CN117901015A - 夹具及夹层结构的固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于复合材料制造的技术领域，公开了一种夹具及夹层结构的固定方法。旨在解决现有的夹层结构随着面板的加厚，芯材发生滑移变形的问题。夹具，包括夹具体，其用于放置包括面板和夹芯的夹层结构；夹紧件，其至少一部分与面板的边缘贴合压紧于夹具体；第一定位件，其将夹具体与夹紧件固定；第二定位件，其将夹紧件与面板的边缘固定。首先将夹芯和面板依次平铺在夹具体上，再通过夹紧件将面板的边缘夹紧于夹具体，最后通过第一定位件和第二定位件将夹具体、夹紧件和面板进行固定，实现对面板夹持和固定的双重定位，较厚的面板在倒角斜面上的压力也无法对芯材起到推动作用，避免芯材滑移变形的问题，产品成本低，产生效率高，适合批量生产。

Description

夹具及夹层结构的固定方法

技术领域

本发明涉及复合材料制造的技术领域，尤其涉及一种夹具及夹层结构的固定方法。

背景技术

芳纶纸蜂窝是一种质轻高强的高分子材料，为夹层结构的零件制造的内部芯材中的一种。夹层结构的蜂窝夹层结构多数采用热压罐固化成型制造。为了保证面板在芯材表面的铺敷随型效果，蜂窝芯材需要倒角或者加工斜面。在固化过程中，施加在倒角斜面上的压力会产生一个朝向结构内部的分力，由于蜂窝芯材在长度及宽度方向的承压能力较低，从而导致蜂窝芯材极易产生滑移变形，尤其针对大厚度纤维面板的夹层结构，蜂窝发生塌陷及滑移变形的趋势越明显。

目前，防止蜂窝夹层结构中芯材产生滑移变形的方法主要分为两种：第一种如专利CN113829639A中公开的大倾角高厚度的蜂窝夹芯结构复材及其成型方法：第一步在蜂窝夹层结构制造之前，在蜂窝芯的上下表面铺设一层胶膜和一层纤维布，放置在保型工装上，在热压罐内第一次固化成型；第二步对第一次固化芯材进行切削成型；第三步对切削成型后的一次固化芯材进行铺层固化；此种方法的优点是操作简单，能显著改善蜂窝芯材变形，缺点是使得整个结构制造周期变长，效率降低，成本较高；同时在稳定化过程中同样会由于压力造成蜂窝芯材的一定程度变形。第二种如专利CN114103180A中公开的一种可折叠防滑带及其制作方法和使用方法：先将可折叠防滑带的一条防滑带粘接在工装上，并入炉固化；再将模具表面及可折叠防滑带所有区域涂刷脱模剂，用于零件固化后起模；之后待所有预浸布铺层完成后，将可折叠防滑带的活动端扣至铺层上方；再糊制真空袋并入炉固化。由于防滑带的粗糙表面从而对面板产生“拉扯”作用，起到一定的固定作用，蜂窝芯材由于面板的固定，无法产生滑移，这种方法的优点是不会对结构制造的周期产生影响，能保证制造效率，缺点是在铺贴过程中随着面板铺层的增加，上面的面板被拉扯固定的效果减弱，从而减弱了蜂窝芯材的固定效果，对于厚度较大的纤维面板结构而言，蜂窝芯材的滑移变形依然明显。

发明内容

本发明的目的在于提供一种夹具，旨在解决现有的夹具起吊操作费时费力，经济效益差的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：夹具，包括：

