0,6 +0,08 5,7 0,3 0,3
3,0 -+0,025 3,2 4-0+6 0,7 + 0,10 6,5 0,5 0,5
3,5 -+0 025 3,7 4-о,об 0,8 4-0,10 7,3 0,8 0,8
4,0 4-0,025 4,2 4-0,06 0,9 4-о.ю - 8,2 1,0 1,0
ЗГ 2,6 4-0,020 2,8 4-0,06 0,8 +0,10 6,8 0,3 0,3
3,0 +0,025 3,2 +0,06 0,9 +0,10 7,8 0,5 0,5
3,5 4-0,025 3,7 +0,06 1,0 +0,10 9,1 0,8 0,8
4,0 4-0,025 4,2 +0,06 1,2 +0,12 10,4 1,0 1,0
зования замыкающей головки можно наносить либо со сто-
роны закладной головки, либо со стороны стержня.
Наибольшее распространение получила английская клеп-
ка, так как, во-первых, значительно легче подойти с пнев-
матическим молотком к закладной головке потайной заклеп-
ки, чем> к замыкающей, находящейся внутри конструкции,
а во-вторых, работа по образованию плоской замыкающей
головки английским методом значительно меньше работы,
требуемой для образования полукруглой замыкающей го-
ловки по немецкому методу. Кроме того, при английском
методе не нужна натяжка листов. Поэтому английская
клепка, как более производительная, имеет и более широ-
кое распространение, чем немецкая.
Для немецкой клепки применяются обычные обжимки
к пневматическим молоткам с лунками под полукруглую
замыкающую головку. На фиг. 29 показана такая нормальная
47
сЗ
ЕГ
Размеры рабочих Мест пуансонов (в мм)
00 СП о

о о о т—<
Ю о ю о
у— *у <*
сч сч СО
8 8 о
$ +о, i‘0+ <о
СП сч СО СП
с
S
о о о оео' ,030
о о
А 1 1 । 1
со 00 СП
,020 ,025 ,025 025
—1 О О G О
43 1 1 | 1
СО сч СЧ
•у *-
сч СО СО
ю о ю О
•- а
сч сч СО
о
120 8 О ,030 § ,030
1 о о о" о
Q 1 1 1 1
со СО 00 CJ
с
S ю ю ю
Е—< о См О см О
о' о o’ о"
33 1 оо 1 сч 1 1 сч
у.
сч СО со
1-0 о ио О
*у «У у S
к •—' сч сч СО
ю о о
о см о 8 о 8
СП Q о 1 О ? О
1 ю 1 о 1 1 00
со
к
S
н г*~з ю ю ю
см
о о о
о о* о о
у——< 1 1 1 1
43 00 сч сч
vy
сч СО со
1
СЦ S
О) в 3 СО о ю о
3 CJ —
сЗ t? сч СО СО
S « 'в го со
48
обжимка к пневматическому молотку типа 2-КМ, а в табл. 11
приведены ее размеры для заклепок с полукруглой головкой.
И
Таблица 11
Размеры нормальной обжимки к пневматическому молотку
типа 2-КМ
Размеры в мм
d h г йг Йд di L
2,6 1,3 “°-04 2,8б+0’04 4,79 5,5 6,5 12 90
3,0 1,5 -°* 3,30+°’05 5,53 6,5 7,5 12 90
3,5 1,75-0,03 3,85+0’05 6,45 7,5 8,5 14 90
Для английской потайной
обжимки к пневматическим
клепки применяются гладкие
молоткам, так называемые
грибки. Нередко можно встретить на заводах гладкие
обжимки с небольшим диаметром рабочей (гладкой) части
(10—12 мм); кро-
ме того, рабочая
поверхность ча-
сто бывает покры-
та рисками и за-
боинами. Такие
обжимки, конеч-
но, не могут обес-
печить качествен-
.
^руглениел^у^юВ КлеймитЬ (пример; ЗКф-г^
Фиг. 29. Нормальная обжимка к пневматическому
молотку типа 2-КМ.
ной клепки. Так,
обжимка с грубой
поверхностью ос-
тавляет на обшивке не только след, но и глубокие риски.
Если же рабочая гладкая часть обжимки имеет небольшой
диаметр, то возникает опасность) соскакивания обжимки с
головки заклепки, что вызовет зарубины на потайной голов-
ке, а при неправильной (наклонной) установке обжимки, — и
на самой обшивке.
На фиг. 30 изображена гладкая обжимка типа И-92,
лишенная упомянутых выше недостатков. Резиновое кольцо,
* d — номинальный диаметр заклепки; dj — размер теоретический.
4 В. В. Швец.
49
незначительно выступающее над плоскостью рабочей части,
облегчает правильную установку обжимки и затрудняет
скольжение последней по обшивке во время клепки. Испы-
тания этой обжимки дали очень хорошие результаты: она не
оставляет на обшивке никаких следов.
В качестве колец можно использовать обрезки обычных
резиновых шлангов для пневматического инструмента.
Рабочую поверхность гладкой обжимки
Н-1 после шлифовки необходимо тщательно
। полировать.
При немецкой клепке (когда закладная
головка является потайной) можно также
1 применять описанную выше гладкую об-
жимку, вставленную в поддержку соответ-
ствующего веса, или просто брусок круг-
J I I лого сечения с закругленными кромками и
I ' у тщательно отполированной рабочей пло-
\ I ( скостыо.
' При английской потайной клепке при-
Фиг. 30. Гладкая
обжимка типа И-92
с резиновым
буфером.
меняются такие же поддержки, как и при
обычной клепке (при помощи заклепок
с выступающими головками), форма кото-
рых соответствует конфигурации склепы-
ваемых деталей. Для доступных мест это
просто стальные бруски требуемого веса.
Рабочая поверхность поддержки должна
быть не полированной, а слегка шерохова-
той, в противном случае работа подручного
становится весьма напряженной: даже при
незначительном перекосе поддержка соска-
кивает с заклепки.
Что касается необходимого веса поддер-
жек при клепке, то В. Пляйнес1 рекомен-
дует зависимость, показанную на фиг. 31,
где кривая а характеризует минимальный вес поддержек для
дуралюминовых заклепок, кривая b — минимальный вес для
стальных заклепок и кривая с—желательный вес поддержки.
Поддержки с эксцентриситетом (направление удара не
проходит через центр тяжести поддержки) следует приме-
нять лишь в тех случаях, когда они действительно необхо-
1 П л я й н е с В., Методы клепки и клепальное оборудование в гер-
манском металлическом самолетостроении, „The Royal Aeronautical
Society", № 333, 1938.
50
димы, ибо число ударов, потребное для расклепывания за-
клепки, значительно больше при пользовании поддержкой
с эксцентриситетом, чем при поддержке без эксцентрисите-
та. По данным В. Пляйнеса применение поддержки с экс-
центриситетом, равным 50 мм, втрое увеличивает число уда-
ров, необходимых для расклепывания заклепки.
При потайной клепке по способу В с успехом можно
употреблять поддержку типа П-114, показанную на фиг. 32, а.
Как известно, потайная
клепка по способу В состоит
из следующих операций (не
считая подготовительных):
1) вставка заклепки;
2) штамповка гнезда голов-
кой заклепки;
3) клепка.
Описываемая поддержка
служит одновременно и матри-
цей, которая может быть вы-
полнена либо как одно целое
с поддержкой, либо отдель-
но—в виде съемного наконеч-
ника последней (фиг. 32, б).
Применение такой поддерж-
ки значительно повышает про-
изводительность, так как ра-
бочему не приходится каждый
раз менять инструмент (мат-
рицу—на поддержку, и обрат-
но), а только передвигать на
Фиг. 31. Зависимость веса под-
держки от диаметра расклепывае-
мой заклепки.
а — минимальный вес поддержки для
дуралюминовых заклепок; b — минималь-
ный вес поддержки для стальных закле-
пок; с — желательный вес поддержки.
шаг заклепочного соединения.
Используя съемный наконечник, изображенный на фиг. 32, в,
можно при помощи этой поддержки производить штамповку
гнезд в обшивке и клепку также и по способу С.
Матрица должна выступать над рабочей частью под-
держки на величину к, равную: при клепке по способу В —
высоте замыкающей головки плюс глубина лунки матрицы,
а при клепке по способу С — высоте замыкающей головки.
Если величина к больше, чем это необходимо, то при стрем-
лении рабочего получить нормальную высоту замыкающей
головки заклепки получится подсечка материала матрицей;
если же к будет меньше чем нужно, то уже поставленная
рядом заклепка будет мешать подвести матрицу для штам-
повки следующего гнезда.
4*
51
Поддержка может иметь разнообразную форму в зависи-
мости от конфигурации склепываемых деталей.
Весьма серьезными недостатками английской клепки яв-
ляются многочисленные дефекты замыкающих головок. По-
следние сплошь и рядом получаются неодинаковыми по
диаметру и высоте и нередко расположены эксцентрично по
отношению к закладной головке. Качество их целиком за-
висит от квалификации и опыта рабочих. Это побудило нас
сделать попытку сконструировать приспособление, которое
обеспечивало бы однородность замыкающих головок по фор
ме и размерам и соосность их с закладными головками.
Спроектированное приспособление (тип П-94) изображено
на фиг. 33 и состоит из державки 4, вставляемой в поддержку
соответствующего веса, и буфера 7, скользящего по этой
державке и отжимаемого в крайнее верхнее положение
Фиг. 32. Поддержка типа П-114
для штамповки гнезд головкой
заклепки и для клепки по спо-
собу В-
а — поддержка; б и в — съемные на-
конечники.
