Соединение деталей из металла

Обновлено: 17.05.2024

Автор видеоурока: к.пед.н., доцент кафедры ИГиСАПР Кайгородцева Н.В.

РАЗЪЕМНЫЕ И НЕРАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Все существующие соединения деталей можно разделить на разъемные и неразъемные.

Разборка неразъемных соединений может быть осуществлена только такими средствами, которые приводят к частичному разрушению деталей, входящих в соединение.

К неразъемным соединениям относятся: клепаные, сварные, полученные пайкой, склеиванием, сшиванием, а также соединения, полученные путем запрессовки деталей с натягом. На чертежах используют условные изображения швов сварных соединений по ГОСТ 2.312—73 и соединений, получаемых клепкой, пайкой, склеиванием, сшиванием и т. д., по ГОСТ 2.313—82 (СТ СЭВ 138—81).

Разъемное соединение позволяет многократно выполнять его разборку и последующую сборку, при этом целостность деталей, входящих в соединение, не нарушается.

К неразъемным соединениям относятся: резьбовые соединения с помощью штифтов, клиньев и шпонок, а также зубчатые (шлицевые) соединения.

РЕЗЬБОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Помимо резьбовых соединений, осуществляемых при помощи стандартных крепежных деталей (болтов, шпилек и винтов), находят широкое применение резьбовые соединения, в которых резьба выполняется непосредственно на деталях, входящих в соединение. Это соединение получается навинчиванием одной детали на другую.

На рис. 379 представлено соединение трубы 1 со штуцером 2, осуществляемое при помощи накидной гайки 3 и втулки 4, прижимающей коническую развальцованную часть трубы к штуцеру.

СОЕДИНЕНИЕ КЛИНОМ

Соединение клином применяется в случаях необходимости быстрой разборки и сборки соединяемых деталей машин, а также для стягивания деталей с регулированием соответствующих зазоров между ними.

Изображенное на рис. 380 соединение клином служит для стягивания и регулирования зазоров вкладыша головки шатуна в его корпусе. Клин 1 совместно с пластиной 3 плотно вставляется в пазы корпуса и стяжного хомута 5 и затем закрепляется там при помощи упорного винта 2 с квадратной головкой. Для предупреждения самоотвинчивания винта ставится контргайка 4.

Клин 1, выполненный из стали, представляет собой брусок, имеющий с одной стороны скос с определенным уклоном. По краям и торцам клин скругляется.

СОЕДИНЕНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ШТИФТОВ

Одним из видов разъемного соединения деталей является соединение их с помощью штифтов. По форме штифты разделяются на цилиндрические и конические (рис. 381), имеются штифты и другой формы. Применяются штифты для взаимной установки деталей (установочные штифты), а также в качестве соединительных и предохранительных деталей.

Цилиндрические штифты выполняются по ГОСТ 3128—70 (СТ СЭВ 238—75, СТ СЭВ 239—75).

Размеры и параметры конических штифтов устанавливает ГОСТ 3129—70 (СТ СЭВ 238—75, СТ СЭВ 240—75).

Конические штифты выполняются с конусностью 1:50.

ШПОНОЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Шпоночное соединение бывает двух видов: неподвижное и подвижное. Наиболее распространено неподвижное соединение шпонками валов с насаженными на них деталями, например, маховиками, шкивами, зубчатыми колесами, муфтами, звездочками цепных передач, кулачками. Эти соединения просты по выполнению, компактны, легко разбираются и собираются.

В таком соединении часть шпонки входит в паз вала, а часть — в паз ступицы колеса (рис. 382).

Форма и размеры шпонок стандартизованы и зависят от диаметра вала и условий эксплуатации соединяемых деталей. Большинство стандартных шпонок представляют собой деталь призматической, сегментной или клиновидной формы с прямоугольным поперечным сечением. Шпонки в продольном разрезе показываются нерассеченными независимо от их формы и размеров

Наибольшее распространение имеют призматические шпонки (рис. 383, а), которые, располагаясь в пазу вала, несколько выступают из него и входят в паз, выполненный во втулке (ступице) детали, соединяемой с валом. Передача вращения от вала к втулке (или наоборот) производится рабочими боковыми гранями шпонки.

После сборки шпоночного соединения (рис. 383, а) между пазом втулки и верхней гранью шпонки должен быть небольшой зазор; размеры пазов на валу и во втул А выбирают по ГОСТ 23360—78 (СТ СЭВ 189— 79).

Призматические шпонки по ГОСТ 23360—78 изготовляют в трех исполнениях (рис. 384).

Размеры сечений призматических шпонок и соответствующих им пазов определяются диаметром вала, на котором устанавливается шпонка (табл. 37). Например, шпонка для вала диаметром d=45 мм должна иметь ширину сечения 6=14 мм и высоту 9 мм. Размеры пазов для выбранной шпонки (см. табл. 37) характеризуются величинами t₁=5,5 мм — для вала и t₂= 3,8 мм — для втулки (см. рис. 384). На чертеже вала обычно наносят размер а на чертеже втулки колеса всегда d+t₂ (см. рис. 384). Необходимая длина шпонки в зависимости от условий работы и действующих на шпоночное соединение сил выбирается по ГОСТ 23360—78.

Условное обозначение шпонки исполнения 1 с вышеуказанными размерами (b= 18, h = 11 и l=65 мм) имеет вид: Шпонка 18x11x65

При тех же размерах шпонка исполнения 2 имеет условное обозначение: Шпонка 2—8x7x45

Сегментные шпонки применяются для соединения с валом деталей, имеющих сравнительно короткие втулки (рис. 383, б). Размеры сегментных шпонок и пазов устанавливает ГОСТ 24071—80 (СТ СЭВ 647—77). Условное обозначение сегментной шпонки толщиной b=6 мм и высотой h=13 мм:

Шпонка 6x13 ГОСТ24071—80.

