Как подобрать заклепки по толщине металла


Заклёпки. Как рассчитать требуемую длину заклёпки

Заклёпка - один из простейших видов крепежа для создания неразъёмных соединений. В общем случае - это стержневая или трубчатая деталь, имеющая на одном конце опорную "закладную" головку определённой формы. Устанавливается в соединении, как следует из названия, методом клёпки (а также усадки, вальцовки, протяжки, взрыва).

По форме заклёпки можно условно разделить на несколько основных типов:

  • Заклёпки с замыкающей головкой (бывают полнотелые, пустотелые  и полупустотелые)
  • Заклёпки с протяжкой (называют также - отрывные или вытяжные)
  • Заклёпки резьбовые (также называют - гайки клепальные)

Заклёпки с замыкающей головкой

Исторически первыми были изобретены заклёпки с замыкающей головкой - поэтому они получили наибольшее распространение. Такие заклёпки имеют с одной стороны закладную головку. Вторая головка, называемая замыкающей, формируется с помощью вальцовочного или клепального инструмента: клепальный молоток, клещи.

По форме головки заклёпки с замыкающей головкой делятся на:

Также конструктивно они отличаются наличием отверстия внутри заклёпки:

  • Полнотелые заклёпки - отверстие отсутствует
  • Пустотелые заклёпки - трубчатые - имеют сквозное отверстие
  • Полупустотелые заклёпки - под развальцовку - имеют глухое отверстие

Материалы для заклёпок

Заклёпки с замыкающей головкой могут быть изготовлены из разнообразных металлов и сплавов, которые хорошо поддаются пластической деформации.

Наибольшее распространение получили следующие материалы:

  • Стали - в основном, используются пластичные высококипящие стали 03кп, 05кп, 08кп, 10кп, 15кп, 20кп
  • Нержавеющие стали - аустенитные стали 12Х18Н9, 08Х18Н10, 03Х18Н11, 12Х18Н10Т
  • Алюминиевые сплавы - наиболее применимы сплавы АД, АД1,  алюминиево-магниевые сплавы АМг2, АМг5, АМг5П, АМг6, сплавы АМц, В94, В65, также используют дюралюминиевые сплавы Д1, Д16, Д16Т, Д18, Д18П, Д19П
  • Латунные сплавы - в основном, сплав Л63
  • Медь - марки МТ, М3

Маркировка заклёпок по материалам

Заклёпки могут быть маркированы на головке - для последующей идентификации. Маркировка может быть выпуклой или вогнутой (клеймение).

Далее приведена таблица с принятой маркировкой основных материалов в виде точек или штрихов.

Алюминиевые сплавы

Сталь

Медь и латунь

В65 Д18П Д19П АМг5 АМц АД1 20ГА 10, 20, 12Х18Н10Т М3, Л63
без метки без метки без метки

Определение длины заклёпки

Правильная установка заклёпки предусматривает создание полной формы замыкающей головки и отсутствие при этом каких-либо избыточных зазоров и наплывов. Для правильной установки заклёпки необходимо определить длину тела заклёпки, зависящую от толщины склёпываемых материалов и типа заклёпки.

"Справочник конструктора-машиностроителя" под редакцией Анурьева В.И. предлагает пользоваться одной универсальной формулой для всех форм головок заклёпок. Здравый смысл подсказывает, что такой подход ошибочный - поэтому воспользуемся формулами из другого источника: «Основы конструирования» под редакцией Орлова П.И., 1988 года.

Конструкция заклёпки Припуск "Н" для заклёпок без зазора Припуск "Н" для заклёпок с зазором
H=1,2d H≈1,2d+0,1S

H=0,54d H≈0,5d+0,1S

H=0,6d H≈0,5d+0,1S

H=0,8d H≈0,7d+0,1S

H=d H≈0,9d+0,1S
H=1,2d H≈1,1d+0,1S

Вычислив по формуле необходимый размер припуска, можно определить длину заклёпки L, прибавив к толщине склёпываемых материалов S значение припуска H. Затем необходимо выбрать ближайшее значение длины заклёпки из стандартного ряда длин. Для заклёпок утверждён стандартный ряд длин, согласно которого они и производятся (в мм):

  • 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, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180

Пример расчёта длины заклёпки

Например, нам необходимо склепать несколько листов общей толщиной 32 мм; склёпывать будем без зазора заклёпками с полукруглой головкой Ø6 мм (1-я конструкция в таблице).

d = 6 мм

S = 32 мм

H = 1,2d = 1,2 x 6 = 7,2 мм

Таким образом, необходимо использовать заклёпку с длиной стержня

L = S + H = 32 + 7,2 = 39,2 мм

Выбираем ближайшую длину из стандартного ряда - это 40 мм.

В итоге, мы выяснили, что для склёпывания пакета листов толщиною 32 мм нам понадобится заклёпка размера Ø6х40 мм.

Заклёпки с протяжкой

Заклёпки с протяжкой изготавливают пустотелыми, с головкой на одном конце, внутрь заклёпки вставляется подвижный расширительный стержень, который при установке протягивается через заклепку, расширяет её, формирует вторую замыкающую головку и стягивает скрепляемые листы материала. После затяжки стержни обламываются или протягиваются полностью через заклепки.

Такие заклёпки часто называют отрывными или вытяжными - по технологии установки. Заклёпки с протяжкой в последнее время становятся всё более и более популярными. Это происходит по нескольким причинам:

  • технологическая простота установки заклёпок;
  • достаточно иметь доступ к монтажу только с одной стороны конструкции;
  • не требуется поддержка заклёпки с обратной стороны;
  • дешевизна и компактность инструмента для установки заклёпок;
  • высокая производительность при установке заклёпок
  • разнообразие видов заклёпок

Так как отрывные заклёпки пустотелые, то после установки внутри заклёпки остаётся отверстие, в которое можно проложить провода, установить другой крепёж - например, винты. Диаметр нормальной головки таких заклёпок приблизительно равен двум диаметрам заклёпки D ≈ 2d. Наряду с нормальной головкой заклёпки могут иметь увеличенную головку с диаметром равным трём диаметрам заклёпки D ≈ 3d.

