CN115871243B - 工件封边装置和封边方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种工件封边装置及封边方法，其中工件封边装置包括：可传热的固定单元、弹性加压件以及加热部件，弹性加压件具有包裹孔洞的成型腔以及容纳固定单元的中空腔，成型腔的表面设置有封边材料，弹性加压件可在加热部件的加热下对封边材料施压，使得封边材料在待封边工件的边缘形成封边；固定单元包括可沿孔洞左右拼装的第一固定座和第二固定座，第一固定座和第二固定座通过中空腔从孔洞的两侧夹持待封边工件；加热部件设置于固定单元上，用于加热固定单元。该工件封边装置可以稳定地提供封边工艺需要的温度和压力，控制成型精度，从而提供良好的密封效果。

Description

工件封边装置和封边方法

技术领域

本申请涉及封边设备技术领域，具体涉及一种工件封边装置和封边方法。

背景技术

使用复合材料进行封边作业时，首先需要在待封边工件上涂抹粘接剂、铺贴包含复合材料的封边预浸料，然后使用封边装置提供复合材料成型所需的压力和温度，使得封边预浸料固化在待封边工件上，形成封边。

一旦需要进行孔洞结构的封边作业时，由于仅需要对孔洞进行封边，无法将加热装置或加压装置放入孔洞中，因此此时就无法通过外力加速封边。以图1中室外空调机组走线孔洞封边处理为例，一般采用手工方式将封边预浸料铺贴在孔洞的封边位置，此时封边尺寸精度控制不准确，封边预浸料与封边位置的贴合程度依赖手工操作，如果出现误差，所形成的封边密封效果差，在后续使用过程中芯材容易吸水，封边材料易老化脱落，缩短使用寿命；且封边装置中的加热部件和加压部件难以固定于预定的封边位置，而且加压装置和加热装置相互独立，控制过程复杂。上述使用手工铺贴操作的封边装置，铺贴操作依赖手工，设备体积大且结构复杂，根本无法实现在狭小的空间或室外环境中进行作业。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种工件封边装置和封边方法，其中，工件封边装置结构简单、一体化程度高，操作简便，能够方便地提供成型所需的温度和压力，封边效果好，随形性好，封边精度高。

本申请提供以下技术方案：

一种工件封边装置，用于对待封边工件中的孔洞进行封边作业，包括可传热的固定单元、弹性加压件以及加热部件，所述弹性加压件具有包裹所述孔洞的成型腔以及容纳所述固定单元的中空腔，所述成型腔的表面设置有封边材料，所述弹性加压件可在所述加热部件的加热下对所述封边材料施压，使得所述封边材料在所述待封边工件的边缘形成封边；所述固定单元包括可沿所述孔洞左右拼装的第一固定座和第二固定座，所述第一固定座和所述第二固定座通过所述中空腔从所述孔洞的两侧夹持所述待封边工件；所述加热部件设置于所述固定单元上，用于加热所述固定单元。

本申请还提供一种方案，所述弹性加压件包括柱状部以及在所述柱状部边缘且沿所述柱状部径向向外延伸的延伸部，所述柱状部与所述延伸部位于所述中空腔的交接处设置过渡结构，该过渡结构实现所述柱状部与所述延伸部的平滑过渡。

本申请还提供一种方案，沿所述弹性加压件的柱状部径向延伸方向剖切时所述柱状部的剖切面形状为矩形、梯形或扇形中的任意一种。

本申请还提供一种方案，所述加热部件与所述成型腔之间的距离不大于2.5厘米。

本申请还提供一种方案，所述弹性加压件的材质为橡胶。

本申请还提供一种方案，所述加热部件包括电加热部件、油加热部件、蒸汽加热部件、电磁感应加热部件中的任意一种。

本申请还提供一种方案，所述弹性加压件与所述待封边工件的边缘之间的距离不大于1厘米。

本申请还提供一种方案，还包括温控部件，所述温控部件电连接所述加热部件，用于控制所述加热部件的加热温度。

本申请还提供一种方案，所述温控部件包括热电偶、热电阻中的任意一种。

本申请还提供一种工件封边方法，所述工件封边方法采用如上述的工件封边装置，所述工件封边方法包括以下步骤：将设置有封边材料的弹性加压件和待封边工件的孔洞进行匹配；将第一固定座和第二固定座分别从所述弹性加压件的中空腔两侧夹持所述待封边工件；通过所述加热部件加热所述第一固定座和所述第二固定座，并限制所述弹性加压件的热膨胀空间；待所述封边材料形成封边后，取下所述第一固定座、所述第二固定座和所述弹性加压件。

