钻孔工具制造技术

本发明专利技术提供用于通过第一和第二结构性构件钻孔的工具，其中在第一和第二结构性构件之间放置有一层液体衬垫。该工具包括具有限定在结构性构件内的待钻孔的位置的洞的钻具夹具以及被联接到钻具夹具的底表面的至少一部分的加热毯，所述工具被联接到所述结构性构件中处于接近液体衬垫的区域内的一个。还提供了在第一和第二结构性构件中钻孔的方法，其中在所述第一和第二结构性构件之间放置有一层液体衬垫，所述钻具夹具被联接到覆盖所述钻具夹具的底表面的至少一部分的加热毯，从而将所述工具联接到所述结构性构件中处于接近所述液体衬垫的区域内的一个，从而激活所述加热毯以便使得所述液体衬垫的温度升高超过固化温度一预定时段，通过所述钻具夹具内的所述孔向所述结构性构件和所述液体衬垫内钻孔。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于液体衬垫的钻孔工具并且更具体地涉及有助于液体衬垫的高温固化以及钻具夹具这两种功能的钻孔工具。
技术介绍
通常通过穿过结构性构件钻孔并使用螺栓或其他这样的紧固装置将构件紧固在一起从而将例如用于航天工业中的复合材料结构的结构性构件结合在一起。为了确保正确地钻孔以及合适的装配，通常需要结构性构件之间的界面尽可能紧密/紧配合。不过，由于零件尺寸、形状和公差的原因，通常在这样的结构性构件之间存在空隙或间隙。液体衬垫能够被用于减少或消除在这种结构性构件之间的空隙或间隙，以便能够 精确地钻孔并且当施加孔时结构性构件之间的界面是紧密的。液体衬垫通常是粘稠树脂。常见液体衬垫的示例包括具有高压缩强度的环氧树脂材料。当两个结构性构件之间存在空隙或间隙时，足量的液体衬垫被施加到结构性构件之间以便填充空隙或间隙，并固化给定时间以便固化成硬化材料。液体衬垫可以在室温固化或在高温固化。施加热会大程度地加快固化过程。随后，穿过结构构件和液体衬垫钻孔以便允许应用紧固装置。在利用液体衬垫时在结构性构件中的当前钻孔方法通常需要大量时间、大量步骤和大量工具，并且需要大量人力来施加和去除工具。例如，在典型方法中，首先在结构性构件之间施加液体衬垫，并且专用固化工具被施加到结构性构件以便固化液体衬垫。之后在开始钻孔过程之前需要去除固化工具。一旦被去除，则例如钻具夹具的钻孔工具可以被应用以便穿过结构性构件和液体衬垫来钻孔。因此，当利用液体衬垫时当前钻孔方法是低效的。
技术实现思路
因此，在本公开的第一方面，提供了在利用液体衬垫的结构性构件中钻孔的工具，其能够在不从结构性构件去除工具的情况下既固化液体衬垫又钻孔。该工具包括限定至少一个孔的钻具夹具(drill jig)以及被联接到钻具夹具的底表面的至少一部分的加热毯。加热毯可以限定基本与钻具夹具所限定的所述至少ー个孔基本轴向对齐且具有该所述至少ー个孔的至少直径的至少ー个孔。有利地，加热毯限定基本与钻具夹具所限定的所述至少ー个孔基本轴向对齐且具有该所述至少ー个孔的至少直径的至少ー个孔。有利地，加热毯被连接到在钻具夹具的底表面内形成的凹槽以致加热毯的底表面与钻具夹具的底表面齐平。有利地，工具包括被置于钻具夹具和加热毯之间的隔绝层。有利地，钻具夹具由选自由金属、塑料或橡胶构成的组中的材料。有利地，加热毯包括包围缠绕阻丝网格的橡胶垫。有利地，加热毯被构造成向液体衬垫成提供至少大约华氏140度的温度。在本公开的另一方面，提供用于穿过第一结构性构件和第二结构性构件钻孔的エ具，且其中在第一和第二结构性构件之间放置ー层液体衬垫。该工具包括具有限定待钻孔的位置的洞的钻具夹具以及被联接到钻具夹具的底表面的一部分的加热毯。加热毯可以具有基本与钻具夹具中的洞轴向对齐且具有该洞的至少直径的洞。通过将工具联接到接近液体衬垫区域的一个结构性构件以致加热毯邻近该结构性构件来使用该工具。有利地，加热毯具有基本与钻具夹具所限定的洞轴向对齐且具有该洞的至少直径的洞。有利地，加热毯被联接到在钻具夹具的底表面内形成的凹槽以致加热毯的底表面与钻具夹具的底表面齐平。有利地，该工具还包括被置于钻具夹具和加热毯之间的隔绝层。有利地，钻具夹具由选自由金属、塑料或橡胶构成的组中的材料。有利地，加热毯包括包围缠绕阻丝网格的橡胶垫。有利地，加热毯被构造成向液体衬垫成提供至少大约华氏140度的温度。在本公开的另一方面，提供在第一和第二结构性构件内钻孔的方法，且其中在第一和第二结构性构件之间放置有ー层液体衬垫。