Значительно реже применяются клиновые шпонки, ГОСТ 24068—80 (СТ СЭВ 645—77) (см. рис. 383, г).

Условное обозначение: Шпонка 2—8x7x45

ЗУБЧАТОЕ (ШЛИЦЕВОЕ) СОЕДИНЕНИЕ

Зубчатое, или шлицевое, соединение какой-либо детали с валом образуется выступами, имеющимися на валу, и впадинами такого же профиля во втулке или ступице (рис. 385, а). Это соединение аналогично шпоночному, но так как выступов несколько, то это соединение по сравнению со шпоночным имеет значительное преимущество. Оно способно передавать большие крутящие моменты, легко осуществлять общее центрирование втулки и вала и их осевое перемещение. Поэтому его применяют в ответственных конструкциях машиностроения.

По форме поперечного сечения выступов зубчатые соединения делятся на: соединения прямобочного профиля — ГОСТ 1139—80 (СТ СЭВ 187—75, СТ СЭВ 188—75), (рис. 386, а) и эвольвентного профиля — ГОСТ 6033—80 (СТ СЭВ 259—76, СТ СЭВ 268—76, СТ СЭВ 269—76, СТ СЭВ 517—77) (рис. 386, б).

На рис. 387 представлены примеры условных изображений шлицевых соединений на чертежах. Эти условности преследуют цель сделать чертеж более простым, наглядным и легко выполнимым.

В машиностроении широко применяются зубчатые соединения прямобочного профиля, выполняемые по ГОСТ 1139—80, который устанавливает размеры элементов соединения, их предельные отклонения и условные обозначения.

Соединения прямобочного профиля характеризуются числом зубьев z, диаметрами d и D, шириной зуба b. ГОСТ 1139—80 предусматривает различные сочетания z, d и D, каждому из которых соответствует определенное значение b. Эти сочетания образуют три серии: легкую, среднюю и тяжелую.

Центрирование втулки (ступицы) на валу может осуществляться:

а) по окружности диаметра D (наиболее технологичное) (рис. 388, а), зазор по диаметру ;

б) по окружности диаметра d (рис. 388, б), зазор по диаметру D;

в) по размеру b (по боковым сторонам зубьев) (рис. 388, в), зазоры по диаметрам d и D.

В общем случае условное обозначение шлицевых валов, отверстий и их соединений содержит: поверхность центрирования (d, D или число зубьев, внутренний диаметр, наружный диаметр, ширину зуба, посадки.

Пример условного обозначения втулки с числом зубьев z=8, внутренним диаметром 36 мм, наружным диаметром D=40 мм, шириной зубьев b=1 мм с центрированием по внутреннему диаметру, с посадками по диаметру центрирования — H7, по диаметру D — Н12:

В курсе «Черчение» обычно применяется условное обозначение в упрощенном виде (без предельных отклонений размеров), например, d—8x36x40x8 (рис. 389).

ГОСТ 2.409—74 (СТ СЭВ 650—77) устанавливает условные изображения зубчатых (шлицевых) валов, отверстий и их соединений, а также правила выполнения элементов соединений на чертежах зубчатых валов и отверстий.

Окружности и образующие поверхностей впадин на изображениях зубчатого вала и отверстия показывают сплошными тонкими линиями (см. рис. 387, а), при этом сплошная тонкая линия поверхности впадин на проекции вала на плоскость, параллельную его оси, должна пересекать линию границы фаски. На разрезах образующие поверхности впадин и отверстия показывают сплошными основными линиями (см. рис. 387).

На продольных разрезах и сечениях зубья валов и впадины отверстия ступиц совмещают с плоскостью чертежа, при этом зубья показывают нерассеченными, а образующие, соответствующие диаметрам и D, показывают сплошными толстыми линиями (см. рис. 387, а и б).

На проекциях вала, перпендикулярных его оси, а также в поперечных разрезах и сечениях окружности впадин показывают сплошными тонкими линиями.

Делительные окружности и образующие делительных поверхностей показывают штрихпунктирной тонкой линией.

На изображениях перпендикулярных оси вала или отверстия изображают профиль одного зуба и двух впадин. Сплошной толстой — основной линией проводятся окружности, соответствующие диаметру D (для вала) и диаметру d (для отверстия ступицы). Сплошной тонкой линией проводятся окружности, соответствующие диаметру d (для вала) и диаметру D (для отверстия).

На рабочих чертежах зубчатых валов указывают длину зубьев полного профиля l₁ до сбега (рис. 389, а), а на полке линии-выноски, заканчивающейся стрелкой, условное обозначение соединения.

Допускается указывать полную длину зубьев наибольший радиус инструмента (фрезы) R_max и длину сбега l₂. Остальные размеры назначаются конструктивно.

На рис. 390 показаны примеры условного изображения шлицевых соединений прямобочного профиля.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Сварные соединения широко применяются в технике, особенно в машиностроении.

При помощи сварки соединяются детали машин, металлоконструкции мостов и т. п.

На рис. 391 показано соединение деталей, выполненное при помощи сварки. На чертеже при изображении разреза сварной конструкции свариваемые детали должны быть заштрихованы тонкими линиями в разных направлениях (рис. 391, б).

