專利名稱：一種帶孔/柱曲面的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種曲面，尤其涉及一種帶孔/柱曲面。
背景技術：
現有技術中對于曲面類產品，一般由如下方法加工而成。對金屬類產品，采用的有型模鑄造法，型模沖壓法，型模電脈沖成型法，型模仿真加工法，型模電鑄法以及數控加工直接成型法等幾大類。而對于非金屬類產品則采用的有，模具注造成型法，模具涂布成型法，模具正、負壓吹、吸成型法，模具仿真加工法，以及數控加工直接成型法等幾大類。
而上述所有加工工藝方法中，均存在著下述不足如對生產曲面產品所需要的工裝模具相對比較復雜，加工難度大，加工成本高。另外，一種模具基本上只能生產一種固定曲面要求的產品，特別是對于那種需要在曲面上加工有多種較高精度型孔/柱要求，并具有特定的多指向性要求的型孔/柱時，現有的模具技術因構件上的原因，不是難于實現就是即使可能實現也會因成本太高、太復雜和故障率太高而難于產業化。而特別是對于那種既需要在曲面上加工有多種高孔徑要求的型孔/柱，而又要求這些孔/柱必須具備以球心或指定方向為方位指向特性時，現有的模具技術更是難于達到上述要求，更不必說要在確保上述孔柱的指向性特征基礎上，還要求產品具有曲面的連續可變特性。
目前，加工帶有孔的曲面有兩種方法步驟，即一種是在已經成型的曲面上直接鉆或沖孔來實現，另一種是預先在制作曲面的原胚上開孔，然后再把開好孔的原胚加工成曲面。在已經成型的曲面上加工出通孔，一般需要專用的鉆孔工具或沖孔方法來實現，但對于較薄材料的曲面，其牢固度大多抵不住孔加工的強大外力，極易損壞成型的曲面，次品率極高，而且成本也較高，難于產業化，因而此方法不適用于這種薄型材料的曲面。而采用第二種方法，即預先在平面材料上開好通孔，再把該材料模壓成曲面，這時通孔就會在模壓過程中形變，其孔的柱度就會變形，而且孔徑大小也會發生變化，尤其對于具有多個孔的曲面或者對于較厚的材料時，用這種方法加工而成的帶孔曲面，其型孔的大小精確度不高。例如一種用于顯微鏡中的多點LED冷光源，因其LED光源所在的孔指向性不一致，就難于集光，因而就達不到理想的技術指標；現有戰術照明LED冷光源，因無法同時實現聚光與擴散的雙重功能，而需要更換整個照明頭的方法來實現聚光與擴散的雙重功能，這樣既不合理又比較麻煩。所以，對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確度的產品，及以上這些產品都無法使用現有的技術來實現。帶有柱的曲面產品與上述帶有孔的曲面類似，對于一些要求柱具有特定的多指向且直徑大小具有一定精確度的產品，以上這些產品都無法使用現有的技術來實現。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種帶孔/柱的曲面，可以比較簡單地實現孔/柱具有多指向且型孔大小均具有一定精確度。
本實用新型解決上述技術問題所采取的技術方案為一種帶孔/柱曲面，所述的曲面包括一用常規平面加工法加工而成的平面狀基板，在平面的基板上有用常規平面加工法加工的開孔或立柱，同時在所述基板上開有一種在基板邊緣開口的貫通整個基板厚度的通透式窄槽，并且在基板的一面或二面上設有一種厚度僅為基板部分厚度的可變形斷面，所述可變形斷面以及通透式窄槽將基板劃分為各個小塊；通過改變對基板上不同部位作用力的大小和方向，使基板沿可變形斷面彎曲，可以獲得從平面到曲面的連續可變曲面。
在所述的基板孔/柱部位周圍設有保護圈，它可以是封閉的圓形、方形或由任意曲線圍成。
所述的可變形斷面，可以是保護圈部位以外的整個凹面；相應地，整個凹面構成基板的各個小塊。
所述的可變形斷面，它可以是一條在基板上作出線狀的凹面溝槽。
所述的可變形斷面，它可以是斷續通透方式。
所述的可變形斷面，呈向心環狀分布。
所述的通透式窄槽，它可以是直線狀的、折線狀的、弧線狀的和曲線狀的。
所述的通透式窄槽，可以是以單一指向端為特征的純輻射式排列。