52
Фиг. 33. Приспо-
собление типа
П-94 для потай-
ной клепки од-
ноударным пне-
вматическим мо-
лотком.
/—буфер; 2—штифт;
3—пружина; 4—дер-
жавка.
пружиной 3 (как показано на фиг. 33). Ход буфера ограни-
чивается плавающим штифтом 2 и заплечиками буфера и
державки.
Приспособление это предназначено для потайной клеп-
ки одноударным пневматическим молотком по способу А,
В и D.
Рассмотрим работу описанного приспособления при по-
тайной клепке по способу В. Клепальщик, вставив заклепку
в предварительно просверленное отверстие, прижимает ее
одноударным пневматическим молотком с гладкой обжим-
кой. В это время подручный подводит приспособление
с поддержкой таким образом, чтобы выступающий стер-
жень заклепки попал в коническое углубление державки.
Затем клепальщик делает один-два удара, и процесс окон-
чен. При этом! одновременно образуются тнездо под потай-
ную головку заклепки и замыкающая головка последней.
На фиг. 34 показан разрез! потайного шва, полученного
Фиг. 34. Разрез потайного шва, полученного при клепке с помощью
приспособления типа П-94.
при клепке с помощью приспособления типа П-94. Клепка
производилась по способу В заклепками типа ЗУ-120° диа-
метром в 3 мм.
Описанное приспособление обеспечивает высокую произ-
водительность и отличное качество заклепочного соедине-
ния. К недостаткам его нужно отнести то, что оно требует,
во-первых, достаточно свободного подхода со стороны за-
мыкающей головки заклепки, а во-вторых, хорошей согласо-
ванности в работе между клепальщиком! и подручным, ибо
при большей силе удара одноударного пневматического мо-
лотка можно повредить обшивку.
Это приспособление можно использовать без всяких из-
менений для потайной клепки по способу А, когда гнездо
отштамповывается заранее матрицей и пуансоном. Буфер и
коническое углубление в державке хорошо устанавливают-
ся относительно стержня заклепки, и замыкающие головки
в данном случае также отличаются высоким' качеством.
Изменив некоторые размеры буфера, можно применить
приспособление типа П-94 и для потайной клепки по спосо-
ба
бу D, т. е. в том случае, когда гнездо под потайную головку
заклепки раззенковано.
В последнем варианте этой конструкции стержень с ко-
ническим углублением представляет собой не одно целое
с державкой, а делается вставной. Это более целесооб-
разно, так как, с одной стороны, нет необходимости изго-
товлять державку из высококачественного металла, а с дру-
гой, — при поломках стержня с коническим углублением дер-
жавку не приходится выбрасывать, что имеет место в пер-
вом варианте.
На качество замыкающих головок, а следовательно, и
вообще на качество потайного заклепочного соединения,
весьма сильное влияние оказывают еще два фактора:
1) диаметр отверстий под заклепки и
2) длина стержня заклепки, предназначенная для обра-
зования замыкающей головки.
Заклепка должна входить в отверстие с наименьшим за-
зором; если же заклепка сидит* в отверстии слишком сво-
бодно, то при первых же ударах стержень перекашивается,
замыкающая головка получает неправильную форму и рас-
полагается с большим эксцентриситетом по отношению к за-
кладной головке.
Ведомственный стандарт 19 АТ обязывает производить
сверление отверстий под заклепки на основе следующих
соотношений с диаметром заклепок (табл. 12).
Таблица 12
Зависимость диаметров сверл от диаметров заклепок
(данные по 19 АТ)
Номинальный диаметр зак-
лепки в мм...........
Диаметр сверла в мм . - .
8,5
Эти соотношения были более или менее удовлетвори-
тельны при изготовлении заклепок по старым стандартам,
например, по ACT 50СС (см. выше табл. 1), которые допу-
скали отклонения от номинального диаметра стержня за-
клепки в пределах от *005 до —oil (для заклепок диа-
метром от 2 до 8 мм). В новых стандартах, например в ACT
120СС-Б (см. табл. 2), допускаются более узкие отклоне-
ния от номинального диаметра заклепки. Так, допуск на от-
54
клонения от номинального диаметра установлен для закле-
пок от 2 до 4 мм включительно в пределах jlo’05
и для заклепок от 5 до 8 мм — в пределах +qo8-
На основании этого установлены новые соотношения
между диаметром сверла и номинальным диаметром заклеп-
ки (табл. 13).
Таблица 13
Зависимость диаметров сверл от диаметров заклепок
___________________(новые данные)__________________
'Номинальный диаметр за- клепки в мм ...... 2,0 2,3 2,6 3,0 3,5 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0
Диаметр сверла в мм. . . 2,1 2,4 2,7 3,1 3,6 4,1 5,2 6,2 7,2 8,2
Однако на заводах при выборе диаметров сверл часто
продолжают пользоваться старыми соотношениями. Причи-
ной этого является то, что на некоторые типы заклепок
стандарты не пересмотрены и эти заклепки изготовляются
по старым допускам. Поэтому чтобы избежать путаницы,
связанной с наличием двух действующих таблиц соотноше-
ний зависимости диаметров сверл от диаметров заклепок,
продолжают пользоваться более свободной старой таблицей
соотношений. Кроме того, иногда в производство попадают
заклепки с отклонениями, превышающими плюсовой допуск,
что вообще является недопустимым, ибо вызывает необхо-
димость еще больше увеличивать диаметр отверстий; заклеп-
ка, диаметр которой близок к номинальному, наряду с де-
фектной заклепкой, входит в отверстие с очень большим
зазором.
Чрезвычайно (важную’ роль играет здесь еще и правиль-
ная заточка сверл. Несоблюдение этого условия приводит
к тому, что отверстия получаются весьма низкого качества.
Плохо заточенное сверло при сверлении сильно разбивает
отверстие, и по краям его получаются большие заусеницы.
Отверстие имеет в плане вид не круга, а многоугольника.
Следствием всех этих отрицательных явлений является
то, что многие заклепки могут отклоняться от правильного
положения на большой угол и при клепке, как правило,
дают дефектную замыкающую головку. Поэтому необходи-
мо всегда стремиться к тому, чтобы, во-первых, заклепка
входила в отверстие с небольшим зазором, а во-вторых, ось
55
отверстия должна быть безусловно перпендикулярна к по-
верхности склепываемого материала.
Вторым важным фактором, влияющим на качество за-
клепочного соединения, является правильный выбор длины
стержня заклепки. Обычно длину стержня заклепки подсчи-
тывают по следующей формуле:
/ = s + 1,5 d, (И)
где 1 — длина стержня заклепки;
s — толщина склепываемого материала;
d — номинальный диаметр заклепки.
Эта формула определяет действительно необходимую
длину в очень грубой степени и в ряде случаев оказывается
совершенно неудовлетворительной. Поэтому длину стержня
заклепки часто выбирают на основании практического опы-
та мастеров и квалифицированных рабочих. Известно, напри-
мер, что при склепывании тонких листов длину стержня за-
клепки берут значительно меньшей, чем она получается по
приведенной выше формуле.
Мы считаем, что этот вопрос должен быть разрешен
следующим образом. Длина / стержня заклепки (фиг. 35, а)
должна быть выбрана таким образом, чтобы объем стержня
заклепки был равен объему просверленного отверстия плюс
объем замыкающей головки.
Определим прежде всего, чему должен равняться объем
замыкающей головки. Наиболее распространены из замы-
кающих головок полукруглая и плоская (при английской
клепке).
Объем Ух полукруглой головки при существующих стан-
дартных соотношениях (по ACT 121СС-Б): R = d и h — 0,6 d
(см. фиг. 35, б) будет равен (считая, что головка имеет вид
шарового сегмента):
V1=1^-(3R-h)=^^ (3d — 0,6d)=0,288 ~d8. (12)
Для плоской замыкающей головки (при английской клеп-
ке) наиболее распространенными, хотя и не стандартизиро-
ванными соотношениями, являются следующие (см. фиг.
35, в): D=l,8 d и /ц=0,6 d, a Dx, согласно нашим подсче-
там, равно примерно 0,97D. Тогда объем> V2 плоской замы-
кающей головки будет равен (принимая, что замыкающая
головка имеет форму бочки):
гг/,
V2=- (2O2+OD=°>245 ^^2=0,476 Trd3. (13)
56
Из приведенных расче-
тов видно, что объемы этих
двух наиболее распростра-
ненных замыкающих голо-
вок различны. Разделив V2
на Vi, мы получим, что объ-
ем плоской замыкающей
головки в 1,65 раза больше
объема полукруглой голов-
ки. Отсюда следует, что
при одинаковой толщине
склепываемого материала
длины стержней должны
быть различны в зависимо-
сти от формы замыкающей
головки. Такое решение не
может считаться удовлетво-
рительным и приемлемым.
Определим теперь, ка-
кие размеры должна иметь
плоская замыкающая голов-
ка, если ее объем станет
равным объему полукруглой
головки.
Выше мы вывели, что
объем полукруглой головки
V,=0,288 nd3, (12)
а объем плоской головки
V2=0,245 n^D2. (13)
Приравняв эти объемы,
получим,
M>2 = 1,175 d3. (14)
Для большей наглядно-
сти эта зависимость изобра-
жена графически на фиг. 36.
Мы считаем, что наибо-
лее удовлетворительным ре-
шением будет выбор сле-
дующих соотношений:
Лх = 0,45 d и D = 1,6 d.
Фиг. 35. Эскизы для определения необходимой длины стержня заклепки,
57
Допуски на отклонения от номинальных размеров можно
установить такие:
для Л, ±0,05 d;
для D±0,10 d.
