Если вы когда-нибудь смотрели на сумку заклепки и задался вопросом, что на самом деле означают эти цифры — или размер относится к голове, телу или чему-то еще — вы не одиноки. Это одна из самых частых проблем, с которой сбивается каждый, кто только знаком с клепкой, и даже опытные мастера иногда ее путают. Короткий ответ: размер глухой заклепки определяется диаметром хвостовика (цилиндрического корпуса), а не головки. Размер головки зависит от типа заклепки и не является частью обозначения размера. В этой статье подробно объясняется, как работает определение размеров заклепок, как читать коды размеров заклепок и как убедиться, что вы каждый раз выбираете правильную заклепку для своего применения.

Анатомия глухой заклепки: понимание деталей важнее размеров

Прежде чем приступить к определению размеров, полезно понять, из чего физически сделана глухая заклепка, поскольку соглашения об именах напрямую соответствуют физической структуре. Потайная заклепка, также называемая выдвижной заклепкой, состоит из двух компонентов: корпуса заклепки и оправки (также называемой стержнем или штифтом).

Корпус заклепки состоит из трех отдельных секций. Головка представляет собой фланец на одном конце, который прилегает к внешней поверхности соединяемого материала и распределяет зажимную нагрузку. Хвостовик (также называемый стволом или корпусом) — это цилиндрическая часть, которая проходит через предварительно просверленное отверстие в соединяемых материалах. Хвостовой конец — это открытый конец хвостовика, который деформируется и расширяется на глухой стороне соединения, когда оправка протягивается, создавая запирающую головку, которая сжимает материалы вместе.

Оправка представляет собой тонкий стальной штифт, проходящий через центр тела заклепки. Во время установки заклепочный инструмент захватывает головку оправки и с силой протягивает ее через тело заклепки. Это действие расширяет хвостовик хвостовика относительно глухой стороны материала. Как только сила зажима достигает расчетного уровня, оправка защелкивается в предварительно ослабленном месте разрыва, в результате чего набор заклепок и сломанная часть оправки либо остаются внутри заклепки, либо выбрасываются, в зависимости от конструкции заклепки.

Учитывая эту конструкцию, логика определения размеров становится понятной: хвостовик — это деталь, которая должна точно проходить через просверленное отверстие, поэтому диаметр хвостовика является основным размером. Головка располагается на поверхности, и ее диаметр определяется выбранным типом головки, а не переменной размера. Голова является конструктивной особенностью; хвостовик является посадочным размером.

Как на самом деле определяются размеры глухих заклепок

При определении размера глухой заклепки используются два измерения: диаметр хвостовика и диапазон захвата. Вместе эти два числа расскажут вам все, что вам нужно знать, чтобы подобрать заклепку к определенному размеру отверстия и толщине стопки материала. Диаметр головки никогда не является частью обозначения размера — он подразумевается отдельно выбранным стилем головки.

Диаметр хвостовика: первое и основное измерение

Диаметр хвостовика — это внешний диаметр цилиндрического тела заклепки. Он должен соответствовать диаметру отверстия, просверленного в соединяемых материалах. Посадка должна быть плотной, но не принудительной — обычно зазор между диаметром хвостовика и диаметром отверстия составляет от 0,1 до 0,2 мм. Слишком большой зазор приведет к тому, что заклепка не сможет эффективно скрепить материалы; слишком маленький, и заклепка вообще не пройдет через отверстие.

В британской системе размеров, широко используемой в США и Великобритании, диаметр хвостовика обозначается в 32 дюймах. Обозначение размера «4» означает 4/32 дюйма (0,125 дюйма или 3,175 мм). Размер «5» означает 5/32 дюйма (0,156 дюйма или примерно 4 мм). На метрических рынках диаметры хвостовиков указываются непосредственно в миллиметрах — наиболее распространенными являются 3 мм, 4 мм, 4,8 мм, 5 мм и 6 мм.

Диапазон хвата: второе измерение

Диапазон захвата — это общая толщина материала, которую может сжать заклепка определенной длины. Он выражается как минимум и максимум — например, диапазон захвата от 3 до 6 мм означает, что заклепка образует правильное соединение на стопках материалов толщиной от 3 до 6 мм. Если общая толщина материала выходит за пределы этого диапазона, заклепка либо не сможет сформировать правильную глухую головку (слишком толстая), либо оправка сломается, не создав достаточного зажимного усилия (слишком тонкая).

