一種輕質點陣夾芯板及採用機械鑽孔製備該板的方法
2023-09-22 04:28:50 2
專利名稱：一種輕質點陣夾芯板及採用機械鑽孔製備該板的方法
技術領域：
本發明涉及一種輕質點陣夾芯板及採用機械鑽孔製備該板的方法，屬於機械加工 領域。
背景技術：
目前製備輕質點陣夾芯板主要有以下幾種對於金屬材質的點陣夾芯板主要有軋 製法、熔模鑄造法兩種；對於纖維增強複合材料材質的點陣夾芯板主要有模具熱壓法、組裝 模具法、纖維編織法、機械組裝法。下面分別分析存在的問題軋製法由於金 屬材料在扎制過程中，存在一定的彈性變形，導致點陣芯子的節點 往往不在一個平面上，而且通過軋製法製備的點陣結構節點面積比較小。熔模鑄造法由於金屬流動性不是太好，往往會對結構成型之後的質量有影響，而 且熔模鑄造法成本較高。模具熱壓法芯子部分不是整體成型，杆件不能施加足夠的壓力，而且杆件預埋在 面板中，容易對面板造成初始損傷。組裝模具法節點粘接面積太小。纖維編織法一方面對面板有損傷，另一方面纖維杆件比較細，不能充分發揮纖維 增強的特點。機械組裝法杆件在切削過程中，容易存在誤差，這樣嵌鎖時容易給結構帶來裝配誤差。以上的幾種方法成型的夾芯板結構性能差，且因其工藝問題而不適於批量生產。
發明內容
本發明目的是為了解決傳統方法成型的夾芯板結構性能差，且因其工藝問題不適 於批量生產的問題，提供了一種輕質點陣夾芯板及採用機械鑽孔製備該板的方法。本發明的輕質點陣夾芯板包括帶孔的波紋板、上面板和下面板，帶孔的波紋板的 上頂面與上面板固定在一起，帶孔的波紋板的下底面與下面板固定在一起，帶孔的波紋板 的每個斜側面上分布有一排通孔。採用機械鑽孔製備上述輕質點陣夾芯板的第一種方法包括以下步驟步驟一、將波紋板與上、下面板固定在一起，形成待加工件，並在波紋板的斜側面 上標記鑽孔位置；步驟二、將所述待加工件水平放置在鑽床臺上，並用卡具進行固定夾緊，調整鑽床 設備，採用細長的金剛石刀具在所有鑽孔位置處進行鑽孔，刀具進給方向與上面板平行，且 與波紋板的楞線垂直，機械鑽孔的工藝參數刀具進給速度為0. 1謹/s 2mm/s，刀具轉速為100轉/min 3000轉/min ；步驟三、按設定程序在波紋板上鑽孔完畢後，對波紋板的鑽孔邊緣進行去毛糙處理，完成輕質點陣夾芯板的製備。採用機械鑽孔製備上述輕質點陣夾芯板的第二種方法包括以下步驟 步驟一、對待加工的波紋板進行預處理並在波紋板的斜側面上標記鑽孔位置；步驟二、將波紋板水平放置在鑽床臺上，並用卡具進行固定夾緊，調整鑽床設備， 採用細長的金剛石刀具在鑽孔位置進行鑽孔，刀具進給方向與上面板平行，且與波紋板的 楞線垂直，機械鑽孔的工藝參數刀具進給速度為0. 1謹/s 2mm/s，刀具轉速為100轉/min 3000轉/min ；步驟三、按設定程序在波紋板上鑽孔完畢後，對波紋板的鑽孔邊緣進行去毛糙處 理，步驟四、將去毛糙處理後的帶孔的波紋板與上、下面板固定在一起，完成點輕質陣 夾芯板的製備。本發明的優點1.工藝實現簡單，不需要一步製備成複雜的點陣夾芯板，先製備出簡單構型的波 紋板，隨即對波紋板進行去孔，即可達到減輕重量目的。2.能顯著提高結構性能，該成型工藝，首先是製備出波紋板，而波紋板成型技術很 成熟，波紋板能在充分的壓力和溫度下很好成型，在波紋板上打孔製備出來的杆件，要比直 接成型的杆件性能要好。3.實現批量化，以往製備的輕質點陣夾芯板，由於節點不在一個平面上，或者由 於模具太大，導致不能實現批量化，而該技術是首先製備出簡單的波紋板類結構，再進行加 工，而波紋板已經實現大面積批量化生成，這樣即可實現批量化，促進工程實際運用。
