Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
При изготовлении ювелирных и художественных изделий заклепочные соединения применяют в следующих случаях:
- при изготовлении различных ювелирных украшений, где наличие заклепок обусловлено замыслом художника-дизайнера;
- в соединениях, где необходимо исключить сопутствующее сварке/пайке термическое воздействие (выражающееся в ухудшении структуры металла в области шва), избежать перегрева расположенных вблизи сварного/паяного соединения деталей и коробления изделий;
- в соединениях деталей из трудно свариваемых/паяемых и не свариваемых/паяемых металлов, а также в соединениях деталей из разнородных металлов;
- в тех случаях, когда по форме соединяемых деталей их сложно сварить/спаять, в соединениях с затруднительным доступом;
- в соединениях металлических изделий с неметаллическими материалами (дерево, кожа, мех, текстильные материалы, пластики и др.);
- при ремонте изделий, когда при наличии отделки (золочение, чернение, эмалирование и др.) недопустим нагрев.
2. Сущность процесса клепки
Заклепки изготавливают из проволоки, диаметр которой соответствует диаметру отверстия. На одном конце заклепки головку необходимого профиля делают до начала сборки соединения. Это выполняется на специальных плитах методом формования. Затем заклепку вставляют в отверстие и расклепывают второй конец.
Заклепка состоит из стержня (2) с осадочной головкой (1) и замыкающей головкой (3), которая образуется при расклепывании (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Основные части заклепки:
1 – осадочная головка, 2 – стержень, 3 – замыкающая головка
В зависимости от диаметра заклепки она расклепывается в предварительно нагретом или в холодном состоянии. В первом случае заклепку нагревают до пластического состояния и осуществляют процесс клепки инструментом ударного или прессового действия. При остывании заклепка усаживается, плотно сжимая соединяемые детали. Холодную клепку используют при наличии достаточной пластичности металла для заклепок. В данном случае усадка заклепки происходит только в результате пластической деформации материала при расклепывании.
Заклепки со сплошным стержнем в продольном разрезе изображаются нерассеченными. Заклепочные швы выполняются внахлестку (рис. 1.2а) или встык с накладками (рис. 1.2б).
а) б)
Рис. 1.2. Соединение деталей встык и внахлестку:
1 – заклепка; 2 – стыковая планка; 3 – детали.
3. Материалы для изготовления заклепок
Заклепки изготавливают из металлов, обладающих вязкостью и пластичностью в холодном состоянии (сталь, медь, латунь, алюминий, серебро и др.).
Для горячеклепанных соединений применяют заклепки из углеродистых сталей 30, 35, 45. В специальных соединениях заклепки в зависимости от условий работы делают из коррозионностойких сталей, жаропрочных и жаростойких сплавов.
Заклепки для холодного соединения стальных деталей изготавливают из мягких пластичных сталей 10, 20, в ответственных соединениях – из сталей 15Х, 20Х, обладающих пластичностью и повышенной прочностью.
Сталь представляет собой сплав железа с углеродом и другими химическими элементами. Стали 10,20,30,35,40 – углеродистые качественные конструкционные стали; стали 15Х, 20Х – легированные конструкционные стали. Число марки указывает среднее содержание в стали углерода в сотых долях процента. Буква Х указывает на наличие хрома.
Для соединения цветных металлов, а также для соединения мягких материалов к металлическим деталям применяют заклепки из меди, латуни, бронз, алюминия и алюминиевых сплавов. При повышенных требованиях к коррозионной стойкости заклепки делают из нержавеющих сталей, никелевых и титановых сплавов.
Для соединения деталей из благородных металлов и сплавов применяют заклепки из соответствующих материалов (сплавы золота, серебра, платины).
В холодноклепаных соединениях не рекомендуется применять металлы с различным электрохимическим потенциалом, образующие гальванические пары и вызывающие коррозию. Как правило, заклепки делают из того же материала, что и склепываемые детали.
В соединениях с разнородными металлами (например, алюминиевые заклепки в деталях из магниевых и медных сплавов) необходимо антикоррозионное покрытие заклепок (кадмием или цинком).