В британской системе размеров диапазон захвата представляет собой второе число в двухзначном обозначении заклепки и измеряется в 16 долях дюйма. Обозначение «4-6» означает диаметр хвостовика 4/32 дюйма (1/8 дюйма) с максимальным захватом 6/16 дюйма (3/8 дюйма). Минимальный захват для большинства стандартных заклепок составляет примерно 1/16 дюйма, если не указано иное. В метрических системах характеристики заклепок обычно указываются непосредственно в виде номинального диаметра хвостовика, за которым следует длина — например, 4 × 12 мм — с диапазоном захвата, указанным отдельно в спецификации продукта.

Чтение двухзначного кода размера потайной заклепки

В Северной Америке и Великобритании вытяжные заклепки чаще всего продаются и обозначаются двухзначным кодом, напечатанным на упаковке, например, 44, 46, 64, 68, 810. Понимание того, как это расшифровать, сразу дает вам как диаметр хвостовика, так и силу захвата.

Первое число — это диаметр хвостовика в 32 дюймах. Второе число — максимальное сцепление в 16 дюймах. Вот расшифровка наиболее часто встречающихся типоразмеров:

Указанный размер сверла является рекомендуемым размером отверстия — номинально на 0,1–0,15 мм больше указанного диаметра хвостовика, чтобы обеспечить легкость установки без чрезмерного люфта. Обратите внимание: код размера ничего не говорит о голове. Заклепка размера 46 с куполообразной головкой и заклепка размера 46 с большой фланцевой головкой обозначаются как «46» — стиль головки полностью представляет собой отдельную спецификацию, что является наиболее наглядной демонстрацией того, что диаметр головки не является частью системы размеров.

Почему размер головы варьируется и чем он на самом деле управляет

Поскольку диаметр головки не является частью обозначения размера заклепки, стоит понять, что на самом деле делает головка и почему существуют разные стили головки, поскольку выбор неправильного стиля головки для конкретного применения является отдельным и не менее важным решением, чем выбор правильного размера хвостовика.

Головка глухой заклепки выполняет две функции: опирается на внешнюю поверхность материала для распределения зажимной нагрузки и обеспечивает визуальный законченный вид на доступной стороне соединения. Диаметр головки определяет площадь опоры — головка большего размера распределяет силу зажима на более широкую площадь, уменьшая нагрузку на единицу площади материала поверхности. Это имеет большое значение при клепании мягких, тонких или хрупких материалов, которые могут треснуть или деформироваться под действием сосредоточенной нагрузки со стороны небольшой головки.

Куполообразная головка (стандартная головка)

Куполообразная головка, также называемая круглой головкой или универсальной головкой, является стандартной головкой для большинства применений общего назначения. Диаметр его головки обычно в 2–2,5 раза превышает диаметр хвостовика. Для заклепки с хвостовиком диаметром 4,8 мм куполообразная головка будет иметь диаметр примерно от 9,5 до 12 мм. Он обеспечивает хороший баланс несущей поверхности, низкий профиль над поверхностью и чистый внешний вид. Куполообразная головка подходит для соединений металл-металл, пластиковых соединений и большинства конструкций, где поверхностное напряжение не является проблемой.

Большая фланцевая головка (широкая фланцевая головка)

Большая фланцевая головка, также называемая увеличенной головкой или ламповой головкой, имеет диаметр головки примерно в 3–4 раза больше диаметра хвостовика, что значительно больше, чем куполообразная головка с хвостовиком того же размера. Заклепка с большим фланцем с хвостовиком 4,8 мм может иметь диаметр головки от 14 до 16 мм и более. Эта большая опорная поверхность специально разработана для соединения мягких материалов — пенопластовых панелей, тонкого пластика, стекловолокна, древесно-композитных материалов и резины — там, где стандартная куполообразная головка может прорвать поверхность под нагрузкой. Большая головка фланца распределяет зажимное усилие по более широкой площади, предотвращая протягивание без необходимости использования отдельной шайбы.

Потайная головка (плоская головка)

Потайная головка предназначена для прилегания к поверхности материала после установки. Для этого требуется отверстие с потайной (скоской) просверленное под тем же углом, что и головка заклепки — обычно под углом 90° или 120°. Поскольку головка расположена ниже или на одном уровне с поверхностью, она не образует выступающей опорной поверхности и не подходит для мягких или тонких материалов, где поверхностное напряжение является проблемой. Заклепки с потайной головкой используются для аэродинамических поверхностей, полов, декоративных панелей и в любых случаях, когда требуется ровная поверхность без зацепов. Диаметр головки заклепки с потайной головкой обычно аналогичен или немного меньше куполообразной головки с таким же размером хвостовика, но релевантным размером для установки является угол зенковки, а не диаметр головки.