Заклепочное соединение применяется в соединениях деталей из металлов, в основом плохо поддающихся сварке, при соединениях металлических изделий с неметаллическими. Эти соединения применяются в конструкциях, работающих под действием ударных и вибрационных нагрузок. Например, при изготовлении металлоконструкций мостов кроме сварного соединения в некоторых случаях применяют заклепочное соединение (рис. 392).

Заклепка представляет собой стержень круглого сечения, имеющий с одного конца головку, форма головки бывает различной.

На рис. 393, а показано соединение двух деталей при помощи заклепок с полукруглой (сферической) головкой. В соединяемых деталях выполняются отверстия, диаметр которых несколько больше диаметра непоставленной заклепки.. Заклепка вставляется в отверстия в деталях, и ее свободный конец расклепывается обжимками клепального молотка или машины. Длина стержня заклепки L выбирается так, чтобы выступающая из детали часть была достаточной для придания ей в процессе расклепки необходимой формы. При расклепке происходит осаживание стержня, который заполняет отверстия, выполненные в соединяемых деталях. В зависимости от диаметра заклепки она расклепывается в холодном или предварительно нагретом состоянии. Заклепки со сплошным стержнем в продольном разрезе изображаются нерассеченными (рис. 393, б и в). Заклепочные швы выполняются внахлестку (рис. 393, б) или встык с накладками (рис. 393,в).

По расположению заклепок в соединениях различают однорядные (рис. 393, б) и многорядные (рис. 393, в) заклепочные швы. Расположение заклепок в рядах может быть шахматное и параллельное.

Шагом размещения заклепок называется расстояние между осями двух соседних заклепок, измеренное параллельно кромке шва (рис. 393, в).

Заклепки нормальной точности с полукруглой (сферической) головкой, получившие широкое распространение, выполняются по ГОСТ 10299—80 (СТ СЭВ 1019—78).

Условное обозначение заклепки диаметра стержня d=6 мм и длиной L= 24 мм: Заклепка 6x24 ГОСТ 10299—80

Помимо заклепок с полукруглой головкой находят применение заклепки с потайной [ГОСТ 10300—80 (СТ СЭВ 1020—78)], полупотайной [ГОСТ 10301—80 (СТ СЭВ 1022—78)] и с плоской головкой (ГОСТ 10303— 80).

Соединения деталей из мягких материалов (кожи, картона, полимеров — пластмасс и т. п.), не требующие повышенной точности, могут выполняться с помощью пустотелых (трубчатых) заклепок, изображенных на рис. 393, г. Размеры и параметры таких заклепок приведены в ГОСТ 12638—-80 — ГОСТ 12644—80.

При выполнении рабочих чертежей клапанного соединения ГОСТ 2.313—82 (СТ СЭВ 138—81) допускает применять упрощения. Размещение заклепок указывают на чертеже условным знаком «+». Все конструктивные элементы и размеры шва клепаного соединения указывают на чертеже, как показано на рис. 394, а.

В проекции на плоскость, перпендикулярную оси, заклепки должны изображаться небольшими крестиками, нанесенными тонкими линиями.

Если изделие, изображенное на сборочном чертеже, имеет многорядное клепаное соединение, то одну или две заклепки в сечении или на виде надо показывать условным символом, остальные — центровыми или осевыми линиями (рис. 394, а).

Когда на чертеже имеется несколько групп заклепок, различных по типам и размерам, рекомендуется одинаковые заклепки обозначать условными знаками (рис. 394, б) или одинаковыми буквами (рис. 394, в).

СОЕДИНЕНИЯ ПАЙКОЙ И СКЛЕИВАНИЕМ

При соединении пайкой в отличие от сварки место спайки нагревается лишь до температуры плавления припоя, которая намного ниже температуры плавления материала соединяемых деталей. Соединение деталей получается благодаря заполнению зазора между ними расплавленным припоем (рис. 395).

Швы неразъемных соединений, получаемые пайкой и склеиванием, изображают условно по ГОСТ 2.313— 82 (СТ СЭВ 138—81).

Припой или клей в разрезах и на видах изображают линией в два раза толще основной сплошной линии (рис. 396). Для обозначения пайки (рис. 396, или склеивания (рис. 396, г, д и е) применяют условные знаки, которые наносят на линии-выноске от сплошной основной линии. Швы, выполненные пайкой или склеиванием по периметру, обозначаются линией-выноской, заканчивающейся окружностью диаметром 3. 5 мм (рис. 396, б и в). Швы, ограниченные определенным участком, следует обозначать, как показано на рис. 396, в и е. На изображении паяного соединения при необходимости указывают требования к качеству шва в технических требованиях. Ссылку на номер пункта помещают на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва.

На полке линии-выноски ставится номер пункта технических требований, где указана марка припоя или клея.

СОЕДИНЕНИЕ ЗАФОРМОВКОЙ И ОПРЕССОВКОЙ

Изделия, изготовляемые путем опрессовки и заформовки (рис. 397), широко применяются в машиностроении. Армированные изделия повышают качество изделия. Методом прессования из пластмасс можно получить в массовом производстве изделия с высокими параметрами шероховатости.

При изготовлении деталей применяют наплавки и заливки металлом, полимером (пластмассой), резиной и т. п. Это защищает соединяемые элементы от коррозии и химического воздействия, а иногда является изоляцией одних токонесущих деталей от других.

