CN101961932A - 一种轻质点阵夹芯板及采用机械钻孔制备该板的方法 - Google Patents

一种轻质点阵夹芯板及采用机械钻孔制备该板的方法 Download PDF

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Abstract

一种轻质点阵夹芯板及采用机械钻孔制备该板的方法，属于机械加工领域，本发明为解决传统方法成型的夹芯板结构性能差，且因其工艺问题不能批量生产的问题。本发明轻质点阵夹芯板：将带孔的波纹板的上顶面与上面板固定在一起，带孔的波纹板的下底面与下面板固定在一起，带孔的波纹板的每个斜侧面上分布有一排通孔。采用机械钻孔制备上述轻质点阵夹芯板的方法：一、将波纹板与上、下面板固定在一起；二、夹持在钻床上固定进行钻孔；三、按设定程序钻孔完成轻质点阵夹芯板的制备。或者按如下顺序：一、预处理；二、夹持在钻床上固定进行钻孔；三、按设定程序钻孔完毕后，将钻孔后波纹板与上、下面板固定在一起，完成轻质点阵夹芯板的制备。

Description

一种轻质点阵夹芯板及采用机械钻孔制备该板的方法
技术领域
本发明涉及一种轻质点阵夹芯板及采用机械钻孔制备该板的方法，属于机械加工领域。
背景技术
目前制备轻质点阵夹芯板主要有以下几种：对于金属材质的点阵夹芯板主要有轧制法、熔模铸造法两种；对于纤维增强复合材料材质的点阵夹芯板主要有模具热压法、组装模具法、纤维编织法、机械组装法。下面分别分析存在的问题
轧制法：由于金属材料在扎制过程中，存在一定的弹性变形，导致点阵芯子的节点往往不在一个平面上，而且通过轧制法制备的点阵结构节点面积比较小。
熔模铸造法：由于金属流动性不是太好，往往会对结构成型之后的质量有影响，而且熔模铸造法成本较高。
模具热压法：芯子部分不是整体成型，杆件不能施加足够的压力，而且杆件预埋在面板中，容易对面板造成初始损伤。
组装模具法：节点粘接面积太小。
纤维编织法：一方面对面板有损伤，另一方面纤维杆件比较细，不能充分发挥纤维增强的特点。
机械组装法：杆件在切削过程中，容易存在误差，这样嵌锁时容易给结构带来装配误差。
以上的几种方法成型的夹芯板结构性能差，且因其工艺问题而不适于批量生产。
发明内容
本发明目的是为了解决传统方法成型的夹芯板结构性能差，且因其工艺问题不适于批量生产的问题，提供了一种轻质点阵夹芯板及采用机械钻孔制备该板的方法。
本发明的轻质点阵夹芯板包括带孔的波纹板、上面板和下面板，带孔的波纹板的上顶面与上面板固定在一起，带孔的波纹板的下底面与下面板固定在一起，带孔的波纹板的每个斜侧面上分布有一排通孔。
采用机械钻孔制备上述轻质点阵夹芯板的第一种方法包括以下步骤：
步骤一、将波纹板与上、下面板固定在一起，形成待加工件，并在波纹板的斜侧面上标记钻孔位置；
步骤二、将所述待加工件水平放置在钻床台上，并用卡具进行固定夹紧，调整钻床设备，采用细长的金刚石刀具在所有钻孔位置处进行钻孔，刀具进给方向与上面板平行，且与波纹板的楞线垂直，
机械钻孔的工艺参数：
刀具进给速度为0.1mm/s～2mm/s，刀具转速为100转/min～3000转/min；
步骤三、按设定程序在波纹板上钻孔完毕后，对波纹板的钻孔边缘进行去毛糙处理，完成轻质点阵夹芯板的制备。
采用机械钻孔制备上述轻质点阵夹芯板的第二种方法包括以下步骤：
步骤一、对待加工的波纹板进行预处理：并在波纹板的斜侧面上标记钻孔位置；
步骤二、将波纹板水平放置在钻床台上，并用卡具进行固定夹紧，调整钻床设备，采用细长的金刚石刀具在钻孔位置进行钻孔，刀具进给方向与上面板平行，且与波纹板的楞线垂直，
机械钻孔的工艺参数：
刀具进给速度为0.1mm/s～2mm/s，刀具转速为100转/min～3000转/min；
步骤三、按设定程序在波纹板上钻孔完毕后，对波纹板的钻孔边缘进行去毛糙处理，
步骤四、将去毛糙处理后的带孔的波纹板与上、下面板固定在一起，完成点轻质阵夹芯板的制备。
本发明的优点：
1.工艺实现简单，不需要一步制备成复杂的点阵夹芯板，先制备出简单构型的波纹板，随即对波纹板进行去孔，即可达到减轻重量目的。
2.能显著提高结构性能，该成型工艺，首先是制备出波纹板，而波纹板成型技术很成熟，波纹板能在充分的压力和温度下很好成型，在波纹板上打孔制备出来的杆件，要比直接成型的杆件性能要好。
3.实现批量化，以往制备的轻质点阵夹芯板，由于节点不在一个平面上，或者由于模具太大，导致不能实现批量化，而该技术是首先制备出简单的波纹板类结构，再进行加工，而波纹板已经实现大面积批量化生成，这样即可实现批量化，促进工程实际运用。
附图说明