与现有技术相比，本申请采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过固定单元将弹性加压件和待封边工件进行固定，弹性加压件的成型腔的表面设置有封边材料，当加热部件加热时，固定单元会将热量传递给弹性加压件和封边材料，封边材料会在待封边工件的孔洞处进行成型封边；且此时弹性加压件在高温作用下发生膨胀，由于固定单元和待封边工件之间的间隙限制了弹性加压件的膨胀，该膨胀进而会施加到封边材料上，从而对封边材料施加膨胀压力，使得封边材料贴合于所述待封边工件边缘，并形成了结构稳定可靠的哑铃特征。

使用上述工件封边装置，无需使用外设压力源和外设加热源，装置本身可以稳定地提供封边工艺需要的温度和压力，并通过控制成型腔的尺寸调整成型精度，改善复合材料封边的密封效果，增强复合材料封边的固化强度，从而降低复合材料制品在使用过程中芯材吸水的可能性，保证封边结构的强度，延长复合材料制品使用寿命；此外，该复合材料封边装置操作简便，提高封边效率，尤其适用于室外设备的封边操作过程。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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它的附图。

图1是待封边工件的具有孔洞区域的示意图；

图2是本发明的实施例中不包含弹性加压件的工件封边装置的示意图；

图3是本发明的实施例中弹性加压件的示意图；

图4是本发明的实施例中工件封边装置装配到待封边工件上的示意图；

图5是本发明的实施例中图4中A-A方向的剖视示意图；

图6是本发明的实施例中待封边工件的孔洞区域封边后的示意图；

其中，1-弹性加压件；2-封边材料；3-第一固定座；5-第二固定座；4-加热部件；6-温控部件；7-待封边工件。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本申请所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本申请中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

需要理解的是，“部件A与部件B的连接”是指部件A直接与部件B接触连接，或者部件A通过其他部件与部件B进行间接连接。本申请的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”、“侧”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请的示例实施例的限定。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

本发明提出一种工件封边装置和封边方法，其中的工件封边装置将加热部件和弹性加压件集成在一个固定单元上，固定单元作为工件封边装置的基础结构框架，既用于安装其余组件，也用于与待封边工件的连接固定。通过采用可以受热膨胀的材料作为弹性加压件，封边材料通过放置或铺设的方式附着在弹性加压件的表面，弹性加压件为封边材料提供成型压力；同时，固定单元采用易于导热的且结构稳定的材料制作，在封边过程中，加热装置加热时，固定单元加热，同时具有成型腔的弹性加压件受热膨胀，将封边材料贴合在待封边工件的边缘部分，使得封边材料在温度和压力的作用下固化成型，从而完成封边。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

如图2至图5所示的工件封边装置，用于对待封边工件中的孔洞进行封边作业。工件封边装置包括以下部件：弹性加压件1、固定单元、加热部件4和温控部件6。

如图3所示，弹性加压件1具有包裹孔洞的成型腔以及容纳固定单元的中空腔。成型腔的表面设置有封边材料2，弹性加压件可在加热部件的加热下对封边材料2施压，使得封边材料2在待封边工件7的孔洞边缘形成封边。封边材料2可以是常见的用于封边的复合材料，例如各种粘结剂等。

如图2、4和5所示，固定单元具有实心柱状部以及在实心柱状部边缘且沿实心圆柱的径向向外延伸的固定延伸部。固定单元可以包括可沿孔洞左右拼装的第一固定座3和第二固定座5，第一固定座3和第二固定座5通过中空腔从孔洞的两侧夹持待封边工件7。第一固定座3和第二固定座5可以均分实心柱状部，也可以不均分实心柱状部。固定延伸部用于限制固定单元在待封边工件上的相对移动，也用于固定弹性加压件1向外膨胀的相对位移。同时为了避免因膨胀压力而引起固定单元松动风险，在第一固定座3和第二固定座5之间可以采用紧固结构连接，例如螺纹结构、夹钳结构或者卡扣结构。

