專利名稱：一種空心夾層結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于夾層結(jié)構(gòu)的制造加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種空心夾層結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
目前，在航天、航空器材中或一些低質(zhì)量高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)，都會(huì)涉及到空心夾層結(jié)構(gòu)，尤其是在航空、航天領(lǐng)域的一些飛行器的機(jī)翼或其他組件中，為了減輕飛行器材的質(zhì)量，其結(jié)構(gòu)會(huì)被制造成夾層結(jié)構(gòu)。在夾層結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中，通常使用的制造工藝是“鑄造骨架結(jié)合蒙皮激光焊或電 阻焊”的方法，所述方法的主要步驟是首先鑄造夾層結(jié)構(gòu)的骨架，然后熱成形上蒙皮和下蒙皮，最后通過(guò)蒙皮激光焊或電阻焊將蒙皮焊接在骨架上，在焊接過(guò)程中，蒙皮的四周通過(guò)電阻滾焊的方式焊接，其中間位置通過(guò)電阻點(diǎn)焊的方式連接，此種加工方法的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單，各部件的制造和連接過(guò)程技術(shù)要求相對(duì)較低，制造難度不大，但是它存在著工藝路線長(zhǎng)，工藝復(fù)雜，加工過(guò)程中要經(jīng)歷多道工序，蒙皮與骨架棱線處配合要求高，容易出現(xiàn)蒙皮折線和骨架棱線處配合不好的問(wèn)題，影響其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；在焊接過(guò)程中會(huì)造成表面凹陷，對(duì)其氣動(dòng)性能造成影響，并且其棱線不清晰，型面精度差；由于其中間位置采用是點(diǎn)焊，造成其連接強(qiáng)度低，剛度可設(shè)計(jì)性差。另一種常用的方法，是通過(guò)超塑成形/擴(kuò)散連接(SPF/DB)的方法進(jìn)行生產(chǎn)制造，其制造過(guò)程是將多層板材部分位置通過(guò)擴(kuò)散焊連接，然后將連接好的板材放置到專用模腔內(nèi)，并對(duì)多層板材進(jìn)行超塑成型工藝，最終加工成所需要的空心夾層結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是其生產(chǎn)工藝相對(duì)應(yīng)于上述鑄造骨架加蒙皮的方式來(lái)說(shuō)生產(chǎn)工藝路線短，但是其存在以下缺點(diǎn)，其加工過(guò)程中所需要的技術(shù)含量較高，在生產(chǎn)過(guò)程中需要高精度的控制，經(jīng)常存在由于操作失誤導(dǎo)致的廢品的出現(xiàn)，同時(shí)其表面連接面積比較小，大部分位置為弱連接，所以其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較差；其表面在超塑成型過(guò)程中由于組件之間拉力的作用會(huì)使夾層表面出現(xiàn)凹槽的現(xiàn)象；此種加工方法生成出來(lái)的空心夾層結(jié)構(gòu)，夾層之間的加強(qiáng)筋是通過(guò)拉伸的方式產(chǎn)生的，并不能保證加強(qiáng)筋完成垂直于夾層表面，傾斜的加強(qiáng)筋使其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度也比較弱。但在現(xiàn)有的航天、航空器材或一些要求低質(zhì)量高強(qiáng)度的機(jī)件結(jié)構(gòu)中，為了便于調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)路線，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)所述機(jī)件結(jié)構(gòu)的重心進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高機(jī)件結(jié)構(gòu)的適用性，以滿足不同場(chǎng)合的使用要求；同時(shí)，由于使用環(huán)境或者使用方式的不同，所述機(jī)件結(jié)構(gòu)的剛度要求不同，例如渦輪葉片遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)中心的一端受力較大，剛度要求較高，則如果能夠?qū)⑺鰴C(jī)件的剛度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，就能大大加強(qiáng)機(jī)件結(jié)構(gòu)的耐用性。根據(jù)實(shí)際使用情況調(diào)節(jié)機(jī)件結(jié)構(gòu)的重心和剛度分布，不但能夠大大提高機(jī)件結(jié)構(gòu)的耐用性、適用性；而且調(diào)節(jié)機(jī)件結(jié)構(gòu)的剛度分布，只需要對(duì)需要增加剛度的地方進(jìn)行合適的提高，無(wú)需對(duì)整體機(jī)件結(jié)構(gòu)進(jìn)行剛度提高，由此可以大大降低機(jī)件結(jié)構(gòu)的材料成本。