Заклепки Производители

Знание отрасли

Допуск отверстия и классификация посадок для заклепок с плоской головкой под головку с головкой под головку — почему посадка с зазором не всегда является правильным выбором

Заклепка с плоской головкой со шплинтом и поперечным отверстием сочетает в себе две механические функции в одной детали: тело заклепки передает нагрузку сдвига между соединяемыми элементами, опираясь на стенки отверстия, а поперечное отверстие на хвостовом конце принимает шплинт, шплинт или зажим, который удерживает узел в осевом направлении. Посадка между хвостовиком заклепки и ответными отверстиями в вилке и вилке должна выбираться с учетом обеих функций: посадка, оптимизированная исключительно для облегчения сборки, поставит под угрозу распределение срезающей нагрузки, тогда как посадка, оптимизированная исключительно для передачи нагрузки, делает установку непрактичной и предотвращает небольшое угловое сочленение, которое специально спроектировано для соединения вилочных соединений.

Классификации посадок ISO 286-1, используемые в шплинтах, делятся на три практические зоны. Посадка с зазором (H8/f7 или H9/d9) обеспечивает свободное вращение и легкую установку, что делает ее используемой по умолчанию для поворотных и шарнирных устройств, где ожидается непрерывное сочленение. Переходная посадка (H7/k6 или H7/m6) обеспечивает почти нулевой зазор с периодическими помехами, что подходит, когда соединение должно выдерживать сдвиг без бокового люфта, но при этом его необходимо разобрать для технического обслуживания. Посадка с натягом (H7/p6 или более плотная) надолго фиксирует штифт в ухе вилки — используется, когда заклепка не предназначена для снятия и передача нагрузки должна быть максимальной. Выбор посадки с зазором в условиях структурного сдвига, поскольку его легче установить, приводит к фрикционному износу между штифтом и стенкой отверстия: небольшое циклическое скользящее движение под нагрузкой постепенно разрушает обе поверхности, увеличивая отверстие и уменьшая эффективную площадь опоры на 20–40% в течение срока службы.

Положение поперечного отверстия добавляет дополнительное ограничение допуска, которого нет в стандартных цельных заклепках. Отверстие должно располагаться на определенном осевом расстоянии от хвостовой части, чтобы стопорный штифт не касался поверхности сопрягаемой детали при установке. Поперечное отверстие, расположенное слишком близко к хвостовой фаске, уменьшает сетчатое сечение в самом слабом месте заклепки; слишком далеко внутрь, и шплинт не может быть вставлен после сборки. Компания Suzhou Anzhikou Hardware Technology Co., Ltd. производит заклепки с плоской головкой со штифтом с головкой с головкой с допуском положения поперечного отверстия, поддерживаемым оборудованием с ЧПУ с точностью до ±0,05 мм от заданного осевого положения, гарантируя, что функция удерживающего штифта подтверждается размерно перед отправкой, а не обнаруживается во время сборки.

Напряжение подшипника заклепки в сравнении с разрывом листа — какой режим отказа определяет конструкцию соединения

заклепанный Конструкция соединения включает в себя два конкурирующих вида разрушения, оба из которых необходимо проверять независимо: разрушение опоры хвостовика заклепки на стенку отверстия и разрушение на вырыв (или срез) листового материала между отверстием для заклепки и краем детали. Какой режим является решающим, зависит от соотношения краевого расстояния к диаметру отверстия, относительной прочности заклепки и листового материала, а также от того, подвергается ли заклепка одинарному или двойному сдвигу. Проектирование по одному критерию при игнорировании другого приводит к тому, что соединения выходят из строя при нагрузках значительно ниже запланированной расчетной точки.

Несущее напряжение заклепки рассчитывается как приложенное усилие сдвига, разделенное на площадь опорной поверхности (диаметр хвостовика × толщина листа). Для стальной заклепки в алюминиевом листе разрушение подшипника алюминиевого листа почти всегда имеет решающее значение до текучести хвостовика заклепки - предел текучести алюминия в подшипнике (обычно 380–480 МПа для 6061-T6) достигается задолго до деформации стальной заклепки. В этой комбинации материалов увеличение диаметра заклепки более эффективно снижает нагрузку на подшипник, чем увеличивает прочность материала заклепки, поскольку проецируемая площадь увеличивается с диаметром, а разница в прочности материала уже велика.

Разрушение при отрыве происходит, когда листовой материал между краем отверстия и краем детали сдвигается по двум параллельным плоскостям. Минимальное краевое расстояние для предотвращения вырыва обычно составляет 1,5 диаметра отверстия для алюминиевых сплавов и 1,25 диаметра для стали в соответствии со стандартами аэрокосмической клепки (такими как MIL-HDBK-5 и EN 9347). Ниже этих пороговых значений прочность соединения на вырыв падает нелинейно — уменьшение краевого расстояния вдвое с 1,5D до 0,75D может снизить прочность на вырыв до 65%, а не на 50% из-за эффектов концентрации напряжений на границе отверстия. Практическая проверка конструкции сравнивает допустимое напряжение подшипника с допустимым вырывом для фактического краевого расстояния и определяет размер соединения по наименьшему из двух значений.