Технология. 6 класс. Авторский коллектив: Е. С. Глозман, Е. Н. Кулакова, Ю. Л. Хотунцев, О. А. Кожина, И. В. Воронин, В. В. Воронина, А. Е. Глозман

§ 18. Виды соединений деталей из металла и искусственных материалов. Заклёпочные соединения

Приведите примеры металлических изделий, в которых используется соединение деталей. Какие виды соединений вам известны?

Соединение деталей из металла и искусственных материалов — один из видов технологических операций, применяемых в слесарном деле, при сборке и монтаже различных конструкций.

В одних предметах и устройствах детали соединены между собой с использованием подвижных соединений. Так, ножницы разрезают материал благодаря закреплённым на одной оси (шарнирное соединение) и двигающимся навстречу друг другу лезвиям (рис. 5.42, а). Подвижная и неподвижная губки слесарных тисков сближаются посредством винтовой передачи, что позволяет закреплять заготовку (рис. 5.42, б). Сверло в сверлильном станке перемещается с помощью реечного механизма (рис. 5.42, в).

Рис. 5.42. Использование подвижных соединений: а — слесарные ножницы; б — слесарные тиски; в — сверлильный станок напольного типа

Помимо подвижного соединения существует и неподвижное соединение деталей. Этот вид соединения применяется, когда необходимо обеспечить неизменность взаимного расположения деталей в процессе эксплуатации устройства. Примером могут служить сварные соединения, которые применяют при изготовлении строительных конструкций из металлических профилей (рис. 5.43, а) Электрические контакты в электротехнических устройствах крепятся винтовыми соединениями (рис. 5.43, б). Соединение деталей обшивки самолёта производят с использованием заклёпочных швов (рис. 5.43, в).

Соединения деталей могут быть разъёмными и неразъёмными. Разъёмные соединения — это такие соединения деталей, которые могут быть разобраны без их разрушения. Разъёмными являются, например, резьбовые и конусные соединения. Применение резьбовых соединений для крепления колёс автомобиля делает возможными их смену и ремонт. Конусные соединения используют для предохранения от поломок сложных и ценных частей машин и механизмов. Такой вид соединения применяется, например, при креплении центра в задней бабке токарного станка (рис. 5.44).

Неразъёмные соединения — это такие соединения, разборка которых возможна только при разрушении крепления или самих деталей. К неразъёмным соединениям относятся сварные, заклёпочные, клеевые соединения.

Технология изготовления сварных соединений заключается в сплавлении деталей в месте соединения. Это позволяет достичь высокой герметичности (непроницаемости) сварных швов. В связи с этим сварные соединения применяют при изготовлении резервуаров для хранения жидкостей и газов, трубопроводов.

Заклёпочные соединения используются при соединении деталей в конструкции, работающей в условиях сильной вибрации.

Итак, при конструировании изделия и выборе способа соединения деталей необходимо учитывать назначение изделия, условия его эксплуатации, материал изготовления соединяемых деталей и их конструктивные особенности, величину затрат на выполнение данного вида соединения.

Практическая работа № 21

«Анализ конструкции изделия»

Цель работы: провести визуальный анализ конструкции изделий.

Оборудование и материалы: слесарный верстак, карандаш, стул, шариковая ручка.

Порядок выполнения работы

1. Выберите изделие для исследования. Укажите название изделия.

2. Определите назначение изделия.

3. Назовите условия его эксплуатации.

4. Посчитайте, из скольких деталей состоит данное изделие.

5. Определите материал изготовления отдельных деталей.

6. Установите виды применяемых соединений.

7. Сделайте вывод, почему при конструировании и изготовлении анализируемого изделия использовались данные виды соединений.

8. Внесите свои предложения по улучшению конструкции изделия.

Соединение заклёпками деталей из тонколистового металла. Процесс получения неразъёмных соединений деталей с помощью заклёпок называется клёпкой. Клёпка бывает горячей и холодной. Горячая клёпка применяется, если диаметр заклёпок больше 10 мм (при строительстве кораблей, мостов, опор линий электропередачи и др.). Такое название этот вид клёпки получил из-за того, что в этом случае заклёпку нагревают до определённой температуры и её стержень расклёпывают в горячем состоянии. В слесарной практике клёпку выполняют в холодном состоянии.

Заклёпки (рис. 5.45) — это разновидность крепёжных деталей, состоящая из закладной головки, стержня и замыкающей головки, которая образуется при клёпке (рис. 5.45, а). Заклёпки изготавливают из углеродистых и легированных сталей, меди и алюминиевых сплавов. Чаще всего применяют заклёпки с полукруглой, полупотайной, потайной, конической и плоской головками (рис. 5.45, б—е). Кроме заклёпок со сплошным стержнем, применяют трубчатые заклёпки, так называемые пистоны (рис. 5.45, ж).

Рис. 5.45. Заклёпки:
а — основные элементы заклёпки; б — с полукруглой головкой; в — с полупотайной головкой; г — с потайной головкой; д — с конической головкой; е — с плоской головкой; ж — трубчатая заклёпка

Инструменты и оборудование для клёпки можно разделить на следующие группы:

— инструменты для разметки: линейки, чертилки, кернеры, угольники, циркули;

— инструменты и оборудование для сверления: свёрла, зенковки, дрели ручные, электрические, аккумуляторные, сверлильные станки;

— ударные инструменты: молотки слесарные с квадратным бойком, пневматические молотки;

— вспомогательные инструменты и оборудование (рис. 5.46): обжимки, натяжки, поддержки, плиты, слесарные тиски.

