Заклёпочник для резьбовых заклёпок своими руками чертежи

В прошлом к наиболее распространенным крепежным элементам относились заклепки (особенно в середине XX в.). К настоящему времени они значительно вытеснены, но все же сохранили актуальность в некоторых случаях. Далее рассмотрен один из типов крепежных элементов – резьбовые заклепки: их общие особенности, классификация, сферы и технология применения.

Особенности

Заклепки представляют собой крепежные элементы в виде втулки либо стержня с закладной головкой с одного конца и с замыкающейся в процессе заклепки головкой с другого. От вытяжных заклепок резьбовые отличаются наличием резьбы. То есть они представляют собой шестигранные либо цилиндрические втулки с опорным бортиком в верхней части и резьбой в нижней. Верхняя часть выполнена в виде тонкостенной трубки без резьбы и нередко имеет продольную наружную насечку. В процессе монтажа она деформируется. Вертикальная насечка на верхней части обеспечивает равномерную деформацию и предотвращает разрыв материала.

К достоинствам резьбовых заклепок относят:

• простоту применения;
• прочное скрепление элементов из хрупких и тонких материалов вроде листового металлопроката без деформации;
• возможность односторонней фиксации в случае превышения совокупной толщиной соединяемых деталей длины крепежного элемента без потери прочности;
• сохранение прочности соединения с течением времени;
• механическая и химическая неагрессивность;
• сохранение целостности поверхности и лакокрасочного покрытия;
• возможность соединения элементов из различных материалов;
• отсутствие механических напряжений в конструкции;
• возможность демонтажа и повторной установки.

Несмотря на то, что в настоящее время в большинстве случаев вместо заклепок используются сварные или склеиваемые соединения, рассматриваемые крепежные элементы имеют ряд преимуществ в сравнении с ними, определяющих их незаменимость в некоторых узлах. Во-первых, резьбовые заклепки выдерживают термическое воздействие. Во-вторых, они не вызывают структурных изменений элементов при монтаже, в отличие от сварки, что особо актуально при соединении деталей из различных материалов, поведение которых может быть непредсказуемо. В-третьих, резьбовые заклепки обеспечивают сохранение подвижности.

Однако данные крепежные элементы имеют ряд недостатков:

• монтаж осложнен необходимостью предварительного проделывания отверстий;
• большинство резьбовых заклепок не обеспечивает герметичность швов;
• монтаж связан с высоким уровнем шума.

Ввиду многообразия резьбовых заклепок классификация их весьма сложна.

Так, по материалу их дифференцируют на:

• из углеродистой стали;
• из нержавеющей стали;
• алюминиевые;
• медные.

Кроме того, существуют полимерные модели (неопреновые). Чтобы их установить не требуются специализированные инструменты, ввиду чего их называют самоустанавливающимися.

По типу резьбы выделяют:

• гаечные – с резьбой на внутренней поверхности, создающие неразборное соединение (резьбовые заклепки-гайки);
• винтовые – резьба расположена на внешней поверхности, создают разборные соединения.

Кроме того, по форме головки резьбовые заклепки классифицируют на плоские и потайные, по профилю ножки – на круглые и шестигранные, по конфигурации борта – на открытые, потайные, малые, закрытые, большие.

К тому же данные крепежи выпускают под различные диаметры и шаг резьбы навешиваемых элементов. Для заклепок с внутренней резьбой обычно используются диаметры M4 – M8, для винтовых – M3 – M16.

Наконец, существуют резьбовые заклепки с дополнительными специфическими параметрами: электропроводящие, с увеличенной головкой, с виброизоляцией, с повышенным усилием, с метками, герметичные, с дюймовой резьбой и т. д.

Применение

Резьбовые заклепки подходят для любых соединений, однако наиболее уместны в случаях отсутствия доступа к обратной стороне по завершении сборки. Они применяются обычно для соединения листовых материалов. Резьбовые заклепки значительно проще прочих типов соединений: использовать их проще, чем осуществлять сварочные работы либо нарезать резьбу. Некоторые из них обеспечивают возможность дополнительного крепления с применением винтов либо болтов.