圖1是波紋板立體結構示意圖；圖2是圖1的A方向視圖；圖3是圖1的B方向視圖；圖4是圖1的C方向視圖；圖5是實施方式九所述方法的打孔過程示意圖；圖6是實施方式九所述方法打孔後的波紋板結構示意圖；圖7是本發明輕質點陣夾芯板的結構示意圖；圖8是圖7所示夾芯板的孔為圓形時的側視圖；圖9是圖7所示夾芯板的孔為橢圓形時的側視圖；圖10是實施方式二將波紋板與上下面板固定在一起的結構示意圖；圖11是實施方式二所述方法的打孔過程示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結合圖7說明本實施方式，本實施方式的一種輕質點陣夾 芯板，它包括帶孔的波紋板1、上面板2和下面板3，帶孔的波紋板1的上頂面與上面板2固 定在一起，帶孔的波紋板1的下底面與下面板3固定在一起，帶孔的波紋板1的每個斜側面上分布有一排通孔。所述通孔在斜側面上可以是均勻分布，也可以是不均勻分布，根據實際
需要確定。
具體實施方式
二 下面結合圖1至圖4、圖7至圖11說明本實施方式，本實施方式 採用機械鑽孔製備實施方式一所述的輕質點陣夾芯板的方法，它包括以下步驟
下面板固定在一起，形成待加工件，並在波紋板的斜側面 上標記鑽孔位置；步驟二、將所述待加工件水平放置在鑽床臺上，並用卡具進行固定夾緊，調整鑽床 設備，採用細長的金剛石刀具在所有鑽孔位置處進行鑽孔，刀具進給方向與上面板平行，且 與波紋板的楞線垂直，機械鑽孔的工藝參數刀具進給速度為0. 1謹/s 2mm/s，刀具轉速為100轉/min 3000轉/min ；步驟三、按設定程序在波紋板上鑽孔完畢後，對波紋板的鑽孔邊緣進行去毛糙處 理，完成輕質點陣夾芯板的製備。波紋板的立體圖如圖1所示，它的A、B、C方向視圖如圖2、圖3、圖4所示，執行步 驟一，將波紋板與上、下面板固定在一起，形成如圖10所示。波紋板的材質為纖維增強複合材料或金屬材料，材質為纖維增強複合材料的波紋 板通過熱壓模具製備，材質為金屬材料的波紋板通過軋制模具製備，電極採用紫銅電極或 銅電極。步驟一中的固定方式為焊接或粘接，具體為波紋板為金屬材料，上、下面板為金屬材料，固定方式為焊接；波紋板為金屬材料，上、下面板為纖維增強複合材料，固定方式為粘接；波紋板為纖維增強複合材料，上、下面板為金屬材料，固定方式為粘接；波紋板為纖維增強複合材料，上、下面板為纖維增強複合材料，固定方式為粘接。執行步驟二，確定電極進給方向為圖10所示的C方向，並採用機械鑽孔方式打孔。 打孔過程如圖11所示。孔的形狀為圓形或隨圓形。執行步驟三，完成的最終輕質點陣夾芯板如圖7所示。本實施方式選用Makino數控銑床進行機械鑽孔。
具體實施方式
三下面結合圖1至圖9說明本實施方式，本實施方式採用機械鑽孔 製備實施方式一所述的輕質點陣夾芯板的方法，它包括以下步驟步驟一、對待加工的波紋板進行預處理並在波紋板的斜側面上標記鑽孔位置；步驟二、將波紋板水平放置在鑽床臺上，並用卡具進行固定夾緊，調整鑽床設備， 採用細長的金剛石刀具在鑽孔位置進行鑽孔，刀具進給方向與上面板平行，且與波紋板的 楞線垂直，機械鑽孔的工藝參數刀具進給速度為0. 1謹/s 2mm/s，刀具轉速為100轉/min 3000轉/min ；步驟三、按設定程序在波紋板上鑽孔完畢後，對波紋板的鑽孔邊緣進行去毛糙處 理，步驟四、將去毛糙處理後的帶孔的波紋板與上、下面板固定在一起，完成點輕質陣 夾芯板的製備。
波紋板的立體圖如圖1所示，它的A、B、C方向視圖如圖2、圖3、圖4所示。執行步驟一，並確定電極進給方向為圖1所示的C方向。 步驟一的預處理是指打磨掉纖維增強複合材料的波紋板的多餘樹脂；或對金屬 材料的波紋板進行化學清洗或表面打磨。執行步驟二，確定電極進給方向為圖1所示的C方向，並採用機械鑽孔方式打孔。 打孔過程如圖5所示。孔的形狀為圓形或隨圓形，打孔後的波紋板如圖6所示。執行步驟三，將打過孔的如圖6所示的波紋板與上、下面板固定在一起，形成如圖 7所示的輕質點陣夾芯板。波紋板的材質為纖維增強複合材料或金屬材料，材質為纖維增強複合材料的波紋 板通過熱壓模具製備，材質為金屬材料的波紋板通過軋制模具製備。步驟三中的固定方式為焊接或粘接，具體為波紋板為金屬材料，上、下面板為金屬材料，固定方式為焊接；波紋板為金屬材料，上、下面板為纖維增強複合材料，固定方式為粘接；波紋板為纖維增強複合材料，上、下面板為金屬材料，固定方式為粘接；波紋板為纖維增強複合材料，上、下面板為纖維增強複合材料，固定方式為粘接。本實施方式選用Makino數控銑床進行機械鑽孔。
