Существует также категория пластиковых заклепок, которые обычно предназначены для применения в мебели и в качестве крепежа для декоративных панелей. Эти заклепки внешне больше напоминают шурупы. На их нижней части расположены несколько разрезов, выполняющих функцию лепестков, а внутри есть резьба, куда вставляется стержень. При вращении стержня он расширяет корпус заклепки, надежно фиксируя его за счет натяжения и трения.
Как заклепать заклепку – автоматические и ручные методы для разных материалов
Безусловно, одним из самых надежных видов крепления считается неразъемная заклепка. При наличии правильного инструмента установка заклепок становится простой задачей, и вам не придется беспокоиться о их долгосрочной стабильности. В следующих разделах мы подробно рассмотрим процесс производства этих крепежных элементов, их применение, а также особенности установки.
Что такое заклепка? Изначально заклепка представляла собой металлический стержень, реже — плату с одной встроенной головкой на одном конце (колпачок, который предотвращает движение элемента через отверстие) и стопорной головкой на другом конце. Впервые заклепка была внедрена в конструкции таких инструментов, как токарные станки и бензопилы, а также использовалась для соединения компонентов холодного и раннего огнестрельного оружия. Важно отметить, что процесс формирования головки заклепки может осуществляться путем её переворачивания (что называется клепкой) или с использованием специализированного инструмента, способствующего деформации, вызванной движением дышла. Логично, что переворачивание используется на литых или штампованных цельнометаллических деталях, в то время как деформация стержня возможно лишь у полых (трубчатых) тяговых заклепок.
Существуют также взрывные и разъемные варианты заклепок, каждый из которых находит свое применение в различных областях. Важно отметить, что прочность соединения зависит от материала, из которого изготовлена заклепка. Далее мы обсудим различные виды заклепок, учитывая их материалы и соответствующие применения.
Итак, мы выяснили, что рассматриваемые нами крепежные изделия являются неразъемными, что способствует их высокой надежности, но окончательная прочность соединения в большей степени зависит от эксплуатационных характеристик используемого материала. Рассмотрим основные типы заклепок на основе этого критерия. Алюминиевые заклепки являются наиболее распространенными; медные и латунные образцы часто применяются в строительстве и в отдельных профессиональных сферах. Тем не менее, следует добавить, что такие материалы менее надежны и больше подходят для декоративных деталей, поскольку не могут терпеть больших нагрузок. В противовес им, существуют стальные заклепки, включая нержавеющие, которые обеспечивают прочное соединение и могут использоваться даже в конструкциях, несущих вес.
При соединении металлических компонентов обязательно использование заклепок из того же материала, что и соединяемые детали, что обеспечивает совместимость и надежность соединения.
2 Способы применения – как соединить 2 пластины?
Перед использованием заклепок необходимо тщательно ознакомиться с техниками их установки для обеспечения надежного соединения. Различные подходы к соединению можно разделить на три основные группы. Тяжелые заклепки предназначены для особых нагрузок. Заклепки с герметичным состыковыванием, как следует из названия, применяются для создания водо- и воздухонепроницаемых соединений между листами или другими деталями. В то же время, крепежи с постоянной герметизацией могут выполнять обе функции, объединяя в себе качественные характеристики первых двух типов. Также стоит отметить, что у герметичных заклепок головки становятся более усиленными для повышения надежности шва.
Один из самых популярных методов соединения — это покрытие, которое подходит как для листового металла, так и для деталей сложной геометрии. Этот способ также известен как монобондинг. Он легко деформируется под различными механическими нагрузками, например, при растяжении. Соединение может быть однослойным или двуслойным (нахлест с обеих сторон), что обеспечивает большую прочность, хотя и делает конструкцию более обременительной из-за увеличения её массы и расхода материала. Заклепки могут располагаться в шахматном порядке для повышения надежности креплений, однако этот способ требует большей трудоемкости.
Формы головок заклепок варьируются. Наиболее распространенные — это полукруглые и потайные головки. Полукруглая головка полностью закрывает отверстие, как винтовая головка, тогда как потайная сплющивается так, что ее срезанные конические края размещаются внутри отверстия благодаря процессу зенкования. Такой способ позволяет сохранить гладкость поверхности, так как клепка выполняется в одной плоскости, что делает соединение более устойчивым к внешним воздействиям. В наличии также существуют полузаклепки (слабо закругленные), плоские, плоскоконические, конические и овальные.