图1是波纹板立体结构示意图；
图2是图1的A方向视图；
图3是图1的B方向视图；
图4是图1的C方向视图；
图5是实施方式九所述方法的打孔过程示意图；
图6是实施方式九所述方法打孔后的波纹板结构示意图；
图7是本发明轻质点阵夹芯板的结构示意图；
图8是图7所示夹芯板的孔为圆形时的侧视图；
图9是图7所示夹芯板的孔为椭圆形时的侧视图；
图10是实施方式二将波纹板与上下面板固定在一起的结构示意图；
图11是实施方式二所述方法的打孔过程示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图7说明本实施方式，本实施方式的一种轻质点阵夹芯板，它包括带孔的波纹板1、上面板2和下面板3，带孔的波纹板1的上顶面与上面板2固定在一起，带孔的波纹板1的下底面与下面板3固定在一起，带孔的波纹板1的每个斜侧面上分布有一排通孔。所述通孔在斜侧面上可以是均匀分布，也可以是不均匀分布，根据实际需要确定。
具体实施方式二：下面结合图1至图4、图7至图11说明本实施方式，本实施方式采用机械钻孔制备实施方式一所述的轻质点阵夹芯板的方法，它包括以下步骤：
步骤一、将波纹板与上、下面板固定在一起，形成待加工件，并在波纹板的斜侧面上标记钻孔位置；
步骤二、将所述待加工件水平放置在钻床台上，并用卡具进行固定夹紧，调整钻床设备，采用细长的金刚石刀具在所有钻孔位置处进行钻孔，刀具进给方向与上面板平行，且与波纹板的楞线垂直，
机械钻孔的工艺参数：
刀具进给速度为0.1mm/s～2mm/s，刀具转速为100转/min～3000转/min；
步骤三、按设定程序在波纹板上钻孔完毕后，对波纹板的钻孔边缘进行去毛糙处理，完成轻质点阵夹芯板的制备。
波纹板的立体图如图1所示，它的A、B、C方向视图如图2、图3、图4所示，执行步骤一，将波纹板与上、下面板固定在一起，形成如图10所示。
波纹板的材质为纤维增强复合材料或金属材料，材质为纤维增强复合材料的波纹板通过热压模具制备，材质为金属材料的波纹板通过轧制模具制备，电极采用紫铜电极或铜电极。
步骤一中的固定方式为焊接或粘接，具体为：
波纹板为金属材料，上、下面板为金属材料，固定方式为焊接；
波纹板为金属材料，上、下面板为纤维增强复合材料，固定方式为粘接；
波纹板为纤维增强复合材料，上、下面板为金属材料，固定方式为粘接；
波纹板为纤维增强复合材料，上、下面板为纤维增强复合材料，固定方式为粘接。
执行步骤二，确定电极进给方向为图10所示的C方向，并采用机械钻孔方式打孔。打孔过程如图11所示。孔的形状为圆形或随圆形。
执行步骤三，完成的最终轻质点阵夹芯板如图7所示。
本实施方式选用Makino数控铣床进行机械钻孔。
具体实施方式三：下面结合图1至图9说明本实施方式，本实施方式采用机械钻孔制备实施方式一所述的轻质点阵夹芯板的方法，它包括以下步骤：
步骤一、对待加工的波纹板进行预处理：并在波纹板的斜侧面上标记钻孔位置；
步骤二、将波纹板水平放置在钻床台上，并用卡具进行固定夹紧，调整钻床设备，采用细长的金刚石刀具在钻孔位置进行钻孔，刀具进给方向与上面板平行，且与波纹板的楞线垂直，
机械钻孔的工艺参数：
刀具进给速度为0.1mm/s～2mm/s，刀具转速为100转/min～3000转/min；
步骤三、按设定程序在波纹板上钻孔完毕后，对波纹板的钻孔边缘进行去毛糙处理，
步骤四、将去毛糙处理后的带孔的波纹板与上、下面板固定在一起，完成点轻质阵夹芯板的制备。
波纹板的立体图如图1所示，它的A、B、C方向视图如图2、图3、图4所示。
执行步骤一，并确定电极进给方向为图1所示的C方向。
步骤一的预处理是指：打磨掉纤维增强复合材料的波纹板的多余树脂；或对金属材料的波纹板进行化学清洗或表面打磨。
执行步骤二，确定电极进给方向为图1所示的C方向，并采用机械钻孔方式打孔。打孔过程如图5所示。孔的形状为圆形或随圆形，打孔后的波纹板如图6所示。
执行步骤三，将打过孔的如图6所示的波纹板与上、下面板固定在一起，形成如图7所示的轻质点阵夹芯板。
波纹板的材质为纤维增强复合材料或金属材料，材质为纤维增强复合材料的波纹板通过热压模具制备，材质为金属材料的波纹板通过轧制模具制备。
步骤三中的固定方式为焊接或粘接，具体为：
波纹板为金属材料，上、下面板为金属材料，固定方式为焊接；
波纹板为金属材料，上、下面板为纤维增强复合材料，固定方式为粘接；
波纹板为纤维增强复合材料，上、下面板为金属材料，固定方式为粘接；
波纹板为纤维增强复合材料，上、下面板为纤维增强复合材料，固定方式为粘接。
本实施方式选用Makino数控铣床进行机械钻孔。

