Напилки

Практикою вироблені такі рекомендації щодо застосування холодного й гарячого клепання залежно від діаметра заклепок:

до d = 8 мм – лише холодне;

при d = 8... 12 мм – як гаряче, так і холодне;

при d > 12 мм – лише гаряче.

При виконанні слюсарних робіт звичайно використовують лише холодне клепання. Гаряче клепання, як правило, виконують у спеціалізованих цехах. Холодне клепання широко застосовують у літакобудуванні.

Перевага гарячого клепання полягає у тому, що стержень краще заповнює отвір у склепуваних деталях, а при охолодженні заклепка краще стягує їх. Утворення замикаючої головки може відбуватися при швидкій (ударне клепання) і повільній (пресове клепання) дії сил.

Залежно від інструмента й обладнання, а також способу нанесення ударів або тиску на заклепку розрізняють клепання трьох видів – ударне ручними інструментами; ударне за допомогою клепальних пневномолотків; пресове за допомогою клепальних пресів або скоб. Ударне ручне клепання внаслідок високої вартості й низької продуктивності застосовують обмежено – при незначному обсязі робіт або в умовах, коли через відсутність клепального інструмента не можна виконати ударне чи пресове клепання.

Заклепкові з'єднання мають ряд суттєвих недоліків, основними з яких є: збільшення маси клепаних конструкцій; послаблення склепуваного матеріалу у місцях утворення отворів під заклепки; значне число технологічних операцій, потрібних для виконання заклепкового з'єднання (свердління або пробивання отворів, зенкування або штампування гнізд під потаємну головку, встановлення заклепок і власне клепання) ; значний шум та вібрації (коливання), які виникають при роботі ручними пневматичними молотками і шкідливо впливають на організм людини, тощо.

Тому, крім удосконалення самого процесу клепання, застосовують й інші способи виготовлення нероз'ємних з'єднань, наприклад електричним і газовим зварюванням, з'єднанням металів термостійкими клеями ВК-32-200, ВК-32-250, ИП-9 та ін.

Однак у ряді галузей машинобудування, наприклад в авіабудуванні, у виробництві слюсарно-монтажного інструмента, клепання ще широко застосовують, особливо для з'єднання конструкцій, які працюють при високих температурах та тиску.

Розрізняють клепання ручне, механізоване, при якому застосовують пневматичні клепальні молотки, і машинне, що виконується на пресах одинарного й групового клепання.

Типи заклепок

Заклепка – це циліндричний металевий стержень з головкою певної форми. Головка заклепки, виготовлена разом зі стержнем, називається закладною, а та, що утворюється під час клепання з частини стержня, яка виступає над поверхнею склепуваних деталей, – замикаючою.

За формою головок розрізняють заклепки: з півкруглою високою головкою (рис. 10, а) зі стержнем d 1... 36 мм і завдовжки 2... 180 мм; з пікруглою низькою головкою (рис. 10, б) зі стержнем d 1... 10 мм і завдовжки 4... 80 мм; з плоскою головкою (рис. 10, в, ліворуч) зі стержнем 02... 36 мм і завдовжки 4... 180 мм (рис. 10, в, праворуч) ; з потайною головкою (рис. 10, г) зі стержнем d 1... 36 мм і завдовжки 2... 180 мм; з півпотайною головкою (рис. 10, д) зі стержнем d 2... 36 мм і завдовжки 3... 210 мм.

Заклепки виготовляють з матеріалів, яким властива хороша пластичність, – сталі (Ст2, СтЗ, сталі 10 і 15), міді (МЗ, МТ), латуні (Л63), алюмінієвих сплавів (АМг5П, Д18, АД1) ; заклепки для відповідальних з'єднань виготовляють з нержавіючої (Х18Н9Т) або легованої, (09Г2) сталі.

 

Рис 10. Заклепки:

а – з півкруглою високою головкою, б – з півкруглою низькою головкою, в – з плоскою головкою, г – з потайною головкою, д – з півпотайною головкою, е – вибухова двокамерна.

 

Рис. 11. Клепання вибуховими заклепками

 

Як правило, заклепки мають бути виконані з того самого матеріалу, що й з'єднувані деталі; у противному разі можлива поява корозії й руйнування місця з'єднання.

Найширшого застосування у машинобудуванні набули заклепки з півкруглою головкою. Інколи застосовують спеціальні типи заклепок – вибухові (АН-1504), із сердечником (АН-831) тощо.

Види заклепкових швів

Місце з'єднання деталей заклепками називається заклепковим швом (рис. 12). Залежно від характеристики й призначення заклепкового з'єднання заклепкові шви поділяють на три види – міцні, щільні й міцнощільні.

Міцний шов застосовують для з'єднань підвищеної міцності. Міцність шва досягається тим, що він має кілька рядів заклепок. Ці шви застосовують при клепанні балок, колон, мостів та інших металевих конструкцій.

