CN110406118A - 一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，泡沫夹芯结构包括至少两个以其锥筒状轴线分割而加工的泡沫分块，相邻两个泡沫分块在分割线上设置有对接部，泡沫分块通过对接部卡接后形成锥筒状，锥筒状的内外表面为平滑面。本发明的优点是：各泡沫分块采用沿轴线的分割加工标准，可以匹配不同厚度泡沫胚料的要求；泡沫分块的尺寸精度、尺寸一致性好，通过对接部可以固定对各泡沫分块之间的相互位置，保证了泡沫分块拼接的换向拼接精度和轴向拼接精度，能够避免泡沫烘烤固化时发生位移，不需要采用临时固定措施；有效解决了泡沫成型厚度方面的限制，为环状泡沫夹芯结构的制造精细化提供了可行性。
Description
技术领域
本发明涉及一种泡沫夹芯结构，特别是一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构。
背景技术
泡沫夹芯结构，传统上有三种加工方法。
一是采用整体铣切成型的方法，使用整块泡沫经机加工出泡沫内外型。考虑到具体泡沫材料的供应规格(如：PMI泡沫板材厚度最大为100mm)，这种方法只适用于小尺寸零件，且经济性非常差。
二是泡沫热成型+泡沫拼接的方法，可采用泡沫分块，并用模压工装进行加热加压成型，然后拼接在一起。此方法需要模压工装，加热加压，适用于厚度变化较小的泡沫夹芯结构，其制造成本相对较高。
三是泡沫铣切+泡沫拼接的方法，可采用泡沫分块，并用机械加工直接铣出泡沫外形然后拼接在一起。此方法需要简易的铣切工装，但加工精度高，经济性相对较好，适用于大尺寸的异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构。
考虑材料的限制因素，以及加工的难易度和经济性等问题，泡沫铣切+泡沫拼接的方法无疑更有优势。但目前的泡沫拼接，均采用简单的对接，中间使用高温发泡胶膜进行连接，可见不足之处在于，泡沫夹芯之间容易错位，一旦错位，则整个外形会发生偏差。
发明内容
发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种牢固、稳定的异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构。
技术方案：一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，所述泡沫夹芯结构包括至少两个以其锥筒状轴线分割而加工的泡沫分块，相邻两个所述泡沫分块在分割线上设置有对接部，所述泡沫分块通过所述对接部卡接后形成锥筒状，所述锥筒状的内外表面为平滑面。
进一步的，所述对接部为匹配的凹槽和凸块。
最佳的，同一个所述泡沫分块上设置的均为所述凹槽，或者均为所述凸块。
进一步的，相邻两个所述泡沫分块在分割线上设置至少2个所述对接部。
进一步的，所述泡沫分块在所述对接部设置为薄壁，其壁厚与该部位原有壁厚的相差厚度为填胶空间，用于填充高温发泡胶膜，进一步确保泡沫分块连接牢固，加强整体强度。
进一步的，所述泡沫分块在所述对接部和其周边区域设置为薄壁，其壁厚与该部位原有壁厚的相差厚度为填胶空间，用于填充高温发泡胶膜，进一步确保泡沫分块连接牢固，加强整体强度。
最佳的，所述填胶空间的厚度在所述泡沫分块壁面两侧均布。
进一步的，所述填胶空间的厚度不超过1mm。
进一步的，相邻两个所述泡沫分块以所述分割线的拼接缝隙在其中填胶。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：1、各泡沫分块是按照完整的异型变壁厚锥筒状泡沫夹芯结构，以其锥筒状轴线分割为标准，加工而成的分块单元，采用沿轴线的分割加工标准，可以匹配不同厚度泡沫胚料的要求，进一步降低对泡沫胚料厚度的要求；2、泡沫分块的型面和对接部通过数控机床加工，保证了泡沫分块的尺寸精度、尺寸一致性，通过对接部可以固定对各泡沫分块之间的相互位置，保证了泡沫分块拼接的换向拼接精度和轴向拼接精度，能够避免泡沫烘烤固化时发生位移，不需要采用临时固定措施；3、对于例如需分块制造的PMI泡沫，有效解决了泡沫成型厚度方面的限制，为环状泡沫夹芯结构的制造精细化提供了可行性。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为相邻两个泡沫分块以分割线的拼接缝隙填填胶的局部示意图；
图3为实施例中的泡沫分块A～F；
图4为图3的泡沫分块拼接成的整体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，如附图1所示，包括至少两个泡沫分块1，泡沫分块是按照完整的异型变壁厚锥筒状泡沫夹芯结构，以其锥筒状轴线分割为标准，加工而成的分块单元，相邻两个泡沫分块在分割线上设置有对接部2。
对接部2为匹配的凹槽21和凸块22，对接部在相邻两个泡沫分块的分割线上设置至少2个。对于同一个泡沫分块，在其同一条分割线上，可以仅设置凹槽，或者仅设置凸块，也可以同时设置凹槽、凸块；对于同一个泡沫分块，在其两条分割线上，可以均设置凹槽，或者均设置凸块。