所述的通透式窄槽，可以是以中間指向端為基端，在作首輪輻射分解狀態下，再次在每一首輪輻射區域內作出次輻射基端，并以次輻射端為基點，作出次一輪的輻射分解劃分，所述的通透式窄槽呈再輻射式排列。
與現有技術相比，由于本帶孔/柱曲面，是所型成的曲面均由小塊平面組成，因此在以小塊平面為基準加工而成的孔/柱或以小塊平面為基準安裝的物體其必然具有該曲面所特定的指向性。如果在每一個小平面上裝上一束光源，那么這束光源必定按該曲面的指向來完成對光源的傳送目的。
本實用新型一種帶孔/柱曲面，是所型成的曲面均由小塊平面組合而成，將這個特性用于射頻技術在射頻技術領域每一射頻頻率傳輸均需要有一特定的凹曲面來完成它的最佳傳輸方式，而本實用新型的加工技術，可以方便地獲得所需要的不同的線性或非線性的曲面，在同一曲面體中，只要改變相對復合點支承力的距離，在一定范圍內，便可以獲得不同頻譜特性需要的曲面。
由于本帶孔/柱曲面特征在于基板平面上具有所需加工的孔/柱外，基板上必須開有一種邊緣開口并具有一定指向性的貫通整個基板厚度的通透式窄槽，以及厚度僅為基板厚度數分之一的相向性可變形斷面為主要加工手段，因此在從平面到曲面的形成過程中其本身就是一個可變的過程。利用這個特性加上相對一端的固定技術，通過改變另一固定端的作用力的大小和方向，可以獲得從平面到曲面的連續可變特性。直觀的形容如果在這每一小平面上安裝上一束射性光源后，連續的地改變固定端與相對固定端的力的大小和方向，即不斷改變其曲率半徑，即可獲得束光源由散射到聚焦的轉變，同理在射頻領域也一樣有效。
本實用新型就是在解決可變曲面加工技術的同時，方便地實現了需要在曲面上設置有整形孔或柱，并具有指向性特征的孔的加工，使二者實現完美的結合的技術。
本實用新型是一種通過溝槽及厚度僅為基板部分厚度的相向性可變形斷面來實施的由平面到曲面的轉變過程，由于這一方法可以通過平面方法來實施加工，因此特別簡單便捷。
圖1為本發明實施例一圓形曲面的輻射分解劃分結構示意圖；圖2為本發明實施例一圓形曲面的可變形斷面結構示意圖；圖3為本發明實施例一圓形曲面的通透式窄槽結構示意圖；圖4為本發明實施例一圓形曲面的通透式窄槽與可變形斷面復合狀態的結構示意圖；圖5為本發明實施例一帶孔圓形曲面的通透式窄槽與可變形斷面復合狀態的結構示意圖；圖6是圖2的A-A向剖視圖；圖7是圖3的B-B向剖視圖；圖8是圖4的I部放大圖；圖9為本實用新型實施例一向一側狀態的結構示意圖；圖10為本實用新型實施例一向另一側狀態的結構示意圖；圖11為本實用新型實施例二方形曲面的分解劃分結構示意圖；圖12為本實用新型實施例二方形曲面的可變形斷面結構示意圖；圖13為本實用新型實施例二方形曲面的通透式窄槽結構示意圖；圖14為本實用新型實施例二方形曲面的通透式窄槽與可變形斷面復合狀態的結構示意圖；
圖15為本實用新型實施例二帶孔方形曲面的通透式窄槽與可變形斷面復合狀態的結構示意圖；圖16是圖15的C-C向剖視圖；圖17是圖14的II部放大圖。
具體實施例以下結合實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
本實用新型所采用的基本理念為，如果將任一曲面表面，切割成很多小塊后每一小塊即可視為一個平面，同理如果將每一小塊平面用一具有柔性特征的線狀物體相連接后進行彎曲，那么這塊由小塊平面所合成的組合體便變成了曲面。而所需要的孔/柱就在其中的小塊上，平面變成曲面后，就可以比較簡單地實現孔/柱具有多指向且型孔大小均具有一定精確度。
如圖1～圖10所示的實施例一，為一帶孔2的圓形曲面，所述的曲面是用常規平面加工法加工而成的平面狀基板后，再經外力彎曲變形而成，在平面的基板1上用常規平面加工法開孔2，同時在所述基板1上開有一種在基板1邊緣開口的貫通整個基板1厚度的通透式窄槽3，該實施例是直線狀的，當然，它也可以是折線狀的、弧線狀的和曲線狀的，該實施例是以單一指向端為特征的純輻射式排列，如圖3所示，在基板1的一面還設有一種厚度僅為基板部分厚度的可變形斷面4，如圖9、10所示，當然也可以二面設置，它是一條在基板1上作出線狀的凹面溝槽，它可以是斷續通透方式設置，實施例一中是為基板部分厚度設置，如圖6所示。它設計呈向心環狀分布，如圖2所示，所述可變形斷面4以及通透式窄槽3將基板1劃分為各個小塊5，如圖4和8所示；通過改變對基板1上不同部位作用力的大小和方向，使基板1沿可變形斷面4彎曲，如圖9、10所示，可以獲得從平面到曲面的連續可變曲面。