3 Простое решение – используем механический клепальный инструмент
Чаще всего сегодня применяются заклепки, особенно полезные в ситуациях, когда необходимо закрепить детали на поверхности со стороны, недоступной для обработки. Эти заклепочные элементы представляют собой трубку с прорезью на одном конце (похожую на головку заклепки), в которой через отверстие пропускается стержень с плоской головкой на дне заклепки. С фланцевой стороны выступает более длинный конец стержня, который цепляется зажимом инструмента, позволяя протянуть его через трубку. При этом сплющенный конец прижимается к плоскому концу стержня, формируя стопорную головку.
Однако важно помнить, что при соединении двух деталей расширяется и канал для заклепки, поэтому края отверстий должны обладать высокой прочностью и устойчивостью к деформации. По этой причине для крепления пластиковых или алюминиевых пластин рекомендуется использовать стальные втулки или шайбы с обеих сторон соединяемых компонентов, что также актуально для подвижных шарнирных соединений. В этом случае длина втулок должна превышать общую толщину стыковки заклепок.
Общая информация
Для обеспечения надежного соединения стоит использовать кованые заклепки. При этом производитель должен располагать доступом ко всем сторонам соединяемых единиц. Важно отметить, что отверстия в соединяемых материалах должны иметь диаметр, равный диаметру заклепки (допускаемые величины регламентируются стандартами ГОСТ).
Размеры заклепок могут существенно различаться. Диаметр может варьироваться от 1 до 36 мм, в то время как длина — от 2 до 180 мм. Таким образом, эта вариативность позволяет использовать крепеж в самых разных областях для соединения материалов различной толщины. Важно учитывать, что размер заклепки должен соответствовать нагрузкам, которые она будет выдерживать в процессе эксплуатации. В связи с этим многие опытные производители рекомендуют использовать заклепки с так называемым «размерным запасом»: предпочтительно выбрать большую деталь, чем меньшую в условиях высокой нагрузки.
В целом, все требования к заклепкам прописаны в соответствующих производственных стандартах, утвержденных в Российской Федерации (ГОСТ), а также в различных международных документах (например, производство пустотелых заклепок контролируется по ГОСТ 12639-80).
Материал изготовления
Заклепки для ковки могут быть изготовлены из различных материалов. Рассмотрим наиболее распространенные варианты, которые нашли применение в производственной практике.
Алюминиевые
Такой тип деталей чаще всего называют вытяжными заклепками. Их производство регулируется разными государственными стандартами:
- с потайной головкой — ГОСТ 10300-80;
- с полукруглой головкой — ГОСТ 10299-80;
- с плоской головкой — ГОСТ 10303-80;
- полупустотелыми — ГОСТ 12641-80.
Размерный ряд алюминиевых заклепок достаточно разнообразен: диаметр составляет от 1 до 10 мм, а длина — от 5 до 45 мм. Эти параметры могут варьироваться в зависимости от типа заклепки (кованая, тянутая или резьбовая).
Важно отметить, что эти алюминиевые фитинги могут быть изготовлены из различных марок алюминия. Наиболее популярные исходные материалы включают D18, B65, AMZ, D19P и AMG 5P. Кроме того, они могут быть произведены из дюралюминия, что увеличивает их прочностные характеристики.
Стальные
Компоненты из нержавеющей стали занимают уникальное место среди всех видов заклепок, включая молотковые. Эти элементы производятся не только в России, но и за границей.
Обычно стальные заклепки изготавливаются без дополнительного покрытия, и их размеры сильно варьируются. Например, диаметр головки может достигать от 1,8 до 55 мм, высота головки — от 0,6 до 24 мм, а полная высота элемента — от 2 до 180 мм.
Благодаря своей гибкости, эти заклепки используются для соединений листового металла, крепления фасадных панелей на колоннах и соединения металлических конструкций с деталями из различных других материалов.
Медные
Элементы, изготовленные из меди, обладают рядом специфических характеристик, которые делают их незаменимыми в ряде отраслей:
- благодаря антимагнитным свойствам, они активно применяются в радиопромышленности;
- медь, как материал, не подверженный коррозии, делает заклепки из этого металла востребованными в самых разных сферах, особенно когда соединяемые материалы часто соприкасаются с водой и воздухом;
- медные элементы прекрасно подходят для сборки различного оборудования и инструментов в химической промышленности, так как они устойчивы к влиянию многих химически активных веществ.
Большая часть производителей выпускает медные заклепки стандартного размера, диаметр которых колеблется от 2 до 8 мм.
Латунные
Латунные компоненты достаточно гибкие и в то же время очень прочные. Кроме того, благодаря своему визуальному эффекту, они могут использоваться не только в качестве функционального крепежного элемента, но и в качестве декоративного компонента. Чаще всего такие заклепки используются в промышленности, в частности в метрологии.
