CN115582879B - 一种蜂窝芯预制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蜂窝芯预制工装及其方法，涉及复合材料蜂窝芯预制件成型技术领域，该预制工装包括用于夹持蜂窝芯的底板和顶板，以及用于将顶板定位于底板正上方的定位连接机构，底板的尺寸大于顶板的尺寸，且底板的边缘和顶板的边缘均按照蜂窝芯的倒角斜度和轨迹预设倒角。本发明借助工装对蜂窝芯进行准确定位和装夹，工装边界即为蜂窝芯边界，工装斜面角度与蜂窝芯斜面角度相同，蜂窝芯装夹完成后直接按照工装边界和斜面角度在工装上进行切割打磨操作，以获得合格的蜂窝芯预制件。

Description

一种蜂窝芯预制方法

技术领域

本发明涉及复合材料蜂窝芯预制件成型技术领域，尤其是涉及一种蜂窝芯预制工装及其方法。

背景技术

蜂窝芯在与蒙皮胶接前需要通过加工预制成所需的形状，蜂窝芯常用的预制加工方法主要有数控加工和手工打磨。

使用机床进行数控加工能够精确地加工出所需的蜂窝芯形状，但夹持和加工蜂窝芯的夹持力和切削力极难控制，容易导致蜂窝芯整体开裂、蜂格变形、蜂格塌陷以致蜂窝芯报废。此外，使用机床数控加工蜂窝芯装夹定位时间长，加工进给量小，加工效率低，成本高。

使用手工打磨蜂窝芯时施加在蜂窝芯上的压力和切削力较小，蜂窝芯不易变形和损坏，且无需专用设备，加工成本较低。但常规的手工打磨方法往往使用手工测量或简易模板对蜂窝芯上下面边界进行划线定位，再根据手工划线进行蜂窝芯的手工打磨。这种蜂窝芯预制加工方法定位精度差，尤其是蜂窝芯上下表面的相对位置精度往往难以保证；手工打磨对操作人员的技能水平要求较高，通过目视加工蜂窝芯难以保证上下表面边界形状和斜面形状；且打磨时蜂窝芯未完全固定，增大了蜂窝芯边缘蜂格破损风险。

名称为“一种手动加工蜂窝倒角的方法”，申请号为“CN201811189816.8”的发明专利公开了通过工装在胶膜固化过程中将蜂窝芯边界印在胶膜上，再拆除工装通过胶膜上的印痕切割打磨蜂窝芯倒角，其具有如下缺点：

（1）模具和压板无定位结构或装置，不能实现模具和压板的精确定位，进而无法精确保证蜂窝芯的上下边界相对位置；

（2）工艺过程需要加热加压固化胶膜，工艺过程复杂，工艺时间长，能耗和成本较高，且胶膜在固化过程中存在滑移风险；

（3）加热加压固化胶膜后仅仅实现了蜂窝芯边界的定位，蜂窝芯仍需要脱模后使用手工打磨，并未解决传统的手工打磨方法操作难度大，对操作人员的技能水平要求高，打磨效率低等实际问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种蜂窝芯预制方法，以解决现有技术中采用机床数控加工蜂窝芯，装夹定位时间长、装夹切削力难以控制、加工进给量小、加工效率低和成本高，以及采用手工打磨方法，操作难度大、定位精度差，尤其是蜂窝芯上下表面的相对位置精度往往难以保证的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种蜂窝芯预制方法，包括利用蜂窝芯预制工装进行以下步骤：

所述蜂窝芯预制工装包括用于夹持蜂窝芯的底板和顶板，以及用于将所述顶板定位于所述底板正上方的定位连接机构，所述底板的尺寸大于所述顶板的尺寸，且所述底板的边缘和所述顶板的边缘均按照蜂窝芯的倒角斜度和轨迹预设倒角；