但是現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)論是“鑄造骨架結(jié)合蒙皮激光焊或電阻焊”的方法、“超塑成形/擴(kuò)散連接”，亦或是其他出于減輕機(jī)件重量、保持其剛度的目的而開(kāi)發(fā)的制造方法都無(wú)法解決調(diào)節(jié)機(jī)件結(jié)構(gòu)重心、剛度分布的問(wèn)題以及其不能實(shí)現(xiàn)同時(shí)加工出具有實(shí)心結(jié)構(gòu)和空心結(jié)構(gòu)共存的結(jié)構(gòu)。如何開(kāi)發(fā)一種重心可調(diào)、剛度高、剛度分布可調(diào)、工藝簡(jiǎn)單、成品率高、表面質(zhì)量好、且成本較低的機(jī)件結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種空心夾層結(jié)構(gòu)及其制造方法，通過(guò)先對(duì)空心夾層結(jié)構(gòu)的上面板和下面板的加強(qiáng)筋進(jìn)行加工再對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)散連接，可以增強(qiáng)空心夾層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，簡(jiǎn)化產(chǎn)品的工藝過(guò)程，以及提高產(chǎn)品的成品率。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種空心夾層結(jié)構(gòu)，所述夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)部為中空腔或由中空腔和實(shí)心結(jié)構(gòu)組成，所述中空腔內(nèi)具有加強(qiáng)筋。作為上述空心夾層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述夾層結(jié)構(gòu)包括上面板和下面板，所述上面板和下面板之間具有中空腔，所述加強(qiáng)筋包括設(shè)置在上面板上的上面板加強(qiáng)筋，以·及設(shè)置在下面板上的下面板加強(qiáng)筋。作為上述空心夾層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋為一一對(duì)稱設(shè)置，并且所述上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋均與其各自所在的平面垂直。作為上述空心夾層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述加強(qiáng)筋由多個(gè)環(huán)形和/或圓弧形上面板加強(qiáng)筋和多個(gè)環(huán)形和/或圓弧形下面板加強(qiáng)筋組成。作為上述空心夾層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述加強(qiáng)筋之間在水平方向上設(shè)置連接筋，所述連接筋用于增強(qiáng)加強(qiáng)筋的支撐強(qiáng)度。作為上述空心夾層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述加強(qiáng)筋由多條相互平行的上面板加強(qiáng)筋和多條相互平行的下面板加強(qiáng)筋組成。作為上述空心夾層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述加強(qiáng)筋是由多條上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元為三角形、梯形或矩形以及它們的組合。作為上述空心夾層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，所述上面板和下面板之間部分是實(shí)心結(jié)構(gòu)，部分是由加強(qiáng)筋連接形成的中空腔，所述實(shí)心結(jié)構(gòu)用于設(shè)置所述夾層結(jié)構(gòu)的連接部，或通過(guò)將實(shí)心結(jié)構(gòu)設(shè)置在的不同位置來(lái)改變夾層結(jié)構(gòu)的重心。作為上述空心夾層結(jié)構(gòu)的一種優(yōu)選方案，部分加強(qiáng)筋之間設(shè)置有輔助加強(qiáng)筋，所述輔助加強(qiáng)筋用于進(jìn)一步增強(qiáng)所述夾層結(jié)構(gòu)的工作強(qiáng)度。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，本發(fā)明所述的空心夾層結(jié)構(gòu)的空心夾層由上面板和下面板扣合得到，所述的空心夾層中設(shè)置有加強(qiáng)筋、連接筋、輔助加強(qiáng)筋或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)中的任意一種或至少兩種的組合，所述組合例如在空心夾層中同時(shí)設(shè)置加強(qiáng)筋/連接筋、連接筋/輔助加強(qiáng)筋、加強(qiáng)筋/實(shí)心結(jié)構(gòu)/連接筋、加強(qiáng)筋/連接筋/輔助加強(qiáng)筋/實(shí)心結(jié)構(gòu)等。本發(fā)明所述的加強(qiáng)筋、連接筋或輔助加強(qiáng)筋的形狀獨(dú)立地選自直線和/或弧線，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)加強(qiáng)筋、連接筋或輔助加強(qiáng)筋的形狀進(jìn)行選擇。