加热部件4用于加热固定单元。加热部件设置于固定单元上，可以设置在固定单元的正中心，也可以偏离固定单元的中心。

温控部件6电连接加热部件4，用于控制加热部件的加热温度。

在进行封边作业时，加热部件4在温控部件6的控制下加热固定单元，固定单元将热量传递至弹性加压件1，弹性加压件受热膨胀，对封边材料2施加膨胀压力，使封边材料在待封边工件的边缘形成封边，最终的封边效果如图6所示。

使用上述的工件封边装置，通过固定单元将弹性加压件和待封边工件进行固定，弹性加压件的成型腔的表面设置有封边材料，当加热部件加热时，固定单元会将热量传递给弹性加压件和封边材料，封边材料会在待封边工件的孔洞处进行成型封边；且此时弹性加压件在高温作用下发生膨胀，由于固定单元和待封边工件之间的间隙限制了弹性加压件的膨胀，该膨胀进而会施加到封边材料上，从而对封边材料施加膨胀压力，使得封边材料贴合于待封边工件边缘，并形成了结构稳定可靠的哑铃特征。

使用上述工件封边装置，无需使用外设压力源和外设加热源，装置本身可以稳定地提供封边工艺需要的温度和压力，并通过控制成型腔的尺寸调整成型精度，改善复合材料封边的密封效果，增强复合材料封边的固化强度，从而降低复合材料制品在使用过程中芯材吸水的可能性，保证封边结构的强度，延长复合材料制品使用寿命；此外，该复合材料封边装置操作简便，提高封边效率，尤其适用于室外设备的封边操作过程。

需要说明的是，封边材料可以通过放置或铺设或涂覆或喷涂的方式，附着在弹性加压件朝向待封边工件的表面。

还需要说明的是，在固定单元中凹陷形成的容纳腔，由于其形状与待封边工件的边缘形状相互适配，通过其内所容纳的弹性加压件和封边材料，能够将固定单元固定在待封边工件上；而且通过控制容纳腔和成型腔的加工尺寸，调节成型腔内壁与待封边工件的边缘的距离，从而调整封边的精度参数。

还需要说明的是，固定单元柱状部沿固定单元径向延伸方向切面的形状可以为矩形、梯形或扇形中的任意一种。

还需要说明的是，弹性加压件可以在封边作业结束后从成型腔中内部移除，例如在成型前，在弹性加压件接触封边材料的表面和固定单元容纳腔的表面涂覆脱模剂，便于固定单元与待封边工件分离。当然，弹性加压件冷却时缩小，也利于移除弹性加压件。

通过设置相互之间可拆卸配合连接的第一固定座和第二固定座，便于将固定单元固定在待封边工件上，同样的，也便于从待封边工件拆除固定单元。同时还能便于将弹性加压件和封边材料放置于成型腔中。

在一些实施方式中，如图5所示，第一固定座设置有第一定位部，第二固定座设置有第二定位部，第一定位部和第二定位部对应设置，以使第一固定座和第二固定座相互定位。例如：第一定位部是凸台结构，第二定位部是凹陷结构，凸台结构与凹陷结构配合，以定位第一固定座和第二固定座。同样的，第一定位部可以是定位块，与之配合的第二定位部可以是定位槽，以进行第一固定座和第二固定座之间的定位。

通过设置第一定位部和第二定位部，可以进行第一固定座和第二固定座之间的相对定位，从而提高第一固定座和第二固定座的安装精度，从而保证固定单元与待封边工件之间的安装距离，以及成型腔的组装精度。

如图3所示，在一些实施方式中，弹性加压件包括柱状部以及在柱状部边缘且沿柱状部径向向外延伸的延伸部，柱状部与延伸部位于所述中空腔的交接处设置过渡结构。该过渡结构可以便于第一固定座和第二固定座插入弹性加压件的中空腔内，提高工件封边装置安装的便利性。该过渡结构可实现柱状部和延伸部的平滑过渡。

在一些实施方式中，沿弹性加压件的柱状部径向延伸方向剖切时柱状部的切面形状包括矩形、梯形或扇形中的任意一种。

在一些实施方式中，弹性加压件的材质为橡胶。橡胶可以是天然橡胶或合成橡胶。例如，弹性加压件的材质为硅橡胶。

弹性加压件通过橡胶制成，不仅材料易于采购，还能够在封边时提供稳定的膨胀压力。

在一些实施方式中，加热部件采用电加热部件，例如电热丝、加热板。

在一些实施方式中，加热部件采用油加热部件或蒸汽加热部件，并且在固定单元内部设置有供加热油或加热蒸汽流通的管路。

在一些实施方式中，加热部件采用蒸汽加热部件。

在一些实施方式中，加热部件采用电磁感应加热部件。

在一些实施方式中，温控部件包括热电偶或热电阻。

需要说明的是，热电偶或热电阻可以安装在加热部件上，用于采集加热部件的温度；也可以安装在固定单元上，用于采集固定单元的温度。温控部件还可以包括控制热电偶或热电阻的控制芯片等。