замыкаю-
При указанных соотношениях объем плоской
щей головки 'будет равен объему
Фиг. 36. Вспомогательная кривая для
определения необходимой длины стерж-
ня заклепки.
полукруглой головки.
На фиг. 37 изображе-
ны в масштабе контуры
головок: 1—полукруглой;
2—плоской—при старых
соотношениях и 3— пло-
ской — по предлагаемым
соотношениям. Тонкими
линиями 4 показаны пре-
делы отклонений от но-
минальных размеров пре-
длагаемой плоской го-
ловки.
В табл. 14 даны раз-
меры плоской замыкаю-
щей головки (с округле-
нием) и допуски на них
в зависимости от диамет-
ра заклепки, а в табл. 15
для сравнения приведены
размеры аналогичной го-
ловки, принятые в Гер-
мании ±
Как видно из этих
таблиц, предлагаемые нами размеры близки к немецким.
Таким образом, если принять, что объем полукруглой за-
мыкающей головки
V, = 0,288
то необходимую Длину стержня заклепки можно определить
следующим образом (см. фиг. 35, а): объем V2 стержня за-
клепки должен равняться объему замыкающей головки
плюс объем Vs на заполнение отверстия; тогда
__________ (15)
1 П ляйнес В. Основы клепки в конструкции из легких металлов,
„Metallwirtschaft", № 41—42, 1938.
58
Таблица 14
Размеры плоской замыкающей головки заклепки (в мм)
Диаметр заклепки d Высота головки h Диаметр головки Б Диаметр заклепки а Высота головки h Диаметр головки D
2,0 0,9±0Д 3,2±0’2 4,0 1,8±0-20 6,4±0'40
2,3 i.o^1 з,?*0’28 5,0 2,2^ 8,О±0’50
2,6 1,2±0'15 4,2±0'25 6,0 2,7±0’3° 9,6±0’6°
3,0 1,4±0’15 4,8±0,3° 7,0 з.г*0,35' 11,2±0'70
3,5 1,6±0’2° 5,6^ 8,0 з,б±0’40 12,8±0’80
Таблица 15
Размеры плоской замыкающей головки, принятые в Германии
(в мм)
Диаметр заклепки а Высота головки h Диаметр головки D w Диаметр заклепки а Высота головки h Диаметр головки D
2,0 1,1±0’3 3,3+0-5 (4,5) 2,2±0-5 6,8+°'8
2,6 1,3** 4.2+0-8 5,0 2,5±W 7.5+0’8
з,о 1,5±0-3 4,8+°’8 6,0 з,о±0'6 9,0+1’°
3,5 1,7±0’3 5,5+°'8 7,0 3,5±0'7 10,5+1'2
4,0 2,О±0,4 б,о+0-8 8,0 4,О±0’8 12,0+1’4
59
Приняв d0=1,05 d, что близко к действительности, имеем:
г 1,1 T.d2
(16)
но

поэтому, подставляя сюда значения V15 V2 и Vs из формул
(12), (15) и (16), получаем:
1,1 та/2
4
—/=0,288 T.d3 +
4
откуда I— 1,15 d +1,1 s.
Для практических расчетов мы считаем возможным за-
менить последнюю формулу несколько иной, более удобной,
i
I
Фиг. 37. Контуры замыкающих головок.
1 — полукруглая; 2 — плоская при старых соотношениях; 3 — пло-
ская по предлагаемым новым соотношениям; 4 — пределы отклоне-
ний от номинальных размеров предлагаемой плоской головки.
дающей для наиболее ходовых небольших толщин вполне
удовлетворительную точность:
7 = Si+21,2 d. (17)
Безусловно, внедрение плоской замыкающей головки но-
вых (уменьшенных) размеров потребует широкой экспери-
ментальной проверки. По нашим опытам (см. ниже, гл. V),
в которых плоская замыкающая головка имела старые раз-
меры, разрушение происходило почти исключительно за
счет материала образцов и закладной головки, что указы-
вает на реальность предлагаемого изменения.
ГЛАВА IV
МЕХАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПОТАЙНОЙ КЛЕПКИ
Механизация потайной клепки, как и клепки вообще,
преследует в основном две цели:
1) повысить производительность труда, одновременно об-
легчив труд рабочих и снизив потребную квалификацию ра-
ботающих;
2) улучшить качество заклепочного соединения.
Клепка обычными пневматическими молотками требует
участия двух человек: клепальщика и подручного. При ме-
ханизации же процесса клепки (т. е. при употреблении ста-
ционарных и переносных клепальных прессов, стационар-
но установленных пневматических молотков и пр.) для вы-
полнения всей операции достаточно одного рабочего. При
этом, как правило, последнему приходится затрачивать зна-
чительно меньше мускульной энергии, чем при обычной
клепке вручную.
Во многих случаях экономия получается не только
вследствие уменьшения количества рабочих (исключение
подручного), но и за счет сокращения времени, потребного
для постановки одной заклепки. Ниже разобраны отдельные
типы приспособлений, позволяющие совместить ряд опера-
ций: например, производить одновременно за один ход прес-
са пробивку отверстия в склепываемых деталях (вместо
сверления) и штамповку гнезда под потайную головку за-
клепки или штамповку гнезда головкой заклепки и самую
клепку и др.
Кроме производительности, большое значение имеют
гладкость наружной поверхности потайного шва и проч-
ность последнего. Оба эти фактора дают более высокие по-
казатели при использовании средств механизации. Так, при
прессовой клепке гладкость наружной поверхности потайно-
го шва значительно лучше, чем при клепке пневматическими
или ручными молотками (как при зенкованных, так и при
61
штампованных гнездах под потайные головки заклепок). При
этом все заклепки получаются совершенно- одинаковыми по
форме и размерам. Последнее обстоятельство весьма благо-
приятно влияет на характер распределения усилий по от-
дельным заклепкам (способствуя большей его равномерно-
сти), чего нельзя сказать о ручной клепке.
Фиг. 38. Пневмогидравличе-
ский пресс типа ЗКП-13.
Фиг. 39. Пневморычажный
пресс типа СР-450.
Применяемые в промышленности средства механизации
потайной клепки можно разделить на две основные группы:
а) механизмы прессующего действия и б) механизмы удар-
ного действия. К первой группе относятся:
1) пневмогидравлические стационарные пресса типов
2КП-12, ЗКП-12, ЗКП-13 и другие, совершенно анало-
гичные по принципу действия и конструкции и отличаю-
щиеся лишь мощностью и размерами скоб; на фиг. 38 изо-
бражен пресс типа ЗКП-13;
62
2) пневморычажные стационарные пресса: импортные—
фирмы «Чикаго-Пневматик» — типов CP-450, СР-625 и
другие и отечественные — типов ПР-5, ПР-6 и другие;
эти пресса также имеют одинаковую конструкцию, но раз-
личные мощности и размеры скоб; на фиг. 39 показан пресс
типа СР-450;
3) пневмогидравлические переносные скобы фирмы
«Бреге»;
4) пневморычажные переносные пресса типа ПР-3
(фиг. 40).
Ко второй группе принадлежат пневматические молотки:
стационарно установленные — многоударные и одноудар-
ные—и переносные бу-
гельные.
При помощи перечи-
сленных выше средств
механизации1 можно
осуществить не только
штамповку гнезд под
потайные головки за-
клепок, но и самую
клепку, т. е. образова-
ние замыкающей го-
ловки.
Конструкции инстру-
ментов и приспособле-
ний, предназначенных
для работы с механизмами второй группы (ударного дей-
ствия), принципиально ничем не отличаются от описанных
в гл. III, поэтому мы на них останавливаться не будем. Что
же касается инструментов и приспособлений для механизмов
первой группы (прессующего действия), то они будут рас-
смотрены ниже.
Вопрос о том; какому типу оборудования — прессующе-
го или ударного действия — следует отдать предпочтение,
невозможно решить в общей постановке. Каждый из этих
типов обладает определенными преимуществами, которые
в конкретных условиях оказываются решающими при выбо-
ре оборудования.
На основании общих соображений нетрудно притти к вы-
1 Подробное описание средств механизации мы здесь не приводим,
отсылая интересующихся этим вопросом к сборнику „Механизация кле-
пально-сборочных работ в самолетостроении*, под ред. Г. Л. Виленкина,
изд. Цит, 1939 г.
63
Фиг. 40. Пневморычажныи пресс
типа ПР-3.
1.5
*5
1.0
0.5
*3
§•
«
£
0.25
0.10^=^
воду, что .механизмы, прессующего действия требуют для
образования замыкающей головки затраты меньшей работы,
чем механизмы ударного действия. Это объясняется тем,
что сопротивление деформированию при ударном дей-
ствии сил выше сопротивления деформированию при прессо-
вании; кроме того, при деформировании ударами, при каж-
дом отдельном ударе затрачивается работа не только на
пластическую, но и на упругую деформацию. При этом' по-

1 2 3 4 5 678 10 20 30 4-0 %)60 80100 200 300
Число ударов, необходимое для образования
замЬ/камщей головки-
Фиг. 41. Зависимость количества ударов, необходимого для образо-
вания замыкающей головки заклепки, от работы одного удара
(английская клепка).
•следний род затраты энергии, повторяющейся с каждым уда-
ром, в данном случае относится к потерям.
На основании сказанного можно сделать еще и такой
вывод, что из числа механизмов ударного действия более
экономичны в этом смысле механизмы, дающие меньшее
количество ударов в единицу времени, но зато сравнитель-
но большую работу каждого удара.