Claims (9)

1.一种轻质点阵夹芯板，其特征在于，它包括带孔的波纹板(1)、上面板(2)和下面板(3)，带孔的波纹板(1)的上顶面与上面板(2)固定在一起，带孔的波纹板(1)的下底面与下面板(3)固定在一起，带孔的波纹板(1)的每个斜侧面上分布有一排通孔。
2.采用机械钻孔制备权利要求1所述的轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤一、将波纹板与上、下面板固定在一起，形成待加工件，并在波纹板的斜侧面上标记钻孔位置；
步骤二、将所述待加工件水平放置在钻床台上，并用卡具进行固定夹紧，调整钻床设备，采用细长的金刚石刀具在所有钻孔位置处进行钻孔，刀具进给方向与上面板平行，且与波纹板的楞线垂直，
机械钻孔的工艺参数：
刀具进给速度为0.1mm/s～2mm/s，刀具转速为100转/min～3000转/min；
步骤三、按设定程序在波纹板上钻孔完毕后，对波纹板的钻孔边缘进行去毛糙处理，完成轻质点阵夹芯板的制备。
3.根据权利要求2所述的一种采用机械钻孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，波纹板的材质为纤维增强复合材料或金属材料。
4.根据权利要求3所述的一种采用机械钻孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，材质为纤维增强复合材料的波纹板通过热压模具制备，材质为金属材料的波纹板通过轧制模具制备。
5.根据权利要求3所述的一种采用机械钻孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，步骤一所述的波纹板与上、下面板的固定方式为粘接或焊接方式。
6.采用机械钻孔制备权利要求1所述的轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤一、对待加工的波纹板进行预处理：并在波纹板的斜侧面上标记钻孔位置；
步骤二、将波纹板水平放置在钻床台上，并用卡具进行固定夹紧，调整钻床设备，采用细长的金刚石刀具在钻孔位置进行钻孔，刀具进给方向与上面板平行，且与波纹板的楞线垂直，
机械钻孔的工艺参数：
刀具进给速度为0.1mm/s～2mm/s，刀具转速为100转/min～3000转/min；
步骤三、按设定程序在波纹板上钻孔完毕后，对波纹板的钻孔边缘进行去毛糙处理，
步骤四、将去毛糙处理后的带孔的波纹板与上、下面板固定在一起，完成点轻质阵夹芯板的制备。
7.根据权利要求6所述的一种采用机械钻孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，波纹板的材质为纤维增强复合材料或金属材料。
8.根据权利要求7所述的一种采用机械钻孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，材质为纤维增强复合材料的波纹板通过热压模具制备，材质为金属材料的波纹板通过轧制模具制备。
9.根据权利要求7所述的一种采用机械钻孔制备轻质点阵夹芯板的方法，其特征在于，步骤四所述的波纹板与上、下面板的固定方式为粘接或焊接方式。
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