CN107379599B - 一种利用“梳”型卡具进行蜂窝拼接的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于复合材料制造领域，提供一种利用“梳”型卡具进行蜂窝拼接的方法，该方法基于“梳”型卡具实现，“梳”型卡具由两个单面“梳”型卡具和位于中间的柔性挡板组成，单面“梳”型卡具下方设有多个均匀分布的梳型锯齿，梳型锯齿能够卡在待拼接的蜂窝蜂格中。在该拼接方法中，作用力可通过“梳”型卡具直接施加在发泡胶上，并有效利用柔性挡板加强对于发泡胶的高度限制，既保证了发泡胶的发泡尺寸，又严格控制了发泡胶的发泡范围，从而避免蜂窝外形失稳。

Description

一种利用“梳”型卡具进行蜂窝拼接的方法

技术领域

本发明属于复合材料制造领域，涉及一种利用“梳”型卡具进行蜂窝拼接的方法。

背景技术

蜂窝夹层结构具有重量轻、强度高、抗弯曲性能好等优点，同时兼备优良的力学性能、电性能、隔热性能，其作为结构材料或功能材料被广泛应用于航空领域，在目前的复合材料零件中占有很大比重。

由于零件结构的需要，通常需要对蜂窝进行拼接处理，目前普遍采用的蜂窝拼接工艺方法是：(1)在蜂窝边缘需要拼接的区域填充发泡胶，(2)沿两侧蜂窝向发泡胶方向用力，(3)用硬物在蜂窝两侧挤压定位，(4)进烘箱进行固化；该工艺过程的关键是对发泡胶的控制，发泡胶作为一种施加在蜂窝拼接结合处的结构胶粘剂，在固化过程中会向四周发泡粘接蜂窝。如果用力不均、高度不增加限制等都将造成发泡胶填充不均和尺寸超差，导致零件内部缺陷。当蜂窝数量较多、蜂窝尺寸较大时，在拼接时很难保证发泡胶固化后的范围、尺寸及胶接质量，并容易引起蜂窝的滑移，影响蜂窝成型的稳定性。

基于传统蜂窝拼接的缺点，可设计一款新型的蜂窝拼接辅助卡具，将作用力直接施加于发泡胶而不是通过挤压蜂窝的方式，在高度方向增加挡板来保证发泡胶的外形和表面平整度从而彻底解决蜂窝拼接的质量缺陷。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种新型的采用发泡胶固化进行蜂窝拼接的方法，该方法利用一种专用的“梳”型卡具辅助完成蜂窝拼接。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种利用“梳”型卡具进行蜂窝拼接的方法，该方法基于“梳”型卡具实现，所述的“梳”型卡具包括两个单面“梳”型卡具1和柔性挡板2。所述的每个单面“梳”型卡具1分为上下两部分，单面“梳”型卡具1上方为平板结构，单面“梳”型卡具1下方设有多个均匀分布的梳型锯齿，梳型锯齿与蜂窝蜂格尺寸相同，能够卡在待拼接的蜂窝蜂格中，即两个梳型锯齿之间的距离为蜂窝的晶格对角线长，梳型锯齿宽为蜂格尺寸，梳型锯齿长为晶格边长，梳型锯齿高为蜂窝高度。所述的柔性挡板2位于两个单面“梳”型卡具1上方平板结构之间，用于连接两个单面“梳”型卡具1，两个“梳”型卡具1之间柔性挡板2的尺寸根据待拼接的蜂窝结构确定。

一种利用“梳”型卡具进行蜂窝拼接的方法，在该拼接方法中，作用力可通过“梳”型卡具直接施加在发泡胶上，并有效利用柔性挡板加强对于发泡胶的高度限制，既保证了发泡胶的发泡尺寸，又严格控制了发泡胶的发泡范围，从而避免蜂窝外形失稳。具体步骤如下：