Автором была получена экспериментальная зависимость
полной работы, потребной для образования замыкающих
головок заклепок (при английской клепке), от работы одно-
го удара. На основании этих данных были построены кри-
вые (фиг. 41), выражающие зависимость необходимого коли-
чества ударов от работы одного удара. Эти кривые, хотя и
носят скорее качественный, чем количественный характер,
тем не менее подтверждают высказанную выше мысль
о том, что те механизмы ударного действия, которые обла-
дают большей работой одного удара и дают небольшое ко-
-64
личество ударов в единицу времени, расходуют на образова-
ние замыкающей головки заклепки меньше энергии, чем
многоударные механизмы, обладающие небольшой работой
одного удара. Следует, однако, отметить, что этот фактор
не всегда является решающим как при проектировании, так
и при выборе оборудования.
Кроме того, автором совместно с М. Н. Беликовым' были
проведены исследования по определению усилий, потребных
для образования замыкающих головок заклепок при медлен-
ном действии сил \ На фиг. 42 приведены кривые зависи-
мости потребных усилий от степени осадки при образовании
плоской замыкающей головки (аналогичной по типу замы-
кающей головке, получающейся при английской клепке
ударным' инструментом) свежезакаленных дуралюминовых
заклепок диаметром от 2 до 8 лш. По этим кривым нетруд-
но подсчитать работу, потребную для полной деформации,
и интересно сравнить ее с работой деформации при ударном
1 В. В. Ш в е ц и М. Н. Беликов, Определение усилий для образо-
вания замыкающих головок заклепок методом прессования. „Организация
труда", № 5, 1940, Стр. 19,
5 В. В. ТПйрц,
65
Таблица 16
Сравнение работы, потребной для образования замыкающих голо-
вок заклепок, при ударном и медленном действии сил
действии сил. Это сравнение проведено в табл. 16 для
дуралюминовых свежезакаленных заклепок 0 3 мм.
Одно из преимуществ механизмов прессующего действия
заключается в отсутствии шума при их работе, что при мас-
совом применении безусловно играет большую роль. К не-
достаткам же этих механизмов следует отнести необходи-
мость устраивать массивные скобы, способные противо-
стоять значительным усилиям, которые развиваются при де-
формировании. Что касается механизмов ударного действия,
то наличие динамического эффекта позволяет значительно
уменьшить размеры этих скоб, что при существующих кон-
струкциях самолетов может часто сыграть решающую роль
при выборе типа клепального оборудования.
В отношении прочности заклепочных соединений надо
отметить, что исследования, проведенные в лаборатории
клепально-сборочных работ ЦИТ показали преимущество
(хотя и небольшое) механизмов прессующего действия
1 Инж. В. П я т и б р а т о в, Исследование прочности заклепочных
швов при английском методе клепки. .Авиапромышленность", № 3, 1940,
стр. 3.
66
Таблица 17
Сравнительные данные прочности заклепочных соединений
Характер клепки Род испытания Клепка ручным молотком Клепка много- ударным пнев- матическим молотком Клепка на прессе
Разрушающее усилие на срез заклепки:
в кг 187,1 • 188,4 192,1
в процентах к ручной клепке 100,0 100,5 102,5
Разрушающее усилие иа от- рыв заклепки:
в кг 207,9 217,0 218,1
в процентах к ручной клепке 100,0 104,4 105,0
перед ударными механизмами. На основании полученных дан-
ных нами составлена табл 17, наглядно подтверждающая
это преимущество.
Аналогичные результаты получены и нами для потайной
клепки.
Инструменты и приспособления, применяемые при потай-
ной клепке на прессах, можно разделить на те же три
группы, что и для ручной клепки:
1) инструменты и приспособления для образования гнезд
под потайные, головки заклепок способом зенкования;
2) инструменты и приспособления для образования гнезд
под потайные головки заклепок способом штамповки;
3) инструменты и приспособления для собственно клеп-
ки, т. е. образования замыкающей головки.
Операция зенкования гнезд осуществляется при прессо-
вой клепке таким же образом, как и при клепке ручными
пневматическими молотками, и в этом случае применяются
те самые инструменты и приспособления, которые были опи-
саны в гл. III.
Инструменты и приспособления, служащие для образова-
ния гнезд методом штамповки и для клепки в этом случае,
наоборот, существенно отличаются от разобранных в гл. III.
Следует отметить, что описываемые ниже конструкции
были спроектированы для пневмогидравлических стационар-
ных прессов типа ЗКП-12, как наиболее распространенных;
Фиг. 43. Приспособ-
ление типа П-73 для
штамповки гнезд на
прессах.
1 — матрица; 2 — пуан-
сон; 3 — винт; 4 — под-
держка; 5 — регулиро-
вочный винт.
Фиг. 44 Приспособ-
ление типа П-102 для
штамповки гнезд на
прессах.
1 — матрица; 2 — пуан-
сон; 3 — державка; 4 —
винт; 5 — буфер; 6—пру-
жина; 7 — регулировоч-
ный винт.
Фиг. 45. Приспособление
типа П-99 с шагомером для
штамповки гнезд па прес-
сах и одновременной про-
бивки отверстий.
1 — державка; 2 — регулировоч-
ный винт; 3 — пуансон; 4 — бу-
фер; 5—пружина; 6 — вннт;
7—матрица; 8 — шагомер; 9 —- ло-
витель шагомера.
однако их с успехом можно использовать на прессах любо-
го типа с соответствующей увязкой посадочных мест и га-
баритных размеров.
Наиболее простое приспособление типа П-73 для штам-
повки гнезд по заранее просверленным отверстиям изобра-
С8

жено на фиг. 43. Оно состоит из матрицы 1 и пуансона 2,
Закрепленного в поддержке 4 винтом 3. Винт 5 служит для
регулировки пуансона.
В зависимости от удобства штамповки гнезд в деталях
поддержку с пуансоном закрепляют либо внизу — в скобе
пресса, а матрицу вверху — в плунжере, либо наоборот.
Недостаток приспособления этого типа состоит в том,
что оно (как и приспособление типа И-91 для штамповки
гнезд пневматическими молотками) не сохраняет первона-
чально гладкой поверхности листа, и схема штамповки, при-
веденная выше на фиг. 21, справедлива и здесь, хотя и
в меньшей степени; в заключительный момент штамповки
соприкасающиеся поверхности матрицы и поддержки не-
сколько разглаживают образующиеся выпучивания. Однако,
безусловно, лучшей мерой является предохранение листов
от выпучивания, а не последующее их разглаживание, кото-
рое все же не может придать листу совершенной гладкости.
Поэтому приспособление типа П-102 (фиг. 44), предна-
значенное также для штамповки гнезд по заранее просвер-
ленным отверстиям, снабжено буфером для предваритель-
ного прижимания штампуемых листов. Приспособление это
состоит из матрицы 1 и пуансона 2, укрепленного в держав-
ке 3 винтом 4. Буфер 5 и пружина 6 служат для предвари-
тельного прижимания штампуемых листов. Регулировка пу-
ансона производится винтом 7. Ловитель пуансона сделан
слегка коническим (для лучшего сбрасывания штампуемых
деталей) и тщательно отполирован.
Для штамповки на прессах гнезд в деталях, имеющих
равный шаг заклепочного соединения, можно с успехом
применять приспособление типа П-99 (фиг. 45), которое
позволяет одновременно штамповать гнездо и пробивать от-
верстие.
Приспособление это состоит из матрицы 7, укрепляемой
в нижней скобе пресса, шагомера 8 с ловителем 9 и пуансо-
на 3, закрепленного винтом 6 в державке 1, которая встав-
ляется в плунжер пресса. Буфер 4 и пружина 5 служат для
прижимания штампуемых листов, иными словами, предот-
вращают образование выпучивания в процессе штамповки и
пробивки отверстия. Винт 6, закрепляющий пуансон, одно-
временно ограничивает ход буфера вниз. Винт 2 предназна-
чен для регулировки пуансона.
Работа с описанным приспособлением производится сле-
дующим образом: место крайней заклепки накернивают и
подводят деталь, предназначенную для пробивки отверстий
69
и штамповки гнезд, под приспособление так, чтобы углуб-
ление в детали от керна попало на конический ловитель
а
Г-
Фиг. 46. Плоские шагомеры с попе-
речным упором для прямого шва.
1 — узкий; 2 — средний; 3 — широкий.
Разрез по а-в
Фиг. 47. Выпуклые шагомеры с попе-
речным упором для прямого шва.
Z — узкий; 2 — средний; 3 — широкий.
пуансона, слегка выступающий над поверхностью буфера.
Затем приводят в действие пресс, отчего плунжер его опу-
скается, и буфер плотно сжимает штампуемые листы. При
дальнейшем ходе плунжера пуансон вдавливает листы
в лунку матрицы, пробивает в них отверстие и окончательно
отштамповывает гнездо соответствующих размеров и фор-
мы. После этбго деталь передвигается на шаг заклепочного
соединения таким образом, чтобы ловитель шагомера 9 во-
70
только что образованное гнездо с отверстием, и вся
шел в
операция повторяется.
Фиг. 48. Вогнутые шагомеры с попе-
речным упором для прямого шва.
1 — узкий; 2 — средний; 3 — широкий.
Фиг. 49. Плоские шагомеры с ра-
диальным упором для кривого шва.
1 — узкий; 2 — средний; 3 — широкий.