Размеры латунных заклепок варьируются от 4 до 70 мм в длину и от 2 до 8 мм в диаметре.
При выборе подходящего пресс-фитинга (оболочки) для латунных фурнитур с полукруглой головкой стоит учитывать определенные критерии:
- долговечность;
- равномерная закалка;
- отполированные рабочие концы;
- ударные головки, обработанные индуктивным отжигом.
Заклепки с потайной головкой
Эти элементы тоже получили другие названия — ударные или забивные заклепки. Заклепка с использованием таких элементов осуществляется в различных случаях:
- в ситуациях, когда сварка недопустима;
- при соединении неметаллических материалов.
Клепка может быть покрывной, стыковой, а также цепной и офсетной.
Более подробную информацию о клепке с применением молотка можно найти в следующем видео.
Разновидности заклепок
Заклепка — это крепежный элемент с цилиндрическим хвостовиком (который может быть полым), изготавливаемый из ковкого мягкого металла. Финальная часть заклепки включает особую головку, которая может иметь различные формы.
Современные методы металлургии позволяют производить составные заклепки, состоящие из тела и хвостовика/стержня. Тем не менее, основной принцип действия остается неизменным: головка заклепки упирается в поверхность одной детали, в то время как на другой стороне штифта, на его выступающем конце, формируется заклепка. Однако сама заклепка здесь не используется. При вытягивании самого штифта его выдвинутая часть деформирует другую деталь, как бы сжимая ее.
Типы закладных шляпок и стержней
Головки заклепок делятся на несколько основных типов:
- полусферическая (которая может быть низкой или высокой). Это наиболее распространенный тип, обеспечивающий высокий уровень надежности. Он формирует прочный и качественный шов;
- плоская цилиндрическая и коническая. Такие заклепки рекомендуются для использования в условиях, где возможен контакт с химически агрессивной средой;
- под потай и под полупотай. Эти заклепки используются исключительно тогда, когда предполагается, что крепеж не будет выступать над плоскостью прикрепляемого материала. Однако такое соединение менее надежно.
На изображении видно головы заклепок, упомянутых в вышеуказанных категориях.
Что касается стержней, типы могут быть следующими:
- сплошные, как показано на предыдущем рисунке. Установка таких заклепок сопряжена с определенными трудностями, однако это минимизируется их высокой нагрузочной способностью;
- полупустотелые. Отрезок стержня, прилегающий к закладной шляпке — сплошной, тогда как остальная часть — пустотелая;
- пустотелые. В и головке, и в стержне заклепки сделано сквозное отверстие. Крепежные детали данного типа легко поддаются расклепыванию, однако такая конструкция обескровливает прочность соединения.
Как выглядят заклепки с двумя последними типами заклепочных планок можно увидеть на следующих фотографиях.
Каждый тип стержня заклепки в принципе может быть сочетан с любым типом головки заклепки, и выбор зависит от предполагаемых нагрузок. Полые головки подходят для создания соединений, которые не подвергаются высоким нагрузкам, но только в том случае, если нет требований к герметичности. Полые заклепки могут использоваться лишь в этом контексте. Для сильно нагруженных соединений используют полусферические заклепки с сплошными хвостовиками.
Инструмент для клепки
Крепежное соединение с использованием заклепок должно выполняться посредством специализированного инструмента, который дает возможность реализовать надежное фиксирование деталей. Ниже представлены основные инструменты, которые потребуются мастеру-самоучке.
Слесарные молотки
Если вы планируете часто использовать заклепки для обработки металла, рекомендуется приобрести набор слесарных молотков. Главное требование к этим инструментам — чтобы головка была квадратной по форме.
При выборе инструмента стоит ориентироваться на диаметр и длину заклепок, так как эти характеристики определяют размер молотка и оптимальный вес его головки. Очевидно, что вес головки имеет важное значение в процессе заклепки:
- даже один неверно направленный удар тяжелым молотком может значительно повредить заклепку;
- в случае легкого удара малосильным молотком процесс формирования заклепки может затянуться.
Кроме того, ударная поверхность должна быть соответствовать диаметру головки заклепки. Числовые значения для этих параметров приводятся в ГОСТ 2310-77. Однако площадь ударного штифта указана лишь косвенно — лишь его сторона. Тем не менее, этого достаточно для выполнения необходимых расчетов.
В приведенных таблицах представлена информация о весе ударных головок в соответствии с их типами, что облегчает выбор подходящего инструмента.