该方法包括提供包括钻具夹具的钻孔エ具，其中钻具夹具限定与加热毯联接的孔，该加热毯被联接到钻具夹具的底表面的至少ー部分；将钻孔工具联接到在接近液体衬垫的区域内的一个结构性构件；激活加热毯以便使 得液体衬垫的温度升高超过固化温度；等待液体衬垫固化；钻孔，通过钻孔夹具和加热毯内的孔进入并穿过第一结构性构件、第二结构性构件和固化的液体衬垫；以及从结构性构件去除工具。有利地，在该方法中，加热毯限定基本与钻具夹具所限定的孔轴向对齐且具有该孔的至少直径的孔。有利地，该方法还包括从所述结构性构件去除所述工具。有利地，在该方法中，液体衬垫的温度被升高到大约华氏140度。有利地，在该方法中，加热毯被联接到在钻具夹具的底表面内形成的凹槽以致加热毯的底表面与钻具夹具的底表面齐平。有利地，该方法包括将隔绝层置于钻具夹具和加热毯之间。当结合附图考虑优选实施例的详细说明时将显而易见到其他目的、特征和优点。附图说明图I是利用钻孔工具来钻孔并固化液体衬垫的步骤的图示。图2A是示出了在被应用到待结合的结构之前钻孔工具的等轴视图的图示。图2B是示出了沿图2A中的2B-2B截取的横截面的图示。图3A是示出了被应用到待结合的结构的钻孔工具的等轴视图的图示。图3B是示出了沿图3A中的3B-3B截取的横截面的图示。图4A是示出了在被应用到待结合的结构之前钻孔工具的等轴视图的图示，其示出了正被钻入到结构内的孔。图4B是示出了沿图4A中的4B-4B截取的横截面的图示。图5A是示出了在从待结合的结构去除之前钻孔工具的等轴视图的图示，其示出了被钻入到结构内的孔。图5B是示出了沿图5A中的5B-5B截取的横截面的图示。图6A是示出了使用根据本公开的教导所形成的孔内所固定的紧固件将第一和第ニ结构结合在一起的等轴视图的图示。图6B是示出了沿图6A中的6B-6B截取的横截面的图示。图7A是示出了钻孔工具的第一实施例的等轴视图的图示，其被描绘为底侧面向上。图7B是示出了钻孔工具的第二实施例的立体图的图示，其具有用于加热毯的凹槽，且被描绘为底侧面向上。图7C是示出了钻孔工具的第三实施例的立体图的图示，其具有用于加热毯和在加热毯和钻具夹具之间的隔绝材料层的凹槽，且被描绘为底侧面向上。现在将參考附图，其中不同附图中的类似元件具有相同附图标记。具体实施例方式本公开提供用干与液体衬垫一起使用的钻孔工具以及使用该钻孔工具的方法。钻孔工具包括钻具夹具，其具有指示待钻孔的位置的钻取对齐孔；以及所附加热毯，其覆盖钻具夹具底表面的至少一部分。加热毯还可以具有与钻具夹具内的孔对应且轴向对齐的·孔。工具通过起到固化工具和钻具夹具双重作用来提供制造时间和成本的效率，并且省去了分离固化工具的需要并省去了与使用単独的固化工具有关的时间和劳力。此外，因为这个单个工具能够用作双重作用，所以在固化和钻孔期间提供了更便携的工具。现在參考图1，示出并描述了利用钻孔工具来在高温钻孔并固化液体衬垫的方法。还将參考图2A-6B，其示出了利用钻孔工具的示例性设施，并且还參考图7A-7C，其示出了钻孔工具的多个附加实施例。在步骤102，并且參考图2A和图2B，提供第一结构202、第二结构204和ー层液体衬垫216。第一结构202和第二结构204包括要通过螺栓或需要钻孔的其他紧固方法被连结在一起的组件。在这样的组件中，在第一结构202和第二结构204之间会存在不期望的空隙或间隙。为了填充这样的空隙，可以使用液体衬垫216。典型的液体衬垫216由具有高的压缩强度的环氧基材料构成。这样的液体衬垫216通常用于填充一定厚度以下的空隙。适用于碳复合材料的一个商业可用的液体衬垫的示例是从加利福尼亚Bay Point的HysolCorporation 口ぶ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于钻孔的工具（206），包括：限定至少一个孔（212）的钻具夹具（208）；以及与所述钻具夹具（208）的底表面（218）的至少一部分联接的加热毯（210）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H·M·欧文斯，S·A·施陶德，M·W·马林诺夫斯基，E·斯波瑞克，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：