Метрический размер потайной заклепки: чем он отличается от имперского

На метрических рынках — в большинстве стран Европы, Австралии и во все большей степени в международных цепочках поставок — характеристики глухих заклепок указываются непосредственно в миллиметрах, а не с использованием системы дробных кодов. Метрическая спецификация заклепки обычно читается как диаметр × длина — например, 4 × 10, 4,8 × 12 или 6 × 16. Диаметр — это диаметр хвостовика в миллиметрах, а длина — это общая длина тела заклепки до установки в миллиметрах.

Диапазон захвата обычно указывается отдельно в техническом описании продукта или напечатан на упаковке. Например, для заклепки размером 4,8 × 12 мм диапазон захвата может быть указан от 3,0 до 6,5 мм, что означает, что общая толщина материала должна находиться в этом диапазоне, чтобы заклепка установилась правильно. Если вы работаете с метрической спецификацией и вам необходимо преобразовать ее в британский код размера для покупки у поставщика из США или Великобритании, следующие эквиваленты охватывают наиболее распространенные размеры:

Как выбрать правильный размер потайной заклепки для вашей работы

Когда логика определения размеров понятна, выбор правильной заклепки для конкретного применения представляет собой простой трехэтапный процесс. Правильное выполнение всех трех шагов гарантирует правильное соединение; отсутствие любого из них приводит к ненадежной, незакрепленной или неудачной установке.

Шаг 1 — Определите необходимый диаметр отверстия

Диаметр отверстия определяется диаметром хвостовика заклепки, который, в свою очередь, должен соответствовать конструктивным требованиям соединения. Как правило, больший диаметр хвостовика обеспечивает более высокую прочность на сдвиг и подходит для более тяжелых нагрузок. Для легкого листового металла, пластика и крепления обшивки обычно достаточно хвостовика диаметром 3,2 мм (1/8 дюйма). Для соединений конструкций в металлоконструкциях, прицепах и тяжелом оборудовании более подходящими являются хвостовики диаметром 4,8 мм (3/16 дюйма) или 6,4 мм (1/4 дюйма). Определив диаметр хвостовика, просверлите отверстие на 0,1–0,15 мм больше хвостовика, чтобы обеспечить легкость установки.

Шаг 2 — Измерьте общую толщину материала (рукоятка)

Измерьте общую толщину всех соединяемых слоев в месте заклепки. Это ваш необходимый хват. Выберите заклепку, диапазон захвата которой удобно включает измеренную вами толщину — в идеале, чтобы ваши измерения находились в средней трети диапазона захвата, а не в крайнем минимуме или максимуме. Если толщина стопки вашего материала составляет 5 мм, заклепка с диапазоном захвата от 3 до 7 мм будет лучшим выбором, чем заклепка с номиналом максимум от 4,5 до 6 мм, даже если обе технически покрывают 5 мм.

Шаг 3 — Выберите подходящий стиль головы

Определив диаметр хвостовика и диапазон захвата, выберите тип головки в зависимости от соединяемого материала и требований к поверхности. Используйте куполообразную головку для стандартных соединений металл-металл. Используйте большую фланцевую головку для мягких, тонких или хрупких материалов. Если требуется ровная поверхность, используйте потайную головку. Выбор головки не меняет код размера: купольная головка размера 46 и большая фланцевая головка размера 46 относятся к «размеру 46», устанавливаются в одно и то же отверстие диаметром 3,3 мм и имеют одинаковый диапазон захвата. Отличаются только площадь опоры и профиль поверхности.

Распространенные ошибки при выборе размеров потайных заклепок и как их избежать

Даже при правильном понимании того, как работает определение размера заклепок, на практике неоднократно возникают некоторые конкретные ошибки. Знание о них предотвращает бесполезную трату крепежа и выход из строя соединений.