4. Виды заклепок
В зависимости от требований к поверхности, заклепки могут иметь полукруглую, потайную, полупотайную или плоскую головку (рис. 1.3).
а) б) в) г)
Рис. 1.3. Виды заклепок: а – заклепка с полукруглой головкой,
б – заклепка с потайной головкой, в – заклепка с полупотайной головкой,
г – заклепка с плоской головкой
Заклепки выполняются по ГОСТ 10304–80 и по стандартам на виды заклепок. Заклепки с полукруглой (сферической) головкой выполняются по ГОСТ 10299–80, с потайной головкой – по ГОСТ 10300–80, с полупотайной головкой – по ГОСТ 10301–80, с плоской головкой – по ГОСТ 10303–80.
Соединения деталей из мягких материалов (кожи, пластмасс и т.п.) не требующие повышенной прочности, могут выполняться с помощью пустотелых (трубчатых) заклепок (рис. 1.4). Размеры и параметры таких заклепок приведены в ГОСТ 12644–80.
Рис. 1.4. Пустотелая заклепка
6. Выбор параметров заклепки
Наиболее широкое распространение получили заклепки с полукруглой головкой (рис. 1.5) и потайной головкой (рис. 1.6). Размеры заклепок с полукруглой головкой приведены в табл. 1.1, заклепок с потайной головкой – в табл. 1.2.
Рис. 1.5. Заклепка с полукруглой головкой
Рис. 1.6. Заклепка с потайной головкой
Таблица 1.1
Размеры заклепок с полукруглой головкой, мм (по ГОСТ 10299–80)
Таблица 1.2
Размеры заклепок с потайной головкой, мм (по ГОСТ 10300–80)
Длина заклепки L (мм) определяется по формуле:
L = S + (1,5d ± n), (1)
где S – суммарная толщина склепываемого материала, мм; d – диаметр заклепки, мм; n – коэффициент, определяется по табл. 1.3.
Таблица 1.3
Значение коэффициента n для формулы
Длина заклепки (L) выбирается из ряда: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 58, 60, 65, 70, 80,…, 180 мм.
При производстве ювелирных украшений используются чаще всего нестандартные заклепки. Они могут быть простыми или сложными, изящными или громоздкими, броскими или незаметными. Все заклепки необходимо делать из отожженной проволоки, которая должна плотно входить в отверстия. Выступающий конец заклепки необходимо делать слегка коническим, чтобы легче было ввести его в отверстие.
При выборе размеров нестандартной заклепки рекомендуется придерживаться следующих рекомендаций.
Диаметр стержня заклепки d (мм) зависит от толщины склепываемых листов или деталей и определяется по формуле:
d = 2s, (2)
где s – наименьшая толщина склепываемых деталей (листов), мм.
Длина стержня L (мм) берется исходя из суммы толщин склепываемых деталей и выступающей части стержня, необходимой для образования замыкающей головки:
L = S + l, (3)
где S – суммарная толщина склепываемого материала, мм; l – выступающая часть стержня, мм.
Для образования плоской потайной головки выступающая часть стержня l (мм) должна быть равна:
l = 0,5d, (4)
Для образования полукруглой головки выступающая часть стержня l (мм) должна быть равна:
l = 1,5d, (5)
5. Виды заклепочных соединений
Заклепочное
инение может быть подвижным и неподвижным. Если просверливаются две или более детали, которые затем подвижно скрепляются вместе посредством заклепки, то полученное соединение называют подвижным заклепочным (рис. 1.7а), а процесс его выполнения – подвижной или свободной клепкой. Посредством глухой клепки (рис. 1.7б) монтируемые части соединяют неподвижно.
а) б)
Рис. 1.7. Виды заклепочных соединений:
а – подвижное соединение; б – неподвижное соединение
По расположению заклепок в соединениях различают однорядные (рис. 1.8а) и многорядные заклепочные швы с цепным (рис. 1.8б) или шахматным (рис. 1.8в) расположением заклепок.
В многорядных швах заклепки располагают, как правило, в шахматном порядке с целью более равномерной нагрузки швов, а также для облегчения установки заклепок. Увеличение числа швов свыше трех повышает прочность незначительно. Вследствие ослабляющего влияния отверстий прочность заклепочных соединений меньше прочности целого материала.