Сфера использования во многом определяется типом резьбовых заклепок. Так, элементы из цветных металлов востребованы, прежде всего, при декорировании ввиду хороших эстетических свойств. Нержавеющие и стальные заклепки применяются для узлов, рассчитанных на сложные эксплуатационные условия, ввиду того, что они обеспечивают повышенную прочность соединений и устойчивы к коррозии. Гаечные резьбовые заклепки целесообразны в условиях ограниченного пространства и при отсутствии доступа к обратной стороне узла. Шестигранные модели исключают возможность проворота. К тому же, как было отмечено, существуют варианты с дополнительными свойствами, рассчитанные на специфические эксплуатационные условия.

По принципу установки резьбовые заклепки аналогичны вытяжным. Работы включают несколько этапов.

• Наиболее объемным является подготовительный этап. Основными факторами для создания заклепочного соединения являются тип материала деталей и тип и диаметр резьбы навесного элемента. На основе этого подбирают клепку (с внутренней либо внешней резьбой, по диаметру и т. д.). Исходя из ее размеров выбирают сверло на 0,1 мм больше, чтобы легче поставить ее в отверстие.
• Прежде всего, требуется создать отверстие в точке соединения. Обычно для этого используется дрель. Шестигранные отверстия можно сделать пробойниками, однако они применимы только для тонкого материала. В случае большей толщины материала в сравнении с крепежным элементом следует сделать отверстие чуть больше по глубине, чем длина заклепки, однако сквозное отверстие не требуется.
• Далее на основе резьбы подбирают шток заклепочника и резьбовую заклепку накручивают на него.
• Инструмент монтируют в отверстие.
• Осуществляют сдавливание крепежного элемента путем сведения рукояток либо вращения болта до деформации его задней части. При этом не следует прилагать чрезмерные усилия во избежание срывания резьбы.
• Шток выкручивают из крепежного элемента и проверяют положение резьбовой заклепки.

Следует отметить, что качество шва определяется, в том числе, рядностью. Нередко используют многорядное расположение заклепок по цепной либо шахматной схеме.

В качестве инструмента при монтаже резьбовых заклепок своими руками применяется заклепочник с ручным, гидравлическим либо пневматическим приводом, а также специализированный пресс и автоматическая система.
Долговечность соединения во многом определяется внешним диаметром крепежного элемента. Между данными факторами наблюдается прямая зависимость. То есть чем больше диаметр, тем выше прочность соединения и сопротивление его нагрузкам. Кроме того, прочность определяется такими параметрами резьбовых заклепок, как толщина стенок и отсутствие рифления. Однако данные характеристики также сказываются на сложности и удобстве работы.

Требуемую длину резьбовой заклепки определяют на основе толщины соединяемых элементов. Однако нужно учитывать, что такой крепеж рассчитан на листы толщиной 0,3-6 мм. Так, для узлов толщиной в 1 мм рекомендуется применять модели M3, для 1-3 мм – M6 либо M8, для более 4 мм – M10.

Материал определяет параметры и, следовательно, сферу применения резьбовых заклепок. Так, углеродистая сталь применяется для производства универсальных вариантов, рассчитанных на стандартные соединения. Для обеспечения коррозионной устойчивости изделия из данного материала нередко покрывают цинком. Нержавеющая сталь обеспечивает крепежным элементам устойчивость к термическому воздействию и влажности (то есть антикоррозийную). К тому же данные варианты обладают большей прочностью. Изделия из алюминия характеризуются антикоррозионными свойствами и малой массой. Бронзовые резьбовые заклепки отличаются минимальным искрообразованием. Последние два варианта применяют для скрепления деталей из тех же материалов. Они не рассчитаны на большие нагрузки.

Модели со стандартными бортиками используются для обычных резьбовых соединений. Крепежные элементы с уменьшенным бортиком рассчитаны на достижение наименьшего зазора между соединяемыми элементами. Для той же цели подходят варианты с потайным бортом. Однако они требуют предварительного зенкования отверстий. Кроме того, модели с потайным бортом актуальны для случаев одностороннего монтажа, когда общая толщина соединяемых деталей превосходит длину крепежного элемента. Следовательно, резьбовая заклепка не может обеспечить полноценное сжатие, и фиксация обеспечивается благодаря расширению ее в отверстии.

В случае применения механического заклепочника потребуется прилагать значительные усилия ввиду большого противодействия рассматриваемых крепежных элементов. Пневматическими инструментами пользоваться намного проще, но они весьма дороги.