所述定位连接机构包括若干个定位连接板和若干个螺钉连接组件，所述底板的边缘设有向外凸出的且与所述定位连接板对应的定位支耳，所述定位支耳上表面低于所述底板上表面，所述定位连接板一端定位安装在所述顶板上，另一端通过所述螺钉连接组件与所述底板的定位支耳定位连接；

所述定位连接板呈T型结构，包括第一定位板和第二定位板，所述第一定位板和所述第二定位板一体成型，所述第一定位板定位安装在所述顶板上，所述第二定位板通过所述螺钉连接组件与所述底板的定位支耳定位连接；

所述螺钉连接组件置于所述顶板和所述底板之间的部分套设有定位销套，所述定位销套高度公差范围设置为，为未硫化橡胶厚度；

所述定位支耳的上表面设有与所述定位销套对应的定位孔，所述第二定位板的下表面设有与所述定位销套对应的定位孔，所述定位孔为盲孔，所述定位销套的两个端面与所述定位支耳的定位孔和所述定位连接板的第二定位结构定位孔之间均采用间隙配合；

步骤S1：准备与预设蜂窝芯的倒角斜度和轨迹一致的顶板和底板，将洁净且厚度均匀的未硫化橡胶使用双面胶或胶水粘贴于顶板和底板上，按照顶板和底板外形及斜度对未硫化橡胶的边缘外形及斜度进行适配裁剪，使用定位销将定位连接板在顶板上定位，并用螺钉固定；

步骤S2：将蜂窝芯置于顶板的橡胶和底板的橡胶之间，蜂窝芯应完全覆盖在底板的橡胶上表面；

步骤S3：将定位销套同时安装在底板上支耳的定位孔内和定位连接板的定位孔内，然后安装螺钉连接组件；

步骤S4：按底板的橡胶边缘使用切割工具对蜂窝芯边缘进行整体粗切；

步骤S5：使用打磨工具对蜂窝芯未遮挡区域进行打磨修整，打磨至蜂窝芯未遮挡区域外形和斜面与顶板的橡胶和底板的橡胶齐平；

步骤S6：拆除部分定位连接板和定位销套，将定位连接板遮挡区域进行打磨修整至该区域外形和斜面与顶部橡胶和底部橡胶齐平，并与其他区域平滑过渡；

步骤S7：拆除所有定位连接板和定位销套，将蜂窝芯从工装内取出。

根据一种可选实施方式，所述步骤S3中，所述螺钉连接组件安装时，分多次按对角顺序逐步拧入。

根据一种可选实施方式，所述第一定位板上设有螺纹孔和定位销孔，所述定位支耳的上表面低于所述底板的上表面。

根据一种可选实施方式，所述底板和所述顶板相对的表面上均粘贴橡胶层，所述底板上的所述橡胶层的外形和斜度与所述底板的外形和斜度一致，所述顶板上的所述橡胶层的外形和斜度与所述顶板的外形和斜度一致。

根据一种可选实施方式，所述橡胶层由厚度均匀的未硫化橡胶制成。

本发明提供的蜂窝芯预制工装方法，具有以下技术效果：

本发明借助工装对蜂窝芯进行准确定位和装夹，工装边界即为蜂窝芯边界，工装斜面角度与蜂窝芯斜面角度相同，蜂窝芯装夹完成后直接按照工装边界和斜面角度在工装上进行切割打磨操作，以获得合格的蜂窝芯预制件。通过未硫化橡胶的可压缩性使施加在蜂窝芯上的压力均匀分布，以保护蜂窝芯，同时形成柔性表面，提升蜂窝芯和工装的表面匹配性。同时，由于蜂窝芯加工边界和斜面由工装直接确定，无需操作人员反复确认，提高加工效率，即可以在较低的成本条件下保证蜂窝芯的高效、稳定、可靠加工，降低蜂窝芯报废率并保证其加工精度。