Обжимка (рис. 5.46, а) — это стальной стержень, на рабочем конце которого имеется углубление по форме головки заклёпки. Натяжка (рис. 5.46, б) — это стальной стержень с цилиндрическим отверстием в рабочем конце. Отверстие в натяжке обычно на 0,2 мм больше диаметра заклёпки. Формы поддержек (рис. 5.46, в) могут быть разными. При соединении заклёпки поддержка закрепляется в слесарные тиски.

Последовательность соединения деталей заклёпками с полукруглыми головками (рис. 5.47)

1. Установить заклёпку в просверлённое отверстие (рис. 5.47, а). 1.

2. Под закладную головку поставить поддержку (рис. 5.47, б) и ударами молотка по бойку натяжки осадить склёпываемые листы для устранения зазора между ними.

3. Осадить стержень. Удары молотком производить по центру стержня, пока не образуется «бочонок» (рис. 5.47, в).

4. Боковыми ударами молотка придать головке необходимую форму (рис. 5.47, г).

5. Обжимкой (рис. 5.47, д) с помощью молотка оформить замыкающую головку.

Рис. 5.47. Соединение деталей заклёпками с полукруглой головкой:
а — установка заклёпки; б — осаживание склёпываемых листов натяжкой; в — осаживание (расклёпывание) стержня; г — придание формы замыкающей головке; д — оформление замыкающей головки обжимкой

Пробивание отверстий в тонколистовом металле выполняют с помощью слесарного молотка и бородка.

Бородок — это ручной слесарный инструмент для получения отверстий. Диаметр рабочей части бородка может быть 1, 2, 3, 4, 6 или 8 мм. C помощью бородка пробивают отверстия таких же диаметров. При пробивании отверстий острые края рабочей части бородка под действием удара молотка раздвигают частицы металла (рис. 5.48).

При пробивании отверстия в тонколистовом металле поступают следующим образом: закрепляют в тисках деревянный брусок торцом вверх; размечают место предполагаемого отверстия; устанавливают бородок на намеченную точку и ударами молотка по бойку пробивают отверстие. Первый удар должен быть лёгким, последующие — более сильными.

Современные способы соединения деталей заклёпками

1. Соединение заклёпками с помощью ручного вытяжного заклёпочника (рис. 5.49) — инструмента, предназначенного для скрепления листовых металлов и пластмасс.

Последовательность работы ручным вытяжным заклёпочником:

— разметить и просверлить отверстие через обе скреплённые листовые заготовки (рис. 5.50, а) Диаметр отверстия должен быть равен диаметру заклёпки;

— вставить заклёпку в заклёпочник и просверлённое отверстие и начать сжимать несколько раз рукоятку (рис. 5.50, б). Заклёпка начинает сплющиваться, когда шарик полностью втягивается в заклёпку, свободный хвост заклёпки откусывается. Таким образом получится склёпанная с двух сторон заготовка (рис. 5.50, в).

Рис. 5.50. Последовательность соединения заклёпками двух листов металла:
а — сверление двух листов; б — процесс клёпки; в — склёпанная заготовка

2. Соединение заклёпками с помощью клепального пневматического молотка (рис. 5.51), предназначенного для горячей клёпки заклёпок диаметром 16 и 22 мм.

3. Соединение заклёпками с помощью электрического (рис. 5.52) и аккумуляторного (рис. 5.53) заклёпочников для установки вытяжных заклёпок диаметром от 3 до 6,4 мм.

Практическая работа № 22

«Пробивание отверстий в тонколистовом металле при выполнении заклёпочного соединения»

Цель работы: освоение техники пробивания отверстия бородком и выполнение заклёпочного соединения.

Оборудование и материалы: слесарный верстак, заготовки, слесарные тиски, разметочные инструменты, напильники, деревянный брусок, бородок, слесарный молоток, киянка, заклёпки, обжимка, натяжка, поддержка.

1. При помощи учителя подберите две полоски тонколистового металла. Выправите их, при необходимости обработайте их в размер (рис. 5.54). Снимите заусенцы.

2. Разметьте заготовки. Накерните центры отверстий.

3. Закрепите в слесарных тисках брусок. Срез должен быть ровным, желательно использовать древесину твёрдых пород.

4. Установите заготовку на торец бруска и пробейте бородком отверстия. Пробейте бородком вторую заготовку.

5. Выправите заготовки киянкой.

1. При помощи учителя подберите четыре заклёпки из алюминия (дюралюминия) с полукруглой головкой.

2. Закрепите в тисках обжимку с полукруглой головкой.

3. Соберите заготовки в «пакет» и вставьте заклёпку.

4. Расклепайте закладную головку и сформируйте её с помощью обжимки с полукруглой головкой.

5. В такой же последовательности расклепайте остальные заклёпки. Если отверстия не совпадают, пробейте их вторично бородком.

6. Осмотрите деталь. Определите свои ошибки и качество работы. Обработайте заусенцы.

7. Уберите рабочее место. Сдайте работу учителю.

Правила безопасной работы при соединении деталей заклёпками

1. Работу необходимо выполнять исправным инструментом. Нужно следить за правильной насадкой молотка!

2. При сверлении заготовок на сверлильном станке следует надевать защитные очки.

3. Нужно надёжно закреплять поддержки в слесарных тисках.

Основные понятия и термины:

соединение деталей, подвижные и неподвижные соединения, разъёмные и неразъёмные соединения, резьбовые и конусные соединения, заклёпочное соединение, клёпка холодная, клёпка горячая, заклёпка, обжимка, натяжка, поддержка, бородок.

Вопросы и задания:

1. Назовите виды соединений деталей.

2. Перечислите устройства, в которых применяют подвижные соединения. Может ли подвижное соединение быть неразъёмным?