在一些实施方式中，容纳腔的最大深度为40厘米。其中，最大深度是指容纳腔的底面（即附着弹性加压件的面）距离固定单元端面（即固定单元凹陷形成容纳腔的端面）的最大长度。

在一些实施方式中，容纳腔的最大宽度为100厘米。其中，最大宽度是指容纳腔的两个相对侧面之间的最大长度。

在一些实施方式中，加热部件与成型腔之间的距离不大于2.5厘米。

在一些实施方式中，弹性加压件与待封边工件的边缘之间的距离不大于1厘米。

在一些实施方式中，弹性加压件与固定单元之间的距离小于等于0.1厘米。

在一些实施方式中，弹性加压件的体积膨胀系数为5.9~9.6×10^-4/℃。

基于同样的发明思路，本申请的实施例还提供一种工件封边方法，工件封边方法采用如上述任意一项的工件封边装置，工件封边方法包括以下步骤：

将设置有封边材料的弹性加压件和待封边工件的孔洞进行匹配；

将第一固定座和第二固定座分别从弹性加压件的中空腔两侧夹持待封边工件；

通过加热部件加热第一固定座和第二固定座，并限制弹性加压件的热膨胀空间；

待封边材料形成封边后，取下第一固定座、第二固定座和弹性加压件。

本申请中，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的方法实施例而言，由于其与系统是对应的，描述比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种工件封边装置，用于对待封边工件中的孔洞进行封边作业，其特征在于，包括可传热的固定单元、弹性加压件、加热部件和温控部件，

所述弹性加压件具有包裹所述孔洞的成型腔以及容纳所述固定单元的中空腔，所述弹性加压件包括柱状部以及在所述柱状部边缘且沿所述柱状部径向向外延伸的延伸部，所述成型腔的表面设置有封边材料，所述弹性加压件在所述加热部件的加热下对所述封边材料施压，使得所述封边材料在所述待封边工件的边缘形成哑铃形状的封边；所述柱状部与所述延伸部位于所述中空腔的交接处设置过渡结构，该过渡结构实现所述柱状部与所述延伸部的平滑过渡；

所述固定单元包括沿所述孔洞左右拼装的第一固定座和第二固定座，所述第一固定座和所述第二固定座通过所述中空腔从所述孔洞的两侧夹持所述待封边工件；

所述加热部件设置于所述固定单元上，用于加热所述固定单元；

所述温控部件电连接所述加热部件，用于控制所述加热部件的加热温度；

所述加热部件与所述成型腔之间的距离不大于2.5厘米；

所述弹性加压件的材质为橡胶；

所述弹性加压件与所述待封边工件的边缘之间的距离不大于1厘米。

2.根据权利要求1所述的工件封边装置，其特征在于，沿所述弹性加压件的柱状部径向延伸方向剖切时所述柱状部的切面形状为矩形、梯形、扇形中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的工件封边装置，其特征在于，所述加热部件为电加热部件、油加热部件、蒸汽加热部件、电磁感应加热部件中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的工件封边装置，其特征在于，所述温控部件包括热电偶、热电阻中的任意一种。

5.一种工件封边方法，其特征在于，所述工件封边方法采用如权利要求1至4中任意一种工件封边装置，所述工件封边方法包括以下步骤：

将设置有封边材料的弹性加压件和待封边工件的孔洞进行匹配，所述弹性加压件包括柱状部以及在所述柱状部边缘且沿所述柱状部径向向外延伸的延伸部；

将第一固定座和第二固定座分别从所述弹性加压件的中空腔两侧夹持所述待封边工件；

通过所述加热部件加热所述第一固定座和所述第二固定座，并限制所述弹性加压件的热膨胀空间；

待所述封边材料形成哑铃形状的封边后，取下所述第一固定座、所述第二固定座和所述弹性加压件。

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