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获得其他的附图。

图1是本发明一实施例蜂窝芯预制工装的立体结构示意图；

图2是图1中蜂窝芯预制工装的横向截面图；

图3是蜂窝芯预制方法的工艺流程图；

图4是图3中的a的A处的放大图；

图5是图3中的g的B处的放大图。

其中，图1-图5：

1、底板；11、底板橡胶；12、定位支耳；121、定位孔；122、螺钉过孔；

2、顶板；21、顶板橡胶；22、螺钉盲孔；23、定位盲孔；

3、定位连接板；31、第一定位板；32、第二定位板；

4、定位销套；5、蜂窝芯。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

参见图1和图2所示，为本发明一实施例提供的蜂窝芯预制工装的结构示意图，该种蜂窝芯预制工装包括底板1、底板橡胶11、顶板2和顶板橡胶21，底板橡胶11使用双面胶或胶水粘贴于底板1上，顶板橡胶21使用双面胶或胶水粘接于顶板2上，底板1的尺寸大于顶板2的尺寸，底板1和顶板2之间预设的距离为（）。

在本实施例中，具体的，底板1由金属材料制成，底板1上表面是与蜂窝芯5下表面相距未硫化橡胶厚度的平行曲面，底板1边缘按照蜂窝芯5的倒角斜度和轨迹进行倒角。

另外，底板1每条边上均有定位支耳12，参见图1所示，包括四个定位支耳12，定位支耳12用于与顶板2的定位和连接，定位支耳12上表面低于底板1上表面，定位支耳12上加工有与定位销套4对应的定位孔121及与顶板2连接的螺钉过孔122，其中，定位孔121为盲孔，螺钉过孔122为通孔，定位销套4的定位孔121与螺钉过孔122同轴，参见图4所示。

在本实施例中，具体的，底板橡胶11为等厚的未硫化橡胶，使用双面胶或胶水将底板橡胶11粘贴于底板1上；底板橡胶11边缘外形及斜度按照底板1外形和斜度进行适配裁剪。

设置底板橡胶11的目的在于，通过未硫化橡胶的可压缩性使施加在蜂窝芯5上的压力均匀分布，以保护蜂窝芯5，同时形成柔性表面，提升蜂窝芯5和工装的表面匹配性。

在本实施例中，具体的，顶板2也由金属材料制成，顶板2下表面是与蜂窝芯5上表面为相距未硫化橡胶厚度的平行曲面，顶板2边缘按照蜂窝芯5的倒角斜度和轨迹进行倒角。

另外，顶板2上加工有安装定位销的定位盲孔23和安装螺钉的螺钉盲孔22，包括三个螺纹盲孔，两个定位盲孔23，参见图5所示。

在本实施例中，具体的，顶板橡胶21采用厚度均匀的未硫化橡胶，使用双面胶或胶水将顶板橡胶21粘贴于顶板2上,顶板橡胶21边缘外形及斜度按照顶板2外形和斜度进行适配裁剪。

设置顶板橡胶21的目的在于，通过未硫化橡胶的可压缩性，使施加在蜂窝芯5上的压力均匀分布，以保护蜂窝芯5，同时形成柔性表面，提升蜂窝芯5和工装的表面匹配性。

本实施例的蜂窝芯5预制工装还包括定位连接板3，定位连接板3为等厚的金属板，用于实现底板1和顶板2的连接，定位连接板3呈T型结构，包括第一定位板31和第二定位板32，第一定位板31和第二定位板32一体成型，第一定位板31定位安装在顶板2上，第二定位板32通过螺钉连接组件与底板1的定位支耳12定位连接。

第一定位板31上加工有定位销孔和与螺钉过孔，定位销孔和与螺钉过孔用于实现定位连接板3在顶板2上的定位和固定，定位销孔用于与顶板2上的定位盲孔23配合，通过插入定位销实现定位连接板的定位，螺钉过孔用于与顶板2上的螺钉盲孔22配合，通过旋入螺钉实现定位连接板的固定；而第二定位板32上加工有与定位销套4适配的定位孔及与底板1连接的螺钉过孔，其中，定位孔为盲孔，螺钉过孔为通孔，定位销套4的定位孔与过孔同轴。