К настоящему времени заклепки в значительной степени вытеснены сварными и болтовыми соединениями. Тем не менее они сохраняют актуальность в авиационной, судостроительной сферах, сборке мебели и оконных рам, монтаже вентиляционных систем и т. д. По прочности и надежности заклепочные соединения аналогичны сварным.

К тому же резьбовые заклепки актуальны в случаях, когда необходимо установить на поверхности детали при отсутствии возможности нарезания резьбы ввиду малой толщины либо при отсутствии доступа с обратной стороны для использования гайки.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

С заклепками сталкивается практически каждый человек, даже тот, который никак не связан со строительством. Некоторые их виды присутствуют на одежде, что облегчает ее использование. В строительстве заклепки чаще всего используются для фиксации двух деталей между собой. Но есть и такие заклепки, которые выполняют другую роль. Они называются резьбовыми. Для чего необходимы эти элементы и как они монтируются. Об этом речь пойдет в статье.

Для чего используется

Резьбовая заклепка похожа на вытяжную только некоторыми нюансами фиксации. В остальном же ее предназначение несколько иное. В некоторых случаях требуется осуществить монтаж какого-либо изделия на металл. Но его толщины недостаточно, чтобы нарезать резьбу или нет возможности подлезть с обратной стороны для того, чтобы подставить гайку. В этом случае на выручку приходят резьбовые заклепки. Конструктивно они представляют собой небольшой полый цилиндр, в котором уже есть резьба. Устанавливается заклепка таким образом, что надежно фиксируется на металлической или другой заготовке и предоставляет возможность монтажа болта для фиксации какого-либо модуля.

Разновидности

Разница между заклепками такого типа кроется не только в их диаметре, но и в других параметрах, одним из которых является металл изготовления. В качестве основы может быть использованы:

Каждый из этих металлов имеет свои преимущества в сравнении с другими. Обычные стальные заклепки чаще всего покрываются цинком, чтобы предотвратить появление ржавчины в процессе эксплуатации. В этом отношении выигрывают изделия из нержавеющей стали, но их стоимость несколько выше. Также они обладают большей прочностью. Медь и алюминий применяются в случаях, когда требуется взаимодействие с подобным металлом, а заклепка не будет удерживать слишком тяжелый модуль. Каждый элемент имеет головку, которая гарантирует фиксацию с лицевой стороны. Она может быть плоской или потайной. Во втором варианте потребуется расширение внешнего диаметра отверстия, чтобы скрыть бортики. Используются потайные заклепки чаще всего в случае одностороннего монтажа. Последний осуществляется в ситуации, когда толщина металла заготовки больше заклепки и у последней нет возможности полноценно сжать его. В этом варианте фиксация происходит за счет расширения тела элемента внутри отверстия.

Навешиваемые модули имеют различный шаг и диаметр резьбы, поэтому требуются изделия, которые бы соответствовали им. Именно поэтому компании, занимающиеся выпуском таких фиксаторов чаще всего готовы предоставить своим клиентам заклепки, которые имеют диаметр от М4 до М8. Это касается гаечных конструкций, когда нет доступа к обратной стороне металла. Существует и винтовой вид разборного типа, который выпускается с размерами от М3 до М16. Профиль в срезе у изделия также может быть разным. Чаще всего используется круглый, но может быть и шестигранный. Во втором случае изготовления отверстия под такую единицу требует определенных усилий, но провернуть ее намного сложнее, а в некоторых случаях и невозможно, если сравнивать с круглым вариантом.

Резьбовые заклепки могут быть специализированными, поэтому в зависимости от области применения они могут отличаться сниженным сопротивлением для электрического тока. Другие элементы имеют повышенную прочность, т. к. предназначены для работы при больших нагрузках. В зависимости от формы фиксаторы способны обеспечить герметичное соединение. На головки некоторых элементов нанесены специальные пометки, которые позволяют идентифицировать их среди других изделий. В автомобилях часто используются заклепки с виброизоляцией. Особенно если речь идет о монтаже на корпусные детали.

