CN114986921B - 一种用于夹层复合材料的台阶孔及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于夹层复合材料的台阶孔及其制备方法，该制备方法将传统台阶孔结构一分为二，管壁为非受力件采用塑料材质，管体为受力件采用金属材质，从而实现兼顾轻量化要求以及结构强度要求。同时，分体的台阶孔只需选取现有的管材并按要求截短即可，相比一体成型的加工，显著降低生产成本。此外，本发明的制备方法无需预埋，而是直接在成型的夹层复合材料板上根据需要进行设置，误差小，且开台阶孔更为机动有效。
Description
技术领域
本发明涉及夹层复合材料上台阶孔技术领域，尤其是一种用于夹层复合材料的台阶孔及其制备方法。
背景技术
蜂窝夹芯复合材料是常见的一种复合材料，广泛应用于各行各业。由于它的轻量化、比强度高的优点，很多时候作为主要的受力件使用。在这样的背景下，蜂窝板需与其他产品以及结构进行连接，而螺钉连接也是最有效可靠的连接方式。这时为保证产品的美观，就需在蜂窝复合材料产品上开设螺钉的台阶孔，以使螺钉头不突出产品表面。对于不同要求的产品，可以增开不同数量的台阶孔，用于连接不同需求的产品。实现产品多功能集成化的应用。
目前对于蜂窝板的台阶孔设置一般都是在蜂窝板成型时，在对应位置放置预埋件，成型完成后通过机械加工对其进行加工。但是由于成型过程中预埋件放置的位置误差比较大，因此往往会将预埋件的尺寸余量放大，这样一来，产品的整体重量将会大幅增加，对有些重量要求较高的产品会带来一定的局限性。同时后续想在蜂窝板上增加一个台阶孔就会无法实现。此外，现有的预埋件的管壁和管体一般为一体成型，如图1所示，这样对于操作更加方便，因此管壁和管体采用同种材质，假如使用同种塑料材质，塑料的强度比金属差，有可能在拧螺钉过程中会使台阶发生变形，长期使用对产品会产品很大的磨损，降低了产品的使用寿命；若采用金属材质，虽然能够提高整体强度，但是整体重量会增加。同时不管是用塑料还是金属，一体成型的加工成本高。
发明内容
本发明提供一种用于夹层复合材料的台阶孔及其制备方法，用于克服现有技术中预埋件放置位置误差大，无法在成型后增加台阶孔，管壁和管体采用同种材质导致使用寿命短或者重量增加，以及加工成本高等缺陷。
为实现上述目的，本发明提出一种用于夹层复合材料的台阶孔的制备方法，包括以下步骤：
S1：选取塑料管和金属管，所述金属管的外径与所述塑料管内径适配以便金属管套入塑料管内；
S2：将所述塑料管截成塑料短管，所述塑料短管的长度等于成型夹层复合材料板的上蒙皮与夹层的厚度之和；
将所述金属管截成金属短管，所述金属短管的长度小于塑料短管；
S3：根据需要在成型夹层复合材料板的上蒙皮开设连接孔，同时在与连接孔对应位置的下蒙皮中心处开设通孔；所述连接孔深度为所述塑料短管的长度，孔径与所述塑料短管外径适配以便塑料短管插入连接孔内；所述通孔直径等于所述金属短管内径；S4：在塑料短管外壁和连接孔壁上涂覆结构胶，再将塑料短管插入连接孔内；
在与塑料短管管孔对应的下蒙皮和金属短管外壁上涂覆结构胶，再将金属短管套入塑料短管内使金属短管一端与下蒙皮粘接；金属短管内径口与所述通孔重合；
S5：对经过步骤S3和S4的成型夹层复合材料板进行固化，冷却，得到用于夹层复合材料的台阶孔。
为实现上述目的，本发明提出一种用于夹层复合材料的台阶孔，由上述所述制备方法制备得到；所述台阶孔包括塑料管壁和金属管体，所述塑料管壁和金属管体通过结构胶粘接。
与现有技术相比，本发明的有益效果有：
本发明提供的用于夹层复合材料的台阶孔的制备方法将传统台阶孔结构一分为二，管壁为非受力件采用塑料材质，管体为受力件采用金属材质，从而实现兼顾轻量化要求以及结构强度要求。同时，分体的台阶孔只需选取现有的管材并按要求截短即可，相比一体成型的加工，显著降低生产成本。此外，本发明的制备方法无需预埋，而是直接在成型的夹层复合材料板上根据需要进行设置，误差小，且开台阶孔更为机动有效。
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，下面将对实施例或现有技术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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为现有一体成型的台阶孔预埋件；
