专利名称：一种带孔/柱曲面的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种曲面，尤其涉及一种带孔/柱曲面。
背景技术：
现有技术中对于曲面类产品，一般由如下方法加工而成。对金属类产品，采用的有型模铸造法，型模冲压法，型模电脉冲成型法，型模仿真加工法，型模电铸法以及数控加工直接成型法等几大类。而对于非金属类产品则采用的有，模具注造成型法，模具涂布成型法，模具正、负压吹、吸成型法，模具仿真加工法，以及数控加工直接成型法等几大类。
而上述所有加工工艺方法中，均存在着下述不足如对生产曲面产品所需要的工装模具相对比较复杂，加工难度大，加工成本高。另外，一种模具基本上只能生产一种固定曲面要求的产品，特别是对于那种需要在曲面上加工有多种较高精度型孔/柱要求，并具有特定的多指向性要求的型孔/柱时，现有的模具技术因构件上的原因，不是难于实现就是即使可能实现也会因成本太高、太复杂和故障率太高而难于产业化。而特别是对于那种既需要在曲面上加工有多种高孔径要求的型孔/柱，而又要求这些孔/柱必须具备以球心或指定方向为方位指向特性时，现有的模具技术更是难于达到上述要求，更不必说要在确保上述孔柱的指向性特征基础上，还要求产品具有曲面的连续可变特性。
目前，加工带有孔的曲面有两种方法步骤，即一种是在已经成型的曲面上直接钻或冲孔来实现，另一种是预先在制作曲面的原胚上开孔，然后再把开好孔的原胚加工成曲面。在已经成型的曲面上加工出通孔，一般需要专用的钻孔工具或冲孔方法来实现，但对于较薄材料的曲面，其牢固度大多抵不住孔加工的强大外力，极易损坏成型的曲面，次品率极高，而且成本也较高，难于产业化，因而此方法不适用于这种薄型材料的曲面。而采用第二种方法，即预先在平面材料上开好通孔，再把该材料模压成曲面，这时通孔就会在模压过程中形变，其孔的柱度就会变形，而且孔径大小也会发生变化，尤其对于具有多个孔的曲面或者对于较厚的材料时，用这种方法加工而成的带孔曲面，其型孔的大小精确度不高。例如一种用于显微镜中的多点LED冷光源，因其LED光源所在的孔指向性不一致，就难于集光，因而就达不到理想的技术指标；现有战术照明LED冷光源，因无法同时实现聚光与扩散的双重功能，而需要更换整个照明头的方法来实现聚光与扩散的双重功能，这样既不合理又比较麻烦。所以，对于一些要求型孔具有特定的多指向性且型孔大小具有一定精确度的产品，及以上这些产品都无法使用现有的技术来实现。带有柱的曲面产品与上述带有孔的曲面类似，对于一些要求柱具有特定的多指向且直径大小具有一定精确度的产品，以上这些产品都无法使用现有的技术来实现。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种带孔/柱的曲面，可以比较简单地实现孔/柱具有多指向且型孔大小均具有一定精确度。
本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案为一种带孔/柱曲面，所述的曲面包括一用常规平面加工法加工而成的平面状基板，在平面的基板上有用常规平面加工法加工的开孔或立柱，同时在所述基板上开有一种在基板边缘开口的贯通整个基板厚度的通透式窄槽，并且在基板的一面或二面上设有一种厚度仅为基板部分厚度的可变形断面，所述可变形断面以及通透式窄槽将基板划分为各个小块；通过改变对基板上不同部位作用力的大小和方向，使基板沿可变形断面弯曲，可以获得从平面到曲面的连续可变曲面。
在所述的基板孔/柱部位周围设有保护圈，它可以是封闭的圆形、方形或由任意曲线围成。
所述的可变形断面，可以是保护圈部位以外的整个凹面；相应地，整个凹面构成基板的各个小块。
所述的可变形断面，它可以是一条在基板上作出线状的凹面沟槽。
所述的可变形断面，它可以是断续通透方式。
所述的可变形断面，呈向心环状分布。
所述的通透式窄槽，它可以是直线状的、折线状的、弧线状的和曲线状的。
所述的通透式窄槽，可以是以单一指向端为特征的纯辐射式排列。