Щільний шов застосовують для виготовлення досить щільної й герметичної конструкції при незначних навантаженнях. З'єднання з щільним швом виконують звичайно холодним клепанням. Для досягнення потрібної герметичності шва використовують різноманітні прокладки паперу, тканини, промащені оліфою або суриком, або підчеканювання шва. Ці шви застосовують при виготовленні резервуарів, на які не діятиме високий тиск (відкриті баки для рідини), та деяких інших виробів.

 

Рис. 12. Заклепкові шви:

а – однорядний у напусковому з'єднанні; б- однорядний у стиковому з'єднанні з однією накладкою; в – однорядний у стиковому з'єднанні з двома накладками; е – дворядний з шаховим розміщенням заклепок у стиковому з'єднанні з однією накладкою.

 

Міцнощільний шов застосовують для виготовлення міцного і разом з тим непроникного для пари, газу, води та інших рідин з'єднання, наприклад, у парових котлах та різноманітних резервуарах з високим внутрішнім тиском.

Міцнощільні шви виконують гарячим клепанням за допомогою клепальних машин з подальшим підчеканюванням головок заклепок та кромок листів.

У кожному заклепковому з'єднанні заклепки розміщують в один, два і більше рядів. Відповідно до цього заклепкові шви поділяють на однорядні, дворядні й багаторядні, а залежно від розміщення заклепок – на паралельні й шахові (рис. 12, а-г).

Ручне клепання

Інструменти й пристрої для клепання. При ручному клепанні застосовують слюсарні молотки з квадратним бойком, підтримки, обтискачі, натяжки й чекани.

 

Масу молотка вибирають залежно від діаметра заклепки: 

Діаметр заклепки, мм122, 533, 54568

Маса молотка, г200100200200400400500

 

Підтримки служать опорою при розклепуванні стержня заклепок. Форма і розміри підтримок залежать від конструкції склепуваних деталей і діаметра стержня заклепки, а також від вибраного методу клепання (прямий чи зворотний). Підтримка має бути в 3... 5 разів масивнішою за молоток.

Обтискачі служать для надання замикаючій головці заклепки після осаджування потрібної форми. На одному кінці обтискача е заглиблення за формою головки заклепки.

Натяжка – це бородок з отвором на кінці; вона застосовується для осаджування листів.

Чекан – слюсарне зубило з плоскою робочою поверхнею і застосовується для створення герметичності заклепкового шва, що досягається обтискуванням (підчеканюванням) замикаючої головки та краю листа.

Незалежно від інструментів та пристроїв, що застосовуються, склепувані деталі розміщують так, щоб закладні головки заклепок знаходилися зверху. Це дає змогу вставляти заклепки завчасно.

Потрібну кількість, діаметр і довжину заклепок визначають розрахунками. Довжину стержня заклепки вибирають залежно від товщини склепуваних листів (пакета) і форми замикаючої головки.

 

Заминаюча головна Стержень заклепки

 

Закладна головка

Стержень заклепки

Заминаюча головна

  

Закладна головка

Рис. 13. Елементи закіепки з потайною (а) і півкруглою (б) головками.

 

Довжина l (мм) стержня заклепки для утворення замикаючої потайної головки (рис. 13, а) визначається за формулою l = S + (0, 8... 1, 2) d, де S – товщина склепуваних листів, мм. Для – діаметр заклепки, мм. Для утворення замикаючої півкруглої головки (рис. 13, б) l = S – (1, 2... 1, 5) d.

За розрахунковим (наближеним) значенням беруть найближче більше значення з числа довжин заклепок, передбачених стандартами.

Відстань від центра заклепки до краю склепуваних листів має становити 1, 5 d.

Залежно від діаметра заклепки отвори в склепуваних листах (пакетах) свердлять або пробивають. Діаметр отвору має бути більшим за діаметр заклепки: 

Діаметр заклепки, мм2, 02, 32, 63, 03, 54, 05, 06, 07, 08, 0

Діаметр отвору, мм2, 12, 42, 73, 13, 64, 15, 26, 27, 28, 2

 

Види дефектів клепання

Вид дефекту

Причина виникнення

 

Зміщення замикаючої головкиСкошено або нерівно обрізано торець стержня заклепки

Прогин матеріалу

Діаметр отвору малий

Зміщення обох головок заклепки

Отвір просвердлено косо

 

Згин замикаючої головки

Перевищена довжина стержня заклепки; підтримка встановлена не по осі заклепки

 

Розклепування стержня між листами

Клепання здійснене при непритиснутих листах

 

 

Підсічка (зарубування) головки

Обтискач при обробці головки був поставлений косо

 

 

Недотягнута головкаНещільна посадка закладної головки при клепанні

 

Мала замикаюча головка

Недостатня довжина виступаючої частини стержня заклепки

 

Нещільне прилягання замикаючої головки

Перекіс обтискача

 

Рвані краї головки

Погана якість металу заклепки