本实施例的蜂窝芯5预制工装还包括定位销套4，定位销套4优选为圆管结构，外圆柱面与定位支耳12上的定位孔121及定位连接板3上的定位孔121形成小间隙配合，内圆孔作为顶板2和底板1的连接螺钉的过孔。

为了控制未硫化橡胶的压缩程度和夹持力，定位销套4高度公差范围设置为设置为，为未硫化橡胶厚度。

具体过程为：

顶板2和底板1连接时，将定位连接板3使用定位销在顶板2上进行定位，并用螺钉固定于顶板2上，再将各定位销套4安装于底板1支耳和定位连接板3的定位孔121内，对顶板2和底板1进行定位，最后安装螺钉连接组件，螺钉连接组件包括螺钉、平垫圈、弹簧垫圈和螺母，通过螺钉、平垫圈、弹簧垫圈和螺母将顶板2和底板1连接固定，参见图1所示。

参见图3所示，为本发明一实施例提供的蜂窝芯5预制方法的工艺流程图，该种蜂窝芯5预制方法包括以下步骤：

1）工装准备：清洁并干燥顶板2、底板1，将洁净且厚度均匀的未硫化橡胶使用双面胶或胶水胶粘贴于顶板2和底板1上，按照顶板2和底板1外形及斜度对橡胶边缘外形及斜度进行适配裁剪；

将定位连接板3使用定位销在顶板2上进行定位并用螺钉固定于顶板2上；

2）将蜂窝芯5置于底板1和底板橡胶11上，蜂窝芯5应完全覆盖底板橡胶11上表面；

3）将定位销套4安装在底板1支耳的定位孔121内；

4）将定位连接板3上的定位孔121与定位销套4对齐并装入，然后安装螺钉、平垫圈、弹簧垫圈和螺母，实现顶板2和底板1的连接固定；

5）按底板橡胶11边缘使用美工刀对蜂窝芯5边缘进行整体粗切，预留2-3mm余量；

6）使用打磨片对蜂窝芯5未遮挡区域进行打磨修整，打磨至蜂窝芯5未遮挡区域外形和斜面与顶部橡胶和底部橡胶齐平，其中，打磨时打磨片直径应大于等于1.5倍蜂窝芯5斜面长度；

7）拆除一处定位连接板3和定位销套4，将该定位连接板3遮挡区域进行打磨修整至该区域外形和斜面与顶部橡胶和底部橡胶齐平，并与其他区域平滑过渡；

修整完成后将已拆除的定位连接板3和定位销套4重新安装；

8）按步骤7）依次处理蜂窝芯5其它被定位连接板3和定位销套4遮挡区域；

9）拆除所有定位连接板3和定位销套4，将蜂窝芯5从工装内取出。

对于步骤4）中的螺钉安装，分多次按对角顺序逐渐拧入，不可一次将一处螺钉拧紧，减小对蜂窝芯5一侧的挤压，防止蜂窝芯5的变形和损伤，以保证蜂窝芯5的平整度。

本发明提供的蜂窝芯5预制工装及方法，相较于传统的蜂窝芯5手工打磨方法，本发明的底板1和顶板2通过定位连接板3和定位销套4实现定位连接，能够精确保证底板1和顶板2的相对位置关系，进而保证加工后蜂窝芯5上下表面的相对位置关系；本发明通过设定定位销套4高度和在底板1和顶板2上粘贴未硫化橡胶，能够最大程度地保护蜂窝芯5，防止蜂窝芯5的变形和损伤；本发明借助工装对蜂窝芯5进行准确定位和装夹，工装边界即为蜂窝芯5边界，工装斜面角度与蜂窝芯5斜面角度相同，蜂窝芯5装夹完成后直接按照工装边界和斜面角度在工装上进行切割打磨操作，操作难度低，加工效率较高；本发明通过蜂窝芯5预制工装和方法能够实现蜂窝芯5的一次性定位、装夹、切割、打磨修整，工艺简单，加工效率高，加工成本低。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种蜂窝芯预制方法，其特征在于，包括利用蜂窝芯预制工装进行以下步骤：