本發(fā)明所述加強(qiáng)筋、連接筋、輔助加強(qiáng)筋或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)的位置也沒(méi)有特別的限定，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)設(shè)計(jì)需要(例如重心的位置、剛度分布)來(lái)設(shè)置加強(qiáng)筋和連接筋。典型但非限制性的實(shí)例有通過(guò)在空心夾層結(jié)構(gòu)中設(shè)置大小可調(diào)、質(zhì)量可調(diào)的實(shí)心結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)空心夾層結(jié)構(gòu)的重心；通過(guò)在空心夾層結(jié)構(gòu)中設(shè)置輔助加強(qiáng)筋的數(shù)量和排布密度來(lái)調(diào)節(jié)夾層結(jié)構(gòu)的剛度分布。由此可以看出，本發(fā)明所提供的空心夾層結(jié)構(gòu)具有重心可調(diào)、剛度分布可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有機(jī)件結(jié)構(gòu)重心不可調(diào)、剛度無(wú)法按需設(shè)置的缺點(diǎn)。本發(fā)明的目的還在于提供一種空心夾層結(jié)構(gòu)的加工方法，所述方法是在上板面和下板面上加工出一一對(duì)應(yīng)的筋(包括加強(qiáng)筋、連接筋、輔助加強(qiáng)筋或?qū)嵭牟糠?，然后通過(guò)扣合、焊接得到空心夾層結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，一種空心夾層結(jié)構(gòu)的加工方法，包括，步驟A :首先將兩塊板材按設(shè)計(jì)要求加工出上面板和下面板的坯板，此步驟加工的坯板為平板結(jié)構(gòu)，為了方便其進(jìn)行下一步的加工不需要對(duì)其外部輪廓進(jìn)行加工；步驟B :根據(jù)加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)形狀，通過(guò)機(jī)加工分別在所述上面板和下面板的坯板 上加工出上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋。步驟C :將步驟B中加工有上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋的上面板和下面板坯板相互扣合，在扣合過(guò)程中必須保證相對(duì)應(yīng)的上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋必須相互對(duì)齊，然后通過(guò)整體擴(kuò)散連接對(duì)其上面板和下面板進(jìn)行焊接。步驟D :通過(guò)機(jī)加工對(duì)焊接在一起的上面板和下面板的外部輪廓進(jìn)行加工；步驟E :按設(shè)計(jì)精度對(duì)空心夾層結(jié)構(gòu)的外部輪廓進(jìn)行精加工。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以看出，本發(fā)明提供的一種空心夾層結(jié)構(gòu)的制備步驟中，步驟A的胚板加工、步驟B的加強(qiáng)筋的加工、步驟C的上板面和下板面的扣合焊接、步驟D和步驟E的對(duì)外部輪廓的加工可以從現(xiàn)有技術(shù)中獲得相關(guān)的操作方法，此處不再贅述。本發(fā)明的目的是提供一種空心夾層結(jié)構(gòu)的制造方法的思路，即先在上板面和下板面加工出一一對(duì)應(yīng)的筋，然后將上面板和下面板扣合焊接；大大的提高了現(xiàn)有空心夾層結(jié)構(gòu)制造方法的成品率、簡(jiǎn)化了制造工藝、提高了空心夾層結(jié)構(gòu)的表面質(zhì)量、并實(shí)現(xiàn)了空心夾層結(jié)構(gòu)的重心和剛度分布的可控。本發(fā)明通過(guò)提供一種空心夾層結(jié)構(gòu)，在其生產(chǎn)過(guò)程中分別對(duì)上面板和下面板的內(nèi)部的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，然后再進(jìn)行擴(kuò)散焊接，最后對(duì)其外部輪廓進(jìn)行加工完成對(duì)空心夾層結(jié)構(gòu)的制造，可以簡(jiǎn)化夾層結(jié)構(gòu)的工藝過(guò)程，提高其成品率，降低其生產(chǎn)成本，并且表面質(zhì)量好，無(wú)弱連接，產(chǎn)品的重心可調(diào)，可以增加局部位置的剛度，在增加產(chǎn)品強(qiáng)度和剛度的同時(shí)不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，本發(fā)明對(duì)所述的空心夾層結(jié)構(gòu)的材料沒(méi)有限定，任何一種可用于擴(kuò)散焊接的材料均可用于本發(fā)明，典型但非限制性的實(shí)例有鐵、銅、鈦、鋼、鋁、金或銀中的任意一種或至少兩種所組成的合金，或者是至少兩種間的相互焊接，例如鐵與銅的焊接、鋁與鋼的焊接、鈦合金與銅的焊接等。與現(xiàn)有技術(shù)先比，本發(fā)明具有如下有益效果(I)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，成品率高；(2)與“超塑成形/擴(kuò)散連接”相比，本發(fā)明提供的制造方法成本降低了 20-50% ；(3)本發(fā)明提供的空心夾層結(jié)構(gòu)無(wú)弱連接區(qū)、產(chǎn)品強(qiáng)度、剛度高。(4)本發(fā)明提供的空心夾層結(jié)構(gòu)的重心位置可控、剛度分部可控。