Расстояние между осью матрицы (и пуансона) и осью
ловителя должно быть равно шагу заклепочного соедине-
ния. ( . . । ,
Шагомеры делаются съемными, причем форма и размеры
Их соответствуют штампуемым деталям. На фиг. 46—49
«^Ряжены различные типы шагомеров, разработанные
71
Фиг. 50. Приспосо-
бление типа П-103
для клепки на прес-
сах.
I — гладкая обжимка;
2 — буфер; 3 — винт;
4 — пружина; 5—под-
держка; 6 — корпус;
7 — регулировочный
вннт.
После описанной выше штамповки гнезд производится
операция потайной клепки, которую можно осуществить
также на прессах при помощи приспособ-
ления типа П-103 (фиг. 50).
Это приспособление состоит из гладкой
обжимки 1, закрепленной в плунжере
пресса, и поддержке 5, находящейся в кор-
пусе 6 приспособления. Буфер 2, ход ко-
торого вверх ограничивается винтом 3, и
пружина 4 предназначены для натяжения
листов при клепке. Положение поддержки
5 относительно корпуса 6 определяет вы-
соту, а следовательно, и диаметр замыкаю-
щей головки и регулируется винтом 7.
Придавая верхнему торцу поддержки 5
не плоскую, а любую иную форму, можно
получить соответствующую замыкающую
головку (полукруглую, конусообразную и
т. п.). Внутренний диаметр буфера и внут-
ренняя верхняя фаска определяются диа-
метром замыкающей головки, а также
формой и размерами
гнезда.
в буфере без большого люфта во избе-
жание смещения замыкающей головки
относительно закладной.
На фиг. 51 показан разрез потайного-
шва, склепанного заклепками типа ЗУ-9СР
диаметром в 3 мм на прессе при помощи
описанного выше приспособления. Штам-
повка гнезд и пробивка отверстий произ-
ведены в приспособлении типа П-99. Обра-
щает на себя внимание хорошее качество
гнезда и отверстия. Последнее имеет стро-
го цилиндрическую форму.
Что касается вопроса о допустимости
в самолетостроении пробивки отверстий
вместо их сверления, то исследования, проведенные ЦИТ,
показали, что прочность заклепочных соединений с отверстия-
ми как просверленными, так и пробитыми — одинакова ’.
отштампованного
Последнее должно находиться
1 Инж. В. Пятибратов, Влияние способа образования отверстий
под заклепки на прочность заклепочного шва. ,Авиапромышленность“-
№ 2, 1940, стр. 61.
72
Формы и размеры рабочих мест матриц и пуансонов,
применяемых для штамповки гнезд на прессах, те же, что
и для штамповки гнезд пневматическими молотками. Необ-
ходимо однако отметить, что размеры рабочих мест опре-
делены нами, исходя из условий штамповки нескольких
листов одновременно. При раздельной же штамповке, когда
гнезда образуются в тонкой обшивке отдельно, как пока-
зывают и подсчеты и практика, глубину лунок матриц сле-
дует несколько увеличить. Кроме того, в stomi случае надо
сверлить предварительно отверстия меньшего диаметра, со-
ответственно изменив диаметр ловителя пуансона и диаметр
отверстия матрицы.
Потайная клепка по способу А вообще не является вы-
сокопроизводительной, в том числе и на прессах. В этом от-
Фиг. 51. Разрез потайного шва, полученного при помощи
приспособлений типов П-99 и П-103.
ношении значительно большими преимуществами обладает
потайная клепка по способу В. На фиг. 52 изображено при-
способление типа П-65 для потайной клепки по последне-
му способу. Это приспособление состоит из гладкой об-
жимки 7 и корпуса 1, внутрй которого находится пуансон
3. Положение последнего регулируется винтом 2, после
чего пуансон закрепляется винтом 6, который одновременно
служит ограничителем верхнего хода буфера 5, отжимаемо-
го пружиной 4.
Работа в описанном приспособлении производится сле-
дующим’ образом. В склепываемых деталях заранее сверлят
отверстия и вставляют в них заклепки. Затем деталь подво-
дят под пресс и устанавливают так,, чтобы выступающий
отержень одной из заклепок занял положение, показанное
На Фиг. 52, б.
Далее включают пресс, отчего плунжер с гладкой об-
жимкой движется вниз и штампует головкой заклепки гнез-
До> одновременно образуется замыкающая головка. Послед-
няя получается путем выдавливания стержня заклепки пу-
ансоном 3; при этом самый пуансон неподвижен, а буфер1
73-
б
•Фиг. 52. Приспособление
типа П-65 для потайной
клепки на прессах по спо-
собу В.
1 — корпус; 2 — регулировочный
винт; 3 — пуансон; 4 — пружина;
Л — буфер; 6 — винт; 7—гладкая
обжимка.
осаживается вниз. Заключительный момент клепки изобра-
жен на фиг. 52, а.
Следует отметить, что образование замыкающей головки
происходит в весьма неблагоприятных условиях деформа-
ции, причем нередко появляются трещины, особенно у тех
.заклепок, срок использования которых после закалки исте-
кает. Кроме того, кромки пуансона
и буфера быстро изнашиваются,
поэтому на замыкающей головке
остается довольно значительная
кольцеобразная заусеница.
На фиг. 53 изображен разрез
потайного заклепочного соедине-
ния, полученного с помощью опи-
санного выше приспособления; ясно
видна упомянутая кольцеобразная
заусеница на замыкающей головке
заклепки.
Аналогичные приспособления
применяются при потайной клепке
на прессах по способам С и D.
В этих случаях изменяются лишь
размеры гнезда в буфере.
Не вполне удовлетворительное
качество замыкающей головки за-
ставило нас отказаться от приспо-
соблений типа П-65 и искать дру-
гую конструкцию, где образование
замыкающей головки происходило
бы в более благоприятных услови-
ях. Такая конструкция была раз-
работана (типы П-106 и П-107) и
испытана в лабораторных и полу-
производственных условиях, при-
чем испытания эти дали хорошие
результаты.
Фиг. 54 изображает такое при-
способление типа П-106, предназна-
ченное для потайной клепки на
прессах по способам С и D. Оно состоит из поддержки 7,
по которой скользит буфер 4, отжимаемый спиральной пру-
жиной 2. Винт 6 ограничивает ход буфера вверх. Плоская
пружина 3 под давлением шариков 8 может разводить в
стороны кулачки 5.
*74
Работа в этом приспособлении производится следующим
образом: в отверстия, заранее просверленные в склепывае-
мой детали,; вставляют за-
клепки и подают деталь
под пресс таким обра-
зом, чтобы одна из за-
клепок попала выступаю-
щей частью стержня в от-
Фиг. 53. Разрез потайного шва, по-
лученного с помощью приспособле-
ния типа П-65.
верстие кулачков, как по-
казано на фиг. 54, а. Затем
включают пресс и плунжер,
с гладкой обжимкой 9 опу-
скается вниз, приходя в соприкосно-
вение с закладной головкой заклепки
и наружной поверхностью детали. Ко-
гда листы будут плотно сжаты, буфер
при дальнейшем ходе плунжера опу-
скается и заплечики поддержки вы-
талкивают из гнезд шарики, которые
разводят в стороны концы пружины 3,
а вместе с ними и кулачки 5.
Назначение этих кулачков состоит
в том, чтобы обеспечить в начале ра-
боты правильную установку детали
с заклепкой относительно приспособ-
ления; в дальнейшем кулачки должны
быть разведены в стороны, иначе бу-
фер не сможет опуститься и таким об-
разом это будет препятствовать образо-
ванию замыкающей головки заклепки.
На фиг. 54, б изображен заключи-
тельный момент клепки, когда буфер
занял свое крайнее нижнее положе-
ние и поддержка образовала замыкаю-
щую головку.
Изменяя форму торца поддержки,
м°жно получить замыкающую голов-
КУ любой формы, в том числе и по-
лукруглую.
* Иа фиг. 55 показан разрез потай-
ного шва, склепанного в описанном
выше приспособлении. Клепка произ-
п0 способу D заклепками типа
У-1200 диаметром в 3 мм.
Фиг. 54. Приспособление
типа П-106 для потайной
клепки на прессах по
способу В.
1 — поддержка; 2 — спираль-
ная пружина; 3—плоская пру-
жина; 4 — буфер; 5 — кулач-
ки; 6 — винт; 7 — штифты;
8 — шарики; 9 — гладкая об-
жимка.
75
Совершенно аналогичную конструкцию Имеет приспособ-
ление типа П-107, предназначенное для потайной клепки
на прессах по способу В. Здесь изменяется лишь расстояние
торца поддержки от торца буфера в крайнем нижнем по-
ложении последнего (в сторону увеличения) и предусмат-
Фиг. 55. Разрез потайного шва, полученного с помощью
приспособления типа П-106.
риваются фаски в буфере в соответствии с формой и раз-
мерами гнезда под закладную головку потайной заклепки.:
На фиг. 56 изображен разрез потайного шва, полученно-
го при помощи приспособления П-107, а на фиг. 57 пока-
Фиг. 56. Разрез потайного шва, полученного
с помощью приспособления типа П-107.
зап аналогичный шов, у которого для наглядности одна за-
клепка удалена.
При потайной клепке на прессах по способу В приме-
нение гладкой обжимки, строго говоря, не вполне правиль-
но, ибо она с самого начала процесса производит давление
Фиг. 57. Разрез потайного шва, полученного с помощью
приспособления типа П-107. Одна заклепка удалена.
на закладную головку заклепки, которая штампует для себя;
гнездо; но так как листы не сжаты, то происходит выпучи-
вание обшивки, аналогичное изображенному выше на фиг..