所述蜂窝芯预制工装包括用于夹持蜂窝芯的底板和顶板，以及用于将所述顶板定位于所述底板正上方的定位连接机构，所述底板的尺寸大于所述顶板的尺寸，且所述底板的边缘和所述顶板的边缘均按照蜂窝芯的倒角斜度和轨迹预设倒角；

所述定位连接机构包括若干个定位连接板和若干个螺钉连接组件，所述底板的边缘设有向外凸出的且与所述定位连接板对应的定位支耳，所述定位支耳上表面低于所述底板上表面，所述定位连接板一端定位安装在所述顶板上，另一端通过所述螺钉连接组件与所述底板的定位支耳定位连接；

所述定位连接板呈T型结构，包括第一定位板和第二定位板，所述第一定位板和所述第二定位板一体成型，所述第一定位板定位安装在所述顶板上，所述第二定位板通过所述螺钉连接组件与所述底板的定位支耳定位连接；

所述螺钉连接组件置于所述顶板和所述底板之间的部分套设有定位销套，所述定位销套高度公差范围设置为，为未硫化橡胶厚度；

所述定位支耳的上表面设有与所述定位销套对应的定位孔，所述第二定位板的下表面设有与所述定位销套对应的定位孔，所述定位孔为盲孔，所述定位销套的两个端面与所述定位支耳的定位孔和所述定位连接板的第二定位结构定位孔之间均采用间隙配合；

步骤S1：准备与预设蜂窝芯的倒角斜度和轨迹一致的顶板和底板，将洁净且厚度均匀的未硫化橡胶使用双面胶或胶水粘贴于顶板和底板上，按照顶板和底板外形及斜度对未硫化橡胶的边缘外形及斜度进行适配裁剪，使用定位销将定位连接板在顶板上定位，并用螺钉固定；

步骤S2：将蜂窝芯置于顶板的橡胶和底板的橡胶之间，蜂窝芯应完全覆盖在底板的橡胶上表面；

步骤S3：将定位销套同时安装在底板上支耳的定位孔内和定位连接板的定位孔内，然后安装螺钉连接组件；

步骤S4：按底板的橡胶边缘使用切割工具对蜂窝芯边缘进行整体粗切；

步骤S5：使用打磨工具对蜂窝芯未遮挡区域进行打磨修整，打磨至蜂窝芯未遮挡区域外形和斜面与顶板的橡胶和底板的橡胶齐平；

步骤S6：拆除部分定位连接板和定位销套，将定位连接板遮挡区域进行打磨修整至该区域外形和斜面与顶部橡胶和底部橡胶齐平，并与其他区域平滑过渡；

步骤S7：拆除所有定位连接板和定位销套，将蜂窝芯从工装内取出。

2.根据权利要求1所述的蜂窝芯预制方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述螺钉连接组件安装时，分多次按对角顺序逐步拧入。

3.根据权利要求1所述的蜂窝芯预制方法，其特征在于，所述第一定位板上设有螺纹孔和定位销孔，所述定位支耳的上表面低于所述底板的上表面。

4.根据权利要求1所述的蜂窝芯预制方法，其特征在于，所述底板和所述顶板相对的表面上均粘贴橡胶层，所述底板上的所述橡胶层的外形和斜度与所述底板的外形和斜度一致，所述顶板上的所述橡胶层的外形和斜度与所述顶板的外形和斜度一致。

5.根据权利要求4所述的蜂窝芯预制方法，其特征在于，所述橡胶层由厚度均匀的未硫化橡胶制成。

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