基板1上帶有邊緣開口的通透式窄槽3，其作用在于去除由平面形變為曲面后的多余表面積，如圖9、10所示。
本實施例的通透式窄槽，是以單一指向端為特征的純輻射式排列，并且有以中間指向端6為基端，在作首輪輻射分解后，在每一首輪輻射區域內作出次輻射基端，并以次輻射端為基點，作出次一輪的輻射分解劃分，所述的通透式窄槽呈再輻射式排列，如圖1所示。
如圖1和3所示，可變形斷面4，其作用在于從平面形變為曲面時，在保持基板孔/柱部分不變形的基礎上，完成基板1整體從平面到曲面的變形過程，如圖9、10所示。
如圖11～17所示的實施例二，為一帶孔7的方形曲面，與實施例一不同的是一、為了保證基板8孔7部不變形，在所述的基板孔7部位周圍作出保護圈9，它是封閉的圓形，當然也可以是方形或由任意曲線圍成。
二、為了使基板8曲面弧度調整更均勻，所述的可變形斷面，是保護圈9部位以外的整個凹面10，整個凹面10都可以彎折，彎折面大，這樣，基板8曲面弧度調整更均勻相應地，整個凹面10構成基板的各個小塊。也就是說，除保護圈9外的整個基板8均為凹面，彎曲時，除保護圈9部位以外，對可以彎曲，所以彎曲更均勻。
三、通透式窄槽11，是采用多點復合分解劃分，多點即圖11和12中的多個基點12，如圖11、12和13所示。對所分解的圖中溝槽處理，原則上以直線性為好，以方便工藝施工，必要時也可以是折線曲線或弧線，需要指出的是被劃分展開平面上的所有窄槽11，必須具備指向特性和相向特性兩大類，即一種邊緣開口并具有一定指向性的貫通整個基板厚度的通透式窄槽11。另一種為厚度僅為基板厚度數分之一的相向性可變形斷面。
同樣根據上述平面溝槽與分布設計，一般將具有相向特征的可變形斷面設計呈向心環狀分布，其厚度通常設計為厚度僅為基板厚度數分之一的相向性可變形斷面。其斷面厚度一般以由中間向外，由淺到深地分布，其可變斷面的深淺寬窄根據所用材料的特性及產品需要它可以是一條在基板上作出線狀的凹面溝槽，也可以是除基板孔部不允許變形部位外的整個凹面，它可以同時出現在基板的兩面，必要時可做半通透式即斷續通透方式設計，必須注意的是每一可變斷面所能承載的力必須是它后面相連的這些可變斷面所有面彎曲變形的力的和，一般由材料特性和試驗決定。
對直接需要用金屬材料制成的曲面，在非可變條件下一般不必用本實用新型加工方法來完成。只有當這一曲面必須是可變的和在這一曲面上的型孔必須是整型孔及多指向要求時，本實用新型方法才為有效，如需采用、進行上述展開和劃分設計后，其溝槽用常規工藝方式均可完成。
對以金屬片材用作具有可變特征的柔性彈性體，即可用作本實用新型中的可變形斷面體，一般用于金屬與非金屬的復合體結構，其金屬片材一般可用沖切法加工后用作本實用新型曲面體的一種骨架嵌件，也即為下述復合曲體中的一種。
對于非金屬材料而言，一般多為合成材料，而合成材料中塑料是本實用新型應用中的一種最為理想的一種材料，也是本實用新型能發揮的最大特色和經濟效益之所在。只要在所選用的塑料中，對所設定的可變厚度內，它的變形量和承載力能滿足您的變形要求而不斷裂的均可采用。同時當您必須采用的剛性塑料時，也可用上述金屬彈性片作基片的復合法，以嵌入件的方式，通過注塑，輕松達到目的。
曲面基板的制作對于要求以金屬材料為基板制作的可變曲面體，只要作出分解所需曲面的展開平面分解圖后，即可用常規平面加工法方便的實施。
對于由非金屬構成或由金屬非金屬材料復合構成的可變曲面體，其基板均用平面法制作。只要將所需曲面的展開分解圖，按照所需確定一種邊緣開口并具有一定指向性的貫通整個基板厚度的通透式窄槽，以及厚度僅為基板厚度數分之一的相向性可變形斷面及深淺不同，制作出一簡單的平面模具，即可一次性注塑完成所需曲面的基板制作。如果在這一曲面上需要作有指向性的孔/柱，也可在這平面模具中一次性簡單注塑完成。如果需以金屬材料為彈性體，同樣這一在注塑前放入一沖壓而成的彈性骨架為嵌件即可。如此便成了一種復合材料可變曲面的基板。