Как рассчитать длину и правильно установить заклепку под молоток
Заклепка — это один из самых удобных и быстрых крепежных элементов, который обеспечивает надежное неразъемное соединение. В настоящее время существует большое разнообразие форм и размеров заклепочного крепежа; во многом это стало возможным благодаря развитию технологий обработки металлов. Первоначально заклепки с молотковой головкой широко использовались в строительстве кораблей, мостов и других металлических конструкций, заменяя собой сварные соединения. Этот старейший вид крепежа производится с использованием современных материалов, что позволяет ему сохранять свою популярность и расширять область применения.
Принцип действия молотковой заклепки
Классическая заклепка с молотковой головкой представляет собой стержень, на одном конце которого располагается головка заклепки определенной формы (полукруглой, погружной, полупогружной, плоской). Головка заклепки формируется из противоположного конца стержня путем пластической деформации с использованием клепального молотка и специального ударного шпинделя, придавая ей аккуратный полукруглый вид. Сторона с интегрированной головкой должна располагать прочную опору. Для установки головки такой заклепки, безусловно, требуется доступ к обеим сторонам соединяемых элементов — это важный момент.
Правильное размещение заклепки невозможно без точного подбора её длины, так как выступающая часть стержня должна позволять создание крепежной головки подходящей формы без образования зазоров. Длина заклепок с кованой головкой может варьироваться от 2 до 180 мм, и размер выбирается в зависимости от толщины скрепляемых материалов. При этом длина выступающей части стержня (припуск) должна определяться заранее: для полукруглой головки этот припуск составит от 1,2 до 1,5d, а для остальных — от 0,8 до 1,2d, где d — диаметр прутка. Зная этот запас, можно легко рассчитать общую длину прутка, добавив величину толщины заклепанных материалов — S.
- Для расчета длины заклепки с полукруглой головкой используется формула: L = S + (1.2…1.5d);
- Для расчета длины заклепки с потайной головкой используется следующая формула: L = S + (0.8…1.2d);
Пример расчета: если необходимо заклепать материалы общей толщиной 41 мм с использованием погружной заклепки диаметром Ø 8 мм, расчет производится следующим образом:
L = 41 + 0,8 x 8 = 41 + 6,4 = 47,4 мм.
В итоге выберем из доступного ряда стандартных длин ту длину заклепки, которая ближе всего по размеру к 47,4 мм, что в этом случае составит 48 мм. Таким образом, для соединения потайными заклепками материала толщиной 41 мм присоединим крепежные элементы Ø8 x 48 мм.
Как правильно установить заклепку под молоток?
Особенность заклепочного соединения заключается в том, что оно накладное. Для соединения двух металлических листов необходимо наложить их края друг на друга или использовать крепеж, который скрепляет оба листа. Этот аспект делает подготовку очень ответственным процессом — перед началом работы все части изделия должны находиться в намеченном положении и, при необходимости, фиксироваться для предотвращения смещения. После выполнения этой части процесса соединение происходит следующим образом:
Сначала точно размечается место соединения, при этом точки для заклепок отмечаются мелом или маркером. Важно следить за тем, чтобы соединяемые элементы не смещались. Расстояние от центра заклепки до края заготовки должно быть не менее 1,5 диаметра стержня. Расстояние между центрами заклепок рассчитывается по формуле:
P = 3d + 2 мм, где d – это диаметр стержня заклепки, а P – расстояние между осями заклепок.
Для выполнения соединения необходимо просверлить сквозное отверстие во всех элементах. Используйте дрель и сверло по металлу, диаметр которого должен соответствовать диаметру заклепки. В случае стальных деталей перед сверлением требуется создать небольшое углубление с помощью корончатого сверла в месте, где будет находиться сверло.
Диаметр просверленного отверстия в материале должен обеспечивать свободное вхождение стержня заклепки. Также учитывайте, что зазор между телом и стенками отверстия не должен превышать значений, указанных в ГОСТ: для деталей диаметром до 5 мм зазор не должен превышать 0,1 мм, а для деталей диаметром выше 5 мм — 0,2 мм.
(!) При использовании потайных заклепок важно создать фаску под углом 60° — 90° на глубину, равную высоте головки заклепки.
После завершения работы над отверстием устанавливается заклепка. Она забивается молотком — с помощью соответствующего сверла заклепка вбивается очень жестко в металл.
Когда заклепка достигнет намеченного положения, формируется вторая головка, которая называется замыкающей головкой. Для этого могут использоваться пресс для головок заклепок, специальные электрические или пневматические устройства, либо молоток и плоскогубцы. При ручном заклепании крупных заклепок обычно потребуется помощь, который будет удерживать крепеж плоскогубцами или специальным инструментом с другой стороны от головки.
