【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于蜂窝板加工，具体涉及一种薄壁金属蜂窝芯加工方法及装置。
技术介绍
1、随着航空、航天、汽车等的发展，对材料性能提出的要求越来越高，对结构重量性能的要求越来越敏感。蜂窝板因其轻质、隔音隔热、耐冲击等优点而得到广泛应用。当前市场上的蜂窝夹层结构是由两块较薄的面板和中间一层厚而轻的蜂窝芯组成，蜂窝芯是蜂窝夹层结构的核心部件，蜂窝芯的性能直接影响蜂窝夹层结构的性能，成型法加工蜂窝芯首先是将金属薄板辊压或冲压成半蜂窝芯即瓦楞板，再将瓦楞板通过胶结或者焊接的方式连接成蜂窝芯，胶结成型法制成的蜂窝芯，尺寸比较精确，但连接的蜂窝芯强度不高，不能用于300℃以上环境中，生产效率低。采用焊接方式将瓦楞板连接成蜂窝芯，焊接过程中产生的高温会使瓦楞板局部材料性能发生变化，焊接时瓦楞板受热不均匀会使瓦楞板产生翘曲、扭曲等变形，另外焊接工艺需要专业的设备和技术人员工艺复杂且成本高。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种薄壁金属蜂窝芯加工方法及装置，提出新的蜂窝芯制造方法，有效规避了焊接连接、胶接瓦楞板时产生的缺陷。
2、能够实现薄壁金属蜂窝芯的加工制造，不增加连接辅助件、连接强度大、生产效率高符合轻量化设计要求，可制备出高强度的薄壁蜂窝芯材料，提高经济性和生产效率，适合规模化自动化生产。
3、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
4、一种薄壁金属蜂窝芯加工方法，包括金属薄板成型和瓦楞板装配两道工序：
5、s1、根据金属蜂窝芯的结
6、其中一种截面用于加工子铆接结构，另一种截面用于加工母铆接结构；
7、根据金属蜂窝芯的结构尺寸加工上挤压模具和下挤压模具；上挤压模具相对下挤压模具的一侧设有若干弹性垫；
8、s2、将金属薄板至于成型模具之间；驱动成型模具运动，金属薄板产生塑性折弯变形，在金属薄板表面分别制备出若干子铆接结构和若干母铆接结构；
9、s3、将已成型的两块瓦楞板进行拼接组装，使子铆接结构与母铆接结构套合，而后放置在上挤压模具和下挤压模具之间；
10、驱动挤压模具相向运动，弹性垫先与金属薄板相接触起到压边作用；随着进一步挤压，瓦楞板之间相套合的预制子铆接结构与母铆接结构产生塑性变形，径向膨胀形成互锁，瓦楞板连接过程结束，得到成型的拼接结构；
11、s4、将第三块瓦楞板连接在s3已成型的拼接结构上，使用上挤压模具和下挤压模具进行挤压，完成互锁；
12、并逐个添加瓦楞板并拼接，实现薄壁蜂窝芯的制备。
13、本专利技术还公开了实现所述加工方法的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，包括成型模具和挤压模具；
14、成型模具截面呈等腰梯形波浪结构，所述成型模具具有两种不同截面，两种不同截面在成型模具表面上等距交替排列；
15、成型模具包括成型上模具和成型下模具；
16、第一种截面用于在金属件上加工出子铆接结构，具体为：在成型上模具的成型面上均预制有第一凹坑结构，成型下模具的成型面上均预制有第一凸起结构，第一凹坑结构与第一凸起结构相对；
17、第二种截面用于在金属件上加工出母铆接结构，具体为：在成型上模具的成型面上均预制有第二凸起结构，成型下模具的成型面上均预制有第二凹坑结构，第二凸起结构与第二凹坑结构相对；
18、子铆接结构与母铆接结构能够嵌套；
19、挤压模具包括上挤压模具和下挤压模具，在上挤压模具和下挤压模具相对的一面上均设有弹性垫；
20、挤压模具具有两种不同截面，两种不同截面在成型模具表面上等距交替排列；两种不同截面用于适配成型模具成型后的两种瓦楞板的不同截面。
21、进一步，挤压成型时，相对母铆接结构的弹性垫预制为带有通孔的垫片，所设通孔与母铆接结构位置对应，通孔直径为母铆接结构直径的1.5倍。
22、进一步，第一凹坑结构或第二凹坑结构截面成m形，第一凸起结构或第二凸起结构截面成n形。
23、进一步，相对的凹坑结构与凸起结构的端面均预制有相对顶的锥形，使金属薄板待连接表面上的子铆接结构和母铆接结构端部出现中间薄边缘厚的分布特征。
24、进一步，子铆接结构和母铆接结构端部的中间区域最小厚度e为金属薄板厚度的0.5倍。
25、进一步，第一凹坑结构、第一凸起结构、第二凹坑结构、第二凸起结构直径至少为3倍的金属薄板厚度。
26、进一步，瓦楞板待连接表面上子铆接结构和母铆接结构间距l大于3倍的母铆接结构直径。
27、进一步，母铆接结构的内径为a，子铆接结构的外径为b，母铆接结构的内深为c，子铆接结构的高度为d，金属薄板厚度为s，其中a≥b≥3s、c≥d≥s，使得两块金属薄板待连接表面上的子铆接结构和母铆接结构能够实现嵌套组装。
28、进一步，弹性垫为聚氨酯橡胶。
29、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