3. К какому виду соединений деталей можно отнести соединение заклёпками?

4. Назовите основные части заклёпок и их виды по форме закладной головки.

5. Перечислите основные правила безопасной работы при клёпке.

Задание

Найдите в Интернете информацию о том, какими способами можно удалить заклёпку.

Урок 17 (вариант А)
Технология сборки изделий из тонколистового металла, проволоки, искусственных материалов

Вариант А: Технологии обработки конструкционных материалов.

Тема урока. Технология сборки изделий из тонколистового металла, проволоки, искусственных материалов.

Тип урока: комбинированный.

Цели урока: организовать деятельность обучающихся по ознакомлению с процессами сборки деталей из тонколистового металла (на заклёпках и фальцевым швом), проволоки (скруткой и петлями), пластмассы (на заклёпках) в единое изделие, инструментами и приспособлениями для сборочных работ, правилами безопасной работы; обучить пятиклассников соединять заготовки из жести с помощью заклёпок и фальцевым швом («в замóк»).

Материальные технологии
Технологии обработки конструкционных материалов
§19. Технология сборки деталей из тонколистового металла, проволоки, искусственных материалов

Соединение заклёпками

Соединить детали из листового металла в изделие можно с помощью заклёпок, фальцевым швом, пайкой, сваркой и другими способами. В учебных мастерских вы будете выполнять соединение деталей первыми двумя способами (рис. 89).

Рис. 89. Примеры соединения деталей из тонколистового металла: 1 - заклёпочное соединение; 2 - фальцевый шов

Заклёпка - крепёжная деталь из мягкой стали, меди или алюминия. Она состоит из закладной головки, стержня и замыкающей головки. Диаметр заклёпки зависит от толщины соединяемых деталей.

Чтобы соединить детали заклёпками, в них сверлят отверстия дрелью. Часто сверление выполняют одновременно в двух деталях, скрепив их струбциной или в тисках. После этого заклёпку устанавливают в отверстие. Закладную головку заклёпки (рис. 90, в) помещают в выемку металлического бруска, называемого поддержкой, и ударами молотка по натяжке осаживают и сближают детали одну с другой.

Рис. 90. Последовательность получения заклёпочного соединения:
а - подготовка отверстия под заклёпку; б - размещение заклёпки в отверстии; в - осаживание деталей: 1 - заклёпка; 2 - поддержка; 3 - детали; 4 - натяжка

Затем ударами молотка расклёпывают замыкающую головку (рис. 91, а) и придают ей правильную форму с помощью специального инструмента - обжимки (рис. 91, б).

Рис. 91. Формирование головки заклёпки: а - молотком; б - обжимкой; 1 - заклёпка; 2 - поддержка; 3 - детали; 4 - обжимка

Детали из листовой пластмассы соединяют между собой или с деталями из листового металла также с помощью заклёпок (рис. 92).

Заклёпочные соединения применяют в авиастроении, при строительстве кораблей и мостов, соединении деталей металлической посуды.

Соединение фальцевым швом

Другой способ сборки деталей из тонколистового металла - соединение фальцевым швом. Его получают следующим образом. Сначала отгибают края (шириной 6. 8 мм) соединяемых деталей под прямым углом (рис. 93, 1).

Затем подгибают края так, как показано на рисунке 93, 2, и соединяют их в замок, простукивая киянкой (рис. 93, 3). Для того чтобы соединение не разъединилось, листы подгибают вблизи шва с помощью деревянного бруска (рис. 93, 4). Фальцевые швы применяют при изготовлении банок для краски, консервных банок, вёдер и др.

При соединении деталей из проволоки используют способы, показанные на рисунке 94. Например, соединение деталей подставки для книг (см. рис. 47) выполнено способом, изображённым на рисунке 94, а.

Знакомимся с профессиями

Жестянщик - специалист, который на предприятиях занимается изготовлением изделий из тонколистового металла. Он знает устройство различных станков для резки металла, умеет пользоваться приспособлениями и инструментами для обработки листового металла. Жестянщик изготавливает водосточные и вентиляционные трубы, баки, применяя фальцевый шов, соединяет детали заклёпками вручную или с помощью пневматических клепальных молотков.

Практическая работа № 29

Соединение деталей из тонколистового металла, проволоки, искусственных материалов

1. Распределите обязанности в группе. Изучите технологию получения заклёпочного соединения (см. рис. 90, 91). Просверлите отверстия под заклёпки в деталях изделия, предложенного учителем.

2. Подготовьте необходимые инструменты и заклёпки. Соедините детали с помощью заклёпок. Проверьте качество соединения.

3. Изучите технологию получения фальцевого шва (см. рис. 93). На отрезках жести потренируйтесь соединять детали фальцевым швом.

Способы соединения металлических изделий

Сегодня строительная область предоставляет широкий выбор всевозможных крепежей и методов совмещения различных материалов. Но какие есть способы соединения металлических изделий, знают далеко не все, хотя эта информация может очень пригодиться, ведь сферы, где это актуально, многочисленны и разнообразны.

В нашей статье мы представили обзор основных способов, с помощью которых соединяют детали из металла, указав их ключевые особенности. Также перечислили главные крепежные изделия, которые применяются для этой цели, поэтому информация вас ожидает крайне полезная.

Разновидности крепежных изделий для соединения металла

Для соединения изделий друг с другом используется металлический крепеж, представленный на рынке в широком ассортименте. Крепежные элементы имеют разные размеры, форму и назначение. Чаще всего детали соединяют винтами, болтами, гайками, саморезами, шурупами, анкерами, заклепками, шпильками, шайбами и т. п.

