CN113370594A - 一种蜂窝夹层板设计与制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种蜂窝夹层板设计与制造方法，涉及商业航天技术领域，解决了相关技术中蜂窝夹层结构在预埋胶接装配制造流程中存在流程繁琐、制造周期长和生产成本高的技术问题。本方法包括进行无埋件的蜂窝夹层结构成型，蜂窝夹层结构包括上蒙皮、下蒙皮和固定于上蒙皮与下蒙皮之间的蜂窝夹芯；在蜂窝夹层结构上形成盲孔状的多个包络孔；进行后埋件装配；进行注胶完成固化。本方法省去了蜂窝夹芯的裁剪、预埋件包裹发泡胶和装配以及均压板装配、外形修正等工序，在制造时省去许多不必要的工装模具，简化制造流程，适合埋件数量大和规模大的蜂窝板的制造，有利于缩短制造周期和降低生产成本，满足型号产品设计需求。
Description
技术领域
本发明涉及商业航天技术领域，尤其涉及一种蜂窝夹层板设计与制造方法。
背景技术
随着航天器的快速发展，轻质高强且低成本已成为商业航天领域迫切的研制需求，由此蜂窝夹层结构设计与应用越来越广泛。蜂窝夹层结构板一般是由上下两层蒙皮和蜂窝夹芯、胶黏剂组成复合夹层结构，在一定高温和高压条件下固化成型。由于有单机安装的需求，一般在蜂窝夹层结构内设计一定数量的带有连接孔的金属埋件。
传统预埋胶接装配制造流程包括模具预装、蒙皮切割和打孔、蒙皮贴膜、下蒙皮放置、蜂窝夹芯放置和裁剪、预埋件包裹发泡胶和装配、上蒙皮放置、均压板装配、抽真空、进炉固化、外形修整、检验等工序，流程繁琐，导致在制造时会用到大量工装模具，这些工装模具一般都是一次性使用，加工周期长，成本高昂且无法重复使用。当埋件数量达到一定规模时，传统制造方法耗费大量时间和人力物力，严重制约生产周期。
发明内容
本申请提供一种蜂窝夹层板设计与制造方法，解决了相关技术中蜂窝夹层结构在预埋胶接装配制造流程中存在流程繁琐、制造周期长和生产成本高的技术问题。
本申请提供一种蜂窝夹层板设计与制造方法，包括步骤：获得蜂窝夹层结构，蜂窝夹层结构包括上蒙皮、下蒙皮和固定于上蒙皮与下蒙皮之间的蜂窝夹芯；在蜂窝夹层结构上形成盲孔状的多个包络孔；将后埋件装配于包络孔中，后埋件开设有注胶孔；通过注胶孔向包络孔内注胶，以将后埋件固定于包络孔中，形成蜂窝夹层板。
可选地，将后埋件装配于包络孔中，具体包括：在自动装配平台固定蜂窝夹层结构，采用机械手自动装配后埋件。
可选地，通过注胶孔向包络孔内注胶，具体包括：通过自动注胶机按照预定程序自动捕捉注胶孔，设定注胶量，完成注胶工序。
可选地，通过注胶孔向包络孔内注胶，以将后埋件固定于包络孔中，形成蜂窝夹层板，具体包括：采用室温固化型的胶黏剂向包络孔内注胶，在常温环境中完成固化。
可选地，通过注胶孔向包络孔内注胶，以将后埋件固定于包络孔中，形成蜂窝夹层板，还应用有压板，压板用于压置于后埋件，直至注胶固化完成。
可选地，方法还包括：采用自动检测平台对蜂窝夹层板进行尺寸检测和无损检测。
可选地，后埋件包括柱体以及设置于柱体两端的第一底板和第二底板，注胶孔贯穿第一底板设置，柱体的周侧与包络孔的孔壁形成注胶腔，注胶孔与注胶腔连通；
后埋件还具有连接孔，连接孔贯穿第一底板、柱体和第二底板设置；
柱体的周侧面设有若干间隔布置的环向凸起，环向凸起环绕柱体的中轴线设置。
可选地，第一底板的周缘和第二底板的周缘均由翻边而成；
第一底板裸露在蜂窝夹层结构外并且搭设于蒙皮，第二底板设于包络孔的底侧。
可选地，第二底板与包络孔的底壁间隔设置、于间隙设有胶液。
可选地，连接孔贯穿下蒙皮、于下蒙皮形成通孔。
