新型变强度蜂窝结构、其制作装置及其制作方法与流程

专利2022-06-30  75


本发明涉及汽车安全测试领域,具体涉及新型变强度蜂窝结构、其制作装置及其制作方法。



背景技术:

在汽车安全测试领域及特殊碰撞缓冲领域需要轴向强度逐渐变化的蜂窝。为实现变强度蜂窝常用的技术手段主要有:一是提前轧制变厚度的铝箔,然后制作壁厚变厚度的蜂窝,进而实现蜂窝强度变化。该方案的技术缺陷是:制作变厚度箔材技术难度大,国内现有的技术难以稳定实现双零箔材的加工,采购国外产品,制作周期长,成本高。二是先制作厚度一致的等强度蜂窝,然后通过化学处理,实现轴向强度性能变化。该技术方案存在的缺陷是:化学处理涉及的变化因素比较多,难以精确控制,产品质量一致性差;另外,使用该方法的箔材要能够进行化学处理,所以该方法具有一定的限制性。三是先制作厚度一致的等强度蜂窝,通过切斜面,使蜂窝的受力面积逐渐增加,然后实现蜂窝力值变化。虽然该方法简单,但本质上并没有改变蜂窝强度,只是简单通过改变产品的空间体积,实现名义强度的变化。不满足绝大多数场合的吸能要求。



技术实现要素:

本发明的目的:为了解决目前变厚度蜂窝加工难度大,从国外采购周期长、成本高;厚度一致等强度蜂窝化学处理影响因素多,且不适用所有材料;等厚度蜂窝切斜面仅改变空间体积,不满足吸能要求等问题,提出新型变强度蜂窝结构、其制作装置及其制作方法。

发明内容:新型变强度蜂窝结构,它包括多个六边形单房,相邻的两个单房的房壁共面,每个房壁由下至上等间距设有大小渐变的通孔,或每个房壁由下至上间距渐变设有等大的通孔,或每个房壁由下至上间距渐变设有大小渐变的通孔。

进一步地,所述通孔为圆形。

新型变强度蜂窝制作装置,它包括开孔机构,开孔机构包括、压辊、针辊、两个支撑件和两个调整模块,所述压辊的两端与支撑件连接,针辊的两端与调整模块连接,每个调整模块设置在一个支撑件的上端,

所述压辊和针辊平行设置,针辊的外圆周端面上按轴向等间距设有针径渐变的针,或针辊的外圆周端面上按轴向间距渐变设有针径相同的针,或针辊的外圆周端面上按轴向间距渐变设有针径渐变的针。

进一步地,所述调整模块包括端板、调节螺栓和调节块,端板搭接在支撑件的顶端,调节块设置在支撑件上部,调节块的内侧端面与针辊的端部连接,调节块顶端设有水平设置的凸型凹槽,调节螺杆由上至下床插装在端板上,调节螺杆的下端与一限位头连接,限位头嵌装在调节块的凸型凹槽内。

优选地,所述支撑件下端设有螺纹孔。

新型变强度蜂窝制作方法,它包括以下步骤:

步骤一:开机准备:开启电源,打开烘干装置进行预热,安装箔材卷、涂胶辊和开孔装置,设定切断参数;

步骤二:开启设备,箔材通过走正装置一到达开孔装置;

步骤三:箔材开孔,在箔材表面受针辊作用加工出所需孔位;

步骤四:压平箔材,箔材通过压辊一和支撑辊,将箔材开孔后留余的毛刺去除;

步骤五:箔材涂胶,箔材通过涂胶设备将胶池中的胶涂在箔材上;

步骤六:箔材烘干,箔材通过走正装置二进入烘干装置进行烘干;

步骤七:在烘干装置中,对箔材表面胶水的稀释剂进行烘干,将胶水固化在箔材表面;

步骤八:箔材剪切,箔材通过储料装置,箔材在储料装置中运动,当箔材前端储存满后,切断装置进行剪切;

步骤九:箔材摆放:在设备切断后,由工人将箔片码放在操作台上,保持切断后的箔材每个方向对整齐,逐一叠加形成箔材叠层,当达到设备参数设定张数时,设备停止剪切,并将最后一张切好的箔材反扣早摆放好的箔材叠层上;

步骤十:热压固化,将箔材叠层送入热压机后,启动热压机,箔材叠层热压固化后形成蜂窝板;

