本实用新型涉及一种曲面结构，特别涉及一种螺旋曲面结构、保险杠、机床立柱及净化器。
背景技术：
吸能填充材料按照轻质结构的形状，主要分为金属泡沫结构、点阵夹芯结构和棱柱夹芯结构。金属泡沫按照气孔的闭合情况又分为开孔式和闭孔式，但由于金属泡沫结构的机械强度较低，其用途局限于航空工业和隔音材料。点阵夹芯结构具有较高的机械强度，主要有金字塔、octet和kagome等结构。点阵夹芯结构由连接节点和节点的杆件组成一个单胞结构，再把单胞结构按照一定规律排列形成空间点阵结构。点阵夹芯结构虽然具有较高的机械强度，但其制造方法复杂，制作成本高。蜂巢结构作为典型的棱柱夹芯结构，具有较高的比强度，已广泛应用于航空航天领域，但是棱柱结构封闭的内部结构限制了内部空间利用率，而且具有热效率较低等缺点。轻质结构作为结构体的填充物，不仅需要一定的机械强度，而且结构的吸能特性也同样重要。双正弦曲面结构作为一种新型仿生轻质结构，其原型为螳螂虾的前鳌。该结构的机械强度虽然不及三棱柱夹芯结构和单正弦结构，但其能量吸收率远高于其他两种结构。但是此结构形状复杂，实际制造也存在一定难度。
技术实现要素：
本实用新型针对上述现有技术存在的不足，提供一种有一定的机械强度，且能保证吸能率的螺旋曲面结构。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种螺旋曲面结构，包括至少两个曲面单体，相邻两个所述曲面单体对称设置，所述曲面单体包括第一曲面、第二曲面及与第一曲面和第二曲面连接的圆筒形曲面，所述圆筒形曲面螺旋上升或螺旋下降，所述第一曲面与所述圆筒形曲面的下断面连接，所述圆筒形曲面的上断面与所述第二曲面连接；相邻两个所述曲面单体通过其各自的第二曲面连接。相邻两个所述的曲面单体关于其连接面对称设置，连接面为两个第二曲面的连接面。
进一步，所述螺旋曲面结构一体成型。
进一步，所述圆筒形曲面由平面板材螺旋上升或螺旋下降形成的。
进一步，所述圆筒形曲面螺旋上升时的斜率在0.5-2之间。
进一步，两个所述曲面单体的圆筒形曲面的轴线之间的夹角在60°-150°之间。
进一步，所述第一曲面为三角形结构。
进一步，所述第二曲面为三角形结构。
进一步，两个所述曲面单体的圆筒形曲面的轴线呈90°夹角。
当两个所述曲面单体的圆筒形曲面的轴线之间的夹角在90°时，本实用新型的加工过程如下：
步骤1、将圆柱放置在平面板材的一端，所述平面板材为矩形结构，圆柱的轴线与所述平面板材的长度方向呈45°夹角，且圆柱的竖向中心平面经过所述平面板材的首端下部顶角；将板材沿所述圆柱螺旋向上旋转360°，得到一个曲面单体；
步骤2、将所述圆柱抽出后，以圆柱的竖向中心平面与平面板材上边沿的交点为圆心，逆时针转动90度；将板材沿所述圆柱螺旋向上旋转360°，得到另一个曲面单体；形成两个对称设置的曲面单体；
步骤3、若需要更长的螺旋曲面结构，则重复步骤1和步骤2，直至平面板材完全卷曲为包含多个曲面单体的螺旋曲面结构。
本实用新型的有益效果是：可以实现以低成本制造三维螺旋曲面结构，并且可以实现结构的轻量化目的，本实用新型的三维螺旋曲面结构作为吸能材料不仅吸能率高，而且机械强度高。
本实用新型还涉及一种保险杠，包括横梁和设于横梁两侧的吸能盒，所述吸能盒内设有多层上述的螺旋曲面结构。
保险杠的有益效果是：汽车保险杠的上的吸能盒的结构一般是由u型等厚度冲压件经焊接制造而成，是通过对吸能盒上的诱导槽形状、位置、尺寸进行优化达到吸能效果；
在吸能盒内设有夹层结构，夹层结构可以包括由多层螺旋曲面结构组成的夹芯层，在夹心层的上下两面再胶接(或焊接)上较薄的表板，这种夹层结构可以直接放置于吸能盒的内部空腔中，充当吸能盒的主要吸能功能，可以省去吸能盒的设计和优化的过程。
本实用新型还涉及一种机床立柱，包括壳体和填充在壳体内部的内部填充体，所述内部填充体包括多层上述的螺旋曲面结构。
机床立柱的有益效果是：加工过程中，切削力会从主轴传递到立柱上，也就是加工精度主要取决于立柱的刚度。螺旋曲面结构可以做成夹层结构，放到铣床立柱当中，等强度下减少立柱重量，提高立柱的刚度，提高加工精度。