本申请有益效果如下：本申请提供一种蜂窝夹层板设计与制造方法，在开始阶段将蜂窝夹层结构与预埋件分开处理，具体地，首先获得无埋件的蜂窝夹层结构，蜂窝夹层结构包括上蒙皮、蜂窝夹芯和下蒙皮依次叠加设置，后再加工包络孔来装配后埋件，后埋件装配后依次进行注胶和固化处理；在蜂窝夹层结构的成型工序中，由于先省去后埋件的有关工序，具体为蒙皮贴膜、放置下蒙皮、放置蜂窝夹芯、放置上蒙皮、抽真空、进炉固化和出炉，相较于传统的蜂窝夹层结构预埋胶接装配制造流程，本方法省去了蜂窝夹芯的裁剪、预埋件包裹发泡胶和装配以及均压板装配、外形修正等工序，在制造时省去许多不必要的工装模具，简化制造流程，适合埋件数量大和规模大的蜂窝板的制造，有利于缩短制造周期和降低生产成本，满足型号产品设计需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。
图1为本申请提供的一种蜂窝夹层板设计与制造方法的流程示意图；
图2为蜂窝夹层板的结构示意图；
图3为本申请提供的蜂窝夹层结构装配后埋件的剖视图；
图4为图3中后埋件的具体结构示意图；
图5为本申请提供的蜂窝夹层结构装配后埋件的另一种剖视图。
附图标注：100-上蒙皮，200-蜂窝夹芯，300-下蒙皮，310-通孔，400-胶黏剂，500-后埋件，510-柱体，511-环向凸起，512-注胶腔，520-第一底板，521-注胶孔，530-第二底板，540-连接孔。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种蜂窝夹层板设计与制造方法，解决了相关技术中蜂窝夹层结构在预埋胶接装配制造流程中存在流程繁琐、制造周期长和生产成本高的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
一种蜂窝夹层板设计与制造方法，包括步骤：获得蜂窝夹层结构，蜂窝夹层结构包括上蒙皮、下蒙皮和固定于上蒙皮与下蒙皮之间的蜂窝夹芯；在蜂窝夹层结构上形成盲孔状的多个包络孔；将后埋件装配于包络孔中，后埋件开设有注胶孔；通过注胶孔向包络孔内注胶，以将后埋件固定于包络孔中，形成蜂窝夹层板。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
请参照图1至图4，本实施例提供一种蜂窝夹层板设计与制造方法，具体包括以下步骤：
获得蜂窝夹层结构，蜂窝夹层结构包括上蒙皮100、下蒙皮300和固定于上蒙皮100与下蒙皮300之间的蜂窝夹芯200；
在蜂窝夹层结构上形成盲孔状的多个包络孔；
将后埋件500装配于包络孔中，后埋件500开设有注胶孔521；
通过注胶孔521向包络孔内注胶，以将后埋件500固定于包络孔中，形成蜂窝夹层板。
相应地，在获得蜂窝夹层结构之前，还有先对蜂窝夹层结构和后埋件500进行具体设计。具体地，根据设计指标设计无埋件的蜂窝夹层结构，得到第一设计图纸，包括蒙皮和蜂窝夹芯200的外形尺寸，以及蜂窝夹芯200的规格，蒙皮包括上蒙皮100和下蒙皮300；依据单机安装要求在蜂窝夹层结构设计后埋件500，形成第二设计图纸。相应地，包络孔521的数量以及位置依据单机安装要求和后埋件进行设计。
其中，设计指标包括质量、强度及刚度等要求。其中无埋件的蜂窝夹层结构指的是先不考虑设计埋件的基础上的蜂窝夹层结构。
其中，在步骤获得蜂窝夹层结构中，属于蜂窝夹层结构的成型工艺，包括蒙皮贴膜、放置下蒙皮300、放置蜂窝夹芯200、放置上蒙皮100、抽真空、进炉固化和出炉的工序。
其中，在蜂窝夹层结构上形成盲孔状的多个包络孔中，具体包括：依据第一设计图纸加工蜂窝夹层结构的外形，依据第二设计图纸于蜂窝夹层结构加工包络孔，同时孔间距的加工精度不低于设计精度，包络孔呈盲孔设置，包络孔用于容置后埋件500。
其中，在形成蜂窝夹层板后，还按照预定程序对所有后埋件500的区域进行检测，检测内容包括设计尺寸检测和无损检测。
上述蜂窝夹层板设计与制造方法在开始阶段将蜂窝夹层结构与预埋件分开处理，具体地，首先分别设计无埋件的蜂窝夹层结构以及后埋件500，在进行无埋件的蜂窝夹层结构的成型，后再加工包络孔来装配后埋件500，后埋件500装配后依次进行注胶和固化处理，之后进行质检阶段。
