Клепка деталей

Неразъемные глухие соединения, выполняемые с помощью заклепок, называются заклепочными соединениями.

Этот вид соединений в современных машинах и механизмах применяется сравнительно редко и все чаще уступает место более прогрессивным сварочным и резьбовым соединениям.

Однако достаточная надежность и прочность в работе заклепочных соединений по прежнему дают право на их применение в авиастроении, тракторостроении, а также при изготовлении отдельных металлоконструкций в котлостроении и других отраслях промышленности.

Кроме обеспечения прочности, в отдельных случаях к заклепочным соединениям предъявляются требования, согласно которым должна соблюдаться герметичность соединения при работе сооружения под давлением газов или жидкостей. Это достигается высоким качеством клепки и созданием плотных и прочно-плотных швов.


При клепке место соединения деталей называют заклепочным швом. В зависимости от назначения различают два вида заклепочных швов:

  • прочный
  • прочно-плотный

Прочный шов применяется при клепке различных балок, стропил и других инженерных сооружений.

Прочно-плотный шов осуществляется при клепке труб, сосудов, резервуаров, отдельных частей паровых котлов и других аналогичных сооружений, работающих под давлениями.

Соединение двух листов (деталей) в нахлестку одним рядом заклепок называют однорядным швом.

Соединение, выполненное также в нахлестку двумя рядами, называют двухрядным. Такие соединения применяются при клепке ферм, мостов и других инженерных сооружений.

Кроме соединений в нахлестку, в технике клепки  применяются соединения листов в стык с использованием при этом одной или двух накладок, соединенных однорядным или двухрядным швом.

При клепке в нахлестку надо добиться плотного прилегания листов при накладывании друг на друга. Торцовые поверхности листов, являющиеся базовыми поверхностями при сверловке отверстий, должны быть тщательно зачищены. На мелких деталях зачистка производится с помощью напильника вручную, а детали больших габаритов зачищают переносным наждачным точилом. Сверловка отверстий под заклепки ведется по разметке или по кондукторам. При соединении листов больших габаритов допускается разметка и последующая сверловка одной половины по другой или применение на кладки в качестве кондуктора.

Отверстия под заклепки можно получать на сверлильных станках, а также на дыропробивных прессах. Последний способ много производительнее и дешевле сверления, но дыры при этом получаются коническими и возможен их увод от разметки. В машиностроении применяются оба способа, а также комбинированный метод, т.е. сначала пробивают отверстия малого диаметра, а затем рассверливают их до требуемого размера. При этом методе отверстие получает правильную геометрическую форму и отсутствует поверхностный наклеп в металле. При применении заклепок с потайной и полупотайной головками кроме сверления необходимо сделать раззенковку отверстия и удалить заусенцы. Эта операция выполняется зенковками (или сверлами большого размера) и другими способами. Заусенцы удаляются на наждачном точиле. Клепка тяжелых крупногабаритных изделий выполняется двумя рабочими: клепальщиком и подручным. Клепальщик направляет и устанавливает в нужном положении инструмент, а подручный наносит кувалдой удары и выполняет ряд вспомогательных работ.

Процесс клепки начинается с того, что под имеющуюся головку заклепки, вставленной в отверстие соединяемых деталей, подводят инструмент — поддержку (стержень с углублением по форме головки) и упирают поддержку другим концом, например, в плиту. Затем наносят удары молотком по выступающему стержню заклепки и создают предварительную форму замыкающей головки. Окончательную форму головки получают с помощью специальной оправки-обжимки. Для уменьшения смещения отверстий при клепке заклепки лучше размещать не последовательно, а вразброс.

В настоящее время клепка производится преимущественно механизированными средствами. Крупные стальные заклепки диаметром 10-12 мм предварительно нагреваются и расклепываются в горячем виде. Стальные заклепки меньших размеров или заклепки, изготовленные из цветных мягких металлов и сплавов, расклепываются без нагрева. Процесс горячей клепки состоит из следующих операций: нагрева заклепок в печах, установки раскаленной заклепки в заранее подготовленное отверстие, осаживания стержня заклепки, образования замыкающей головки. Горячая клепка значительно выгоднее, так как требует меньшего усилия для образования замыкающей головки и увеличивает прочность и плотность шва. При горячей клепке диаметр заклепки берется на 0,5-1 мм меньше диаметра высверленного отверстия. Это необходимо для того, чтобы разогретая и увеличившаяся по диаметру заклепка могла свободно войти в отверстие; с этой же целью стержни заклепок делаются несколько коническими. Заклепки вместе с головками нагревают до 900-1000 °С, клепку заканчивают при температуре 600-700 °С, во избежание трещин.
Для получения правильной формы замыкающей головки большое значение имеет выбор надлежащей длины заклепки. Длина заклепочного стержня L до образования второй головки определяется по формуле:

1,18(l+d)

где l — толщина склепываемого пакета; d — диаметр отверстия.

Практически считают, что длина выступающей части заклепки должна равняться 0,8-1,5 диаметра стержня, в зависимости от формы головки. Так, для заклепок, замыкающая головка которых должна быть выполнена полукруглой, эта величина х = 1,5d, а для заклепок с потайной головкой х = 0,75-0,8d.

Влияние нагревания на стягивание деталей зависит от длины заклепки. Исследованиями доказано, что увеличение давления происходит до длины стержня заклепки, равной 4-5 d; при большей длине стержень не осаживается по всей длине, а только изгибается. Поэтому наклепку с длиной стержня более 5d лучше заменить болтом, специально обточенным по отверстию. Вместо разогрева крупных заклепок в печах в настоящее время промышленностью выпускаются электроконтактные аппараты, обеспечивающие разогрев заклепок непосредственно на рабочем месте клепальщика, что резко повышает производительность.