Выпускается также специальный тип водо- и газонепроницаемых  заклёпок с протяжкой  - глухие или герметичные заклёпки, после установки которых соединение получается герметичным.

Установка заклёпок с протяжкой осуществляется с помощью специального инструмента - пистолета для заклёпок - заклёпочника. Производятся заклёпочники механические ручные и высокопроизводительные пневматические и аккумуляторные электрические.

Принципиальная схема установки заклёпки с протяжкой показана на видео:

Материалы для заклёпок с протяжкой

Исходя из способа установки заклёпок с протяжкой, логичным представляется, что заклёпка в сборе состоит из двух материалов, и материал стержня должен быть прочнее, чем материал самой заклёпки - иначе как стержень разожмёт и спрессует заклёпку раньше, чем разрушится сам. В таких заклёпках используются или пара разных материалов или однотипные материалы, но с различной прочностью. Приведём наиболее распространённые пары материалов для заклёпок с протяжкой:

  • Алюминиевая заклёпка + стальной оцинкованный стержень (на самом деле заклёпка сделана не из алюминия, а из алюминиево-магниевого сплава АМг, который может иметь различное процентное содержание магния (Mg): 1%; 2,5%; 3,5%; 5% - соответственно сплавы АМг, АМг2, АМг3, АМг5 - чем больше содержание магния (Mg), тем прочнее заклёпка) - обозначают Al/St
  • Алюминиевая заклёпка окрашенная + стальной оцинкованный стержень (заклёпка сделана из алюминиево-магниевого сплава АМг, и снаружи окрашена порошковой краской в определённый цвет из цветовой раскладки RAL) - обозначают Al/St 0000, где 0000 - четырёхзначный номер цвета раскладки RAL
  • Алюминиевая заклёпка + алюминиевый стержень (заклёпка и стержень сделаны из алюминиево-магниевых сплавов АМг, но с различным процентным содержанием магния - стержень прочнее) - обозначают Al/Al
  • Алюминиевая заклёпка + нержавеющий стержень - обозначают Al/A2
  • Нержавеющая заклёпка + нержавеющий стержень (и заклёпка и стержень изготовлены из нержавеющей стали, но различных марок, и стержень прочнее) - обозначают A2/A2 или A4/A4
  • Медная заклёпка + стальной оцинкованный стержень - обозначают Cu/St
  • Медная заклёпка + бронзовый стержень - обозначают Cu/Br
  • Медная заклёпка + нержавеющий стержень - обозначают Cu/A2
  • Стальная оцинкованная заклёпка + стальной оцинкованный стержень (заклёпка и стержень из стали, но различных марок и стержень прочнее) - обозначают St/St

Определение длины заклёпки с протяжкой

Длину заклёпки с протяжкой можно определить с помощью следующей таблицы, в зависимости от толщины скрепляемых материалов (производитель настоятельно не рекомендует применять заклёпки для склёпывания материалов толщиною менее нижнего рекомендуемого предела и выше верхнего предела).

Заклёпки резьбовые

Резьбовые заклёпки, хотя и были изобретены почти одновременно с заклёпками с протяжкой, но широкое распространение получили только в последнее время.

Резьбовая заклёпка представляет собой гибрид пустотелой заклёпки и гайки, поэтому второе название таких заклёпок - гайки клепальные. Вообще-то единства в названии нет - называют также гайка-заклепка, заклепка с резьбой, заклёпочная гайка. Такой кавардак с названиями объясняется отсутствием стандарта ISO или DIN на данный вид крепежа. Конструктивная особенность клепальных гаек обуславливает их двойное назначение: с их помощью можно как склёпывать между собой листовые материалы, так и просто создавать точки резьбового крепления на тонкостенных элементах конструкции. Удобство установки заклёпок связано с отсутствием необходимости доступа с обратной стороны конструкции - так называемая "установка вслепую". При установке не повреждается уже обработанная поверхность детали, например, с покрытием, окраской.

По форме бурта (головки) гайки клепальные делят на:

  • с плоским цилиндрическим буртом (нормальным и уменьшенным)
  • с потайным буртом (нормальным и уменьшенным)

По конструкции заклёпки резьбовые разделяют на открытые - со сквозным отверстием, и глухие - закрытые с одной стороны.

По форме наружной поверхности резьбовые заклёпки делят на:

  • гладкие
  • рифлёные
  • шестигранные
  • полушестигранные

Установка, как и в случае с заклёпками отрывными (вытяжными) осуществляется с помощью специализированного инструмента - щипцов для клепальных гаек - заклёпочника. Производятся заклёпочники механические ручные и высокопроизводительные пневматические.

Материалы для резьбовых заклёпок

В настоящее время европейские производители изготавливают резьбовые заклёпки из следующих материалов:

  • Алюминиево-магниевые сплавы
  • Сталь оцинкованная
  • Нержавеющая сталь

Как выбрать длину заклёпки резьбовой

Подбор правильной длины заклёпки осуществляется в зависимости от вида резьбовой заклёпки и толщины листовой конструкции на которую устанавливается заклёпка. Длина заклёпки при одинаковой резьбе варьируется в зависимости от вида заклёпки. Многие виды резьбовых заклёпок бывают нормальной длины и удлинённые. Выбирать длину заклёпки необходимо руководствуясь

Таблицами с размерами и параметрами заклёпок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принципиальная схема установки резьбовой заклёпки показана на видео:

Как выбрать пластиковые заклепки: руководство | Центр знаний

5 минут | 09 декабря 2019

Пластиковые заклепки используются в большинстве вещей - от компьютеров до крепления панелей в ракетах. В большинстве случаев - не во всех - используемые заклепки должны иметь те же механические свойства, что и материалы, для соединения которых они предназначены. Это означает, например, что пластиковые застежки-заклепки можно использовать для соединения мягких материалов, таких как другие пластмассы, уретан и резина.

Мы составили это руководство, чтобы помочь вам лучше понять пластиковые заклепки, их применение, различные доступные типы и способы определения правильного размера, который вам нужен.Во-первых, начнем с типов.