特種要求固定曲面的制作前述對于在曲面上有指向性需求，要求的整型孔類產品，不管是金屬類還是非金屬類產品都因為前述工藝上難于加工而不能廣泛應用，本實用新型一種可變曲面加工方法，同樣適用于上述需要，由于本實用新型方法中的一項缺點即曲面在可變的基礎上相對強度不足。與復合材料法同理，可用本實用新型的方法在加寬邊緣開口的窄槽寬度及減窄可變斷面前提下的平面上作出相應型孔后用作固定曲面的嵌入基體。然后在簡單的曲面模腔內作二次復合注塑，從而形成帶指向性型孔要求的固定曲面。同理，用金屬材料同樣可以實施上述目的，只是第二次成型多采用以金屬壓鑄材料為基材的壓鑄法。
在各類新產品的開發過程中的確需要多種多樣的各類曲面產品，而這類產品往往都要求在曲面上加工有指向特性的整型孔，有礙于現今的加工技術、模具技術，對有這類要求的產品難于實施，因而在產品設計上大多避免這一特性需要，使好些產品為之不能增輝，在相當范圍內，而這一方法的應用可大幅度降低生產成本和方便地拓展產品種類。這也是本實用新型的最大特點和最大的優越性。
實施例中均是帶孔的曲面，帶柱曲面與帶孔曲面基本相同。
權利要求1.一種帶孔/柱曲面，其特征在于所述的曲面包括一用常規平面加工法加工而成的平面狀基板，在平面的基板上有用常規平面加工法加工的開孔或立柱，同時在所述基板上開有一種在基板邊緣開口的貫通整個基板厚度的通透式窄槽，并且在基板的一面或二面上設有一種厚度僅為基板部分厚度的可變形斷面，所述可變形斷面以及通透式窄槽將基板劃分為各個小塊；通過改變對基板上不同部位作用力的大小和方向，使基板沿可變形斷面彎曲，可以獲得從平面到曲面的連續可變曲面。
2.根據權利要求1所述的帶孔/柱曲面，其特征在于在所述的基板孔/柱部位周圍設有保護圈，它可以是封閉的圓形、方形或由任意曲線圍成。
3.根據權利要求2所述的帶孔/柱曲面，其特征在于所述的可變形斷面，可以是保護圈部位以外的整個凹面；相應地，整個凹面構成基板的各個小塊。
4.根據權利要求1所述的帶孔/柱曲面，其特征在于所述的可變形斷面，它可以是一條在基板上作出線狀的凹面溝槽。
5.根據權利要求1所述的帶孔/柱曲面，其特征在于所述的可變形斷面，它可以是斷續通透方式。
6.根據權利要求1所述的帶孔/柱曲面，其特征在于所述的可變形斷面，呈向心環狀分布。
7.根據權利要求1所述的帶孔/柱曲面，其特征在于所述的通透式窄槽，它可以是直線狀的、折線狀的、弧線狀的和曲線狀的。
8.根據權利要求1或7所述的帶孔/柱曲面，其特征在于所述的通透式窄槽，可以是以單一指向端為特征的純輻射式排列。
9.根據權利要求1或7所述的帶孔/柱曲面，其特征在于所述的通透式窄槽，可以是以中間指向端為基端，在作首輪輻射分解狀態下，再次在每一首輪輻射區域內作出次輻射基端，并以次輻射端為基點，作出次一輪的輻射分解劃分，所述的通透式窄槽呈再輻射式排列。
專利摘要本實用新型涉及一種曲面，尤其涉及一種帶孔/柱曲面。所述的曲面包括一用常規平面加工法加工而成的平面狀基板，在平面的基板上有用常規平面加工法加工的開孔或立柱，同時在所述基板上開有一種在基板邊緣開口的貫通整個基板厚度的通透式窄槽，并且在基板的一面或二面上設有一種厚度僅為基板部分厚度的可變形斷面，所述可變形斷面以及通透式窄槽將基板劃分為各個小塊；通過改變對基板上不同部位作用力的大小和方向，使基板沿可變形斷面彎曲，可以獲得從平面到曲面的連續可變曲面。本實用新型是一種通過溝槽及厚度僅為基板部分厚度的相向性可變形斷面來實施的由平面到曲面的轉變過程，由于這一方案可以通過平面方法來實施加工，因此特別簡單便捷。
文檔編號F21S6/00GK2833314SQ200520014950
公開日2006年11月1日 申請日期2005年9月16日 優先權日2005年9月16日
發明者王嘻嘻 申請人:王引