21, хотя и в меньшей степени. В заключительный момент
эти выпучивания несколько разглаживаются обжимкой, про-
изводящей большое давление на обшивку с заклепкой.
76
В этом случае было бы правильнее применять гладкую
обжимку с пружинным буфером, показанную на фиг. 58.
Обжимка эта состоит из державки 1, пружины 2 и буфера
4, ход которого вниз ограничивает винт 3. Применение этой
обжимки для потайной клепки на прессах по способу В де-
лает процесс более правильным: вначале листы прижимают-
ся буфером, а затем происходят штамповка гнезда головкой
заклепки и клепка. При этом листы
обшивки лучше сохраняют свою перво-
начальную гладкость.
Рассмотренные выше приспособления
для штамповки гнезд и клепки на прес-
сах хотя и дают лучшие результаты
в сравнении с ручной клепкой пневма-
тическими молотками в отношении как
производительности, так и качества за-
клепочного соединения, однако все же
не являются вполне совершенными.
Время, потребное для штамповки
гнезд и для клепки, составляет сравни-
тельно небольшую часть суммарного
времени, включая операции сверления,
вставки заклепок, установки фиксаторов
или контрольных винтов и пр. Эти вспо-
могательные операции не механизиро-
ваны, производительность их низка, и
здесь тратится лишнее время на пере-
ход от одной операции к другой. Кроме
этого, качество заклепочного соедине-
ния во многих случаях зависит также
от квалификации рабочего. Так, при
сверлении отверстий переносным ин-
струментом ось последнего часто не бы-
Фиг. 58. Гладкая об-
жимка с предвари-
тельным прижимом,
/—державка; 2—пружина;
3 — винт; 4 — буфер.
вает строго перпендикулярна поверхно-
сти склепываемых деталей. Это приводит к наклонному
Расположению заклепки и к смещению ее замыкающей го-
ловки при клепке.
Поэтому весьма желательно механизировать хотя бы
часть указанных вспомогательных операций и объединить
Есе операции, (начиная со сверления и кончая клепкой) в еди-
ный автоматизированный процесс, сведя при этом к мини-
муму потери времени на переходы. Тогда качество закле-
почного соединения будет зависеть не от квалификации
рабочего, а от настройки такого автомата.
77
Весьма интересной попыткой в этом направлении яв-
ляется создание немецкой самолетостроительной фирмой
«Хеншель» автоматической клепальной машины FMA типа
NA*4 (фиг. 59).
Машина эта1 производит сверление отверстий, зенкова-
ние или штамповку гнезд, вставку заклепок и клепку, при-
чем все операции выполняются автоматически. Склепывае-
мые детали помещают между дрелью а и клепальным мо-
лотком Ь, которые снабжены буферами для прижимания
листов. Оси дрели и молотка совпадают и перпендикулярны
к склепываемым деталям. По обеим сторонам сверлильной
головки расположены поддержка с и приспособление d
для вставки заклепок. Эти две части машины, кроме попе-
речного поступательного перемещения в направлении скле-
пываемого шва, совершают еще движение вверх и вниз.
Снабдив) машину добавочным рабочим столом е с авто-
матической подачей, можно осуществить в процессе клепки
жесткое крепление склепываемых деталей и подачу их, со-
ответствующую требуемому шагу заклепочного шва. Диа-
пазон подачи очень широк: до 250 мм. Там же, где нет
такого рабочего стола, детали можно подавать от руки.
Так как вся работа происходит по одной вертикальной
оси, то оказывается возможным осуществить клепку и кри-
волинейных поверхностей.
Все механизмы описываемой машины, кроме дрели, при-
водятся в действие сжатым воздухом. Для дрели же
устроен индивидуальный электропривод.
Работа на этой машине протекает следующим' образом.
Первая операция — сверление. Сверление
(а если необходимо, то и одновременная раззенковка) отвер-
стия производится сверху. Инструмент а (см. фиг. 59) со-
стоит из дрели со сверлом и зенкером. Шпиднель дрели ав-
томатически передвигается вверх и вниз. Во время этой опе-
рации листы плотно сжаты.
Вторая операция — подача и вставка за-
клепки. Заклепка автоматически вставляется в отверстие
сверху при поступательном движении инструмента. Проис-
ходит это следующим образом. Головка d приспособления
для вставки заклепок во время сверления остается в своем
верхнем боковом положении. Когда же сверление окончено
1 Описание и рисунки заимствованы нами из статьи В. Пляйнеса,
„Методы клепки и клепальное оборудование в германском металличе-
ском самолетостроении", опубликованной в журнале „The Royal Aeronau-
tical Society", № 333, 1938.
78
Фиг. 59. Автоматическая клепальная машина FMA типа NA-4.
а ~~ сверлильная головка; b — клепальный молоток; с — поддержка; d — приспо-
собление для подачи заклепок; е — рабочий стол.
79>
и шпиндель дрели достигнет крайнего верхнего положения,
головка d движется вниз к центру по наклонной линии.
К тому моменту, как ее движение прекратится, заклепка
уже находится в специальных зажимных клещах, которые
держат ее в вертикальном положении как раз над просвер-
ленным отверстием. Головка d устроена таким образом, чго
при следующем движении дрели вниз (без соприкосновения
сверла с деталью) приготовленная заклепка вталкивается в
отверстие из зажимных клещей, после чего головка d отво-
дится особой пружиной назад — в свое исходное положение.
Третья операция — клепка. В момент образова-
ния замыкающей головки поддержка с, находящаяся обычно
в верхнем боковом положении, скользит по боковым направ-
ляющим вниз — к заклепке, а в это время пневматический
молоток Ь, расположенный под склепываемыми листами, под-
нимается вверх и ударяет по стержню заклепки до тех пор,
пока не расклепает его и не образует плоскую головку. Если
гнездо предварительно не было раззенковано, то в это же
время происходит и штамповка гнезда головкой заклепки.
Клепальный молоток снабжен буфером, который может
двигаться вверх и вниз, что обеспечивает абсолютную плот-
ность прижимания листов.
После того как образована замыкающая головка заклеп-
ки, молоток с буфером движется вниз, и склепываемые ча-
сти получают возможность передвинуться на требуемый шаг
для постановки следующей заклепки.
Заклепки подаются из специального магазина, представ-
ляющего собой вращающийся барабан, в который загружают
заклепки одного размера и определенной формы. Нижней
части барабана придана особая форма, что заставляет за-
клепки располагаться в ряд. Этот ряд заклепок постепенно
движется из барабана вниз к косым направляющим, куда
заклепки попадают одна за другой (концом стержня вниз) и
через специальное разделительное устройство поступают к
зажимным клещам.
Механизм подачи и вставки заклепок может работать
безотказно лишь в том случае, если заклепки изготовлены
очень точно. При заклепках, имеющих на конце стержня
фаску, процесс вставки их в отверстие упрощается, особен-
но в автоматической машине.
Если размеры стержней заклепок с полукруглой, плоско-
выпуклой и потайной головками одинаковы, то для подачи
всех этих видов заклепок можно использовать один и тот
же механизм. Если же размеры стержней различны, то для
430
заклепок диаметром от 2,5 до 3 мм можно употребить одни
и те же подающий механизм и зажимныё клещи, а для за-
клепок диаметром от 3,5 до 4 мм требуются уже другие.
При этом смену указанных деталей можно произвести менее,
чем за 5 мин.
Стружки, образующиеся в процессе сверления и зенкова-
ния, удаляются сжатым воздухом.
Описанная автоматическая машина может быть применена
в тех случаях, когда верхняя сторона склепываемой конст-
рукции плоская, по крайней мере на участке, ширина кото-
Фиг. 60. Конструкция с профилями минимальных размеров
для клепки на автоматической клепальной машине FMA
типа NA-4.
рого равна ширине зажимных клещей. Поэтому такая маши-
на особенно удобна для клепки тонких листов с продоль-
ными и поперечными стрингерами из открытых или частично
открытых профилей, расположенных с внутренней стороны
(в данном случае внизу) конструкции.
Примерами таких конструкций могут служить агрега-
ты с работающей обшивкой. Ширина профилей по низу ог-
раничена лишь шириной обжимки и буфера, которые долж-
ны свободно перемещаться, не задевая стенок профиля.
Однако эти части машины настолько узки, что все встречаю-
щиеся в практике профили могут быть легко на ней скле-
паны.
На фиг. 60 показана для примера одна из конструкций
с минимальными размерами профилей, которые могут быть
склепаны на машине FMA типа NA-4.
Что касается производительности, то применение этого ав-
томата дает очень большие выгоды сравнительно с ручной
клепкой и даже с точечной электросваркой. На заводах
6 в. В. Швец.
81
фирмы «Хеншель» были проведены специальные исследова-
ния, результатом которых явился график, приведенный на
фиг. 61. Выводы, которые можно сделать при рассмотрении
этого графика, настолько очевидны, что в особых коммента-
риях не нуждаются.
Фиг. 61. График производительности при
клепке и сварке.
л — ручная клепка (2 чел.); б—клепка на автомате, без
времени на установку детали (1 чел.): в — точечная
электросварка, включая зачистку электродов и листов
(1 чел.).
Следует отметить, что рациональное использование тако-
го автомата требует особого подхода при конструировании
самолета, с расчетом максимальной механизации в производ-
стве. Одно из основных требований заключается здесь в том,
чтобы обшивка была расчленена на отдельные панели, состо-
ящие из листов с подкрепляющими профилями, а тот или
иной агрегат надо собирать уже из таких панелей, склепан-
ных предварительно на автоматической клепальной машине.