所述的通透式窄槽，可以是以中间指向端为基端，在作首轮辐射分解状态下，再次在每一首轮辐射区域内作出次辐射基端，并以次辐射端为基点，作出次一轮的辐射分解划分，所述的通透式窄槽呈再辐射式排列。
与现有技术相比，由于本带孔/柱曲面，是所型成的曲面均由小块平面组成，因此在以小块平面为基准加工而成的孔/柱或以小块平面为基准安装的物体其必然具有该曲面所特定的指向性。如果在每一个小平面上装上一束光源，那么这束光源必定按该曲面的指向来完成对光源的传送目的。
本实用新型一种带孔/柱曲面，是所型成的曲面均由小块平面组合而成，将这个特性用于射频技术在射频技术领域每一射频频率传输均需要有一特定的凹曲面来完成它的最佳传输方式，而本实用新型的加工技术，可以方便地获得所需要的不同的线性或非线性的曲面，在同一曲面体中，只要改变相对复合点支承力的距离，在一定范围内，便可以获得不同频谱特性需要的曲面。
由于本带孔/柱曲面特征在于基板平面上具有所需加工的孔/柱外，基板上必须开有一种边缘开口并具有一定指向性的贯通整个基板厚度的通透式窄槽，以及厚度仅为基板厚度数分之一的相向性可变形断面为主要加工手段，因此在从平面到曲面的形成过程中其本身就是一个可变的过程。利用这个特性加上相对一端的固定技术，通过改变另一固定端的作用力的大小和方向，可以获得从平面到曲面的连续可变特性。直观的形容如果在这每一小平面上安装上一束射性光源后，连续的地改变固定端与相对固定端的力的大小和方向，即不断改变其曲率半径，即可获得束光源由散射到聚焦的转变，同理在射频领域也一样有效。
本实用新型就是在解决可变曲面加工技术的同时，方便地实现了需要在曲面上设置有整形孔或柱，并具有指向性特征的孔的加工，使二者实现完美的结合的技术。
本实用新型是一种通过沟槽及厚度仅为基板部分厚度的相向性可变形断面来实施的由平面到曲面的转变过程，由于这一方法可以通过平面方法来实施加工，因此特别简单便捷。
图1为本发明实施例一圆形曲面的辐射分解划分结构示意图；图2为本发明实施例一圆形曲面的可变形断面结构示意图；图3为本发明实施例一圆形曲面的通透式窄槽结构示意图；图4为本发明实施例一圆形曲面的通透式窄槽与可变形断面复合状态的结构示意图；图5为本发明实施例一带孔圆形曲面的通透式窄槽与可变形断面复合状态的结构示意图；图6是图2的A-A向剖视图；图7是图3的B-B向剖视图；图8是图4的I部放大图；图9为本实用新型实施例一向一侧状态的结构示意图；图10为本实用新型实施例一向另一侧状态的结构示意图；图11为本实用新型实施例二方形曲面的分解划分结构示意图；图12为本实用新型实施例二方形曲面的可变形断面结构示意图；图13为本实用新型实施例二方形曲面的通透式窄槽结构示意图；图14为本实用新型实施例二方形曲面的通透式窄槽与可变形断面复合状态的结构示意图；
图15为本实用新型实施例二带孔方形曲面的通透式窄槽与可变形断面复合状态的结构示意图；图16是图15的C-C向剖视图；图17是图14的II部放大图。
具体实施例以下结合实施例对本实用新型作进一步详细描述。
本实用新型所采用的基本理念为，如果将任一曲面表面，切割成很多小块后每一小块即可视为一个平面，同理如果将每一小块平面用一具有柔性特征的线状物体相连接后进行弯曲，那么这块由小块平面所合成的组合体便变成了曲面。而所需要的孔/柱就在其中的小块上，平面变成曲面后，就可以比较简单地实现孔/柱具有多指向且型孔大小均具有一定精确度。
如图1～图10所示的实施例一，为一带孔2的圆形曲面，所述的曲面是用常规平面加工法加工而成的平面状基板后，再经外力弯曲变形而成，在平面的基板1上用常规平面加工法开孔2，同时在所述基板1上开有一种在基板1边缘开口的贯通整个基板1厚度的通透式窄槽3，该实施例是直线状的，当然，它也可以是折线状的、弧线状的和曲线状的，该实施例是以单一指向端为特征的纯辐射式排列，如图3所示，在基板1的一面还设有一种厚度仅为基板部分厚度的可变形断面4，如图9、10所示，当然也可以二面设置，它是一条在基板1上作出线状的凹面沟槽，它可以是断续通透方式设置，实施例一中是为基板部分厚度设置，如图6所示。它设计呈向心环状分布，如图2所示，所述可变形断面4以及通透式窄槽3将基板1划分为各个小块5，如图4和8所示；通过改变对基板1上不同部位作用力的大小和方向，使基板1沿可变形断面4弯曲，如图9、10所示，可以获得从平面到曲面的连续可变曲面。