Заклепки

Возможно, ни один другой тип заклепок не предлагает столько разных стилей. Их всех объединяет простота использования - как следует из названия, вы просто вставляете их в отверстие в панели, обычно вручную. Мы сказали обычно, не всегда. Вставьте глухие заклепки, так называемые, потому что они могут быть установлены, когда у вас нет доступа к стороне задней панели - или «слепой» стороне - требуется инструмент для установки заклепок. Другие типы включают съемные нажимные заклепки, которые позволяют быстро и легко получить доступ к панелям при необходимости.

Пример:

Вставная заклепка - защелка

Раскладывающаяся заклепка проста в установке. Вдавите головку, и втулка расширится для плотной посадки. Снимается, просто потянув за голову.


Заклепки с храповым механизмом

Заклепка с храповым механизмом, обычно доступная в натуральном или черном цвете, состоит из двух идентичных частей. Две части прижимаются друг к другу, как правило, на гофрированной панели во время сборки, чтобы сформировать надежное и защищенное от взлома крепление.Заклепки с трещоткой обычно имеют привлекательный внешний вид, что дает инженерам-конструкторам еще одну причину их использования.

Пример:


Заклепки

У них есть охватываемая и охватывающая части, используемые для безопасного соединения плоских панелей. Пластиковые карабины идеально подходят для жестких или сжимаемых материалов, когда требуется готовая головка с обеих сторон. Защелкивающиеся заклепки на самом деле являются пластиковыми нажимными заклепками и могут различаться по стилю.Например, заклепки с зазубринами защелкиваются. Эти нейлоновые заклепки имеют зубцы, которые сцепляются друг с другом для быстрого крепления.

Пример:


Заклепки с тремя или четырьмя зубьями без предварительного привода

Это несъемные заклепки различных стилей и размеров. Эти пластиковые нажимные заклепки, изготовленные из различных материалов и толщины панелей, имеют конические выступы, которые защелкиваются в крепежном отверстии и расширяются, чтобы надежно удерживать штифт на месте.Этот тип заклепок часто используется для распределения нагрузки и расстояния между панелями, и обычно может применяться на непластических материалах.

Пример:

Заклепки из елки

Эта разновидность заклепок с максимальной толщиной панели 10 мм предназначена для скрепления двух панелей вместе или для крепления компонентов к панелям. Простая в установке заклепка сжимается при входе, а затем ослабляется, чтобы закрепить две панели.Имейте в виду, что эта заклепка также носит следующие названия: пуговица из сосны, застежка для елки или крепления для облицовки.

Пример:

Заклепки с потайной головкой

Заклепка с потайной головкой используется для соединения деталей друг с другом, при этом головка сборочного инструмента будет заподлицо с верхней частью материалов. В результате получается защищенная от несанкционированного доступа панель с чистой гладкой поверхностью. После сборки они не могут быть удалены.

Пример:

Заклепки с потайной головкой

Идеально, если вам нужно простое в использовании, долговечное решение с гладкой поверхностью.

Пластмассовые материалы

Вам нужно кое-что знать о характеристиках различных пластмасс, что поможет вам сузить выбор. Важно отметить, что пластмассы могут приобретать желаемые характеристики с помощью добавок или стабилизаторов. Например, нейлон особенно уязвим для ультрафиолетовых лучей, но стабилизаторы могут дать вам нейлон, который обеспечивает высокую производительность при использовании вне помещений, например, в компонентах для наружного кожуха кабеля.

Вот самые популярные пластмассы для заклепок:

Полиэтилен низкой плотности (LDPE)

Как видно из названия, у этого пластика невысокая плотность. Причина в том, что его молекулы не плотно упакованы вместе, и он не такой кристаллический, как, скажем, полиэтилен высокой плотности (HDPE). Фактически, LDPE будет плавать на воде. Гибкий, но прочный, LDPE может противостоять холоду, особенно температурам до -58˚F (50˚C), прежде чем он станет хрупким.

Заклепки с материалом LDPE:

Полипропилен (ПП)

Упаковочная промышленность является крупнейшим потребителем полипропилена, но вы найдете этот термопласт во всех отраслях, от автомобилестроения до производства оборудования.Он обладает хорошей химической стойкостью, что является еще одной причиной его популярности в качестве упаковки для бытовых жидкостей и моющих средств. Полипропилен также устойчив к электричеству, что делает его ценным для электронной промышленности.

Заклепки с полипропиленовым материалом:

Нейлон

Нейлон обладает низким коэффициентом трения, что делает его идеальным материалом для изготовления шестерен, втулок и подшипников. Имеет плохую стойкость к разбавленной кислоте, но отличную стойкость к маслам и жирам.Существуют разные типы нейлонов, из которых, пожалуй, наиболее широко используется нейлон 6/6. Особой популярностью пользуются нейлоновые заклепочные заклепки. Нейлон устойчив к большинству химикатов, но может подвергаться воздействию сильных кислот, спиртов и щелочей.

Заклепки с нейлоновым материалом:

Полисульфон (PSU)

Полисульфон используется в специальных приложениях из-за его высокой термической и механической способности. Иногда его используют вместо поликарбоната.Полисульфон обладает хорошей химической стойкостью, что делает его популярным в качестве материала в медицинской технике, фармацевтике, пищевой промышленности и переработке. Он также используется в электронной промышленности.

Заклепки с полисульфоновым материалом:

Сравнение материалов

Недвижимость ПВД Полипропилен Нейлон 6/6 Ацеталь полисульфон
Предел прочности - фунт / кв. Дюйм 1,400 3 800 - 5 400 12 400 9 800 - 10 000 10 200
Удар (зубчатый), вязкость - Мин.- Макс. значение, (Дж / м²) без перерыва 12,5 - 1,2 1,2 1,0 - 1,5 1,3
Электрическая прочность (кв / мм) 16–28 20–28 20–30 13,8 - 20 15–10
Плотность (г / см³) 0,917 - 0,940 0,900 - 0,910 1.130 - 1,150 1,410 - 1,420 1,240 - 1,250
Макс. температура непрерывного обслуживания. 212˚F / 100˚C 266˚F / 130˚C 284˚F / 140˚C 221˚F / 105˚C 356˚F / 180˚C
Теплоизоляция, Мин. - Макс. значение (Вт / м · К) 0,320 - 0,350 0,150 - 0,210 0,250 - 0,250 0.310 - 0,370 0,120 - 0,260


Если вам интересно, чем пластик по сравнению с металлом в качестве крепежа, вы можете получить представление здесь. Конечно, у каждого есть свое место, но все чаще и чаще пластик становится предпочтительным материалом.