各泡沫分块按设计关系拼接，通过对接部卡接紧扣后形成锥筒状，并且可快速实现卡接操作，各泡沫分块相互连接在一起，相互位置关系保持一致，拼接后，锥筒状的内外表面为平滑面。
在某些泡沫强度要求严格的使用情况下，考虑到拼接强度的要求，将泡沫分块在对接部，以及对接部的周边区域设置为薄壁，适当减小该部位原有壁厚，薄壁的壁厚与该部位原有壁厚的相差厚度作为预留的填胶空间，用于填充高温发泡胶膜，该填胶空间的厚度在泡沫分块壁面两侧均布，该填胶空间的厚度总计不超过1mm，拼接后，锥筒状的内外表面为平滑面。填胶后通过高温烘烤，确保泡沫分块连接牢固，进一步加强了拼接而成的异型变壁厚锥筒状泡沫夹芯结构的整体强度。
如附图2所示，也可以对于相邻两个所述泡沫分块以分割线的拼接缝隙，在其中填充高温发泡胶膜。
本发明中：1、各泡沫分块是按照完整的异型变壁厚锥筒状泡沫夹芯结构，以其锥筒状轴线分割为标准，加工而成的分块单元，采用沿轴线的分割加工标准，可以匹配不同厚度泡沫胚料的要求，进一步降低对泡沫胚料厚度的要求；2、泡沫分块的型面和对接部通过数控机床加工，保证了泡沫分块的尺寸精度、尺寸一致性，通过对接部可以固定对各泡沫分块之间的相互位置，保证了泡沫分块拼接的换向拼接精度和轴向拼接精度，能够避免泡沫烘烤固化时发生位移，不需要采用临时固定措施；3、对于例如需分块制造的PMI泡沫，有效解决了泡沫成型厚度方面的限制，为环状泡沫夹芯结构的制造精细化提供了可行性。
以下以一实际异型变壁厚锥筒状泡沫夹芯结构的制造过程，结合附图3、4，说明本发明。
步骤1、根据一个异型变壁厚锥筒状泡沫夹芯结构产品原始设计数据，对该产品进行环向厚度分析，确定满足泡沫胚料厚度的分块方案。通常，这一过程需要兼顾泡沫厚度、泡沫分块数量等因素。
步骤2、根据分块方案，对每一条分割线进行对接部设计。这一过程，需要考虑泡沫的厚度、硬度等因素。针对PMI泡沫，这一结构的典型数据为18mm×40mm×R6，间距200mm。
步骤3、将泡沫按照数模要求用五轴机床进行铣切加工，得到各泡沫分块，见附图3，3-a、3-c、3-e、3-g、3-i、3-k分别为泡沫分块A～F，3-b、3-d、3-f、3-h、3-j、3-l分别为其对应的剖视图。
步骤4、将各泡沫分块依次放到模胎上，通过对接部卡接成一个整体，见附图4。
步骤5、对各泡沫分块在填胶空间填充高温发泡胶膜。
步骤6、将步骤5得到的产品在高温下对发泡胶膜进行烘烤、固化，待降至常温后，对溢出的发泡胶膜打磨处理，最终得到步骤1中设计的异型变壁厚锥筒状泡沫夹芯结构产品。
Claims (9)
1.一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：所述泡沫夹芯结构包括至少两个以其锥筒状轴线分割而加工的泡沫分块(1)，相邻两个所述泡沫分块(1)在分割线上设置有对接部(2)，所述泡沫分块(1)通过所述对接部(2)卡接后形成锥筒状，所述锥筒状的内外表面为平滑面。
2.根据权利要求1所述的一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：所述对接部(2)为匹配的凹槽(21)和凸块(22)。
3.根据权利要求2所述的一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：同一个所述泡沫分块(1)上设置的均为所述凹槽(21)，或者均为所述凸块(22)。
4.根据权利要求1所述的一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：相邻两个所述泡沫分块(1)在分割线上设置至少2个所述对接部(2)。
5.根据权利要求1所述的一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：所述泡沫分块(1)在所述对接部(2)设置为薄壁，其壁厚与该部位原有壁厚的相差厚度为填胶空间。
6.根据权利要求1所述的一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：所述泡沫分块(1)在所述对接部(2)和其周边区域设置为薄壁，其壁厚与该部位原有壁厚的相差厚度为填胶空间。
7.根据权利要求5或6所述的一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：所述填胶空间的厚度在所述泡沫分块(1)壁面两侧均布。
8.根据权利要求5或6所述的一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：所述填胶空间的厚度不超过1mm。
9.根据权利要求1所述的一种异型变壁厚锥筒状复合材料泡沫夹芯结构，其特征在于：相邻两个所述泡沫分块(1)以所述分割线的拼接缝隙在其中填胶。
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