Процесс монтажа

Алгоритм монтажа элемента с резьбой сложно назвать неподъемным, но важно знать определенные нюансы. Если есть возможность, то лучше использовать заводской заклепочник. При желании его можно собрать самостоятельно, один вариант будет рассмотрен ниже. Первым делом определяется тип металла, на который будет осуществляться монтаж заклепки. Далее необходимо знать, какой диаметр у болта или у модуля, который будет фиксироваться благодаря этой заклепке. Согласно указанному диаметру подбирается соответствующая заклепка. Измеряется ее внешний диаметр и подбирается сверло, которое будет на одну десятую долю по диаметру превышать заклепку. Это необходимо для того, чтобы последняя без особых усилий и препятствий поместилась на своем месте.

Электрической или аккумуляторной дрелью. Осуществляется сверление металла в требуемом месте. После этого вставляется крепежный элемента на посадочное место. Если его необходимо разместить в определенном положении, тогда его лучше придерживать руками. Для шестигранных отверстий можно использовать специальные пробойники, если речь идет о тонком металле. Если толщина металла больше длины крепежного элемента, тогда отверстие необходимо сверлить немного больше в глубину, чем крепежный элемент, но делать сквозную проходку нет необходимости. После этого подбирается сердечник заклепочника, который по резьбе подходит к устанавливаемому элементу. Производится сведение рукояток или вращение болта, чтобы часть заклепки деформировалась и зафиксировалась в отверстии.

Слишком больших усилий прикладывать не стоит, т. к. можно сорвать резьбу, которая впоследствии будет использована для фиксации требуемой детали. Необходимо убедиться, что заклепка установлена в требуемом положении. После этого можно осуществить фиксацию требуемого изделия посредством винта или болта.

Заклепочник своими руками

Если установка резьбовых элементов требуется по долгу службы или работы, тогда есть смысл приобрести заводское изделие, которое работает от усилия рук или на основе пневматического механизма. В большинстве ситуаций установка таких заклепок требуется довольно редко, поэтому можно собрать заклепочник своими руками.

На основе болта

Для сборки всей конструкции потребуется болт по образцу того, что показан на фото выше. Его можно взять из коленчатого вала автомобильного двигателя. Диаметр болта должен быть таким, чтобы внутри него можно было просверлить отверстие, через которое будет вставлен другой болт с размером резьбы, который будет соответствовать той, что используется в заклепке. Длина второго болта должна быть минимум 100 мм. Длина его резьбы должна быть как можно большей, при необходимости ее дополнительно можно дорезать леркой.

Дополнительно потребуется гайка, которая будет свободно накручиваться на резьбу болта с большим диаметром, а также разборной подшипник. Внутренний диаметр подшипника должен быть таким, чтобы в него свободно мог проходить болт большой длины, который будет использоваться для зажима. Конструкция собирается довольно просто. Для этого необходимо длинный болт вставить внутрь большего по диаметру. На большой болт накручивается гайка, а на резьбу длинного болта надевается разборной подшипник.

На длинный болт накручивается заклепка, которая должна быть установлена в отверстие. Для работы потребуется два ключа. Один из них будет удерживать гайку, а второй должен вращать болт. Упростить задачу можно тем, чтобы приварить к гайке рукоятку. Болт вращается до тех пор, пока упор не станет значительным. Слишком усердствовать не стоит. Как только результат будет достигнут, необходимо выкрутить длинный болт. Подшипник в этом случае является стабилизатором, который предотвращает закусывание болта внутри конструкции. Видео об этом заклепочнике есть ниже.

Другие виды заклепок

Кроме резьбовых заклепок, есть вытяжные и стандартные виды заклепок. Раньше больше использовался стандартный вариант заклепки. Он представляет собой цилиндр, у которого одна из частей имеет расширение. Последнее выполнено полукруглой формы или с потаем. Установка такой заклепки требует больших усилий, чем в случае с другими видами. Такие фиксаторы практически вышли из употребления. Первым делом для монтажа необходимо зафиксировать две детали в том положении, в котором будет осуществляться их фиксация. Для этих целей используются струбцины. После этого делается разметка места, где будет осуществляться сверление. Диаметр отверстия должен быть на 10% больше, чем диаметр самой заклепки.