Определение правильного размера заклепки

Общее практическое правило и, возможно, самый простой подход - измерить толщину пластин, которые необходимо склепать. Диаметр ваших заклепок должен составлять четверть этой толщины, что также называется диапазоном захвата.

Ваша формула будет выглядеть так: Диаметр = ¼ ​​x толщина склеиваемых пластин

Примечание : Диаметр заклепок не включает головку, а, скорее, стержень заклепки.

Загрузите бесплатные CAD-файлы и попробуйте перед покупкой

Бесплатные САПР доступны для большинства решений, которые вы можете скачать бесплатно. Вы также можете запросить бесплатные образцы, чтобы убедиться, что выбранные заклепки именно то, что вам нужно.Если вы не совсем уверены, какая заклепка лучше всего подойдет для вашего применения, наши специалисты всегда рады проконсультировать вас.

Загрузите бесплатные CAD-файлы прямо сейчас и запросите бесплатные образцы.

Вам также могут понравиться следующие статьи:

.

Как установить металлические заклепки

Заклепки везде. У авиалайнеров есть заклепки. В карманах вашего Levis® есть заклепки. Лягушки издают звук «ррриииииивввет». Последний пример, вероятно, неприменим, но он заставляет задуматься, не так ли? Заклепки не только распространены повсеместно, они выглядят супер профессионально при использовании в швейном проекте. Заклепки также имеют очень логичное назначение: они скрепляют множество толстых слоев в местах, где сшивание на швейной машине было бы невозможно.

При шитье часто можно встретить заклепки, прикрепляющие тяжелые ремни к сумкам, удерживающие пряжки ремней на месте или усиливающие угловые точки кармана или мешочка. Заклепки - это отличные, крутые и крутые парни в шитье. Но вот их секрет: с правильными инструментами их на самом деле довольно легко применить.

Пробойник

Во многих учебных руководствах, которые мы рассмотрели, этот важный инструмент не учитывается. Или, возможно, они полагали, что у каждого есть один из этих дурацких дыроколов.Мы как бы в этом сомневаемся. Но этот инструмент является одним из ключей к упрощению процесса, особенно с более тяжелыми тканями, искусственной кожей и винилом, а также с натуральной кожей. Инструменты для перфорации можно найти в Интернете на Amazon, а также в традиционных магазинах бытовой техники; Harbour Freight - хороший вариант.

Дырокол - это инструмент в виде плоскогубцев с вращающимся колесом с заостренными полыми шипами разного размера. Сожмите плоскогубцы, и выбранный шип ударится о противоположную наковальню. Когда ваши слои ткани находятся между шипом и наковальней, вырезается чистое отверстие.

Шило или маленькие острые ножницы

Нам очень повезло с дыроколом на различных более тяжелых тканях с заклепками, а также на искусственной и натуральной коже. Однако, если вы не можете найти или не хотите покупать сверхмощный дырокол, вы можете проделать отверстия с помощью швейного шила.

Шило также является хорошим вариантом при работе с более легкими тканями. Для этих тканей вы получите гораздо более прочную заклепку, осторожно проделав отверстие между нитками ткани шилом, чем обрезав нитки дыроколом.Чем меньше вес основы и меньше отверстие (и заклепка), тем аккуратнее будет разрез. Тем не менее, если у вас по-прежнему возникают проблемы с вставкой заклепки, можно использовать пару маленьких острых ножниц, чтобы очистить и немного увеличить отверстие. Это верно при использовании дырокола или шила.

«Всегда» и «Никогда» сложно использовать в творческих процессах. Как обычно, мы рекомендуем протестировать любой процесс на клочках ткани проекта, прежде чем примерить его к последней детали.

Молоток пластиковый или кожаный

Самое интересное в клепке - это то, что вы можете ударить что-нибудь молотком. Это то, что в конечном итоге скрепляет сделку, запирая стойку заклепки и крышку. Но это также отличное средство для снятия стресса, и, если вы похожи на нас, это позволяет вам немного избавиться от разочарования по поводу того, что в противном случае могло бы оказаться нежелательным для сотрудничества. Не используйте обычный металлический молоток, так как он может повредить установочный штифт и / или вашу заклепку. Поищите пластиковый молоток (показанный выше) или молоток из сыромятной кожи.Вы можете найти любой из них в Интернете (используя наши ссылки) или в отделе деревообработки вашего местного хозяйственного магазина.

Установочная стойка и опора

Подобно тому, как применяется защелка, вам нужно сжать две части, чтобы создать законченную заклепку. Из-за толщины и количества слоев, с которыми вы обычно работаете, это может потребовать довольно небольшого давления. Вам понадобится наковальня, чтобы поддерживать основание заклепки, и установочный столб, чтобы удерживать верхнюю часть заклепки на месте и по которой можно ударить молотком.Эти инструменты обрабатываются с одной стороной вогнутой (слева вверху) и одной стороной плоской (справа вверху). Это позволяет согласовать поверхности наковальни и стойки с поверхностями деталей заклепок. Многие наборы заклепок поставляются с подходящей стойкой и наковальней.

Инструмент Dritz®

Dritz® производит простой установочный инструмент для пластмассы, который позволяет разместить заклепку / штифт в одной чашке и заклепку в другой чашке. Вы можете найти и приобрести инструмент отдельно, но, скорее всего, найдете его в комплекте с заклепками.Слои ткани проходят между ними, упираясь в шарнир инструмента, затем вы осторожно ударяете колпачок, чтобы закрепить его. Ниже мы покажем более подробные шаги.