步骤十一:按照要求尺寸锯切蜂窝板,在蜂窝板两个板面上,固定拉伸附属件,然后在拉伸机上进行拉伸,拉伸至特定孔格尺寸,形成蜂窝结构。

优选地,所述步骤二箔材运行速度为0.5-5m/s。

优选地,所述步骤五涂胶的胶水浓度为15-25cps。

优选地,所述步骤七烘干装置的温度为150℃。

优选地,所述步骤十固化炉的压力为4.5-5.5mpa,温度为170-180℃。

本发明的有益效果是:本方案提出新型变强度蜂窝结构、其制作装置及其制作方法,即在等厚度的箔材上机械打孔,通过改变打孔形状、尺寸和密度,然后制作蜂窝,进而实现蜂窝变强度。其制作方法简单,是在现有的箔材开卷机或者涂胶机上整机打孔的辊对即可实现,而且不受箔材种类的限制。

附图说明:

图1为本发明的工艺流程简图;

图2为本发明的工艺流程细节图;

图3为本发明的开孔装置的示意图;

图4为孔格尺寸相同,排列密度不同的箔材;

图5为间距相同,孔格尺寸不同的箔材;

图6为开孔尺寸不同,间距相同的蜂窝;

图7为图5的局部放大图;

图8为开孔尺寸不同,间距不同的蜂窝;

图9为图7的局部放大图;

图10为材料厚度0.05mm,材料为5052,抗拉强度为295mpa,屈服强度为245mpa,泊松比为0.33,采用ansys进行仿真分析,不同孔径相同间距的力位移曲线;

图11为材料厚度0.05mm,材料为5052,抗拉强度为295mpa,屈服强度为245mpa,泊松比为0.33,采用ansys进行仿真分析,相同孔径间距不同的力位移曲线。

图12未为箔材叠层粘胶位置及切割位置示意图。

具体实施方式:

结合附图说明以下实施方式:如图1-3所示:

具体实施方式一:新型变强度蜂窝结构,它包括多个六边形单房,相邻的两个单房的房壁共面,每个房壁由下至上等间距设有大小渐变的通孔,或每个房壁由下至上间距渐变设有等大的通孔,或每个房壁由下至上间距渐变设有大小渐变的通孔。

具体实施方式二:所述通孔为圆形。

其他实施方式与具体实施方式一相同。

具体实施方式三:它包括开孔机构调节螺杆1调节螺杆,开孔机构调节螺杆1包括压辊调节螺杆1-2调节螺杆、针辊调节螺杆1-3调节螺杆、两个支撑件调节螺杆1-1调节螺杆和两个调整模块,所述压辊调节螺杆1-2调节螺杆的两端与支撑件调节螺杆1-1调节螺杆连接,针辊调节螺杆1-3调节螺杆的两端与调整模块连接,每个调整模块设置在一个支撑件调节螺杆1-1调节螺杆的上端,

所述压辊调节螺杆1-2调节螺杆和针辊调节螺杆1-3调节螺杆平行设置,针辊调节螺杆1-3调节螺杆的外圆周端面上按轴向等间距设有针径渐变的针,或针辊调节螺杆1-3调节螺杆的外圆周端面上按轴向间距渐变设有针径相同的针,或针辊调节螺杆1-3调节螺杆的外圆周端面上按轴向间距渐变设有针径渐变的针。

具体实施方式四:所述调整模块包括端板1-4、调节螺栓1-5和调节块1-6,端板1-4搭接在支撑件1-1的顶端,调节块1-6设置在支撑件1-1上部,调节块1-6的内侧端面与针辊1-3的端部连接,调节块1-6顶端设有水平设置的凸型凹槽,调节螺杆1-5由上至下床插装在端板1-4上,调节螺杆1-5的下端与一限位头连接,限位头嵌装在调节块1-6的凸型凹槽内。

其他实施方式与具体实施方式三相同。

端板与支撑件通过可拆卸连接,调节螺杆与端板螺纹配合,下端通过卡槽结构与调节块连接。通过转动调节螺杆上端把手,实现调节块的上下移动。进而实现针辊的上下调节。

端板有螺纹孔,另外通过连接螺栓孔与原有涂胶机机加进行连接。

具体实施方式五:所述支撑件调节螺杆1-1调节螺杆下端设有螺纹孔。

其他实施方式与具体实施方式三相同。

具体实施方式六:新型变强度蜂窝制作方法,它包括以下步骤:

步骤一:开机准备:开启电源,打开烘干装置5进行预热,安装箔材卷2、涂胶辊3和开孔装置1,设定切断参数;

步骤二:开启设备,箔材通过走正装置一6到达开孔装置1;

步骤三:箔材开孔,在箔材表面受针辊1-3作用加工出所需孔位;

步骤四:压平箔材,箔材通过压辊一8和支撑辊9,将箔材开孔后留余的毛刺去除;

步骤五:箔材涂胶,箔材通过涂胶设备3将胶池4中的胶涂在箔材上;

步骤六:箔材烘干,箔材通过走正装置二10进入烘干装置5进行烘干;

步骤七:在烘干装置5中,对箔材表面胶水的稀释剂进行烘干,将胶水固化在箔材表面;

步骤八:箔材剪切,箔材通过储料装置12,箔材在储料装置12中运动,当箔材前端储存满后,切断装置7进行剪切;

步骤九:箔材摆放:在设备切断后,由工人将箔片码放在操作台上,保持切断后的箔材每个方向对整齐,逐一叠加形成箔材叠层,当达到设备参数设定张数时,设备停止剪切,并将最后一张切好的箔材反扣早摆放好的箔材叠层上;

步骤十:热压固化,将箔材叠层送入热压机后,启动热压机,箔材叠层热压固化后形成蜂窝板;

步骤十一:按照要求尺寸锯切蜂窝板,在蜂窝板两个板面上,固定拉伸附属件,然后在拉伸机上进行拉伸,拉伸至特定孔格尺寸,形成蜂窝结构。

具体实施方式七:所述步骤二箔材运行速度为0.5-5m/s。

其他实施方式与具体实施方式六相同。

具体实施方式八,所述步骤五涂胶的胶水浓度为15-25cps。

其他实施方式与具体实施方式六相同。

具体实施方式九:所述步骤七烘干装置的温度为150℃。

其他实施方式与具体实施方式六相同。

其他实施方式十:所述步骤十固化炉的压力为4.5-5.5mpa,温度为170-180℃。

其他实施方式与具体实施方式六相同。

步骤三中根据针辊上的针加工出符合间隔变化和尺寸变化的孔,步骤五中涂胶设备选用中山佑泽生产的铝蜂窝芯涂胶机,涂胶时,每隔一段涂胶一次,步骤九箔材摆放时,制成的箔材叠层相邻两张被切断箔材有局部被胶粘连,步骤十一锯切蜂窝板时所要求尺寸为蜂窝的房室的纵向尺寸和蜂窝未拉伸前的宽度。

实施例1:

制成开孔尺寸相同,间距不同的蜂窝如图6-7。其中蜂窝孔格的边长为9mm,开孔直径为2mm,由下到上,小孔间距由2.2mm依次增加0.2mm,变为2.4mm、2.6mm……直到间距为4mm。

实施例2:

制成开孔尺寸不相同,间距相同的蜂窝如图8-9。其中蜂窝孔格的边长为9mm,小孔间距为3.3mm,由下到上,开孔直径为3mm,2.8mm、2.6mm,依次减小0.2mm,直至直径为1mm。


技术特征:

1.新型变强度蜂窝结构,其特征在于:它包括多个六边形单房,相邻的两个单房的房壁共面,每个房壁由下至上等间距设有大小渐变的通孔,或每个房壁由下至上间距渐变设有等大的通孔,或每个房壁由下至上间距渐变设有大小渐变的通孔。

2.根据权利要求1所述的新型变强度蜂窝结构:其特征在于:所述通孔为圆形。

3.新型变强度蜂窝制作装置,其特征在于:它包括开孔机构(1),开孔机构(1)包括压辊(1-2)、针辊(1-3)、两个支撑件(1-1)和两个调整模块,所述压辊(1-2)的两端与支撑件(1-1)连接,针辊(1-3)的两端与调整模块连接,每个调整模块设置在一个支撑件(1-1)的上端,

所述压辊(1-2)和针辊(1-3)平行设置,针辊(1-3)的外圆周端面上按轴向等间距设有针径渐变的针,或针辊(1-3)的外圆周端面上按轴向间距渐变设有针径相同的针,或针辊(1-3)的外圆周端面上按轴向间距渐变设有针径渐变的针。