1. Болт.

Одним из способов соединения металлических изделий является посредством болтов – стержней с наружной резьбой и четырех- или шестигранной головкой. Для соединения требуется гайка или отверстие с внутренней резьбой. Болт внешне напоминает винт, оба крепежных элемента широко применяются в машиностроении, строительстве и пр.

Различаются они по способу работы:

болт проходит через соединяемые элементы насквозь, фиксируется гайкой или гаечным ключом;
винт вкручивается в деталь с резьбой с помощью отвертки или торцевого ключа.

В отличие от второго, первый не прокручивается внутрь соединяемых элементов.

Рекомендуем статьи по металлообработке

2. Саморезы.

Для соединения деревянных деталей часто используются саморезы:

крепежными элементами с мелкой резьбой соединяют металлические заготовки небольшой толщины с деревянными или пластмассовыми деталями;
саморезы с крупной резьбой предназначены для фиксации деревянных деталей.

Острый наконечник, выполненный в форме сверла, самостоятельно проделывает отверстия в соединяемых заготовках.

3. Гайка.

Еще одним способом соединения деталей из металла является с помощью гаек – крепежных элементов с отверстием и внутренней резьбой. Используются в паре с болтами. Гайки различаются по форме (шестигранные, круглые с насечками, квадратные, T-образные, с выступами для пальцев и т. п.), а также по прочности.

4. Шуруп.

Этот крепежный элемент представляет собой стержень с наружной резьбой, острием конической формы и головкой. Способ соединения металла между собой с помощью шурупов заключается во вкручивании крепежа в готовое отверстие или мягкий материал (пластмассу, дерево). В этом заключается разница между ними и саморезами. Они менее универсальны по сравнению с последними, так как имеют меньшую высоту и шаг резьбы. Востребован этот вид крепежных изделий в строительных и отделочных работах.

5. Анкер.

Анкер крепится к опорному основанию и удерживает нужный элемент. Крепеж имеет две части:

нераспорную, которая не участвует непосредственно в фиксации конструкций;
распорную (рабочую), с изменяемыми размерами.

Помимо основных частей, может иметь манжету – кайму, препятствующую проникновению внутрь основания или фиксируемой конструкции. Анкеры используют для соединения металлических изделий из листовых материалов, а также для крепления тяжеловесных конструкций и фундамента.

6. Заклепки.

Делятся на два основных вида:

Вытяжные, состоящие из алюминиевой головки и стержня из оцинкованной стали. Они предназначены для неразрывной фиксации двух или более металлических элементов. При работе с ними используются механические инструменты.
Резьбовые заклепки широко применяются в машиностроении и электронике. На стержень этого крепежного изделия нанесена резьба, поэтому соединяемые с его помощью детали можно при необходимости разобрать.

7. Шпилька.

Это цилиндрический стержень без головки с резьбой по всей длине или только на концах. К такому способу соединения металлических изделий прибегают при отсутствии резьбы у фиксируемых деталей. Используется в паре с гайкой, может быть дополнен шайбой. Последняя представляет собой круглую пластинку, подкладываемую под гайку и повышающую прочность крепления, предотвращающую деформацию соединяемых заготовок. Это достигается за счет увеличения прижимной поверхности скрепляемых деталей.

С помощью шпилек скрепляют любые изделия и конструкции, включая высоконагруженные. Преимущество этого способа крепления металлических элементов заключается в том, что для его применения не требуются особые навыки.

В зависимости от наличия резьбы крепежные элементы делятся на:

метрические, представленные винтами, болтами, гайками и шпильками;
неметрические (приспособленные), представленные гвоздями, анкерами и т. п.

В зависимости от области использования они делятся на:

высокопрочные резьбовые крепежи;
элементы массового использования;
изделия для безударной и/или односторонней фиксации;
крепежи, предназначенные для герметизации изделий;
детали, предназначенные для соединения полимерных композитных материалов и т. п.

Это условная классификация, поскольку крепежные изделия могут одновременно относиться к нескольким группам.

6 способов соединения металлических изделий

Разные способы соединения металлических изделий имеют свои достоинства и недостатки. При выборе того или иного варианта необходимо, в первую очередь, исходить из предполагаемых условий эксплуатации будущей конструкции, а во вторую – из характеристик крепежных элементов.

1. Спайка.

Технологически этот способ соединения деталей из металла схож со сваркой, разница заключается в плавящемся материале:

при спайке плавится присадочная проволока;
при сварке – сам материал заготовки.

Спайка отличается меньшей надежностью по сравнению со сваркой.

Для соединения алюминиевых деталей, к примеру, велосипедных рам, больше подходит сварка, поскольку в данном случае требуются прочные сварные соединения.

Учитывая, что большая часть элементов велосипедной рамы изготовлена из алюминия, то сложностей при сварке не возникнет, главное, правильно выбрать технологию сваривания. Шов должен быть качественным и высокопрочным, устойчивым к деформациям и механическому воздействию.

Производители выпускают трековые велосипеды для скоростных гонок и шоссе, используемые на ровной поверхности. Для них важно, чтобы масса велосипеда была меньше, это достигается за счет использования при изготовлении рам трубок меньшего диаметра.

Такое решение приводит к сложностям при применении сварки как способа соединения металлических деталей. Высокая температура может стать причиной появлений трещин и деформации стальных элементов рамы. Вместо сварки в таком случае использовали спайку.