图2为本发明提供的用于夹层复合材料的台阶孔；
图3为实施例1中在成型夹层复合材料板上开设连接孔示意图；
图4为实施例1中将塑料短管插入台阶孔内示意图；
图5为实施例1中将金属短管套入塑料短管内使金属短管一端与下蒙皮粘接的示意图。
附图标号说明：1：连接孔；2：上蒙皮；3：下蒙皮；4：夹层；5：尼龙短管；6：金属短管；7：通孔。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种用于夹层复合材料的台阶孔的制备方法，包括以下步骤：
S1：选取塑料管和金属管，所述金属管的外径与所述塑料管内径适配以便金属管套入塑料管内。
金属管的外径与塑料管的内径存在约0.05mm的间隙，一是方便金属管能够顺利放入塑料管内，二是给涂胶留空间。
S2：将所述塑料管截成塑料短管，所述塑料短管的长度等于成型夹层复合材料板的上蒙皮与夹层的厚度之和；
将所述金属管截成金属短管，所述金属短管的长度小于塑料短管。
S3：根据需要在成型夹层复合材料板的上蒙皮开设连接孔，同时在与连接孔对应位置的下蒙皮中心处开设通孔；所述连接孔深度为所述塑料短管的长度，孔径与所述塑料短管外径适配以便塑料短管插入连接孔内；所述通孔直径等于所述金属短管内径。
连接孔孔径与所述塑料短管外径存在约0.05mm的间隙。
连接孔和通孔同时开设，以提高准确度。因为机床只需要一次定位即可，减少误差。提前开设通孔还可以检查金属短管的内孔是否和下蒙皮的通孔重合。S4：在塑料短管外壁和连接孔壁上涂覆结构胶，再将塑料短管插入连接孔内；
在与塑料短管管孔对应的下蒙皮和金属短管外壁上涂覆结构胶，再将金属短管套入塑料短管内使金属短管一端与下蒙皮粘接；金属短管内径口与所述通孔重合。
S5：对经过步骤S3和S4的成型夹层复合材料板进行固化，冷却，得到用于夹层复合材料的台阶孔。
优选地，所述塑料管的材质为尼龙、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、ABS等中的一种。
优选地，所述金属管的材质为铝合金、不锈钢、碳钢(需镀锌)等中的一种。考虑到轻量化及低成本，金属材料中优选铝合金。
优选地，所述塑料管的外径为10～16mm，内径为8～14mm。内径走上偏差，针对不同的台阶孔塑料管内外径都可以相应调整。
优选地，所述金属管的外径为8～14mm，内径为4～8mm。外径走下偏差，针对不同的台阶孔金属管内外径都可以相应调整。
金属管的外径与塑料管的内径存在约0.05mm的间隙，一是方便金属管能够顺利放入塑料管内，二是给涂胶留空间。
优选地，所述金属短管的长度为塑料短管长度的1/4～3/4。金属短管太长，重量增加太多；金属短管太短，强度不够。
优选地，所述夹层复合材料的夹层为蜂窝夹层或者泡沫夹层。
优选地，所述蜂窝夹层为纸蜂窝或者铝蜂窝。
优选地，步骤S4还包括清除多余结构胶的过程。
本发明还提供一种用于夹层复合材料的台阶孔，由上述所述制备方法制备得到；所述台阶孔包括塑料管壁和金属管体，所述塑料管壁和金属管体通过结构胶粘接。
实施例1
本发明提出一种用于夹层复合材料的台阶孔的制备方法，包括以下步骤：
S1：选取尼龙管和6061铝合金管，6061铝合金管的外径与尼龙管内径适配；(铝合金外径100 -0.05mm(上偏差0，下偏差-0.05)；尼龙管内径100.1 0mm(上偏差0.1，下偏差0))
S2：将尼龙管截成尼龙短管，尼龙短管的长度等于成型铝蜂窝夹层复合材料板的上蒙皮与夹层的厚度之和；
将6061铝合金管截成金属短管，金属短管的长度为尼龙短管长度的1/2；
S3：根据需要在成型夹层复合材料板的上蒙皮2开设连接孔1，同时在与连接孔1对应位置的下蒙皮3中心处开设通孔7；所述连接孔1深度为尼龙短管5的长度，孔径与尼龙短管5外径适配以便塑料短管插入连接孔内；通孔7直径等于金属短管6内径，如图3所示；
S4：在尼龙短管5外壁和连接孔1壁上涂覆结构胶，再将塑料短管5插入连接孔1内，如图4所示；
在与尼龙短管5管孔对应的下蒙皮和金属短管外壁上涂覆结构胶，再将金属短管6套入尼龙短管5内使金属短管一端与下蒙皮3粘接；金属短管内径口与通孔重合，如图5所示；