4.根据权利要求3所述的新型变强度蜂窝制作装置,其特征在于:所述调整模块包括端板(1-4)、调节螺栓(1-5)和调节块(1-6),端板(1-4)搭接在支撑件(1-1)的顶端,调节块(1-6)设置在支撑件(1-1)上部,调节块(1-6)的内侧端面与针辊(1-3)的端部连接,调节块(1-6)顶端设有水平设置的凸型凹槽,调节螺杆(1-5)由上至下床插装在端板(1-4)上,调节螺杆(1-5)的下端与一限位头连接,限位头嵌装在调节块(1-6)的凸型凹槽内。

5.根据权利要求3所述的新型变强度蜂窝制作装置,其特征在于:所述支撑件(1-1)下端设有螺纹孔。

6.新型变强度蜂窝制作方法,其特征在于:它包括以下步骤:

步骤一:开机准备:开启电源,打开烘干装置(5)进行预热,安装箔材卷(2)、涂胶辊(3)和开孔装置(1),设定切断参数;

步骤二:开启设备,箔材通过走正装置一(6)到达开孔装置(1);

步骤三:箔材开孔,在箔材表面受针辊(1-3)作用加工出所需孔位;

步骤四:压平箔材,箔材通过压辊一(8)和支撑辊(9),将箔材开孔后留余的毛刺去除;

步骤五:箔材涂胶,箔材通过涂胶设备(3)将胶池(4)中的胶涂在箔材上;

步骤六:箔材烘干,箔材通过走正装置二(10)进入烘干装置(5)进行烘干;

步骤七:在烘干装置(5)中,对箔材表面胶水的稀释剂进行烘干,将胶水固化在箔材表面;

步骤八:箔材剪切,箔材通过储料装置(12),箔材在储料装置(12)中运动,当箔材前端储存满后,切断装置(7)进行剪切;

步骤九:箔材摆放:在设备切断后,由工人将箔片码放在操作台上,保持切断后的箔材每个方向对整齐,逐一叠加形成箔材叠层,当达到设备参数设定张数时,设备停止剪切,并将最后一张切好的箔材反扣早摆放好的箔材叠层上;

步骤十:热压固化,将箔材叠层送入热压机后,启动热压机,箔材叠层热压固化后形成蜂窝板;

步骤十一:按照要求尺寸锯切蜂窝板,在蜂窝板两个板面上,固定拉伸附属件,然后在拉伸机上进行拉伸,拉伸至特定孔格尺寸,形成蜂窝结构。

7.根据权利要求6所述的新型变强度蜂窝制作方法,其特征在于:所述步骤二箔材运行速度为0.5-5m/s。

8.根据权利要求6所述的新型变强度蜂窝制作方法,其特征在于:所述步骤五涂胶的胶水浓度为15-25cps。

9.根据权利要求6所述的新型变强度蜂窝制作方法,其特征在于:所述步骤七烘干装置(5)的温度为150℃。

10.根据权利要求6所述的新型变强度蜂窝制作方法,其特征在于:所述步骤十固化炉的压力为4.5-5.5mpa,温度为170-180℃。

技术总结
本发明涉及汽车安全测试领域,具体涉及新型变强度蜂窝结构、其制作装置及其制作方法,为了解决目前变厚度蜂窝加工难度大,从国外采购周期长、成本高;厚度一致等强度蜂窝化学处理影响因素多,且不适用所有材料;等厚度蜂窝切斜面仅改变空间体积,不满足吸能要求等问题,本发明提出新型变强度蜂窝结构,房壁上设有等间距通孔渐变、等通孔间距渐变或通孔和间距皆渐变的蜂窝结构,变强度蜂窝结构的制作装置通过使用专用的开孔装置,实现不同规格变强度蜂窝的制作要求,变强度蜂窝结构的制作方法通过使用特殊的开孔装置,在加工过程中直接在打孔阶段制作变强度蜂窝的基础,后经多重工序制成变强度蜂窝,制作简单,且不受箔材种类的限制。

技术研发人员:刘荣强;孙朋;邓宗全;黄江平;王晨;席沛尧
受保护的技术使用者:哈尔滨工业大学
技术研发日:2020.01.23
技术公布日:2020.06.05

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