Заклепки Dritz® с двойным колпачком (описанные ниже и фавориты Sew4Home) используют более традиционные установочные стойки и наковальню для нанесения, а также поставляются с подходящим режущим инструментом (показанным выше).

Как инструменты Dritz®, так и большинство инструментов для столбов и наковальней считаются домашними вариантами. Если вы планируете много клепать, вы можете попробовать найти комбинированные инструменты для пирсинга и закрепки, которые обычно используются для обработки кожи.EZ Rivet - доступный вариант.

Для самих заклепок существует МНОГО вариантов. Большинство заклепок металлические и обычно бывают золотыми (латунь) или серебряными (никель). Колпачок заклепки иногда немного украшает. Вы можете найти декоративные заклепки с гравировкой и даже заклепки с крышками из хрусталя или полудрагоценных камней. Помните, что вы ударяете молотком по верхней части заклепки, поэтому для более декоративных элементов требуется дополнительная защита (покрытие тканью или кожей) и осторожность при их вставке.

Мы стали большими поклонниками заклепок Dritz® с двойной крышкой, которые имеют гладкую изогнутую крышку как спереди, так и сзади и доступны в нескольких вариантах отделки. Это дает вам профессиональный вид с любой стороны и особенно хорошо подходит для приложений с ремешком и клапаном, где вы почти всегда можете увидеть обе стороны на готовом проекте.

Размер головы или шапки варьируется, как и длина столба. Размер кепки будет иметь важное декоративное значение, так как это то, что вы видите на своем проекте.Выберите размер, подходящий для вашего приложения.

Еще важнее длина сообщения. Он должен быть достаточно длинным, чтобы проникнуть через все слои ткани.

За исключением упомянутых выше заклепок с двойным колпачком, задняя часть заклепок обычно плоская и гладкая, открывая отверстие, которое образует столб.

  1. Ваш первый шаг - определить длину стойки, необходимой для прохождения слоев вашего проекта. Поднесите заклепку ко ВСЕМ слоям и слегка вдавите ткань между пальцами.Столбик должен едва очищать ткань.

  2. Проверьте стойку выбранной заклепки в полых шипах дырокола. Вам нужно самое маленькое отверстие, в которое будет входить заклепка. Если он не входит, значит, отверстие слишком маленькое. Если он скользит внутрь и плавает, это отверстие слишком велико. Выберите нужное отверстие.

  3. С помощью ручки для ткани или карандаша отметьте точную точку, в которую вы хотите, чтобы ЦЕНТР заклепки упал. Сделайте центрирующие метки на
    как на передней, так и на обратной стороне ткани.
  4. Совместите дырокол по центрам. Будьте ОЧЕНЬ осторожны, чтобы убедиться, что центр шипа находится на прямо над вашей отметкой. Сжимай как черт! Если вы проходите через набор особенно толстых слоев, вы также можете слегка повернуть пуансон в закрытом состоянии, чтобы обеспечить чистый удар через все слои. Отпустите пуансон и осторожно снимите ткань. Если вас не устраивает, что отверстие полностью чистое, вы можете перевернуть проект и снова пробить заднюю часть вперед.Или, как упоминалось выше, очистите отверстие маленькими острыми ножницами.
  5. Протолкните стойку заклепки через отверстие сзади так, чтобы верхняя часть стойки проходила через переднюю часть.
  6. Поместите упор непосредственно под заднюю часть заклепки. Задняя часть нашей заклепки была плоской, поэтому мы убедились, что плоская сторона наковальни обращена вверх. Поместите колпачок заклепки на стойку.
  7. Осторожно установите установочный штифт на колпачок заклепки.Колпачок заклепки был изогнутым, поэтому мы убедились, что изогнутая сторона установочного столба обращена вниз. Крепко удерживая установочный столб у основания, ударьте по нему молотком четыре или пять раз, чтобы закрепить заклепку. Используйте плавные сильные удары и будьте осторожны, чтобы столб не соскользнул в одну или другую сторону. Если вы используете декоративный колпачок с заклепками, вам нужно будет защитить его тканью или небольшим кусочком тонкой кожи. Как всегда, сначала проверьте свои заклепки, чтобы точно определить необходимый тип защиты, если таковая имеется.

  8. Та-да! Готовая заклепка спереди и сзади
  1. Как указано выше, убедитесь, что ваша заклепка достаточно длинна, чтобы пройти через все слои.
  2. Отметьте положение заклепки.
  3. Используйте резак или шил, чтобы проделать отверстие во всех слоях в отмеченной точке.

    ПРИМЕЧАНИЕ. В комплект Dritz® Rivet Tool Kit входит инструмент для вырезания отверстий. Снимите один из резиновых лотков и вставьте режущий инструмент, который выглядит как небольшая стойка.Вставьте конусообразным концом штифта вниз. Поместите мягкий диск под отмеченную точку и, держа инструмент для заклепок плашмя, расположите режущий инструмент напротив ткани в отмеченной точке. Ударьте молотком, чтобы проткнуть ткань. Это, безусловно, вариант, если у вас нет отдельной фрезы для отверстий.
  4. Поместите резиновый лоток в каждое отверстие на концах инструмента для заклепок. Для этого нужно вставить стойку лотка в отверстие и надавить на нее до тех пор, пока вы не услышите и не почувствуете «щелчок» на месте.Есть гладкий лоток для крышки заклепки и лоток с ямочками для задней части заклепки.
  5. Поместите колпачок с заклепкой и заклепку обратно в соответствующие резиновые лотки.
  6. Шпилька (колпачок / передняя часть кнопки) сначала продевается сквозь ткань.
  7. Протолкните заклепку спереди назад.
  8. Поверните ремешок так, чтобы инструмент для заклепок лежал на рабочей поверхности, а верхняя часть шпильки была видна сквозь задний слой ремешка.Вставьте черный мягкий диск, который идет в комплекте, под Rivet Tool. Это помогает смягчить инструмент и защитить рабочую поверхность.
  9. Закройте инструмент для заклепок, переместив сторону с тыльной стороной заклепки вниз на место над шпилькой крышки заклепки. На фото ниже вы можете увидеть черный мягкий диск под инструментом.
  10. Ударьте по верхней части инструмента молотком, чтобы зафиксировать заднюю часть инструмента. Чтобы закрепить заклепку, потребуется не более одного-двух ровных ударов.Не сходи с ума с молотком; если вы нанесете удар не по центру, он может закрепиться неправильно.
  11. Осторожно откройте инструмент, чтобы открыть свою красивую заклепку, сзади…
  12. … и спереди.