本实用新型还涉及一种净化器，所述净化器的内部设有多层上述的螺旋曲面结构。
净化器的有益效果是：汽车尾气在排放到大气之前需要经过净化器，降低一氧化碳(co)、氮氧化合物(nox)等有害物质的含量；现有技术中净化器内部由蜂窝状载体构成，蜂窝载体内部附着催化剂，催化剂起到降低有害物质的作用。因此载体内部表面积越大，催化剂的附着面积就增大，催化效率也随之提升。蜂窝状结构，内部通道为直筒式结构，催化剂附着面积小；本申请中螺旋曲面结构有充足的表面积以附着催化剂，且内部空间为开放式，有利于尾气的快速流通，降低净化器的工作温度，从而提高寿命。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型加工第一个曲面单体时的状态示意图；
图3为本实用新型加工第二个曲面单体时的状态示意图；
图4为本实用新型多层排列时的状态示意图；
图5为本实用新型中保险杠的结构示意图；
在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：1、第一曲面，2、圆筒形曲面，3、第二曲面，4、连接面，5、圆柱，6、保险杠，6-1、吸能盒。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1-3所示，一种螺旋曲面结构，包括至少两个曲面单体，相邻两个所述曲面单体对称设置，所述曲面单体包括第一曲面1、第二曲面3及与第一曲面1和第二曲面连接的圆筒形曲面2，所述圆筒形曲面2螺旋上升或螺旋下降，所述第一曲面1与所述圆筒形曲面2的下断面连接，所述圆筒形曲面2的上断面与所述第二曲面连接；两个所述曲面单体通过其各自的第二曲面3连接。相邻两个曲面单体关于其连接面4对称设置。
所述螺旋曲面结构一体成型。
所述圆筒形曲面2由平面板材螺旋上升或螺旋下降形成的。
所述圆筒形曲面2螺旋上升时的斜率为1，所述圆筒形曲面2螺旋下降时的斜率为-1。所述第一曲面1和第二曲面3均为三角形结构。
两个所述曲面单体的圆筒形曲面2的轴线呈90°夹角。
如图4-5所示，本实用新型还涉及一种保险杠6，包括横梁和设于横梁两侧的吸能盒6-1，所述吸能盒6-1内设有多层上述的螺旋曲面结构。
本实用新型还涉及一种机床立柱，包括壳体和填充在壳体内部的内部填充体，所述内部填充体包括多层上述的螺旋曲面结构。
本实用新型还涉及一种净化器，所述净化器的内部设有多层上述的螺旋曲面结构。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种螺旋曲面结构，其特征在于，包括至少两个曲面单体，相邻两个所述曲面单体对称设置，所述曲面单体包括第一曲面、第二曲面及与第一曲面和第二曲面连接的圆筒形曲面，所述圆筒形曲面螺旋上升或螺旋下降，所述第一曲面与所述圆筒形曲面的下断面连接，所述圆筒形曲面的上断面与所述第二曲面连接；相邻两个所述曲面单体通过其各自的第二曲面连接。
2.根据权利要求1所述的螺旋曲面结构，其特征在于，所述圆筒形曲面由平面板材螺旋上升或螺旋下降形成的。
3.根据权利要求2所述的螺旋曲面结构，其特征在于，所述圆筒形曲面螺旋上升时的斜率在0.5-2之间。
4.根据权利要求2所述的螺旋曲面结构，其特征在于，两个所述曲面单体的圆筒形曲面的轴线之间的夹角在60°-150°之间。
5.根据权利要求2所述的螺旋曲面结构，其特征在于，所述第一曲面为三角形结构。
6.根据权利要求2所述的螺旋曲面结构，其特征在于，所述第二曲面为三角形结构。
7.根据权利要求2所述的螺旋曲面结构，其特征在于，两个所述曲面单体的圆筒形曲面的轴线呈90°夹角。
8.一种保险杠，其特征在于，包括横梁和设于横梁两侧的吸能盒，所述吸能盒内设有多层如权利要求1-权利要求7任一项所述的螺旋曲面结构。
9.一种机床立柱，其特征在于，包括壳体和填充在壳体内部的内部填充体，所述内部填充体包括多层如权利要求1-权利要求7任一项所述的螺旋曲面结构。
10.一种净化器，其特征在于，所述净化器的内部设有多层如权利要求1-权利要求7任一项所述的螺旋曲面结构。
技术总结