Материал изготовления
Заклепки для ковки могут быть изготовлены из различных материалов. Рассмотрим здесь наиболее распространённые варианты, применяемые в производственном процессе.
Алюминиевые
Как упоминалось ранее, заклепки этого типа также называют вытяжными заклепками. Их изготовление регулируется различными стандартами:
- с потайной головкой — ГОСТ 10300-80;
- с полукруглой головкой — ГОСТ 10299-80;
- с плоской головкой — ГОСТ 10303-80;
- полупустотелые — ГОСТ 12641-80.
Размеры таких заклепок весьма разнообразны: диаметр варьируется от 1 до 10 мм, а длина — от 5 до 45 мм. Эти параметры могут изменяться в зависимости от типа заклепки (кованая, тянутая или резьбовая).
Также следует отметить, что алюминиевые фитинги могут быть изготовлены из различных марок алюминия. Наиболее широко используемыми являются D18, B65, AMZ, D19P и AMG 5P. В качестве альтернативы, они могут быть сделаны из дюралюминия для улучшения прочности.
Стальные
Заклепки из нержавеющей стали занимают особое место среди всех видов заклепок для молотковых пил. Эти элементы производятся как в России, так и за границей.
Как правило, стальные заклепки изготавливаются без дополнительных покрытий и имеют широкий диапазон размеров. Например, диаметр головки может быть от 1,8 до 55 мм, высота головки может варьироваться от 0,6 до 24 мм, а общая высота элемента составляет от 2 до 180 мм.
Эти заклепки, обладая высокой гибкостью, могут найти применение в соединении листового металла, креплении фасадных панелей на колоннах и соединении металлических конструкций с деталями из различных материалов.
Медные
Элементы, сделанные из меди, имеют ряд характеристик, которые делают их особенно ценными:
- из-за своих антимагнитных свойств они часто используются в радиопромышленности;
- так как медь не подвержена коррозии, заклепки из неё востребованы в различных сферах — особенно в ситуациях, когда скрепляемые материалы часто соприкасаются с влагой и воздухом;
- медные элементы также часто используют для сборки оборудования и инструментов в химической промышленности, поскольку они достаточно устойчивы к воздействию различных химических соединений.
В большинстве случаев производители выпускают медные заклепки стандартных размеров диаметром от 2 до 8 мм.
Латунные
Заклепки из латуни отличаются хорошей податливостью и устойчивостью. Они также благодаря своему внешнему виду могут не только выполнять задуманную функцию, но и служить интересными декоративными или поделочными элементами. Чаще всего они применяются в различных отраслях, включая промышленность и метрологию.
Длина латунных заклепок может варьироваться от 4 до 70 мм, в то время как их диаметр составляет от 2 до 8 мм.
Классификация вытяжных заклёпок
В зависимости от ряда технических характеристик, эти крепежные элементы принято классифицировать по материалу, прочности и совместимости с основным присоединяемым материалом. Для достижения максимальной прочности гильзу и шпиндели часто производят из алюминия совместно со сталью или нержавеющей сталью; более редким случаем являются изделия, изготовленные целиком из указанных металлов. По прочности материалов, из которых изготовлены гильзы и оковки, порядок будет таков: нержавеющая сталь, различные комбинации нержавеющей стали и алюминия, и, наконец, заклепки из стали, так как эти соединения подвержены коррозийным воздействиям.
Каждая заклепка, как уже упоминалось, может иметь и другие названия, такие как ударная или забивная заклепка. Использование этого элемента встречается в таких условиях:
- в ситуациях, где сварочные работы запрещены;
- при соединении неметаллических заготовок.
Существует несколько видов клепки, в том числе покрывная, стыковая, цепная и офсетная.
Более подробную информацию о процессе клепки молотком можно найти в следующем видео.
Какую заклепку-гайку выбрать
Теперь давайте выясним, как правильно выбрать заклепку для конкретного материала.
Как и в случае с вытяжными заклепками, для каждого используемого материала следует подбирать заклепки-гайки из того же самого материального состава.
Например, для стальной пластины подбирайте стальную заклепку, для пластины из нержавеющей стали — заклепку из нержавеющей стали, а для алюминиевых пластин — заклепку из алюминия; это обеспечивает правильное взаимодействие и долговечность крепежа.
Правильный выбор размера и материала заклепки-гайки позволяет точно подобрать нагрузку, которую сможет выдержать ваше соединение.
Небходимо понимать нагрузку на соединение, чтобы грамотно определять размер и материал заклепки-гайки, что позволит избежать последующих проблем в эксплуатации конструкции.