Для штифта с головкой заклепки с плоской головкой в частности, геометрия плоской головки влияет на распределение нагрузки на подшипник по толщине листа. Плоская (потайная) головка более равномерно распределяет нагрузку по длине захвата, чем выступающая головка в тех случаях, когда головка находится заподлицо с поверхностью панели, но она также удаляет материал из хвостовика на глубине зенковки, уменьшая эффективную площадь сдвига в месте соединения головки и хвостовика. Это уменьшение площади сдвига необходимо учитывать в соединениях с одним сдвигом, где плоскость передачи нагрузки совпадает с зоной зенковки.

Стратегия сочетания материалов для заклепок в разнородных металлических сборках

Гальваническая коррозия между заклепкой и сопрягаемым с ней листовым материалом представляет собой долгосрочный структурный риск, которому на этапе проектирования уделяется недостаточно внимания. В отличие от болтовых соединений, заклепки нельзя периодически снимать и наносить повторное покрытие — накопление продуктов коррозии на границе раздела заклепка-лист представляет собой постоянное скопление, которое расширяет отверстие заклепки, создает растягивающее напряжение в окружающем листе и в конечном итоге вызывает характерный отказ «дымящейся заклепки», видимый как белые оксидные полосы, исходящие из отверстий заклепки в алюминиевых конструкциях. Разность гальванических потенциалов между заклепкой и листом должна учитываться с самого начала, а не рассматриваться как проблема технического обслуживания.

В следующей таблице приведены наиболее часто используемые пары материалов «заклепка-лист», их гальваническая совместимость и рекомендуемые меры по смягчению последствий, когда соединение необходимо по механическим причинам:

Важным нюансом является то, что соотношение площадей усиливает гальваническое повреждение. Маленькая заклепка (анод), контактирующая с большим листом (катодом), корродирует гораздо быстрее, чем обратная — малая площадь анода концентрирует ток коррозии. Вот почему использование стальной заклепки в медном или нержавеющей листе менее вредно, чем наоборот, даже если разность потенциалов идентична. Для нестандартных заклепочных сборок, в которых сочетание материалов определяется структурными требованиями или требованиями проводимости, а не гальваническими предпочтениями, производственная группа Anzhikou работает с клиентами, чтобы определить совместимые обработки поверхности, которые прерывают электрохимический путь без ущерба для механического интерфейса.

Параметры процесса холодной высадки, определяющие целостность головки заклепки при крупносерийном производстве

Растрескивание головки заклепки, неполное формирование головки и ошибки соосности головки к стержню являются тремя наиболее распространенными дефектами холодной высадки при производстве заклепок, и все три возникают из-за контролируемых параметров процесса, а не из-за качества материала. Понимание этих переменных помогает инженерам по закупкам составить значимые критерии входного контроля и оценить, соответствуют ли возможности процесса поставщика данному применению, а не полагаться исключительно на окончательные проверки размеров, которые выявляют дефекты только после того, как они будут произведены.

Растрескивание головки происходит, когда пластичность заготовки проволоки недостаточна для степени деформации, вызванной головкой. Коэффициент высадки — отношение исходного диаметра проволоки к диаметру головки — определяет, какую пластическую деформацию должен выдержать материал. Для заклепки с плоской головкой с диаметром головки в 2,5 раза больше диаметра хвостовика поверхностная деформация по периметру головки при формовке превышает 150%. Материалы с низкими значениями уменьшения площади (RA) или проволока, упрочненная в результате неправильной волочения, не могут выдержать эту деформацию без образования трещин по периферии головки. Выбор проволоки с минимальным RA 60 % для латунных и 65 % для стальных заклепок – это практический метод контроля входящего материала, который напрямую коррелирует с выходом продукции.

Соосность головки к хвостовику контролируется выравниванием матрицы и постоянством подачи проволоки. Несоосный пуансон смещает центр головки относительно оси хвостовика, создавая эксцентричную головку, которая создает неравномерное опорное давление на зенковку при установке. Для заклепок с плоской головкой даже эксцентриситет в 0,1 мм приводит к тому, что головка раскачивается в зенковке, а не заподлицо с посадкой, оставляя зазор на одной стороне, который допускает фрикционное движение и возможное возникновение усталостных трещин на кромке зенковки. Допуски на концентричность менее 0,08 мм TIR (общее индикаторное биение) между головкой и хвостовиком достижимы с помощью современного оборудования для холодной высадки, но требуют регулярного контроля износа штампа — этапа контроля процесса, который компания Suzhou Anzhikou Hardware Technology Co., Ltd. интегрирует в свой парк из более чем 200 прецизионных станков в качестве планового интервала технического обслуживания, поддерживая постоянство размеров, которого требует сертификация ISO 9001: 2015 для всех экспортных партий. 40 стран мира.

Для штифта с головкой flat head rivets with cross holes, an additional process variable is the timing and method of cross hole drilling relative to head formation. Drilling after heading allows the cross hole to be positioned relative to the formed head geometry — the correct sequence for applications where head-to-hole axial distance is a functional requirement. Drilling before heading risks distorting the hole geometry during the heading operation if the hole falls within the deformation zone. The deformation boundary — the axial distance from the head face within which material flow occurs during upsetting — is approximately 1.5× to 2× the shank diameter for standard upsetting ratios, and the cross hole must be positioned outside this zone if pre-heading drilling is used.