S5：对经过步骤S3和S4的成型夹层复合材料板进行固化，冷却，得到用于夹层复合材料的台阶孔。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于夹层复合材料的台阶孔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选取塑料管和金属管，所述金属管的外径与所述塑料管内径适配以便金属管套入塑料管内；
S2：将所述塑料管截成塑料短管，所述塑料短管的长度等于成型夹层复合材料板的上蒙皮与夹层的厚度之和；
将所述金属管截成金属短管，所述金属短管的长度小于塑料短管，所述金属短管的长度为塑料短管长度的1/4～3/4；
S3：根据需要在成型夹层复合材料板的上蒙皮开设连接孔，同时在与连接孔对应位置的下蒙皮中心处开设通孔；所述连接孔深度为所述塑料短管的长度，孔径与所述塑料短管外径适配以便塑料短管插入连接孔内；所述通孔直径等于所述金属短管内径；S4：在塑料短管外壁和连接孔壁上涂覆结构胶，再将塑料短管插入连接孔内；
在与塑料短管管孔对应的下蒙皮和金属短管外壁上涂覆结构胶，再将金属短管套入塑料短管内使金属短管一端与下蒙皮粘接；金属短管内径口与所述通孔重合；
S5：对经过步骤S3和S4的成型夹层复合材料板进行固化，冷却，得到用于夹层复合材料的台阶孔。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述塑料管的材质为尼龙、聚四氟乙烯和聚氯乙烯中的一种。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属管的材质为铝合金、不锈钢和碳钢中的一种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述塑料管的外径为10～16mm，内径为8～14mm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属管的外径为8～14mm，内径为4～8mm。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述夹层复合材料的夹层为蜂窝夹层或者泡沫夹层。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述蜂窝夹层为纸蜂窝或者铝蜂窝。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4还包括清除多余结构胶的过程。
9.一种用于夹层复合材料的台阶孔，其特征在于，由权利要求1～8任一项所述制备方法制备得到；所述台阶孔包括塑料管壁和金属管体，所述塑料管壁和金属管体通过结构胶粘接。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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| GR01 | Patent grant | ||
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Application publication date: 20220902 Assignee: Zhejiang Huamao Aerospace Technology Co.,Ltd. Assignor: NINGBO SHUXIANG NEW MATERIAL Co.,Ltd. Contract record no.: X2023330000869 Denomination of invention: A step hole for sandwich composite materials and its preparation method Granted publication date: 20231107 License type: Exclusive License Record date: 20231122 |
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