基板1上带有边缘开口的通透式窄槽3，其作用在于去除由平面形变为曲面后的多余表面积，如图9、10所示。
本实施例的通透式窄槽，是以单一指向端为特征的纯辐射式排列，并且有以中间指向端6为基端，在作首轮辐射分解后，在每一首轮辐射区域内作出次辐射基端，并以次辐射端为基点，作出次一轮的辐射分解划分，所述的通透式窄槽呈再辐射式排列，如图1所示。
如图1和3所示，可变形断面4，其作用在于从平面形变为曲面时，在保持基板孔/柱部分不变形的基础上，完成基板1整体从平面到曲面的变形过程，如图9、10所示。
如图11～17所示的实施例二，为一带孔7的方形曲面，与实施例一不同的是一、为了保证基板8孔7部不变形，在所述的基板孔7部位周围作出保护圈9，它是封闭的圆形，当然也可以是方形或由任意曲线围成。
二、为了使基板8曲面弧度调整更均匀，所述的可变形断面，是保护圈9部位以外的整个凹面10，整个凹面10都可以弯折，弯折面大，这样，基板8曲面弧度调整更均匀相应地，整个凹面10构成基板的各个小块。也就是说，除保护圈9外的整个基板8均为凹面，弯曲时，除保护圈9部位以外，对可以弯曲，所以弯曲更均匀。
三、通透式窄槽11，是采用多点复合分解划分，多点即图11和12中的多个基点12，如图11、12和13所示。对所分解的图中沟槽处理，原则上以直线性为好，以方便工艺施工，必要时也可以是折线曲线或弧线，需要指出的是被划分展开平面上的所有窄槽11，必须具备指向特性和相向特性两大类，即一种边缘开口并具有一定指向性的贯通整个基板厚度的通透式窄槽11。另一种为厚度仅为基板厚度数分之一的相向性可变形断面。
同样根据上述平面沟槽与分布设计，一般将具有相向特征的可变形断面设计呈向心环状分布，其厚度通常设计为厚度仅为基板厚度数分之一的相向性可变形断面。其断面厚度一般以由中间向外，由浅到深地分布，其可变断面的深浅宽窄根据所用材料的特性及产品需要它可以是一条在基板上作出线状的凹面沟槽，也可以是除基板孔部不允许变形部位外的整个凹面，它可以同时出现在基板的两面，必要时可做半通透式即断续通透方式设计，必须注意的是每一可变断面所能承载的力必须是它后面相连的这些可变断面所有面弯曲变形的力的和，一般由材料特性和试验决定。
对直接需要用金属材料制成的曲面，在非可变条件下一般不必用本实用新型加工方法来完成。只有当这一曲面必须是可变的和在这一曲面上的型孔必须是整型孔及多指向要求时，本实用新型方法才为有效，如需采用、进行上述展开和划分设计后，其沟槽用常规工艺方式均可完成。
对以金属片材用作具有可变特征的柔性弹性体，即可用作本实用新型中的可变形断面体，一般用于金属与非金属的复合体结构，其金属片材一般可用冲切法加工后用作本实用新型曲面体的一种骨架嵌件，也即为下述复合曲体中的一种。
对于非金属材料而言，一般多为合成材料，而合成材料中塑料是本实用新型应用中的一种最为理想的一种材料，也是本实用新型能发挥的最大特色和经济效益之所在。只要在所选用的塑料中，对所设定的可变厚度内，它的变形量和承载力能满足您的变形要求而不断裂的均可采用。同时当您必须采用的刚性塑料时，也可用上述金属弹性片作基片的复合法，以嵌入件的方式，通过注塑，轻松达到目的。
曲面基板的制作对于要求以金属材料为基板制作的可变曲面体，只要作出分解所需曲面的展开平面分解图后，即可用常规平面加工法方便的实施。
对于由非金属构成或由金属非金属材料复合构成的可变曲面体，其基板均用平面法制作。只要将所需曲面的展开分解图，按照所需确定一种边缘开口并具有一定指向性的贯通整个基板厚度的通透式窄槽，以及厚度仅为基板厚度数分之一的相向性可变形断面及深浅不同，制作出一简单的平面模具，即可一次性注塑完成所需曲面的基板制作。如果在这一曲面上需要作有指向性的孔/柱，也可在这平面模具中一次性简单注塑完成。如果需以金属材料为弹性体，同样这一在注塑前放入一冲压而成的弹性骨架为嵌件即可。如此便成了一种复合材料可变曲面的基板。