圖I是本發(fā)明具體實(shí)施方式
一中提供的夾層結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式
一中提供的上面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式
一中提供的下面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式
二中提供的上面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式
二中提供的下面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式
三中提供的上面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本發(fā)明具體實(shí)施方式
三中提供的下面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明具體實(shí)施方式
四中提供的上面板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是本發(fā)明具體實(shí)施方式
四中提供的下面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明提供的空心機(jī)翼的結(jié)構(gòu)示意圖。其中；1001 :夾層結(jié)構(gòu)；1011 :中空腔；1012 :加強(qiáng)筋；1014 :上面板；1015 :下面板；1141 :上面板加強(qiáng)筋；1151 :下面板加強(qiáng)筋；1016 :連接筋；2014 :上面板；2015 :下面板；2141 :上面板加強(qiáng)筋；2151 :下面板加強(qiáng)筋；3014 :上面板；3015 :下面板；3141 :上面板加強(qiáng)筋；3151 :下面板加強(qiáng)筋；4014 :上面板；4015 :下面板；4141 :上面板加強(qiáng)筋；4151 :下面板加強(qiáng)筋；4011 :中空腔；4012 :加強(qiáng)筋；4013 :實(shí)心結(jié)構(gòu)；5011 :中空腔；5012 :加強(qiáng)筋；5014 :上翼板；5015 :下翼板。
具體實(shí)施例方式為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明了，所述實(shí)施例僅僅是幫助理解本發(fā)明，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的具體限制。下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及其制造方法進(jìn)行說(shuō)明。實(shí)施方式一如圖f 3所示，一種空心夾層結(jié)構(gòu)，其中，夾層結(jié)構(gòu)1001內(nèi)部為中空腔1011或由中空腔1011和實(shí)心結(jié)構(gòu)(未示出)組成，為了增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其中空腔1011內(nèi)具有加強(qiáng)筋1012，其中實(shí)心結(jié)構(gòu)用于改變夾層結(jié)構(gòu)1001的結(jié)構(gòu)重心或者為了增強(qiáng)夾層結(jié)構(gòu)1001與其它連接件之間的連接強(qiáng)度在夾層結(jié)構(gòu)1001的連接位置設(shè)置有實(shí)心結(jié)構(gòu)。夾層結(jié)構(gòu)1001包括上面板1014和下面板1015，并且上面板1014和下面板1015之間具有中空腔1011，其中，加強(qiáng)筋1012包括設(shè)置在上面板1014上的上面板加強(qiáng)筋1141，以及設(shè)置在下面板1015上的下面板加強(qiáng)筋1151，其中，上面板加強(qiáng)筋1141和下面板加強(qiáng)筋1151為對(duì)稱設(shè)置。在此實(shí)施方式中，加強(qiáng)筋1012由多個(gè)環(huán)形和/或圓弧形上面板加強(qiáng)筋1141和下面板加強(qiáng)筋1151組成，其中加強(qiáng)筋1012之間在水平方向上設(shè)置有連接筋1016，其中連接筋1016用于進(jìn)一步增強(qiáng)空心夾層結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度。優(yōu)選的，加強(qiáng)筋1012由多個(gè)圓弧形上面板加強(qiáng)筋1141和下面板加強(qiáng)筋1151組成，并且，在上面板加強(qiáng)筋1141之間沿其半徑方向上設(shè)置有連接筋1016，同時(shí)在沿圓弧形下面板加強(qiáng)筋1151的半徑方向上設(shè)置同樣也設(shè)置有連接筋1016，分別設(shè)置上面板加強(qiáng)筋1141之間和下面板加強(qiáng)筋1151之間的連接筋1016均是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。實(shí)施方式二