夹具体，其用于放置包括面板和夹芯的夹层结构；

夹紧件，其至少一部分与面板的边缘贴合并将所述面板压紧于所述夹具体；

第一定位件，其将所述夹具体与所述夹紧件固定；

第二定位件，其将所述夹紧件与所述面板的边缘固定。

作为优选，所述夹紧件包括多个夹紧板；

多个所述夹紧板沿所述面板的边缘的周向间隔均布设置。

作为优选，所述夹紧件包括夹紧框架；

所述夹紧框架套接在所述面板的外边缘。

作为优选，至少所述夹紧件与所述面板贴合的部分设置有摩擦部。

作为优选，所述第一定位件包括定位螺钉。

作为优选，所述第二定位件包括定位销；所述定位销沿其插入所述面板的方向的周向尺寸逐渐变小。

作为优选，还包括密封件；

所述密封件用于密封所述第一定位件和第二定位件。

作为优选，所述面板配置有定位孔；

所述定位孔与所述第二定位件对应设置。

夹层结构的固定方法，包括所述的夹具，所述夹层结构的固定方法的步骤包括：

S1、对所述夹具的外表进行易脱模预处理；

S2、使所述夹层结构平铺于夹具体；

S3、使所述夹紧件夹紧面板的边缘于夹具体上；

S4、使用所述第一定位件将夹紧件与夹具体固定，使用所述第二定位件将夹紧件与所述面板的边缘固定；

S5、对整体进行固化。

作为优选，所述S4步骤具体包括：

S41、所述面板预留定位孔，以便所述第二定位件可以穿过所述定位孔将所述夹紧件与所述面板的边缘固定；

S42、对所述定位孔、第一定位件和所述第二定位件密封处理。

本发明的有益效果：在本发明的技术方案中，首先将夹芯和面板依次平铺在夹具体上，再通过夹紧件将面板的边缘夹紧于夹具体，最后通过第一定位件将夹具体与夹紧件进行固定、第二定位件将夹紧件和面板进行固定，实现对面板的夹持和固定的双重定位，消除倒角斜面上的压力对芯材的推动作用，即使面板的铺层增加，也能将面板进行可靠固定，避免芯材滑移变形，成本低且容易操作，产生效率高，适合批量生产。

附图说明

图1是本发明实施例一的夹具的俯视图；

图2是本发明实施例一的夹具的侧视图；

图3是本发明实施例二的夹具的俯视图；

图4是本发明实施例二的夹紧件的俯视图。

图中：1、夹具；2、面板；3、夹芯；11、夹具体；12、夹紧件；121、夹紧板；122、夹紧框架；13、第一定位件；14、第二定位件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

首先，参阅图1至图2，本发明提供的夹具1，包括夹具体11，其用于放置包括面板2和夹芯3的夹层结构；夹紧件12，其至少一部分与面板2的边缘贴合将面板压紧于所述夹具体11；第一定位件13，其将所述夹具体11与所述夹紧件12固定；第二定位件14，其将所述夹紧件12与所述面板2的边缘固定。

具体地，首先将夹芯3和面板2依次平铺在夹具体11上，再通过夹紧件12将面板2的边缘夹紧于夹具体11，最后通过第一定位件13将夹具体11与夹紧件12进行固定、第二定位件14将夹紧件12和面板2进行固定，实现对面板2的夹持和固定的双重定位，消除倒角的斜面上的压力对芯材的推动作用，即使面板2的铺层增加，也能将面板2进行可靠固定，避免芯材滑移变形，产品的成本低且容易操作，产生效率高，适合批量生产。

其中，本实例中以蜂窝夹层结构为例进行说明，蜂窝夹层结构包括蜂窝夹芯3和面板2，面板2为预浸料，且面板2材质优选纤维。

其中，蜂窝夹芯3和面板2铺贴完成后，在面板2边缘，采用夹紧件12对面板2进行夹持，同时，通过第一定位件13将夹紧件12与夹具体11的定位紧固；将面板2夹持固定的同时，再将面板2固定在夹具体11边缘，通过面板2的位置固定，消除倒角斜面上的压力对蜂窝芯材的推动作用，起到控制蜂窝芯材滑移变形的效果。该方法对于复杂结构、大厚度的蜂窝夹层结构，均可适用，同时本方案具有低成本、易操作、效率高的特点，适合批量化生产。