а) б) в)
Рис. 1.8. Виды заклепочных соединений
в зависимости от расположения заклепок
7. Процесс клепки
Процесс клепки состоит из следующих последовательных операций:
- разметка центров отверстий;
- сверлений отверстий;
- раззенковка отверстий под потайную головку;
- ввод заклепки (снизу) в отверстие;
- расклепка заклепки.
8.
Основным инструментами для клепки является обжимка (оправка, пуансон), молоток и наковальня-поддержка. В некоторых случаях используется натяжка, которая служит для сжатия склепываемых деталей. Она представляет собой стальной стержень с отверстием на торцевой части, диаметр и глубина которого должна быть несколько больше выступающей части заклепки. Обжимка служит для оформления замыкающей части головки и имеет такую же конструкцию, как и натяжка, но вместо отверстия в ней имеется лунка по форме головки.
В начале процесса детали подгоняют (правка, припиловка, удаление заусенцев), размечают отверстия под заклепки, накернивают центры и сверлят отверстия. При сверлении следует учитывать разбивку отверстия, которая происходит даже при правильной заточке сверла. Разбивка отверстий увеличивается в зависимости от вязкости металла, скорости сверления и диаметра отверстий.
Если заклепкой необходимо соединить три детали, сначала просверливают отверстия во внешних деталях, между ними вводят внутреннюю деталь и размечают на ней место для сверления. Затем внутреннюю деталь вынимают и просверливают в ней отверстие. Таким образом, уменьшается возможность взаимного смещения деталей при клепке.
После сверления снимают фаски или раззенковывают отверстия под потайные головки. Заклепку вставляют в отверстия, заводя ее снизу, под нее ставят наковальню-поддержку. Ударяя молотком по натяжке, плотно сжимают склепываемые детали (рис. 1.9а). Затем расклепывают стержень заклепки. При этом стремятся, чтобы количество ударов было минимальным, т.к. металл нагартовывается и теряет пластичность. Сначала сильными и точными ударами осаживают стержень (рис. 1.9б), затем боковыми ударами формируют головку и окончательно формируют ее обжимкой (рис. 1.9в).
Можно сразу на выступающий конец стержня накладывать обжимку и, ударяя по ней, одновременно расклепывать и оформлять головку. Однако при таком способе возможно смещение головки относительно оси заклепки.
а) б) в) г)
Рис. 1.9. Стадии процесса клепки:
а – сжатие склепываемых деталей; б – осадка стержня заклепки;
в – формирование замыкающей головки; г – готовая заклепка
8.Виды брака при клепке
1. Смещение замыкающей головки относительно оси стержня из-за косо просверленных отверстий или скоса торца стержня.
2. Часть стержня расплющивается между склепываемыми деталями, если детали слабо прижаты друг к другу.
3. Стержень заклепки изогнут, если свободная часть стержня была велика или его диаметр мал по отношению к диаметру отверстий.
4. Замыкающая головка мала при недостаточной длине свободной части стержня заклепки.
Примеры изделий с заклепочными соединениями представлены на рис. 1.10.
9. Способы изготовления ювелирных заклепок
Способ изготовления заклепки с плоской головкой
1. Просверливают отверстия и подбирают проволоку необходимой длины и диаметра.
Сверление деталей ювелирных изделий производится на сверлильных станках, с помощью бормашинки или вручную (ручной ювелирной дрелью, сверлом, зажатым в ювелирных тисочках или в цангодержателе). Для драгоценных металлов и сплавов и других металлов, близких по твердости, угол заточки сверла 125–140 градусов. У ювелирных сверл малого диаметра хвостовики изготавливаются утолщенными, что уменьшает биение сверла при работе и облегчает закрепление его в патроне.
2. Зажимают проволоку в тисках или плоскогубцах с опорой на верстак и расклепывают осадочную головку заклепки ударом молотка.
3. Вставляют заклепку в изделие, осаживают легким постукиванием и расклепывают замыкающую головку.
Способ изготовления заклепки с полукруглой головкой
1. Просверливают отверстия и подбирают проволоку необходимой длины и диаметра.