Последнее замечание: На самом деле нет отличного способа вынуть заклепку из вышитого проекта; в конце концов, они созданы быть постоянными. Нам посчастливилось аккуратно вырезать их, затем заполнить отверстие тканью и соединить накладкой - обрезанной очень тщательно - затем вы можете установить более крупную заклепку, защелку или пуговицу, чтобы скрыть ремонт.

.

Вытяжные заклепки Marson | Как работают потайные заклепки

Стандартная заклепка состоит из двух компонентов: корпуса заклепки и оправки. Заглушка сначала помещается в установочный инструмент, а затем вставляется в приложение. При активации инструмента оправка глухой заклепки вытягивается, втягивая головку оправки в глухой конец корпуса заклепки. Это действие приводит к образованию высаженной головки на корпусе заклепки и надежного скрепления наносимых материалов.

Наконец, оправка достигает заданной разрушающей нагрузки, при этом отработанная часть оправки отламывается и снимается с установленной глухой заклепки.Быстрые и простые в использовании глухие заклепки обеспечивают скорость сборки, стабильные механические характеристики и отличный внешний вид при установке, что делает их надежным и экономичным методом сборки.


Заклепка для глухих заклепок с куполообразной головкой

Заклепка для глухих заклепок с куполообразной головкой является наиболее широко доступным и часто используемым типом заклепок. Фланец купольной головки имеет хорошую опорную поверхность и подходит для многих применений. Заклепки с куполообразной головкой доступны в диаметрах 3/32 дюйма, 1/8 дюйма, 5/32 дюйма, 3/16 дюйма и 1/4 дюйма для всех материалов.


Совместимость материалов для глухих заклепок

Выбранные глухие заклепки должны быть совместимы с соединяемыми материалами. Разные материалы могут стать причиной поломки из-за гальванической коррозии. Вытяжные заклепки GESIPA доступны в следующих комбинациях материалов:

  • Алюминиевая заклепка / алюминиевая оправка
  • Алюминиевая заклепка / стальная оправка
  • Алюминиевая заклепка / оправка из нержавеющей стали
  • Стальная заклепка / стальная оправка
  • Заклепка из нержавеющей стали / стальная оправка
  • Заклепка из нержавеющей стали / оправка из нержавеющей стали
  • Медная заклепка / стальная оправка
  • Медная заклепка / бронзовая оправка
  • Пластиковая заклепка / пластиковая оправка

Требования к прочности глухих заклепок

Требуемая прочность соединения будет Определите диаметр и расстояние между заклепками GESIPA.

Толщина материала для глухих заклепок

Каждая глухая заклепка GESIPA разработана для определенного диапазона толщины материала, для которого она будет эффективной. Этот диапазон материала или рабочей толщины представляет собой «диапазон захвата» глухой заклепки.

Размер отверстия для глухих заклепок

Правильный размер отверстия важен для обеспечения целостности скрепленного соединения. Рекомендуемый размер отверстия и допуски показаны в таблицах технических данных. Отверстия большого размера могут вызвать проблемы в глухих заклепочных соединениях.Решение состоит в том, чтобы выбрать глухую заклепку, которая создает слишком большую высадочную головку (см. Заклепки Bulb-tite и Tri-fold).

.Кривая характеристик SPR

и распределение остаточных напряжений в самопробивающихся заклепочных соединениях из стальных листов.

Нейтронная дифракция использовалась для описания распределения остаточных напряжений в самопробивающихся заклепочных соединениях (SPR). Листовой материал показал остаточное напряжение сжатия около стыка, и напряжение постепенно стало растягивающим в листовом материале вдали от стыка. Напряжение в ножке заклепки было ниже в толстом стыке более мягкого стального листа, чем в тонком стыке более твердого стального листа.Эта меньшая величина объясняется более низким градиентом силы во время стадии развальцовки заклепки кривой процесса SPR. Это исследование показывает, как результаты остаточного напряжения могут быть связаны с физическими явлениями, которые произошли во время соединения, с использованием кривой характеристик. Исследование также показывает, что нейтронная дифракция позволила обнаружить трещину на конце заклепки, которая не была видна на поперечном сечении.

1. Введение

Самонастраивающаяся клепка (SPR) - это метод соединения методом холодной штамповки, используемый для скрепления листового материала с помощью механической блокировки.Автомобильная промышленность все чаще применяет эту технику из-за все более широкого использования легких или разнородных металлов (таких как оцинкованная сталь, алюминий и магниевые сплавы), которые трудно сваривать. Во время соединения SPR между листами создается механическая блокировка за счет развальцовки заклепки в нижнем листе под руководством внутренней геометрии заклепки и матрицы (Рисунок 1).


Процесс SPR позволяет соединять несколько стопок материалов и разнородных материалов из-за образования механической блокировки.Однако этот процесс требует пластической деформации заклепки в нижнем листе без образования трещин. Способность заклепки пробивать и деформироваться пластичным образом становится более ограниченной с введением более прочных легких материалов.

Дроссель и Якель [3] попытались расширить рабочее окно процесса SPR для соединения высокопрочных низкопластичных материалов, разработав новую матрицу. В их конструкции на листовые материалы накладывались сжимающие напряжения с помощью подвижной матрицы во время процесса SPR.Им удалось соединить алюминиевое литье под давлением (AlSi9Mn) с ограниченным удлинением. He et al. В [4, 5] сообщается о соединении сплавов титана, алюминия и меди. Кроме того, Meschut et al. [6] сообщили, что все больше и больше сверхвысокопрочных материалов и сплавов используются в автомобильной промышленности, где требуется ограниченная деформация под нагрузкой. Чтобы помочь оптимизировать процесс SPR для сложных материалов и требовательных приложений, требуется анализ методом конечных элементов (FEA).