如圖4、圖5所示，在此實(shí)施方式中，除加強(qiáng)筋2012的具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式一不相同外其它結(jié)構(gòu)均與實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)類似，在此實(shí)施方式中，加強(qiáng)筋2012由多條相互平行的上面板加強(qiáng)筋2141和下面板加強(qiáng)筋2151組成，優(yōu)選的，由相互平行的上面板加強(qiáng)筋2141和下面板加強(qiáng)筋2151組成的各個(gè)加強(qiáng)筋2012之間的距離相等，此種結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)筋2012其生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，便于加工生產(chǎn)。實(shí)施方式三如圖6、圖7所示，在此實(shí)施方式中，除加強(qiáng)筋3012的具體結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式一不相同外其它結(jié)構(gòu)均與實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)類似，在此實(shí)施方式中，加強(qiáng)筋3012是由多條上面板加強(qiáng)筋3141和下面板加強(qiáng)筋3151組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元為三角形、梯形或矩形以及它們的組合，優(yōu)選的由加強(qiáng)筋3012組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元為矩形。實(shí)施方式四如圖8、圖9所示，在此實(shí)施方式中，上面板4014和下面板4015之間部分是實(shí)心結(jié) 構(gòu)4013，部分是由加強(qiáng)筋4012連接形成的中空腔4011，其中，中空腔4011內(nèi)的加強(qiáng)筋4012可以為上述實(shí)施方式中任一實(shí)施方式所述的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)，此實(shí)施方式中，實(shí)心結(jié)構(gòu)4013用于設(shè)置夾層結(jié)構(gòu)的連接部，或通過(guò)將實(shí)心結(jié)構(gòu)設(shè)置在夾層結(jié)構(gòu)的不同位置來(lái)改變夾層結(jié)構(gòu)的重心。實(shí)施方式五在以上實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，在夾層結(jié)構(gòu)工作過(guò)程中由于各個(gè)位置的受力強(qiáng)度不同，所以各個(gè)位置的剛度要求也不相同，因此，在剛度要求大的位置的加強(qiáng)筋之間設(shè)置有輔助加強(qiáng)筋(未示出)，輔助加強(qiáng)筋用于進(jìn)一步增強(qiáng)夾層空心結(jié)構(gòu)的工作強(qiáng)度；由于只是在部分位置設(shè)置有輔助加強(qiáng)筋，在增加了夾層結(jié)構(gòu)的剛度的同時(shí)對(duì)其自身影響不大?？招膴A層結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)筋的形狀并不僅限于以上實(shí)施方式中提到的幾種形狀，同樣也可以采用以上形狀的變形，或者他們之間的組合，同時(shí)夾層結(jié)構(gòu)的層數(shù)也不止為兩層，也可以為兩層以上面板之間的組合，并且面板之間均具有中空腔，中空腔之間具有加強(qiáng)筋連接。本發(fā)明還提供了以上實(shí)施方式的加工方法，雖然以上實(shí)施方式中空心夾層結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)略有不同，但是其加工方法是一致，其具體的加工方式如下所述，一種空心夾層結(jié)構(gòu)的制造方法，包括，步驟A :首先將兩塊板材按設(shè)計(jì)要求加工出上面板和下面板的坯板，此步驟加工的坯板為平板結(jié)構(gòu)，為了方便其進(jìn)行下一步的加工不需要對(duì)其外部輪廓進(jìn)行加工；步驟B :根據(jù)加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)形狀，通過(guò)機(jī)加工分別在所述上面板和下面板的坯板上加工出上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋。在此步驟中，加強(qiáng)筋可以由圓弧形上面板加強(qiáng)筋和圓弧形下面板加強(qiáng)筋組成，多條平行的上面板加強(qiáng)筋和多條平行的下面板加強(qiáng)筋，或者網(wǎng)狀的上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋以及它們的組合組成的結(jié)構(gòu)。步驟C :將步驟B中加工有上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋的上面板和下面板坯板相互扣合，在扣合過(guò)程中必須保證相對(duì)應(yīng)的上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋必須相互對(duì)齊，然后通過(guò)整體擴(kuò)散連接對(duì)其上面板和下面板進(jìn)行焊接。