一、蜂窝清洗

采用吸尘器或者用干燥的、经过过滤的压缩空气去除蜂窝芯的胶接表面的污染物、杂质、灰尘或加工碎屑；或采用干净的棉布蘸甲酮、乙酮、丙酮擦拭蜂窝芯的胶接表面，去除蜂窝芯的胶接表面的污染物、杂质、灰尘或加工碎屑。清洁后的蜂窝芯的胶接表面应无目视可见的污染物、杂质、灰尘或加工碎屑。

二、蜂窝烘干

清洗后的蜂窝应在适当条件下进行干燥处理。

三、蜂窝拼接

3.1)填充发泡胶

保留蜂窝外表面保护膜，将发泡胶紧密地压实在胶接面上，过程中防止裹入空气；修剪胶膜露出部分，露出长度为0mm～3mm。去除发泡胶表面的保护膜，依次将相连的蜂窝紧密地压实进行组装。所有切开的蜂窝边缘都要嵌入到发泡胶里。

发泡胶填充好后，在发泡胶两侧，将“梳”型卡具的梳型锯齿缓缓地插入至待拼接的蜂窝蜂格中，如图3所示，将“梳”型卡具的柔性挡板压在蜂窝拼接缝处，利用发泡胶拼接时向“梳”型卡具两侧均匀施加压力，如图4所示。

3.2)蜂窝初步固定

拼接过程用热吹风机进行加热，进一步固定“梳”型卡具内的蜂窝。在距离热吹风机75mm处的最高空气温度不超过93℃，热吹风机应不停移动，离发泡胶的最小距离为150mm。在固定蜂窝的过程中不允许发泡胶塌陷。如果需要用两层发泡胶，将两层发泡胶慢慢地卷在一起防止裹入空气。

四、发泡胶固化

将拼接好的蜂窝连同固定的“梳”型卡具安放在工装上，并覆盖一层无孔隔离膜，固定无孔隔离膜，进行保证蜂窝保护完好，然后将工装转移至加温箱中固化。

五、修整

用砂纸轻轻打磨已固化的胶接拼缝处，除去胶接表面的疏松物。

相比于传统的蜂窝拼接工艺方法，本发明具有的优点和效果为：

(1)在“梳”型卡具两侧施加压力，可以使压力均匀的分布在蜂窝拼接处同时有效地提高了发泡胶与两侧待胶接蜂窝的结合度。

(2)“梳”型卡具的中部柔性挡板在宽度方向和高度方向上有效地限制了发泡胶的尺寸，保证了发泡胶胶接表面的平整度。

(3)将力通过卡具直接施加在发泡胶上在整个拼接过程中只有发泡胶两侧受力，其余蜂窝在固化过程中几乎为自由状态，能有效的避免蜂窝滑移，从而保证了蜂窝的稳定性。

(4)该方法实用性强；操作简便；卡具制造成本低，并且可以重复利用。

附图说明

图1为“梳”型卡具的结构示意图；

图2为单面“梳”型卡具的设计示意图；A为齿状结构宽，表示蜂格尺寸；B为齿状结构长，表示晶格边长；C为两个齿状结构之间的距离，表示晶格对角线长；

图3为“梳”型卡具安放示意图；(a)为放入前，(b)为放入后；

图4为“梳”型卡具辅助蜂窝拼接示意图；

图中：1单面“梳”型卡具；2柔性挡板。

具体实施方式

本发明将结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的解释和说明，实施例和附图仅是为了进一步说明本发明的技术方案，不能将其解释为对发明保护范围的限制。

本发明利用一套“梳”型卡具作为辅助工具，完成蜂窝零件的发泡胶固化拼接工艺。“梳”型卡具的尺寸取决于蜂窝零件的厚度，及蜂窝零件蜂格的尺寸。具体步骤如下：

一、蜂窝清洗

采用干净的棉布蘸甲酮、乙酮、丙酮擦拭蜂窝芯的胶接表面，去除蜂窝芯的胶接表面的污染物、杂质、灰尘或加工碎屑。

二、蜂窝烘干

对清洗后的蜂窝应进行干燥处理。

三、蜂窝拼接

3.1)填充发泡胶

保留蜂窝外表面保护膜，将发泡胶紧密地压实在胶接面上，过程中防止裹入空气；修剪胶膜露出部分，露出长度为0mm～3mm。去除发泡胶表面的保护膜，依次将相连的蜂窝紧密地压实进行组装。所有切开的蜂窝边缘都要嵌入到发泡胶里。