權利要求
一種輕質點陣夾芯板，其特徵在於，它包括帶孔的波紋板(1)、上面板(2)和下面板(3)，帶孔的波紋板(1)的上頂面與上面板(2)固定在一起，帶孔的波紋板(1)的下底面與下面板(3)固定在一起，帶孔的波紋板(1)的每個斜側面上分布有一排通孔。
2.採用機械鑽孔製備權利要求1所述的輕質點陣夾芯板的方法，其特徵在於，它包括 以下步驟步驟一、將波紋板與上、下面板固定在一起，形成待加工件，並在波紋板的斜側面上標 記鑽孔位置；步驟二、將所述待加工件水平放置在鑽床臺上，並用卡具進行固定夾緊，調整鑽床設 備，採用細長的金剛石刀具在所有鑽孔位置處進行鑽孔，刀具進給方向與上面板平行，且與 波紋板的楞線垂直，機械鑽孔的工藝參數刀具進給速度為0. lmm/s 2mm/s，刀具轉速為100轉/min 3000轉/min ；步驟三、按設定程序在波紋板上鑽孔完畢後，對波紋板的鑽孔邊緣進行去毛糙處理，完 成輕質點陣夾芯板的製備。
3.根據權利要求2所述的一種採用機械鑽孔製備輕質點陣夾芯板的方法，其特徵在 於，波紋板的材質為纖維增強複合材料或金屬材料。
4.根據權利要求3所述的一種採用機械鑽孔製備輕質點陣夾芯板的方法，其特徵在 於，材質為纖維增強複合材料的波紋板通過熱壓模具製備，材質為金屬材料的波紋板通過 軋制模具製備。
5.根據權利要求3所述的一種採用機械鑽孔製備輕質點陣夾芯板的方法，其特徵在 於，步驟一所述的波紋板與上、下面板的固定方式為粘接或焊接方式。
6.採用機械鑽孔製備權利要求1所述的輕質點陣夾芯板的方法，其特徵在於，它包括 以下步驟步驟一、對待加工的波紋板進行預處理並在波紋板的斜側面上標記鑽孔位置；步驟二、將波紋板水平放置在鑽床臺上，並用卡具進行固定夾緊，調整鑽床設備，採用 細長的金剛石刀具在鑽孔位置進行鑽孔，刀具進給方向與上面板平行，且與波紋板的楞線垂直，機械鑽孔的工藝參數刀具進給速度為0. lmm/s 2mm/s，刀具轉速為100轉/min 3000轉/min ；步驟三、按設定程序在波紋板上鑽孔完畢後，對波紋板的鑽孔邊緣進行去毛糙處理，步驟四、將去毛糙處理後的帶孔的波紋板與上、下面板固定在一起，完成點輕質陣夾芯 板的製備。
7.根據權利要求6所述的一種採用機械鑽孔製備輕質點陣夾芯板的方法，其特徵在 於，波紋板的材質為纖維增強複合材料或金屬材料。
8.根據權利要求7所述的一種採用機械鑽孔製備輕質點陣夾芯板的方法，其特徵在 於，材質為纖維增強複合材料的波紋板通過熱壓模具製備，材質為金屬材料的波紋板通過 軋制模具製備。
9.根據權利要求7所述的一種採用機械鑽孔製備輕質點陣夾芯板的方法，其特徵在 於，步驟四所述的波紋板與上、下面板的固定方式為粘接或焊接方式。
全文摘要
一種輕質點陣夾芯板及採用機械鑽孔製備該板的方法，屬於機械加工領域，本發明為解決傳統方法成型的夾芯板結構性能差，且因其工藝問題不能批量生產的問題。本發明輕質點陣夾芯板將帶孔的波紋板的上頂面與上面板固定在一起，帶孔的波紋板的下底面與下面板固定在一起，帶孔的波紋板的每個斜側面上分布有一排通孔。採用機械鑽孔製備上述輕質點陣夾芯板的方法一、將波紋板與上、下面板固定在一起；二、夾持在鑽床上固定進行鑽孔；三、按設定程序鑽孔完成輕質點陣夾芯板的製備。或者按如下順序一、預處理；二、夾持在鑽床上固定進行鑽孔；三、按設定程序鑽孔完畢後，將鑽孔後波紋板與上、下面板固定在一起，完成輕質點陣夾芯板的製備。
文檔編號B23B41/02GK101961932SQ201010282030
公開日2011年2月2日 申請日期2010年9月14日 優先權日2010年9月14日
發明者吳林志, 泮世東, 熊健, 王志勇, 馬力 申請人:哈爾濱工業大學