在此步驟中，上面板和下面板的整體結(jié)構(gòu)為平板結(jié)構(gòu)，在擴(kuò)散連接過(guò)程中，由于它們依然是平板結(jié)構(gòu)，使它們?cè)跀U(kuò)散連接過(guò)程中更加方便，擴(kuò)散連接的強(qiáng)度更強(qiáng)。步驟D :通過(guò)機(jī)加工對(duì)焊接在一起的上面板和下面板的外部輪廓進(jìn)行加工；步驟E :按設(shè)計(jì)精度對(duì)上面板和下面板進(jìn)行精加工。如圖10所示，為了進(jìn)一步對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)行說(shuō)明本申請(qǐng)還提供了一種具有本申請(qǐng)?zhí)峒暗目招膴A層結(jié)構(gòu)的機(jī)翼，為了與其它部件連接并增加其連接強(qiáng)度，上翼板5014和下翼板5015之間具實(shí)心部分，其實(shí)心部分設(shè)置有連接接頭，連接接頭用于機(jī)翼與其他組件相連接；為了減輕機(jī)翼的質(zhì)量，上翼板5014和下翼板5015之間還具有中空腔5011，并且在中空腔內(nèi)設(shè)置有翼板加強(qiáng)筋5012來(lái)增強(qiáng)機(jī)翼的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，其中翼板加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)同上述任一實(shí)施方式中的加強(qiáng)筋的結(jié)構(gòu)相同，同時(shí)為了進(jìn)一步的增強(qiáng)加強(qiáng)筋的支撐強(qiáng)度可以在翼板加強(qiáng)筋之間設(shè)置連接筋，因?yàn)闄C(jī)翼在工作過(guò)程中各個(gè)位置的受力強(qiáng)度不同，同樣也可以在其受力強(qiáng)度大的位置增加輔助加強(qiáng)筋來(lái)增加機(jī)翼的強(qiáng)度；當(dāng)然也可以在不同的位置設(shè)置實(shí)心結(jié)構(gòu)來(lái)改變機(jī)翼的重心；由于機(jī)翼工作狀態(tài)要求，機(jī)翼需要低密度高強(qiáng)度的材料制成，在本發(fā)明 中機(jī)翼采用鈦合金材料制成，當(dāng)然其組成材料并不僅限于此，也可以采用等效的低密度高強(qiáng)度材料制成。機(jī)翼的制造過(guò)程包括以下步驟步驟A :首先將兩塊板材按設(shè)計(jì)要求加工出上翼板和下翼板的坯板，此步驟加工的坯板為平板結(jié)構(gòu)，為了方便其進(jìn)行下一步的加工不需要對(duì)其外部輪廓進(jìn)行加工；步驟B :根據(jù)翼板加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)形狀，通過(guò)機(jī)加工分別在所述上翼板和下翼板的坯板上加工出上翼板加強(qiáng)筋和下翼板加強(qiáng)筋。在此步驟中，翼板加強(qiáng)筋可以由圓弧形上翼板加強(qiáng)筋和圓弧形下翼板加強(qiáng)筋組成，多條平行的上翼板加強(qiáng)筋和多條平行的下翼板加強(qiáng)筋，或者網(wǎng)狀的上翼板加強(qiáng)筋和下翼板加強(qiáng)筋以及它們的組合組成的結(jié)構(gòu)。步驟C :將步驟B中加工有上翼板加強(qiáng)筋和下翼板加強(qiáng)筋的上翼板和下翼板坯板相互扣合，在扣合過(guò)程中必須保證相對(duì)應(yīng)的上翼板加強(qiáng)筋和下翼板加強(qiáng)筋必須相互對(duì)齊，然后通過(guò)整體擴(kuò)散連接對(duì)其上翼板和下翼板進(jìn)行焊接。在此步驟中，上翼板和下翼板的整體結(jié)構(gòu)為平板結(jié)構(gòu)，在擴(kuò)散連接過(guò)程中，由于它們依然是平板結(jié)構(gòu)，使它們?cè)跀U(kuò)散連接過(guò)程中更加方便，擴(kuò)散連接的強(qiáng)度更強(qiáng)。步驟D :通過(guò)機(jī)加工對(duì)焊接在一起的上翼板和下翼板的外部輪廓進(jìn)行加工；步驟E :按設(shè)計(jì)精度對(duì)機(jī)翼進(jìn)行精加工。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和制造方法，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)的結(jié)構(gòu)和制造方法，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)和方法才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)部為中空腔、或該夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)部由中空腔和實(shí)心結(jié)構(gòu)組成；所述中空腔內(nèi)具有加強(qiáng)筋。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述夾層結(jié)構(gòu)包括上面板和下面板，所述上面板和下面板之間具有中空腔，所述加強(qiáng)筋包括設(shè)置在上面板上的上面板加強(qiáng)筋，以及設(shè)置在下面板上的下面板加強(qiáng)筋。