2. Один конец проволоки офлюсовывают и с помощью горячего заостренного пламени сплавляют в шарик. Для данного способа рекомендуется проволока диаметром 0,5–1,3 мм. Более тонкая проволока не образует заметной головки, более толстая сложнее сплавляется в шарик.
3. Другой конец проволоки вставляют в отверстие гвоздильни (толстая стальная доска с рядом отверстий разных диаметров) и проталкивают его до соприкосновения шарика с поверхностью доски. Доску можно уложить на губки тисков или на отверстие наковальни. Затем ударами молотка расклепывают осадочную головку.
4. Образовавшуюся шляпку можно обработать чеканом или другим инструментом, не вынимая заклепку из доски. Можно вынуть заклепку и опилить головку до желаемой формы.
5. Вставляют заклепку в изделие, осаживают легким постукиванием и расклепывают замыкающую головку. Головки заклепок можно формовать и выглаживать с помощью корневертки необходимого диаметра, установленной в сверлильный станок. При работе необходимо пользоваться смазкой.
Способ изготовления заклепки с потайной головкой
Способ изготовления данной заклепки аналогичен способу изготовления заклепки с плоской головкой, за тем исключением, что отверстия необходимо раззенковать под потайную головку. Для зенкования можно использовать бормашинку с бором необходимой формы.
Способ изготовления трубчатой заклепки
Такие «деликатные» заклепки рекомендуются для случаев, когда обработка молотком, необходимая для изготовления традиционной заклепки, может повредить изделие. Это касается эмалей, перламутра, тонких механизмов и камней.
1. Просверливают отверстия и подбирают трубку необходимой длины и диаметра. Шов трубки должен быть запаян, а сама трубка отожжена.
2. Трубку вставляют в отверстие. Концы трубки должны выступать с обеих сторон на длину, равную примерно половине ее диаметра.
3. Чтобы развальцевать трубку, в нее вставляют подходящий инструмент (например, чертилку) и вращают.
4. Устанавливают заклепку на круглый чекан или круглый боек молотка и аккуратно постукивают или придавливают, чтобы далее завернуть концы заклепки.
10 Условные обозначения заклепочных соединений
При выполнении чертежей заклепочного соединения ГОСТ 2.313–82 «Условные изображения и обозначения неразъемных соединений» допускает применять упрощения. Размещение заклепок указывают на чертеже условным знаком «+». Все конструктивные элементы и размеры шва клепаного соединения указывают на чертеже (рис. 1.11).
В разрезе заклепки изображаются условными символами, приведенными в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Условные изображения соединений, получаемых клепкой (по ГОСТ 2.313–82)
|
№ пп |
Вид соединения |
Изображение |
Условное обозначение |
|
|
в сечении |
на виде |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1. |
1.Заклепка с полукруглой головкой и с полукруглой, замыкающей головкой |
|||
|
2. |
Заклепка с потайной головкой и с полукруглой замыкающей головкой |
Продолжение таблицы 2.1.
|
3. |
Заклепка с потайной головкой и с потайной замыкающей головкой |
|||
|
4. |
Заклепка с полупотайной головкой и с потайной замыкающей головкой |
|||
|
5. |
Заклепка специальная (вытяжная) |
Если предмет, изображенный на чертеже, имеет ряд однотипных соединений с заклепками одного типа и с одинаковыми размерами, то заклепки, входящие в соединение, следует показать условно в одном-двух местах каждого соединения, а в остальных – центровыми или осевыми линиями (рис 1.11).
Рис. 1.11. Условное изображение на чертеже однотипных заклепок
Если на чертеже необходимо показать несколько групп заклепок различных типов и размеров, то рекомендуется отмечать одинаковые заклепки одним и тем же условным знаком (рис. 1.12а) или одинаковыми буквами (рис 1.12б).
а) б)
Рис. 1.12. Условное изображение на чертеже разнотипных заклепок
Условное обозначение заклепки «Заклепка 2 × 8 ГОСТ 10299–80» указывает, что заклепка с полукруглой головкой имеет диаметр стержня d = 2 мм и длину L = 8 мм.