Хотя шов и получается более прочным, он все равно уступает по качеству сварным соединениям. Современные велосипедные рамы изготавливают из карбона, поэтому необходимость использования того или иного способа крепления металлических элементов либо полностью отсутствует, либо сводится к минимуму.

2. Склеивание.

Склеивание как способ соединения металлических изделий подходит для материалов, которые плохо поддаются сварке. Речь идет о таких металлах, как титан или магний. Во время склеивания мастера сталкиваются со следующими сложностями:

склеиваемые поверхности должны быть точечно подготовлены к обработке;
при склеивании внахлест требуется подгонка;
для соединения характерна невысокая прочность;
нельзя выполнять работу в несколько приемов.

Для повышения прочности крепления заготовок используют комбинированные способы, такие как заклепочно-клееные и сварочно-клееные.

3. Сварка.

Наиболее надежным способом соединения металлических изделий друг с другом считается сварка. Для фиксации элементов используют следующие ее виды:

газовую ацетиленокислородную;
контактную;
электродуговую;
электроннолучевую;
лазерную;
холодную.

При газовой сварке края соединяемых заготовок расплавляют в пламени кислородно-ацетиленовой смеси. Таким образом сваривают малоуглеродистые и низколегированные стали. Недостаток способа заключается в том, что сварной шов получается пористым, во время обработки из-за воздействия кислорода подвергается окислению, что отрицательно сказывается на его качестве.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Во время контактной сварки края соединяемых заготовок плотно прижимаются друг к другу и нагреваются за счет прохождения через них тока большой силы. Используется для соединения небольших по площади изделий, делится на шовную и точечную.

Электроды для электровакуумных изделий изготавливают при помощи точечной сварки. Крепление элементов друг к другу производится за счет импульсного тока, при этом изменяются такие параметры обработки, как продолжительность и сила воздействия, а также давление в точке сварки. Правильный подбор параметров позволяет соединять различные по типу и форме металлические заготовки, к примеру, вольфрамовую нить и никелевую фольгу.

4. Заклепывание.

Несмотря на широкое распространение сварки, заклепывание по-прежнему продолжает применяться как один из способов соединения металлических изделий. Его основной недостаток заключается в том, что шов может быть выполнен только внахлест. Однако он менее прочный, поскольку со временем заклепки расшатываются, а сверление отверстий может привести к дополнительной деформации материала заготовки.

Тем не менее, этот способ фиксации металлических деталей применяется в самолето- и мостостроении. Он долговечен и безопасен для конструкции, зачастую к заклепыванию прибегают при невозможности использования сварки.

Этот способ соединения деталей из металла также используется в производстве техники, автомобилестроении, при ремонте транспортных средств, однако он вытесняется технологией точечной сварки.

По мере развития технологий сварка все больше заменяет другие способы крепления металлических деталей. Уже сегодня она используется при возведении мостов, в строительстве авиатехники.

5. Шпоночное соединение.

Шпонки используют как способ соединения таких металлических изделий, как вал с деталями, передающими вращение и колебание. Элементы могут иметь различную конструкцию: призматическую, клиновую, сегментную, тангенциальную. Крепежные детали образует два основных вида соединений:

Ненапряженные, для создания которых используются призматические сегментные шпонки. Во время сборки не возникает предварительное напряжение.
Напряженные, для создания которых используются тангенциальные и сегментные шпонки. Подходят для соединения деталей сложных конструкций, во время сборки возникает монтажное напряжение.

6. Зубчатое (шлицевое).

Этот способ соединения металлических изделий предполагает фиксацию элементов путем попадания выступающих зубьев на валу в специальные углубления в ступице.

Размеры крепежных элементов устанавливаются отраслевыми стандартами. Способ подходит для создания подвижных и неподвижных соединений.

В зависимости от жесткости фиксации выделяют три варианта: легкая, средняя, высокая. Отличаются друг от друга высотой и количеством зубцов, варьирующимся от 6 до 20 штук. Зубцы могут иметь различную форму:

Треугольные подходят для соединения небольших валов неподвижных или с небольшим крутящим моментом. Этот вид крепежных элементов используется редко.
Прямобочные. Этот вид изделий для соединения металлических деталей центрируют по внутреннему и наружному диаметру боковых граней.
Эвольвентные – используют для крепления больших валов.

Назначение зубчатых соединений – передача крутящего момента. В основном, их используют в производстве электроинструментов.

Области применения различных способов соединения металлических изделий

Различные способы фиксации металлических элементов применяются в разных сферах промышленности, а также в быту. Их используют при производстве мебели, в строительстве, тяжелой промышленности и т. п.

Шпоночные и шлицевые крепления распространены в сферах создания электроинструментов, оборудования, в машиностроении. Без соединений с натягом невозможно изготовить валы зубчатых колец, червячные колеса. Пайка необходима для работы над электронным оборудованием, требующем высокой точности. С помощью заклепок соединяют тонколистовые металлы.

По мере развития технического прогресса появляются и новые способы соединения металлических изделий. Современная жизнь невозможна без различных машин и механизмов. Для того чтобы они служили дольше, необходимы надежные крепежные элементы. От качества крепежа зависят также форма готового изделия, качество его работы, риски возникновения аварийных и нештатных ситуаций на производствах и т. п.

В статье мы поговорили о видах и способах соединения металлических изделий и деталей. Прежде чем купить тот или иной крепежный элемент, следует его осмотреть на наличие дефектов. Деформированные в процессе работы детали можно использовать для наружных контуров металлических заготовок. Таким образом, возможна экономия на расходных материалах, но при этом без ущерба для качества готовой продукции.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.