• Сверление отверстия точно под диаметр хвостовика: Отверстие, просверленное ровно до 4,8 мм для заклепки с хвостовиком 4,8 мм, будет очень трудно или невозможно вставить, особенно в более толстые стопки материалов. Всегда сверлите с превышением размера от 0,1 до 0,15 мм. Этот небольшой зазор необходим для функционирования, но не оказывает значимого влияния на прочность сустава.
• Выбор длины заклепки основан на общей толщине материала: Длина тела заклепки должна учитывать толщину материала плюс дополнительную длину хвостовика, необходимую для формирования глухой головки на задней стороне. Если вы используете заклепку, длина корпуса которой равна только толщине материала, удлинитель хвостовика не будет деформироваться, и заклепка не затвердеет. Всегда выбирайте заклепку, указанный диапазон захвата которой включает толщину вашего материала — производитель уже рассчитал длину корпуса с учетом необходимой деформации хвостовой части.
• Сбивает с толку длина корпуса заклепки и диапазон захвата: Длина корпуса заклепки и максимальное сцепление — не одно и то же число. Заклепка с длиной корпуса 12 мм не имеет максимального захвата 12 мм. Рукоятка всегда короче длины тела, поскольку часть хвостовика используется для формирования слепой головки. При подборе заклепки по толщине материала всегда используйте указанный диапазон захвата, а не длину корпуса.
• Использование заклепки с куполообразной головкой на тонких или мягких материалах: Втягивание стандартной заклепки с куполообразной головкой в пенопласт, тонкий пластиковый лист или мягкий алюминий приводит к тому, что головка протягивается сквозь материал, а не прижимается к нему. Это ошибка в стиле головки, а не в размере — переключитесь на заклепку с большой фланцевой головкой и тем же размером хвостовика, и проблема будет решена без изменения отверстия или диапазона захвата.
• Смешение двух цифр в имперском коде размера: Первое число — диаметр хвостовика в 32-х долях; второй — максимальное сцепление на 16-й скорости. Заклепка «46» имеет хвостовик 4/32 дюйма (1/8 дюйма) и рукоятку 6/16 дюйма (3/8 дюйма). Заклепка «64» имеет хвостовик 6/32 дюйма (3/16 дюйма) и рукоятку 4/16 дюйма (1/4 дюйма). Это совсем разные заклепки. При чтении кодов размеров всегда декодируйте оба числа явно, а не рассматривайте код как абстрактную метку.
• Предполагая, что все заклепки одного и того же размера взаимозаменяемы в зависимости от материала: Стальная заклепка и алюминиевая заклепка с одинаковым кодом размера имеют одинаковый диаметр хвостовика и диапазон захвата, но очень разную прочность на сдвиг и растяжение. При использовании в конструкциях всегда проверяйте, соответствует ли материал заклепок требованиям к нагрузке. Алюминиевые заклепки подходят для легкой сборки и там, где необходимо избегать гальванической коррозии алюминиевых материалов; стальные заклепки обеспечивают значительно более высокую прочность соединений конструкций.

Материалы для потайных заклепок и их влияние на определение размеров

Материал заклепки влияет не только на прочность, но и на то, как заклепка деформируется во время установки и как она ведет себя при эксплуатации. С точки зрения размеров выбор материала может повлиять на требуемый допуск отверстия и диапазон захвата в крайних пределах указанного диапазона.

• Алюминиевый корпус, стальная оправка: Самая распространенная комбинация для вытяжных заклепок общего назначения. Алюминий достаточно мягкий, чтобы надежно деформироваться во всем диапазоне хвата. Стальная оправка обеспечивает прочность на разрыв, необходимую для вытягивания заклепки и ее аккуратного защелкивания. Подходит для алюминия, листовой стали и большинства неконструкционных пластмасс. Установочное усилие относительно невелико, что делает ручные инструменты эффективными для меньших размеров.
• Стальной корпус, стальная оправка: Более высокая прочность и твердость, чем у заклепок с алюминиевым корпусом. Требуется там, где значительные сдвиговые нагрузки на суставы. Более твердый корпус требует более точного определения размера отверстия — допуск на зазор меньше, чем у алюминиевых заклепок того же номинального размера. Для стальных заклепок диаметром 4,8 мм и более обычно требуются пневматические или аккумуляторные заклепочные инструменты, поскольку ручные инструменты не могут надежно развивать достаточную силу.
• Корпус из нержавеющей стали, оправка из нержавеющей стали: Используется там, где устойчивость к коррозии является основным требованием — морская среда, оборудование для пищевой промышленности, наружные конструкции. Заклепки из нержавеющей стали сложнее установить, чем алюминиевые, и для этого требуются инструменты, рассчитанные на повышенную силу установки. Обозначения размеров идентичны стандартным заклепкам, но всегда сверяйте номинальную мощность инструмента с размером используемой заклепки из нержавеющей стали.
• Медный корпус, стальная оправка: Используется в электротехнических и декоративных целях. Медь очень мягкая и легко деформируется, что делает ее щадящей в нижнем диапазоне хвата. Медные заклепки не подходят для несущих соединений конструкций из-за относительно низкой прочности меди на сдвиг.