特种要求固定曲面的制作前述对于在曲面上有指向性需求，要求的整型孔类产品，不管是金属类还是非金属类产品都因为前述工艺上难于加工而不能广泛应用，本实用新型一种可变曲面加工方法，同样适用于上述需要，由于本实用新型方法中的一项缺点即曲面在可变的基础上相对强度不足。与复合材料法同理，可用本实用新型的方法在加宽边缘开口的窄槽宽度及减窄可变断面前提下的平面上作出相应型孔后用作固定曲面的嵌入基体。然后在简单的曲面模腔内作二次复合注塑，从而形成带指向性型孔要求的固定曲面。同理，用金属材料同样可以实施上述目的，只是第二次成型多采用以金属压铸材料为基材的压铸法。
在各类新产品的开发过程中的确需要多种多样的各类曲面产品，而这类产品往往都要求在曲面上加工有指向特性的整型孔，有碍于现今的加工技术、模具技术，对有这类要求的产品难于实施，因而在产品设计上大多避免这一特性需要，使好些产品为之不能增辉，在相当范围内，而这一方法的应用可大幅度降低生产成本和方便地拓展产品种类。这也是本实用新型的最大特点和最大的优越性。
实施例中均是带孔的曲面，带柱曲面与带孔曲面基本相同。
权利要求1.一种带孔/柱曲面，其特征在于所述的曲面包括一用常规平面加工法加工而成的平面状基板，在平面的基板上有用常规平面加工法加工的开孔或立柱，同时在所述基板上开有一种在基板边缘开口的贯通整个基板厚度的通透式窄槽，并且在基板的一面或二面上设有一种厚度仅为基板部分厚度的可变形断面，所述可变形断面以及通透式窄槽将基板划分为各个小块；通过改变对基板上不同部位作用力的大小和方向，使基板沿可变形断面弯曲，可以获得从平面到曲面的连续可变曲面。
2.根据权利要求1所述的带孔/柱曲面，其特征在于在所述的基板孔/柱部位周围设有保护圈，它可以是封闭的圆形、方形或由任意曲线围成。
3.根据权利要求2所述的带孔/柱曲面，其特征在于所述的可变形断面，可以是保护圈部位以外的整个凹面；相应地，整个凹面构成基板的各个小块。
4.根据权利要求1所述的带孔/柱曲面，其特征在于所述的可变形断面，它可以是一条在基板上作出线状的凹面沟槽。
5.根据权利要求1所述的带孔/柱曲面，其特征在于所述的可变形断面，它可以是断续通透方式。
6.根据权利要求1所述的带孔/柱曲面，其特征在于所述的可变形断面，呈向心环状分布。
7.根据权利要求1所述的带孔/柱曲面，其特征在于所述的通透式窄槽，它可以是直线状的、折线状的、弧线状的和曲线状的。
8.根据权利要求1或7所述的带孔/柱曲面，其特征在于所述的通透式窄槽，可以是以单一指向端为特征的纯辐射式排列。
9.根据权利要求1或7所述的带孔/柱曲面，其特征在于所述的通透式窄槽，可以是以中间指向端为基端，在作首轮辐射分解状态下，再次在每一首轮辐射区域内作出次辐射基端，并以次辐射端为基点，作出次一轮的辐射分解划分，所述的通透式窄槽呈再辐射式排列。
专利摘要本实用新型涉及一种曲面，尤其涉及一种带孔/柱曲面。所述的曲面包括一用常规平面加工法加工而成的平面状基板，在平面的基板上有用常规平面加工法加工的开孔或立柱，同时在所述基板上开有一种在基板边缘开口的贯通整个基板厚度的通透式窄槽，并且在基板的一面或二面上设有一种厚度仅为基板部分厚度的可变形断面，所述可变形断面以及通透式窄槽将基板划分为各个小块；通过改变对基板上不同部位作用力的大小和方向，使基板沿可变形断面弯曲，可以获得从平面到曲面的连续可变曲面。本实用新型是一种通过沟槽及厚度仅为基板部分厚度的相向性可变形断面来实施的由平面到曲面的转变过程，由于这一方案可以通过平面方法来实施加工，因此特别简单便捷。
文档编号F21S6/00GK2833314SQ200520014950
公开日2006年11月1日 申请日期2005年9月16日 优先权日2005年9月16日
发明者王嘻嘻 申请人:王引