Bouchard et al.[7] провели расчетное исследование поведения стыков SPR в условиях статического и динамического нагружения. Сначала они провели 2D-моделирование процесса клепки, а затем экспортировали результаты 2D-моделирования в 3D-модель механического поведения. Они пришли к выводу, что необходимо включить пластическую деформацию и остаточное напряжение, возникающее в процессе SPR, в 3D-моделирование для лучшего прогнозирования прочности соединения. Аналогичное вычислительное исследование было проведено Grujicic et al.[8], чтобы охарактеризовать совместное поведение SPR как функцию различных переменных процесса. Они также пришли к выводу, что для получения требуемых механических свойств соединения SPR в моделирование необходимо включить пластическую деформацию и остаточное напряжение как заклепки, так и листового материала. Porcaro et al. [9] исследовали соединения SPR при квазистатическом нагружении с использованием как численных, так и экспериментальных подходов. Они провели численное моделирование в два этапа. Сначала они выполнили FEA-анализ процесса клепки, а затем включили остаточное напряжение и локальные изменения свойств материала из-за процесса клепки в свое 3D-моделирование механического поведения.Хорошее согласие между экспериментальным и численным моделированием было достигнуто только тогда, когда они включали остаточное напряжение из-за операции клепки в свое 3D-моделирование. Следует отметить, что эти значения остаточных напряжений были получены в результате численного моделирования процесса клепки (первая стадия их FEA), а не из экспериментально полученных значений.

Сан и Халил [10] оптимизировали статические характеристики заклепочного соединения за счет увеличения длины заклепки. Они использовали заклепку 480 HV для соединения 2 мм AA5182-O (верхний лист) + 1.6 мм DP600 (нижний лист) с двумя разными длинами (6 и 6,5 мм). Прочность соединения была увеличена с 3,7 до 5,3 кН с помощью заклепки 6,5 мм. Однако длинная заклепка требует смещения большего объема, что может повлиять на остаточное напряжение, возникающее внутри соединения, и в конечном итоге повлиять на его эксплуатационные характеристики.

Метод FEA оказался полезным инструментом для лучшего понимания остаточного напряжения, возникающего в процессе SPR. Ди Франко и др. [11] предсказали остаточное напряжение в соединениях SPR с помощью FEA.Соединения были изготовлены с использованием 1,5 мм углеродного волокна и 1,3 мм армированного базальтовым волокном пластика в качестве верхних листов и алюминия толщиной 2,7 мм (AA2024-T6) в качестве нижних листов и заклепки длиной 6,5 мм. Результаты моделирования показали высокое напряжение (-1050 МПа) в заклепке, но о валидации не сообщалось.

Шведский институт исследований металлов (SIMR) выполнил ряд численных расчетов для прогнозирования остаточной деформации и напряжения в соединениях из сверхвысокопрочной стали (UHSS) [12–15]. Смоделировано соединение UHSS (Hytens-1200, Hytens-800 и Trip-800) различной толщины (1 и 2 мм).Величина напряжений в заклепке составляла от −1100 до −1600 МПа. Тем не менее, об экспериментальных исследованиях для подтверждения высокого уровня остаточного напряжения сжатия не сообщалось.

Остаточное напряжение также может влиять на усталостные характеристики соединений SPR. Ли и др. [16] изучали усталостные характеристики соединений SPR из алюминиевого сплава с учетом 5 различных краевых расстояний (5, 6, 8, 11,5 и 14,5 мм) и с тремя или четырьмя значениями амплитуды нагрузки для каждого краевого расстояния. Они заметили, что при низкой амплитуде нагрузки всегда происходит разрушение нижнего листа вдоль кнопки соединения.Когда нижний лист растягивался в полости матрицы во время процесса SPR, в нижнем листе вдоль кнопки соединения возникали большие остаточные напряжения / деформации. Это большое остаточное напряжение уменьшило усталостную долговечность нижнего листа вокруг кнопки соединения. Они также пришли к выводу, что возникновение трещин в нижнем листе было вызвано локальным остаточным напряжением. Однако никаких экспериментальных значений остаточного напряжения / деформации не сообщалось.

Джин и Маллик [17] также изучали усталостное поведение соединений SPR на алюминиевом сплаве (5754-O) с шестью различными комбинациями толщины (1 + 1, 1 + 2, 1 + 3, 2 + 2, 2 + 3, и 3 + 3 мм).Испытания на усталость проводились при 15 Гц, а коэффициент нагрузки составлял 0,1 с различными максимальными усталостными напряжениями в диапазоне от 53,3 до 95,9 МПа. Они сообщили, что усталостную долговечность можно увеличить, создав остаточное напряжение сжатия вокруг головки заклепки путем чеканки. Чеканка проводилась на сервогидравлической машине MTS с круговой канавкой шириной 0,5 мм и двумя различными внутренними диаметрами (10 и 12 мм). Точно так же предварительное деформирование материала также может улучшить усталостные характеристики. Han et al.[18] исследовали соединение 2 + 2 мм NG 5754 (сделанное с помощью заклепки длиной 7 мм), и материалы были предварительно напряжены на трех различных уровнях (3, 5 и 10%). Усталость выполнялась при 20 Гц с максимальной нагрузкой от 2,7 до 4,5 кН. Для каждого условия минимальная нагрузка составляла 0,5 кН. Они обнаружили, что усиление предварительного натяжения приводит к улучшению утомляемости за счет уменьшения рубцов от истирания. Аналогичный результат был получен Huang et al. [19] и Zhang et al. [20]: на усталостные характеристики соединения SPR существенное влияние оказали остаточные напряжения, возникающие при пластической деформации заклепок и листовых материалов.Они изучили усталостное поведение соединений SPR, изготовленных из сплавов алюминия, титана и меди. Они отметили, что усталостные характеристики соединений SPR можно улучшить за счет отжига для снятия напряжения.