其中，夹紧件12至少一部分与面板2的边缘贴合压紧于夹具体11，实现夹紧件12能够与面板2之间贴合固定，保证固定可靠性。值得一提的是，优选夹紧件12的一半的侧面面积与面板2的边缘贴合压紧，夹紧件12的另一半的侧面面积悬于夹具体11的上侧，用于连接第一定位件13。当然，也可以选择将夹紧件12的一半以上的侧面面积与面板2的边缘贴合压紧，保证贴合压紧的效果。

值得一提的是，面板2的边缘范围优选是面板2的余量线向外至少五十毫米的距离形成的面积，夹紧板121将较大面积的边缘面积贴合压紧，保证夹紧效果的同时保证面板2的有效面积较大。

继续参阅图1至图2，示例性地，所述夹紧件12包括多个夹紧板121；多个所述夹紧板121沿所述面板2的边缘的周向间隔均布设置。

具体地，通过将多个夹紧板121沿面板2的四周的边缘间隔均布设置，实现将面板2进行全面的压紧，保证压紧效果。

一个实施例中，夹紧板121为四个长方形夹紧板；四个夹紧板121分别位于面板2的四个面上，保证夹紧板121能够更加快速准确的将面板2进行压紧。

另一个实施例中，夹紧板121为两个“7”型的夹紧板；两个夹紧板121分别位于面板2的两个对角上，保证夹紧板121能够快速将面板2进行压紧，便于调整压紧位置，后续拆卸也更加快捷。

其中，夹紧板121材质优选金属；金属材质的夹紧板121能够具有较好的压紧性能，保证对面板2压紧的可靠性。

其中，相邻的夹紧板121之间优选设置有定位卡扣；相邻夹紧板121在对应的位置将面板2夹紧后，相邻的夹紧板121之间的卡扣能够正好卡接，实现将多个相邻的夹紧板121形成一个整体，保证将面板2夹紧后，不会发生移位的问题。

继续参阅图1至图2，示例性地，至少夹紧件12与所述面板2贴合的部分设置有摩擦部。

具体地，至少夹紧件12与面板2贴合的部分设置有摩擦部，保证夹紧件12将面板2进行紧固的贴合固定。

其中，优选夹紧件12的底侧面均设置有摩擦部，既能保证夹紧件12与面板2贴合的部分有摩擦部，又保证生产夹紧件12的底侧面的摩擦部的便捷性。

其中，夹紧件12的摩擦部优选在夹紧件12的外侧壁设置增大摩擦系数的凸起块，凸起块优选数量较多且体积较小半球型凸起块，能够起到摩擦效果即可。

继续参阅图1至图2，示例性地，第一定位件13包括定位螺钉。

具体地，优选定位螺钉将夹具体11和夹紧件12进行紧固，保证固定效果以及固定效率。

其中，由于定位螺钉将夹具体11和夹紧件12进行螺纹连接，螺纹连接拆卸简单便捷，连接紧固性、可靠性好。

其中，定位螺钉的数量可以为多个；优选多个定位螺钉间隔的设置在夹紧件12的外边缘与夹具体11进行连接。

其中，定位螺钉优选是尖头螺钉，也即定位螺钉沿其插入所述面板2的方向尺寸逐渐变小，有利于将定位销能够更快的插入夹紧体，限位变形损伤较小，更加稳固将的将夹紧件12与夹具体11进行连接。

作为优选，第二定位件14包括定位销；定位销沿其插入所述面板2的方向的周向长度逐渐变小。

具体地，通过定位销将夹紧件12与面板2进行定位连接，并且定位销沿插入面板2的方向的周向长度逐渐减小，有利于将定位销能够更快的插入面板2，避免定位销的穿孔对面板2造成损坏的问题。

其中，定位销的数量可以为多个；优选多个定位销间隔的设置在夹紧件12的内侧与面板2进行连接；值得一提的是，优选多个定位销间隔的设置在夹紧件12的外边缘与夹具体进行连接，与定位螺钉交替使用，保证固定效果。