В тех случаях, когда каркас агрегата целиком собирает-
ся в приспособлении, а затем уже обшивается, использова-
ние автоматической клепальной машины будет весьма огра-
ничено.
ГЛАВА V
СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ КЛЕПКИ
И ТИПОВ ПОТАЙНЫХ ЗАКЛЕПОК
В гл. I и II было указано, что в самолетостроении полу-
чили наибольшее распространение четыре способа потайной
клепки (А, В, С и D) и четыре типа потайных заклепок
(ЗГ, ЗУ-90°, ЗУ-120° и ЗУ-120°Н). Возникает вполне естест-
венный вопрос, какой же из всех этих способов и какой тип
заклепки наилучшие?
Общего ответа на такой вопрос дать нельзя. Каждый из
способов клепки и типов заклепок имеет свои преимущества
и недостатки. В зависимости от местных конкретных условий
тот или иной фактор (например прочность или гладкость на-
ружной поверхности потайного шва) является решающим и,
следовательно, он и определяет в данном случае выбор спо-
соба клепки и типа заклепок.
Поэтому в настоящей книге мы преследуем, цель осветить
преимущества и недостатки как способов клепки, так и ти-
пов заклепок. Зная же их, нетрудно будет ориентироваться
в вопросах, какую и где поставить заклепку и какой для
этого применить способ.
Ниже приведен сравнительный анализ способов клепки
и типов заклепок по трем следующим факторам:
1) гладкость наружной поверхности потайного шва;
2) прочность потайного заклепочного соединения;
3) производительность потайной клепки.
Для получения необходимых материалов была произве-
дена потайная клепка экспериментальных образцов всеми
четырьмя способами и типами заклепок. Всего было склепано
около 2000 образцов.
Для определения степени гладкости наружной поверхно-
сти потайного шва подвергались клепке образцы размерами
50X150 мм. Для испытаний же прочности заклепочных сое-
динений были изготовлены образцы следующих размеров:
6*
83
a) 25X100 ло<| для определения разрушающего усилия на
срез и
б) 25X 200 мм для определения разрушающего усилия на
отрыв.
Толщина образцов была взята в следующих сочетаниях:
0,6+0,6; 0,8+0,8; 1,0+1,0; 1,5+1,5’ и 0,5+1,5 мм. Матери-
алом! для изготовления испытуемых пластинок служил ли-
стовой дуралюмин марки Д-4. Клепка производилась заклеп-
ками всех четырех типов (ЗГ, ЗУ-90°, ЗУ-1200 и ЗУ-1200 R),
диаметром в 3 мм. Кроме того, для сравнения была произ-
ведена клепка плосковыпуклыми заклепками типа ЗВ диа-
метром! также в 3 мм. Все заклепки были изготовлены из
дуралюмина марки Д-ЗП.
В табл. 18 приведены результаты контрольного химиче-
ского анализа заклепок, а в табл. 19 даны средние значения
сопротивления срезу в кг1ммг (по методу двойного среза).
Таблица 18
Химический анализ заклепок различного типа
Тип заклепки Содержание элементов в % Си Мп Mg Fe Si
ЗУ-90° . . . 2,76 0,48 0,41 0,30 0,38
ЗУ-1200 . . 3,02 0,57 0,46 0,41 0,41
ЗУ-1200 R . . 3,10 0,55 0,43 0,41 0,49
ЗГ _ — — н d • - 2,96 0,53 0,42 0,46 0,36
ЗВ . . . .. 2,66 0,52 0,44 0,43 0,46
Таблица 19
Сопротивление срезу заклепок различного типа
Тип заклепки Разрушающее усилие на срез кг Сопротивление срезу кг/мм"1
ЗУ-90° . . . 171,0 24,2
ЗУ-120° . . . 166,2 23,5
ЗУ-120°К . . 168,9 23,9
ЗГ 172,0 24,3
ЗВ 170,9 24,2
84
На фиг. 62 показаны эскизы образцов, служивших для
определения степени гладкости и прочности заклепочных
соединений.
Клепка образцов осуществлялась двумя путями:
1) на пневмогидравлическом прессе типа ЗКП-12 в при-
способлении типа П-74 (способы С и D) и
Фиг. 62. Эскизы образцов.
а — для определения гладкости наружной поверхности потайного шва; б — для опре-
деления разрушающего усилия на срез; в — для определения разрушающего усилия на
отрыв.
2) при помощи одноударного пневматического молотка
типа 2-КМО с гладкой обжимкой типа И-92 — в приспособ-
лении типа П-94 (способы С и D).
Зенкование гнезд для потайной клепки по способам С и
О производилось зенкерами типов И-68 и И-72 с помощью
насадки типа П-66.
Штамповка гнезд по способу А производилась на прессе
® приспособлении типа П-73, а одноударным' молотком
2'КМО— в приспособлении типа И-91. Клепались испытуе-
мые образцы на прессе в приспособлении типа П-103, для
85
клепки же одноударным молотком 2-КМО с гладкой обжим-
кой И-92 применялось приспособление типа П-94.
Последнее приспособление было использовано также и
для потайной клепки образцов по способу В одноударным
молотком 2-КМО, а клепка на прессе по тому же способу
была осуществлена в приспособлении типа П-65.
Во всех описываемых случаях клепка производилась
свежезакалепными заклепками, причем не позднее 1 часа
после окончания закалки.
Прочность склепанных образцов испытывалась на разрыв-
ной машине типа Р-5 Государственного завода испытатель-
ных приборов спустя семь суток после клепки. При этом
данные испытаний каждой партии заносились в специаль-
ные протоколы, один из которых приведен ниже.
ПРОТОКОЛ № 383
механического испытания на срез образцов из материала
марки Д-4
Способ клепки — D, прессовая. Заклепки типа ЗУ-1200 размерами
3X6,5 мм из материала марки Д-ЗП.
Дата клепки: 15/Ш—1940 г. Клепка производилась через 15 мин.
после закалки заклепок.
№ образца Толщина образца мм Разрушаю- щее усилие кг Характер разрушения * Дефекты клепки Примечание
1/190 1+1 139 Срез заклепки Нет
2/190 1+1 162 То же Я
3/190 1+1 161 Я 99
4/190 1+1 158 я 99
5'190 1+1 162 99 Я
6/190 1+1 153 99 ю
7/190 1+1 146 99
8/190 1+1 159 97
9/190 1+1 137 Я Я
10/190 1+1 149 п Я
Среднее разру- Минимальное раз- Максимальное
шающее уси- рушающее уси- разрушаю-
лие - . . - 152,6 кг лие . усилие . 162 кг
Дата испытания: 22/III 1940 г.
Испытание производил (подпись)
86
Каждая партия состояла из десяти одинаковых образцов.
По протоколу определялись: минимальное, максимальное и
среднее (из десяти образцов) разрушающие усилия на срез
или отрыв, а также самый характер разрушения. Данные
всех протоколов сведены в табл. 20 (см. вклейку в конце
книги) для заклепок типов ЗГ, ЗУ-90°, ЗУ-1200 и ЗУ-120°Н
и в табл. 21 — для заклепок типа ЗВ.
Таблица 21
Разрушающие усилия для заклепок типа ЗВ1
Толщина пласти- нок мм Характер усилия Разрушающее усилие на срез кг Разрушающее усилие на отрыв кг
клепка пневма- тическим молотком клепка на прессе клепка пневма- тическим молотком клепка на прессе
Минимальное . . 73 143 67 101
0,6+0,6 Среднее - . . 95,8 г 163 г 80,9 г 119,6 139 г
Максимальное . . 122 — 191 — 108 — —
Минимальное . . 181 165 ИЗ 109
0,8+0,8 Среднее .... 203,8 г, б 183,6 б 143,2 г, в 145,1 в, г
Максимальное . . 236 200 —. 172 — 169 —
Минимальное . . 185 171 139 170
1,0+1,0 Среднее . - - 199,5 б 182,3 б 162,6 в, г 191 в
Максимальное 250 •— 195 — 178 212 —
1.5+1,5 Минимальное . - 176 173 210 200
Среднее ... 185,3 б 188,2 б 228,1 в, 0 218 в, д
Максимальное . . 197 — 218 — 252 — 231 —
0>6+1,5 Минимальное . . 173 а 178 142 123
Среднее ..... 190,8 б 188,2 б 158,1 е 146,3 е, а
——-—. Максимальное . . 206 е 194 — 172 — 175 —
1 См. примечания к табл. 20,
87
Фиг. 63. Вырыв закладной головки из пластинки (испытание
на срез).
Фиг. 64. Вырыв закладной головки из пластинки (испытание
на отрыв).
Фиг. 65. Срез заклепки (испытание на срез).
Фиг. 66. Вырыв стержня из закладной головки (испытание
на срез).
88
Фиг. 67. Вырыв стержня из закладной головки (испытание
на огрыв).
Фиг. 68. Вырыв замыкающей головки из пластинки (испытание
на срез).
Фиг. 69. Вырыв замыкающей головки из пластинки (испытание
на отрыв).
Фиг. 70. Вырыв обеих головок из пластинок (испытание
на срез).
89t
Фиг. 71. Вырыв обеих головок из пластинок (испытание
на отрыв).
Фиг. 72. Разрыв пластинки со стороны закладной головки
(испытание на срез).
Фиг. 73. Разрыв пластинки со стороны закладной головки
(испытание на отрыв).