После этого в подготовленное отверстие вставляется заклепка, ее необходимо разместить с обратной стороны, чтобы часть без головки была направлена вверх. После этого детали необходимо расположить таким образом, чтобы был хороший упор для головки заклепки. После этого производится расклепывание прямого участка, как показано на фото. Для этого можно использовать молоток или специальный электрический инструмент. Выступающей части заклепки необходимо придать такую же форму, как и у ее головки. Расклепывание необходимо вести таким образом, чтобы тело заклепки полностью заполнило отверстие в деталях. Если этого не произойдет, тогда под перерезающим усилием заклепка выйдет из строя, а узел будет разрушен. Длина заклепки не должна быть слишком большой и слишком маленькой. В некоторых случаях для большей пластичности обычную заклепку можно разогреть газовой горелкой.

Вид вытяжного крепежа показан на иллюстрации выше. Установка такого элемента осуществляется в несколько раз проще, т. к. весь процесс автоматизирован. Каждый крепеж имеет стальной или другой стержень, который и выполняет поставленную задачу. Стержень соединен с небольшим шариком, который находится на конце элемента. Подбор диаметра и сверление отверстия осуществляется, как и в приведенном выше варианте. После этого фиксатор устанавливается на свое место. Заклепочник устанавливается таким образом, чтобы сердечник был зафиксирован в его патроне. По мере сдавливания рукояток стержень подтягивает шарик, который расплющивает обратную сторону крепежа и, таким образом, осуществляется фиксация двух деталей. Стержень обрезается в автоматическом режиме, как только усилие достигает предельного значения.

Резюме

Как видно, каждый вид заклепок выполняет свою роль и является необходимым. Если обычные могут быть заменены вытяжными, то резьбовые являются уникальными в своем классе и дают возможность установить дополнительное оборудование там, где сложно использовать какой-либо другой метод фиксации. Диаметр фиксатора подбирается в зависимости от потребностей. Заводские заклепочники для резьбовых элементов чаще всего поставляются в пластиковом кейсе для большего удобства хранения. Если есть потребность в установке компонентов больших диаметров, тогда лучше подойдет модель с двумя рукоятками.

Возникла необходимость поставить в отверстие на лонжероне моего автомобиля резьбовую заклёпку.
Увидев невообразимые цифры стоимости готовых резьбовых заклёпочников ≈ 2000руб было принято единственное решение собирать приспособление самостоятельно.

Есть варианты по переделке обычных ручных заклёпочников в резьбовые, но мне этот вариант не очень понравился.
Обобщив опыт ранее построенных подобных устройств, и дополнив конструкцию некоторыми рац.предложениями от себя, выкладываю итог.
Приспособление мало подходит для каждодневного и профессионального использования, но для разовых использований — самое то!
Принцип действия — вытягивание заклёпки внутренним винтом при выкручивании наружного болта относительно упорной гайки.
Ну и уж если мы все находимся на автомобильном сайте — постарался максимально использовать автомобильные компоненты.

1 — рабочий винт (5руб) — сменные винты, по диаметру резьбовой заклёпки. Приобрел резьбой М5, М6 и М8, класс прочности 8.8. В итоговом виде длина рабочего винта = 70мм.
2 — корпус (50руб) (что-то типа того. Это основная часть заклёпочника. Многие берут обычные болты и сверлят насквозь в нём отверстие Ø8. Есть более простое решение — топливный болт КАМАЗ 870022 М14. В нём уже почти всё сделано, нужно лишь досверлить отверстие в головке болта
3 — упорная гайка (20руб). Использовать "сырые" гайки из магазинов типа Леруа не стал, подобрал нормальную калёную колёсную гайку PE AUTOMOTIVE 01710900A М14 от грузовиков.
4 — опорный подшипник. Необходим для того, чтобы исключить стягивание "винтом" резьбовой заклёпки. Идеально подошел копеечный подшипник с площадки AliExpress (ищется по словам thrust bearing). Внешний диаметр идеально подошел под гайку, внутренний — под резьбу М14 топливного болта. Изначально использовал опорные подшипники передник стоек, но с ними конструкция получалась намного габаритнее.
5 — переходник(25руб). Вот тут как ни старался, не искал именно автомобильный компонент, но так и не придумал более элегантного решения чем использовать Переходник внутренняя-наружная резьба, 1/2"х3/8". Внешний диаметр так же совпал с диаметром подшипника. Для экономии общей длины инструмента (около 10мм), я срезал часть с наружной резьбой.
6 — шайба, ставится в соответствии с размером резьбы рабочего винта. Нужно для центровки снизу рабочего винта в теле корпуса, чтобы заклёпка вытягивалась без перекоса.