一组试验数据中，定位销的直径不超过五毫米时，对于面板2既能起到较好的固定作用，其限位变形损伤较小，又能减小对面板2造成的影响，使用效果较佳。

继续参阅图1至图2，示例性地，还包括密封件；密封件用于密封所述第一定位件13和第二定位件14。

具体地，通过密封件将第一定位件13和第二定位件14进行密封，避免第一定位件13和第二定位件14穿过面板2、夹具体11和夹紧件12时存在的缝隙对后续的固化工艺造成影响。

其中，密封件优选为双层的压敏胶带，既能对缝隙进行较好密封，又能保证后续好拆卸。

继续参阅图1至图2，示例性地，所述面板2配置有定位孔；定位孔与所述第二定位件14对应设置。

具体的，首先将夹紧件12固定在面板2的上侧后，将夹紧件12上的压紧的面板2的区域内的第二定位件14的位置采用记号笔标记；然后取下夹紧件12；通过外部的置孔工具，在面板2上形成定位孔，再次安装夹紧件12，将第二定位件14插入夹紧件12和面板2进行固定；最后对整体进行封装以及升温固化。值得一提的是，通过在面板2上配置有定位孔，避免第二定位件14在将面板2与夹紧件12进行连接固定时穿过面板2，对面板2的形状造成影响的问题，最大限度的保证成品的合格率。

夹层结构的固定方法，包括所述的夹具1，所述夹层结构的固定方法的步骤包括：S1、对所述夹具1的外表进行易脱模预处理；S2、使所述夹层结构平铺于夹具体11；S3、使所述夹紧件12夹紧面板2的边缘于夹具体11上；S4、使用所述第一定位件13将夹紧件12与夹具体11固定，使用所述第二定位件14将夹紧件12与所述面板2的边缘固定；S5、对整体进行固化。

具体的，首先将夹具1进行易脱模预处理，夹芯3和面板2依次平铺在经过易脱模预处理的夹具体11上，再通过夹紧件12将面板2的边缘夹紧于夹具体11，最后通过第一定位件13将夹具体11与夹紧件12进行紧固固定、第二定位件14将夹紧件12和面板2进行定位固定，实现对面板2的夹持和固定的双重定位，消除倒角斜面上的压力对芯材的推动作用，即使面板2的铺层增加，也能将面板2进行可靠固定，避免芯材滑移变形，成本低且容易操作，产生效率高，适合批量生产。

所述S1步骤中，首先在夹具体11的外表面涂刷高温脱模剂，便于后续脱模以及隔离；再将夹紧件12、第一定位件13和第二定位件14的外表面采用高温脱模蜡进行至少三次的重复涂抹处理，便于在整体产品固化后拉出，保证后续脱模的便捷性。其中，销钉采用尖头的形式，直径不超过五毫米；有利于辅助脱模，便于固化以后拉出夹具1，并且其对面板2造成的限位变形损伤小，便于插入面板2。

所述S2步骤中，根据现有夹层结构的数模的铺层结构，在夹具体11上完成面板2与夹芯3的定位铺贴。

所述S3步骤中，在面板2的边缘盖贴夹紧件12；其中，面板2的边缘指余量线向外至少五十毫米形成的面积，保证较大面积的边缘区域，还要保证减少对零件的影响，面板2的边缘以内为有效区域。

所述S4步骤中，第一定位件13将夹紧件12和夹具体11紧固定位，第二定位件14将夹紧件12和面板2的边缘定位固定。

具体地，S41、所述面板2预留定位孔，以便所述第二定位件14可以穿过所述定位孔将所述夹紧件12与所述面板2的边缘固定；值得一提的是，可以在夹紧件12上的压紧面板2的边缘区域的第二定位件14的位置使用记号笔标记，取下夹紧件12后，通过外部的置孔工具在记号笔标记处标记预留制备定位孔，实现在第二定位件14穿过定位孔将夹紧件12与面板2的边缘进行固定时，第二定位件14不需要使用外力穿过面板2，也即不会对面板2造成变形影响，提高成品率。