На фиг. 63—73 показаны наиболее типичные случаи раз-
рушения. Характер разрушения условно обозначен в табл. 20
и 21 буквами, которые имеют следующее значение:
а — вырыв закладной головки из пластинки (cmi фиг. 63
и 64);
б — срез заклепки (см. фиг. 65);
в — вырыв стержня из закладной головки (см. фиг. 66
и 67);
г — вырыв замыкающей головки из пластинки (см. фиг. 68
и 69);
д — вырыв обеих головок из пластинок (см. фиг. 70 и 71):
е — разрыв пластинки со стороны закладной головки
(см. фиг. 72 и 73).
Чтобы облегчить сравнение способов клепки и типов за-
клепок по прочности, составим вспомогательную таблицу
90
следующим образом. Прежде всего вычислим средние значе-
ния разрушающих усилий, полученных при испытании образ-
цов клепки па прессе и клепки пневм!атическим молотком
(среднее из двух средних) для пластинок толщиной в 0,8+
+ 0,8 мм, как наиболее характерных для заклепок диаметром
в 3 мм', включим сюда условно также и способ С (толщина
пластинок 0,5+1,5 мм). Примем теперь за 100% соответст-
венно: •
а) среднее разрушающее усилие на срез для заклепок
типа ЗВ (193,7 кг) и
б) среднее разрушающее усилие на отрыв (144,1 кг) для
заклепок того же типа ЗВ. t
Исходя из этого, определим' в процентах от величин,
принятых нами за 100%, значений разрушающих усилий на
срез и отрыв для всех остальных типов заклепок и спосо-
бов клепки. Результаты сведены в табл. 22.
Таблица 22
Сравнительные данные прочности образцов, склепанных различ-
ными способами и типами заклепок
Меныцие) в таком же разрезе сравнивать нельзя, ибо они не
характерны для всех способов.
основании данных, приведенных в табл. 22, можно
сделать следующие выводы:
*) наиболее прочными из всех являются заклепки типа ЗГ;
заклепки типов ЗУ-90°, ЗУ-120° и ЗУ-120°Н имеют
примерно одинаковую прочность на срез;
91
3) заклепки типа ЗУ-120° и ЗУ-120°И обладают несколь-
ко большей прочностью на отрыв, чем заклепки типа ЗУ-90°;
4) из всех способов клепки наибольшую прочность даег
способ А\ на втором! месте стоит способ В и на третьем—
способы, характеризующиеся раззенковкой гнезда, т. е. С
и D; впрочем, этого и следовало ожидать.
Для сравнительной оценки степени гладкости наружной
поверхности потайного шва.
Фиг. 74. Образцы потайной клеп-
ки. СЛ‘ ва — по способу D — зак-
лепками типа ЗУ-90°, справа —
по способу В — заклепками ти-
па ЗГ.
как было уже указано, склепы-
ванию подвергали образцы
размерами 50X150 мм. Затем
две крайние заклепки с одной
стороны разрезали и приго-
товляли шлиф для определе-
ния макроструктуры заклепоч-
ного соединения.
На фиг. 74 показан такой
образец потайной клепки: сле-
ва—по способу D—заклепка-
ми типа ЗУ-9О0 и справа—по
способу В—заклепками типа
ЗГ. На фиг. 75 изображен ма-
крошлиф потайного шва, скле-
панного по способу А заклеп-
ками типа ЗУ-90э.
При оценке степени глад-
кости наружной поверхности
потайного шва учитывались
. следующие факторы:
1) величина кольцеобраз-
ной воронки „солнышка" во-
круг головки заклепки;
2) расстояние между поверхностью закладной головки
заклепки и поверхностью склепываемого материала, т. е.
величина возвышения (или углубления) закладной головки
относительно поверхности склепываемого материала;
3) величина выпучивания склепываемого материала во-
круг головки заклепки.
В результате этой работы мы пришли к следующим вы-
водам.
1. Прессовая клепка во всех случаях дает лучшую глад-
кость в сравнении с аналогичными образцами, склепанными
пневматическими молотками.
2. Наилучшую гладкость из всех способов потайной клеп-
ки дает способ D (зенкованные гнезда). Остальные способы
92
(штампованные гнезда) дают одинаковую гладкость при
одинаковой толщине штампуемого материала. При увеличе-
нии же суммарной толщины штампуемого материала глад-
кость наружной поверхности ухудшается и, наоборот, при
уменьшении суммарной толщины — гладкость наружной по-
верхности улучшается. Так как обычно при потайной клепке
по способам В и С суммарная толщина штампуемого матери-
ала меньше, чем при потайной клепке по способу А, то со-
ответственно и гладкость наружной поверхности потайного
шва при клепке по способу А хуже, чем при клепке по
способам В и С.
3. Наилучшая гладкость наружной поверхности потайного
шва получается при заклепках типа ЗУ-120°. На втором
месте стоят заклепки типа ЗУ-90°, причем при потайной
Фиг. 75. Макрошлиф потайного шва. Клепка по способу А
заклепками типа ЗУ-90°.
клепке этими заклепками по способу D гладкость шва не
уступает гладкости, полученной при заклепках типа ЗУ-120°
На третьем месте идут заклепки типа ЗУ-120°Н и, наконец,
на последнем — заклепки типа ЗГ.
Надо, однако, отметить, что степень гладкости наружной
поверхности потайного шва в значительной мере зависит от
качества инструментов и приспособлений) а при ручной
клепке пневматическими молотками — и от квалификации
исполнителя. Поэтому даже при потайной клепке по спо-
собу d можно получить худшие результаты, чем при клепке
по способу А.
При получении исходных материалов для выводов мы
стремились создать совершенно аналогичные условия как
Для различных способов клепки, так и для всех четырех
типов заклепок.
Необходимо иметь в виду, что способ D обеспечивает
отличную гладкость наружной поверхности потайного шва
лишь при зенковании гнезд по упору. Зенкование «на-глаз'>
'соверщенно недопустимо.
93
Большую роль играет качество заклепок, размеры кото-
рых, безусловно, должны быть в пределах установленных
допусков, что, к сожалению, выполняется не всегда. Более
того, мы считаем необходимым подвергнуть пересмотру и
самые стандарты на потайные заклепки, ибо в них имеются
недочеты. Так, для заклепок типа ЗУ-90° стандарт ACT
120СС-Б не дает допуска на диаметр закладной головки.
Это приводит к тому, что, например, для заклепок диаметром
в 3 мм диаметр головки может колебаться от 5,1 до 5,8 лш
(номинальный размер 5,4 мм), при отклонении остальных
размеров заклепки от номинала в пределах установленных
допусков. Конечно, заклепки с такими колебаниями диамет-
ра закладной головки не смогут дать хорошей гладкости
наружной поверхности потайного шва.
Производительность потайной клепки зависит, главным об-
разом, от двух факторов: технической оснащенности (степе-
ни механизации) и квалификации исполнителей. Поэтому в
отношении производительности прессовая клепка имеет ряд
преимуществ сравнительно с ручной клепкой пневматически-
ми молотками, именно:
1) уменьшается количество рабочих (работа идет без
подручного);
2) рабочие могут быть более низкой квалификации;
3) благодаря применению специальных приспособлений,
время, потребное на постановку одной заклепки, во многих
случаях сокращается в сравнении с временем!, затрачиваемым
на клепку пневматическим молотком.
Время на постановку одной заклепки в - конструкцию
может сильно колебаться в зависимости от способа потай-
ной клепки и (в пределах одного и того же способа) от
схемы технологического процесса.
Наиболее производите.пьными технологическими схемами
потайной клепки мы считаем следующие.
Способ А Способ В Способ D
1. Одновременные про- бивка отверстий и штам- повка гнезд с шагоме- ром в приспособлении типа П-99 (работа на прессе) 1. Сверление отвер- стий 1. Одновременные сверление каркаса и обшивки и зенкова- ние гнезда в обшивке
Способ А Способ В Способ D
2. Вставка заклепки 2. Вставка заклепки 2. Вставка заклепки
3. Клепка иа прессе в приспособлении типа П-103 3. Одновременные штамповка гнезда го- ловкой заклепки и клеп- ка в приспособлении типа П-107 (на прессе) или типа П-94 (с одно- ударным пневматиче- 1 ским молотком) 3. Клепка (на прес- се или пневматиче- ским молотком)
На втором месте по производительности стоят следую-
щие технологические схемы потайной клепки.
Способ А Способ В Способ D
1. Сверление отвер- стий 1. Сверление отвер- стий 1. Сверление об- шивки и каркаса по каркасу
2. Одновременная штамповка гнезд в об- шивке и каркасе (на прессе—в приспособле- нии типа П-102—и пнев- матическими молотка- ми—с помощью приспо- собления типа П-110) 2. Вставка заклепки 1 2. Зенкование гнезд в обшивке
3. Вставка заклепки ~~ — 3. Штамповка гнезда головкой заклепки в приспособлении типа И-114 3. Вставка заклепки
4- Клепка (на прессе и Пневматическим мо- Л°ТКОМ) 4. Клеш.а 4. Клепка (на прес- се или пневматиче- ским молотком) 95у
Наконец, последнее место по производительности зани-
мают способ А с раздельной штамповкой гнезд в каркасе и
обшивке и способ С.
Практически на производительность потайной клепки ока-
зывает влияние значительно большее количество факторов,
чем приведено выше, но учесть их все в общем случае
весьма трудно. Например, для плохо доступных мест клепки
способ А с раздельной штамповкой гнезд в обшивке и кар-
касе может оказаться в общем более производительным, чем
тот же способ с одновременной штампоркой гнезд в об-
шивке’ и каркасе. Высокую производительность работы мо-
жет обеспечить лишь достаточно продуманный выбор схемы
технологического процесса с учетом местных условий и
особенностей.