发泡胶填充好后，在发泡胶两侧，将“梳”型卡具的梳型锯齿缓缓地插入至待拼接的蜂窝蜂格中，如图3所示，将“梳”型卡具的柔性挡板压在蜂窝拼接缝处，利用发泡胶拼接时，通过向“梳”型卡具上方平板部施加压力，进而向“梳”型卡具两侧均匀施加压力，如图4所示。

3.2)蜂窝初步固定

拼接过程用热吹风机进行加热，进一步固定“梳”型卡具内的蜂窝。在距离热吹风机75mm处的最高空气温度不超过93℃，热吹风机应不停移动，离发泡胶的最小距离为150mm。在固定蜂窝的过程中不允许发泡胶塌陷。如果需要用两层发泡胶，将两层发泡胶慢慢地卷在一起防止裹入空气。

四、发泡胶固化

将拼接好的蜂窝连同固定的“梳”型卡具安放在工装上，并覆盖一层无孔隔离膜，对无孔隔离膜进边缘进行固定保证蜂窝保护完好，然后将工装转移至加温箱中固化。

五、修整

用150目或更细的砂纸轻轻打磨已固化的胶接拼缝处，除去胶接表面的疏松物。

Claims (1)

1.一种利用“梳”型卡具进行蜂窝拼接的方法，其特征在于，该方法基于“梳”型卡具实现，所述的“梳”型卡具包括两个单面“梳”型卡具(1)和柔性挡板(2)；所述的每个单面“梳”型卡具(1)分为上下两部分，单面“梳”型卡具(1)上方为平板结构，下方设有多个均匀分布的梳型锯齿，梳型锯齿与蜂窝蜂格尺寸相同，能够卡在待拼接的蜂窝蜂格中；所述的柔性挡板(2)位于两个单面“梳”型卡具(1)上方平板结构之间，用于连接两个单面“梳”型卡具(1)，柔性挡板(2)的尺寸根据待拼接的蜂窝结构确定；该方法步骤如下：

一、蜂窝清洗

去除蜂窝芯胶接表面的污染物、杂质、灰尘或加工碎屑；

二、蜂窝烘干

对清洗后的蜂窝进行干燥处理；

三、蜂窝拼接

3.1)填充发泡胶

保留蜂窝外表面保护膜，将发泡胶紧密地压实在胶接面上，过程中防止裹入空气；修剪胶膜露出部分，露出长度为0mm～3mm；去除发泡胶表面的保护膜，依次将相连的蜂窝紧密地压实进行组装；所有切开的蜂窝边缘都要嵌入到发泡胶里；

发泡胶填充好后，在发泡胶两侧，将“梳”型卡具的梳型锯齿缓缓地插入至待拼接的蜂窝蜂格中，将“梳”型卡具的柔性挡板压在蜂窝拼接缝处，利用发泡胶拼接时向“梳”型卡具两侧均匀施加压力；

3.2)蜂窝初步固定

拼接过程用热吹风机进行加热，进一步固定“梳”型卡具内的蜂窝；在距离热吹风机75mm处的最高空气温度不超过93℃，热吹风机应不停移动，离发泡胶的最小距离为150mm，在固定蜂窝的过程中发泡胶不能塌陷；

四、发泡胶固化

将拼接好的蜂窝连同固定的“梳”型卡具安放在工装上，并覆盖一层无孔隔离膜，固定无孔隔离膜，保证蜂窝保护完好，将工装转移至加温箱中固化；

五、修整

用砂纸打磨已固化的胶接拼缝处，除去胶接表面的疏松物。