[发明专利]钻孔工具

说明书

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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一个孔基本轴向对齐且具有该所述至少一个孔的至少直径的至少一个孔。

有利地，加热毯限定基本与钻具夹具所限定的所述至少一个孔基本轴向对齐且具有该所述至少一个孔的至少直径的至少一个孔。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工具，且其中在第一和第二结构性构件之间放置一层液体衬垫。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一层液体衬垫。该方法包括：提供包括钻具夹具的钻孔工具，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一部分；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