在蜂窝夹层结构的成型工序中，具体包括：蒙皮贴膜、放置下蒙皮300、放置蜂窝夹芯200、放置上蒙皮100、抽真空、进炉固化和出炉。相较于传统的蜂窝夹层结构预埋胶接装配制造流程，本方法省去了蜂窝夹芯200的裁剪、预埋件包裹发泡胶和装配以及均压板装配、外形修正等工序，在制造时省去许多不必要的工装模具，简化了制造流程，尤其适合埋件数量大和规模大的蜂窝板的制造，如图2所示，图2展示了一种埋件数量大和规模大的蜂窝夹层板。因此，本实施例提供的蜂窝夹层板设计与制造方法，有利于缩短制造周期和降低生产成本，满足型号产品设计需求。
可选地，在将后埋件500装配于包络孔中，具体包括：在自动装配平台固定已加工的蜂窝夹层结构，采用机械手自动装配后埋件500。这种装配方式适合大规模生产制造。
可选地，在通过注胶孔521向包络孔内注胶中，具体包括：通过自动注胶机，于后埋件500装配完成后，自动注胶机按照预定程序自动捕捉注胶孔521，设定注胶量，完成注胶工序，通过自动捕捉注胶孔521和自动控制用胶量，有利于提高产品质量一致性。
可选地，在形成蜂窝夹层板后进行的检测操作中，涉及有自动检测平台。在蜂窝夹层结构固化完成后，将蜂窝夹层结构放置于自动检测平台，依照预定程序对所有后埋件500的区域进行自动检测，检测内容包括设计尺寸检测和无损检测。通过自动检测有利于减轻质检人员的重复劳动，提高产品检测效率。
本方法结合上述自动装配、自动注胶以及自动检测，适应埋件数量大和规模大的蜂窝板快速响应制造，极大地提高装配精度和生产效率，同时缩短制造周期，能够快速响应设计需求，缩短型号研制周期。
此外，还需说明的是，采用本方法能够解决传统工艺中因为蜂窝夹层板的多层材料热膨胀系数存在差异，固化过程中在热压作用下使金属埋件极易发生偏移，而影响位置精度的不利情形。
可选地，在通过注胶孔521向包络孔内注胶，以将后埋件500固定于包络孔中，形成蜂窝夹层板中，具体包括：采用室温固化型的胶黏剂400向包络孔内注胶，胶黏剂400呈液态，在常温环境中完成胶液固化，完成埋件的固定，此固化条件简单易实现，能够进一步简化工艺流程。
可选地，在步通过注胶孔521向包络孔内注胶，以将后埋件500固定于包络孔中，形成蜂窝夹层板中，还应用有压板，压板用于压置于后埋件500，直至注胶固化完成。具体地，固化时在所有的后埋件500上方放置压板，压板均匀抵压在每个后埋件500上，确认所有后埋件500注胶完成后，开始等待一定时间至固化完成，有利于注胶和产品质量一致性，且操作简单，工具简单，有利于进一步简化流程。
请参照图3和图4，其中图3中的后埋件500与图4的后埋件500的视图方向不一致。可选地，后埋件500包括柱体510以及设置于柱体510两端的第一底板520和第二底板530，注胶孔521贯穿第一底板520设置，柱体510的周侧与包络孔的孔壁形成注胶腔512，注胶孔521与注胶腔512连通。后埋件500还具有连接孔540，连接孔540形状各异、依需求进行设计，连接孔540贯穿第一底板520、柱体510和第二底板530设置。
其中，如图3和图4所示，柱体510的周侧面设有若干间隔布置的环向凸起511，环向凸起511环绕柱体510的中轴线设置，此种形式的后埋件500可称之为锯齿形后埋件，通过设置环向凸起511，增加了胶接面积，增强了胶粘强度和承载力。
可选地，如图3和图4所示，第一底板520的周缘和第二底板530的周缘均由翻边而成，第一底板520裸露在蜂窝夹层结构外并且搭在蒙皮上，第二底板530设于包络孔的底侧。通过第一底板520的翻边可进一步提高承载力。
可选地，第二底板530与包络孔的底壁间隔设置、于间隙容置胶液，间隙的厚度在0.1mm至0.2mm，提高后埋件500与蜂窝夹层结构间的胶粘强度。
需要指出的是，上述将后埋件500分述为第一底板520、主体和第二底板530三个部分。在一种可实施方式中，不应该将第一底板520、主体和第二底板530这三个部分分开理解，它们可以是一体成型、是一个整体。