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋為一一對(duì)稱設(shè)置，并且所述上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋均與其各自所在的平面垂直。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)筋由環(huán)形和/或圓弧形上面板加強(qiáng)筋和環(huán)形和/或圓弧形下面板加強(qiáng)筋組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)筋之間在水平方向上設(shè)置連接筋，所述連接筋用于增強(qiáng)加強(qiáng)筋的支撐強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)筋由多條相互平行的上面板加強(qiáng)筋和多條相互平行的下面板加強(qiáng)筋組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述加強(qiáng)筋是由多條上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)單元為三角形、梯形或矩形以及它們的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上面板和下面板之間部分是實(shí)心結(jié)構(gòu)，部分是由加強(qiáng)筋連接形成的中空腔，所述實(shí)心結(jié)構(gòu)用于設(shè)置所述夾層結(jié)構(gòu)的連接部，或通過(guò)將實(shí)心結(jié)構(gòu)設(shè)置在的不同位置來(lái)改變夾層結(jié)構(gòu)的重心。
9.根據(jù)權(quán)利要求rs中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的空心夾層結(jié)構(gòu)，其特征在于，部分加強(qiáng)筋之間設(shè)置有輔助加強(qiáng)筋，所述輔助加強(qiáng)筋用于進(jìn)一步增強(qiáng)所述夾層結(jié)構(gòu)的工作強(qiáng)度。
10.一種空心夾層結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于，包括， 步驟A :首先將兩塊板材按設(shè)計(jì)要求加工出上面板和下面板的坯板，此步驟加工的坯板為平板結(jié)構(gòu)，為了方便其進(jìn)行下一步的加工不需要對(duì)其外部輪廓進(jìn)行加工； 步驟B :根據(jù)加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)形狀，通過(guò)機(jī)加工分別在所述上面板和下面板的坯板上加工出上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋； 步驟C :將步驟B中加工有上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋的上面板和下面板坯板相互扣合，在扣合過(guò)程中保證相對(duì)應(yīng)的上面板加強(qiáng)筋和下面板加強(qiáng)筋必須相互對(duì)齊，然后通過(guò)整體擴(kuò)散連接對(duì)其上面板和下面板進(jìn)行焊接。
步驟D :通過(guò)機(jī)加工對(duì)焊接在一起的上面板和下面板的外部輪廓進(jìn)行加工； 步驟E :按設(shè)計(jì)精度對(duì)空心夾層結(jié)構(gòu)的外部輪廓進(jìn)行精加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種空心夾層結(jié)構(gòu)及其制造方法，其中，所述夾層結(jié)構(gòu)內(nèi)部為中空腔或由中空腔和實(shí)心結(jié)構(gòu)組成，所述中空腔內(nèi)具有加強(qiáng)筋，所述夾層結(jié)構(gòu)的上面板和下面板之間具有中空腔，所述加強(qiáng)筋包括設(shè)置在上面板上的上面板加強(qiáng)筋，以及設(shè)置在下面板上的下面板加強(qiáng)筋，本發(fā)明在空心夾層結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過(guò)程中分別對(duì)上面板和下面板的內(nèi)部的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，然后再進(jìn)行擴(kuò)散焊接，最后對(duì)其外部輪廓進(jìn)行加工完成對(duì)空心夾層結(jié)構(gòu)的制造，可以簡(jiǎn)化夾層結(jié)構(gòu)的工藝過(guò)程，提高其成品率，降低其生產(chǎn)成本，并且表面質(zhì)量好，無(wú)弱連接，產(chǎn)品的重心可調(diào)，可以增加局部位置的剛度，在增加產(chǎn)品強(qiáng)度和剛度的同時(shí)不影響產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B64C1/00GK102774491SQ201210269299
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者吳維貴, 楊建國(guó) 申請(qǐng)人:北京智創(chuàng)聯(lián)合科技有限公司