30、本专利技术公开的一种薄壁金属蜂窝芯加工方法，制备过程分为金属薄板成型和瓦楞板装配两步。装置包括成型模具、挤压模具。首先将金属薄板放置于成型模具之间，成型上下模对应表面加工有相对应的凹坑和凸起结构，在压力机的驱动下成型上模下行完成半蜂窝芯即瓦楞板的冷压折弯，同时在瓦楞板待连接面加工出凹形和凸形结构。将两片瓦楞板匹配组合进行连接冲压，在压力作用下凹形和凸形结构发生塑性变形，相互挤压，两瓦楞板材料相互镶嵌，形成互锁结构。通过重复上述步骤完成蜂窝芯制造。
31、本专利技术公开的薄壁金属蜂窝芯加工方法相较于焊接成型温度低，对材料性能影响小，相较于胶接应用环境不受限制，加工速度快。本专利技术生产设备相对简单，成本较低，连接速度快，在批量生产过程中，可以实现快速连接，减少生产时间。
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1.一种薄壁金属蜂窝芯加工方法，其特征在于，包括金属薄板成型和瓦楞板装配两道工序：
2.实现权利要求1所述加工方法的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，包括成型模具和挤压模具；
3.根据权利要求2所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，挤压成型时，相对母铆接结构(22)的弹性垫(5)预制为带有通孔的垫片，所设通孔与母铆接结构(22)位置对应，通孔直径为母铆接结构(22)直径的1.5倍。
4.根据权利要求2所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，第一凹坑结构(11)或第二凹坑结构(32)截面成M形，第一凸起结构(31)或第二凸起结构(12)截面成n形。
5.根据权利要求4所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，相对的凹坑结构与凸起结构的端面均预制有相对顶的锥形，使金属薄板(2)待连接表面上的子铆接结构(21)和母铆接结构(22)端部出现中间薄边缘厚的分布特征。
6.根据权利要求5所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，子铆接结构(21)和母铆接结构(22)端部的中间区域最小厚度e为金属薄板厚度的
7.根据权利要求2所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，第一凹坑结构(11)、第一凸起结构(31)、第二凹坑结构(32)、第二凸起结构(12)结构直径至少为3倍的金属薄板(2)厚度。
8.根据权利要求2所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，瓦楞板待连接表面上子铆接结构(21)和母铆接结构(22)间距L大于3倍的母铆接结构(22)直径。
9.根据权利要求2所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，母铆接结构(22)的内径为a，子铆接结构(21)的外径为b，母铆接结构(22)的内深为c，子铆接结构(21)的高度为d，金属薄板厚度为s，其中a≥b≥3s、c≥d≥s，使得两块金属薄板(2)待连接表面上的子铆接结构(21)和母铆接结构(22)能够实现嵌套组装。
10.根据权利要求2所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，弹性垫(5)为聚氨酯橡胶。
...【技术特征摘要】
1.一种薄壁金属蜂窝芯加工方法，其特征在于，包括金属薄板成型和瓦楞板装配两道工序：
2.实现权利要求1所述加工方法的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，包括成型模具和挤压模具；
3.根据权利要求2所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，挤压成型时，相对母铆接结构(22)的弹性垫(5)预制为带有通孔的垫片，所设通孔与母铆接结构(22)位置对应，通孔直径为母铆接结构(22)直径的1.5倍。
4.根据权利要求2所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，第一凹坑结构(11)或第二凹坑结构(32)截面成m形，第一凸起结构(31)或第二凸起结构(12)截面成n形。
5.根据权利要求4所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于，相对的凹坑结构与凸起结构的端面均预制有相对顶的锥形，使金属薄板(2)待连接表面上的子铆接结构(21)和母铆接结构(22)端部出现中间薄边缘厚的分布特征。
6.根据权利要求5所述的一种薄壁金属蜂窝芯加工装置，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：王朋义，张龙，党世豪，王振，楚晓钰，吕浩，陈海涵，张远琎，葛书涵，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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