可选地，后埋件500包括金属件或非金属件，以单机安装要求、具体要求为准。
可选地，请参照图5，具体对比图5和图3，本实施例形成的蜂窝夹层板，还在下蒙皮300设有通孔310，通孔310与连接孔540连通、共同贯穿蜂窝夹层板设置。在另一种描述方式中，可描述为连接孔540贯穿下蒙皮300、于下蒙皮300形成通孔310。
通过设置该通孔310，使得后埋件500的上下两端均可用于安装单机。
需要说明的是，通孔310是在注胶固化完成之后进行打孔形成。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，包括步骤：
S101，获得蜂窝夹层结构，所述蜂窝夹层结构包括上蒙皮、下蒙皮和固定于所述上蒙皮与下蒙皮之间的蜂窝夹芯；
S102，在所述蜂窝夹层结构上形成盲孔状的多个包络孔；
S103，将后埋件装配于所述包络孔中，所述后埋件开设有注胶孔；
S104，通过所述注胶孔向所述包络孔内注胶，以将所述后埋件固定于所述包络孔中，形成所述蜂窝夹层板。
2.如权利要求1所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述将后埋件装配于所述包络孔中，具体包括：
在自动装配平台固定所述蜂窝夹层结构，采用机械手自动装配所述后埋件。
3.如权利要求1所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述通过所述注胶孔向所述包络孔内注胶，具体包括：
通过所述自动注胶机按照预定程序自动捕捉所述注胶孔，设定注胶量，完成注胶工序。
4.如权利要求1所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述通过所述注胶孔向所述包络孔内注胶，以将所述后埋件固定于所述包络孔中，形成所述蜂窝夹层板，具体包括：
采用室温固化型的胶黏剂向所述包络孔内注胶，在常温环境中完成固化。
5.如权利要求4所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述通过所述注胶孔向所述包络孔内注胶，以将所述后埋件固定于所述包络孔中，形成所述蜂窝夹层板，还应用有压板，所述压板用于压置于所述后埋件，直至注胶固化完成。
6.如权利要求1所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述方法还包括：采用自动检测平台对所述蜂窝夹层板进行尺寸检测和无损检测。
7.如权利要求1所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述后埋件包括柱体以及设置于所述柱体两端的第一底板和第二底板，所述注胶孔贯穿所述第一底板设置，所述柱体的周侧与所述包络孔的孔壁形成注胶腔，所述注胶孔与所述注胶腔连通；
所述后埋件还具有连接孔，所述连接孔贯穿所述第一底板、所述柱体和所述第二底板设置；
所述柱体的周侧面设有若干间隔布置的环向凸起，所述环向凸起环绕所述柱体的中轴线设置。
8.如权利要求7所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述第一底板的周缘和所述第二底板的周缘均由翻边而成；
所述第一底板裸露在所述蜂窝夹层结构外并且搭设于所述蒙皮，所述第二底板设于所述包络孔的底侧。
9.如权利要求8所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述第二底板与所述包络孔的底壁间隔设置、于间隙设有胶液。
10.如权利要求7所述的蜂窝夹层板设计与制造方法，其特征在于，所述连接孔贯穿所述下蒙皮、于所述下蒙皮形成通孔。
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