Чтобы расширить рабочее окно процесса SPR, необходимо лучше понять характеристики деформации заклепок и листовых материалов с точки зрения остаточного напряжения. Хотя было показано, что FEA является полезным инструментом для прогнозирования остаточного напряжения и деформации материалов в процессе SPR, валидация большинства исследований моделирования, представленных в литературе [21], была продемонстрирована путем сравнения выходных данных моделей с экспериментальным значением силы-смещения. Кривые процесса SPR или поперечные сечения стыков.В опубликованной литературе имеется мало отчетов об измерениях остаточного напряжения.

Технико-экономическое обоснование измерения остаточных напряжений в стыках SPR методом нейтронографии было проведено Haque et al. [22–24] для двух различных соединений: комбинаций алюминий-сталь и сталь-сталь. Авторы показали, что метод неразрушающей дифракции нейтронов успешно обнаружил положение ножки заклепки и позволил измерить вариации остаточной деформации в расширяющейся заклепке в соединениях SPR.Те же авторы [25] провели еще одно исследование для характеристики остаточного напряжения в различных соединениях толстых и прочных листов (сталь 2,5 мм + 2,5 мм с пределом текучести 450 МПа) и тонких и мягких листов (сталь 1,5 мм + 1,5 мм, с пределом текучести 300 МПа). В заклепке обнаружены сжимающие остаточные напряжения. Они также отметили, что сжимающее остаточное напряжение в головке заклепки было ниже по сравнению с остаточным напряжением в ноге заклепки.

Цель проведения этого исследования заключалась в том, чтобы охарактеризовать профили остаточных напряжений в совершенно разных комбинациях соединений SPR и определить, как они связаны с физическими явлениями, которые произошли во время соединения.

2. Методика эксперимента
2.1. Подготовка образца

Целью этого исследования было понять, как кривая процесса SPR может быть связана с остаточным напряжением в соединениях. Два соединения SPR были изготовлены с использованием полутрубчатых заклепок. Длина заклепок была на 3 мм больше толщины стопки стыков. Одно соединение было выполнено из тонкого (1,5 мм), твердого (270 HV) стального листа и твердой (480 HV) заклепки. Другое соединение было выполнено из более толстого (2,5 мм), более мягкого (198 HV) стального листа и более твердой (555 HV) заклепки.Более подробную информацию о свойствах стали можно получить на сайте BlueScope [26]. Параметры соединений приведены в таблице 1.


Материал Твердость (HV) Предел текучести (МПа) Толщина верхнего листа (мм) Толщина нижнего листа (мм) Заклепка Матрица
Длина (мм) Диаметр (мм) Твердость (HV) Диаметр (мм) Глубина (мм)

Соединение I Сталь G450 270 450 1.5 1,5 6,0 5,0 480 09 2,00
Joint II Сталь G300 198 300 2,5 2,5 8,0 5,0 555 11 2,35

Двухступенчатый гидравлический установщик заклепок Henrob с предварительным зажимом использовался для изготовления соединений SPR, в то время как давление установки заклепок было задано 250 бар, а давление предварительного зажима составляло 130 бар. .Линейно-регулируемый дифференциальный трансформатор (LVDT), датчик веса и датчики давления использовались для измерения смещения пуансона в направлении клепки, силы, положения заклепки и давления перед зажимом, соответственно, в зависимости от времени.

Подробная информация об экспериментальной установке и методе построения кривой сила-смещение и идентификации физических явлений, которые происходят во время SPR, описаны в предыдущем исследовании [27]. На рис. 2 представлены кривые характеристик исследуемых соединений SPR.


2.2. Измерение остаточного напряжения

Измерение остаточного напряжения методом нейтронной дифракции было выполнено на деформационном сканере KOWARI Австралийской организации ядерной науки и технологий (ANSTO). Была выбрана дифрагирующая плоскость Fe α (211), и падающий пучок представлял собой монохроматический пучок тепловых нейтронов с длиной волны 1,67 Å. Двухмерный позиционно-чувствительный детектор 3 He регистрировал дифракционный пик. Чтобы использовать отражение Fe α (211), детектор располагали перпендикулярно (под углом 90 °) падающему лучу.Экспериментальная нейтронографическая установка показана на рисунке 3.

Настоящий исследуемый совместный образец был небольшим. Таким образом, для достижения оптимальных условий в отношении экспериментального времени счета и пространственного разрешения использовался измерительный объем 0,5 × 0,5 × 0,5 мм 3 . Для точного позиционирования (± 100 мкм м) образца на приборе использовалась программа позиционирования SScanSS [28]. Время захвата 900 секунд для листового материала и 1500 секунд для заклепки было выбрано на основе предыдущей работы по оптимизации [29].

В тонком и твердом стальном соединении I (1,5 мм + 1,5 мм сталь G450) компоненты остаточной деформации в трех ортогональных направлениях (нормальном, поперечном и продольном) были измерены в 5 точках с левой стороны стыка и в 5 точках. на правой стороне стыка по линии AA (рис. 4 (а)). Эти точки были расположены на расстоянии 1 мм, начиная с -8,5 мм до -4,5 мм с левой стороны и от +4,5 мм до +8,5 мм с правой стороны, рис. 4 (а). Еще 10 точек были выбраны по линии BB.Для получения распределения напряжений в заклепке были выбраны 4 точки по линии CC и 2 точки по линиям DD и EE. Все точки измерения, расположенные вдоль различных линий, показаны в таблице 2. Эти точки были выбраны, чтобы гарантировать, что все счета нейтронов через указанный измерительный объем поступают из желаемого материала.


Линия измерения
AA BB CC DD EE
Точка измерения Расстояние от оси заклепки (мм) Точка измерения Расстояние от оси заклепки (мм) Точка измерения Расстояние от оси заклепки (мм) Точка измерения Расстояние от оси заклепки (мм) Точка измерения Расстояние от оси заклепки (мм)

900 45
.

Смотрите также