具体地，S42、对所述定位孔、第一定位件13和所述第二定位件14密封处理。值得一提的是，可以通过在定位孔、第一定位件13和所述第二定位件14采用双层压敏胶带进行密封，避免后续升温固化时对存在的缝隙造成影响，导致后续定位孔、第一定位件13和第二定位件14无法拆卸的问题。

具体地，所述S5步骤中，使用真空袋将蜂窝夹芯3结构进行封装，采用面板2的预浸料相关的固化工艺制度对夹层结构进行升温固化。

最后降温至规定温度，拆除真空袋，将夹紧件12上所有的第二定位件14和第一定位件13的表面的压敏胶带揭除，采用螺丝刀和脱模撞锤将第二定位件14和第一定位件13拆卸，移除夹紧件12，将结构余量区的芯材进行倒角或者加工斜面的切除，即得最终蜂窝夹层结构。

实施例二

首先，参阅图3至图4，本实施例与实施例一的区别在于，夹紧件12包括夹紧框架122；夹紧框架122套接在所述面板2的外边缘。

具体地，通过将夹紧框架122直接套接在面板2的外边缘，实现将面板2进行快速、整体的压紧，保证压紧效率。

其中，夹紧框架122材质优选金属；金属材质的夹紧框架122能够具有较好的压紧性能，保证对面板2压紧的可靠性。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.夹具(1)，其特征在于，包括：

夹具体(11)，其用于放置包括面板(2)和夹芯(3)的夹层结构；

夹紧件(12)，其至少一部分与面板(2)的边缘贴合并将所述面板(2)压紧于所述夹具体(11)；

第一定位件(13)，其将所述夹具体(11)与所述夹紧件(12)固定连接；

第二定位件(14)，其将所述夹紧件(12)与所述面板(2)的边缘固定连接。

2.根据权利要求1所述的夹具(1)，其特征在于，所述夹紧件(12)包括多个夹紧板(121)；

多个所述夹紧板(121)沿所述面板(2)的边缘的周向间隔均布设置。

3.根据权利要求1所述的夹具(1)，其特征在于，所述夹紧件(12)包括夹紧框架(122)；

所述夹紧框架(122)套接在所述面板(2)的外边缘。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的夹具(1)，其特征在于，至少所述夹紧件(12)与所述面板(2)贴合的部分设置有摩擦部。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的夹具(1)，其特征在于，所述第一定位件(13)包括定位螺钉。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的夹具(1)，其特征在于，所述第二定位件(14)包括定位销；

所述定位销沿其插入所述面板(2)的方向周向长度逐渐变小。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的夹具(1)，其特征在于，还包括密封件；

所述密封件用于密封所述第一定位件(13)和第二定位件(14)。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的夹具(1)，其特征在于，所述面板(2)配置有定位孔；

所述定位孔与所述第二定位件(14)对应设置。

9.夹层结构的固定方法，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的夹具(1)，所述夹层结构的固定方法的步骤包括：

S1、对所述夹具(1)的外表进行易脱模预处理；

S2、使所述夹层结构平铺于夹具体(11)；

S3、使所述夹紧件(12)夹紧面板(2)的边缘于夹具体(11)上；

S4、使用所述第一定位件(13)将夹紧件(12)与夹具体(11)固定，使用所述第二定位件(14)将夹紧件(12)与所述面板(2)的边缘固定；

S5、对整体进行固化。

10.根据权利要求9所述的夹层结构的固定方法，其特征在于，所述S4步骤具体包括：

S41、所述面板(2)预留定位孔，以便所述第二定位件(14)可以穿过所述定位孔将所述夹紧件(12)与所述面板(2)的边缘固定；

S42、对所述定位孔、第一定位件(13)和所述第二定位件(14)密封处理。