F形夹具及其制造方法
阅读说明：本技术 F形夹具及其制造方法 (F-shaped clamp and manufacturing method thereof ) 是由 王伟毅 于 2020-05-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种F形夹具及其制造方法,属于注塑技术,现有F形夹具的主夹体、快换夹体易断裂,本发明以长玻纤聚丙烯替代尼龙玻纤制造F形夹具的主夹体、快换夹体、释放柄等注塑件,使注塑件收缩率从5%降到1%左右,产品表面无明显收缩变形；材料成本降10%左右；抗压强度提高原来的1.2倍；实现轻量化,保证产品的可靠性。而且,进胶口改为扁平状,便于避免料中玻纤的断裂；增强成型过程料的流动性；成型温度得以降低,无需烘料,达到节能10%左右；生产效率提升15%左右。(The invention discloses an F-shaped clamp and a manufacturing method thereof, belonging to the injection molding technology, wherein a main clamp body and a quick-change clamp body of the existing F-shaped clamp are easy to break, long glass fiber polypropylene is used for replacing nylon glass fibers to manufacture injection molding parts such as the main clamp body, the quick-change clamp body, a release handle and the like of the F-shaped clamp, so that the shrinkage rate of the injection molding parts is reduced from 5% to about 1%, and the surface of a product has no obvious shrinkage deformation; the material cost is reduced by about 10 percent; the compressive strength is improved by 1.2 times; the light weight is realized, and the reliability of the product is ensured. Moreover, the glue inlet is changed into a flat shape, so that the breakage of glass fibers in the material is avoided; the fluidity of the material in the molding process is enhanced; the forming temperature is reduced, and the material drying is not needed, so that the energy is saved by about 10%; the production efficiency is improved by about 15 percent.)
技术领域
本发明属于注塑技术，具体涉及F形夹具及其制造方法。
背景技术
F形夹具10如图1所示，其包括主夹体11、快换夹体12、导杆13、加力柄14、释放柄15，主夹体11套在导杆13上并借助加力弹簧17与加力铁片18将导杆锁止在主夹体上，通过握持主夹体11的握柄与加力柄14可令导杆向右移动，快换夹体12由导杆13带着向右移动靠近主夹体来夹紧位于主夹体与快换夹体之间的物件，通过握持主夹体11的握柄与释放柄15，可以解除加力弹簧17与加力铁片18对导杆的锁止，松开夹持，并能令导杆向左移动。图示快换夹体通过快换结构装配在导杆左端，使用时与主夹体相配来夹紧物件，具体使用时可以将快换夹体换装在导杆右端，并通过相同的操作来移动、锁止、释放导杆，此时快换夹体与主夹体相配撑开物件。
现有的F形夹具，其主夹体、快换夹体、加力柄多是由尼龙玻纤（PA6 GF30）制成，由于尼龙玻纤（PA6 GF30）填充30%的长玻璃纤维，玻纤长度大约10mm左右，尼龙玻纤需要烘料4小时左右，其粒子在注塑过程中，由于螺杆的剪切作用，玻纤残留长度大幅度下降，而玻纤残留长度和材料强度成正比，残留玻纤长度过短导致材料强度不够，最终使F夹的主夹体、快换夹体易断裂。而且制造工艺能耗大。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有F形夹具的主夹体、快换夹体易断裂的缺陷，提供一种F形夹具及其制造方法。
为达到上述目的，本发明的F形夹具，包括注塑件，其特征是：所述注塑件的材质为长玻纤聚丙烯。
作为F形夹具的优选技术手段，所述注塑件上设有筋，所述筋的根部设有倒角，倒角的半径为2-3mm。
为达到上述目的，本发明的F形夹具的制造方法，其特征是：以长玻纤聚丙烯为材质注塑F形夹具的注塑件，成型温度为170-195℃。
作为F形夹具的制造方法的优选技术手段：将注塑模具的进胶口设为扁平状。
作为F形夹具的制造方法的优选技术手段：注塑模具上对应筋的根部的位置设有倒角，倒角的半径为2-3mm。
作为F形夹具的制造方法的优选技术手段：将注塑模具的进胶口设为藏式大胶口，以直进胶的方式向模具内注塑。
作为F形夹具的制造方法的优选技术手段：将注塑机螺杆的转速为70±5r/min。
本发明以长玻纤聚丙烯替代尼龙玻纤，达到以下技术效果：
（1）、收缩率从5%降到1%左右，产品表面无明显收缩变形；
（2）、材料成本降10%左右；
（3）、抗压强度提高原来的1.2倍；
（4）、实现轻量化，保证产品的可靠性。
本发明改进注塑工艺条件，达到以下技术效果：
（5）、进胶口改为扁平状，便于避免料中玻纤的断裂；
（6）、增强成型过程料的流动性；
（7）、成型温度得以降低，无需烘料，达到节能10%左右；
（8）、生产效率提升15%左右。
附图说明
图1为本发明F形夹具的示意图；
图2为本发明注塑主夹体的示意图；
图3为图2所示结构的分解示意图；
图4为本发明注塑主夹体的另一种示意图；
图5为本发明快换夹体的示意图；
图6为图5的K-K向剖视图；
图中标号说明：
10F形夹具，11主夹体，12快换夹体，13导杆，14加力柄，15释放柄，16筋，17加力弹簧，18加力铁片，R倒角；
20注塑模具，21上模板，22上模板型腔，23上模板型腔嵌件，24第一滑块，25第二滑块，26下模板型腔，27下模板，28进胶口。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明做进一步说明。
F形夹具的制造方法，如图2-3所示，由上模板21、上模板型腔22、上模板型腔嵌件23、第一滑块24、第二滑块25、下模板型腔26、下模板27组成注塑模具20，通过扁平状进胶口28以直进胶的方式向注塑模具的型腔内注塑长玻纤聚丙烯，成型温度为170-195℃。注塑机螺杆的转速为70±5r/min。其中，进胶口为5.47mm×4mm的藏式大胶口。注塑模具上对应筋的根部的位置设有倒角，倒角的半径为2-3mm。由此可以得到材质为长玻纤聚丙烯（LFT-PPGF40）的主夹体构件，而且在注塑件上形成图5所示的筋16，并在筋的根部形成图6所示的倒角R，倒角R的半径为2-3mm。
以相同的工艺条件可以注塑得到快换夹体、加力柄。而且，也可如图4所示在同一副模具中设两个型腔进行注塑。
长玻纤聚丙烯（如LFT-PP GF40）凭借低密度，低成本，高强度的特点，替代尼龙玻纤(PA6 GF30)。
本发明通过注塑工艺的变化，使产品保留有较长的玻纤残留长度，确保LFT-PP替代PA6 GF30，成型温度从原来的310-300℃，降到170-195℃，同时采用LFT-PP后无需烘料，达到节能10%左右，同时模具上作以调整，所有筋位根部导R角（R=2-3mm），以增强成型过程料的流动性。进胶口改为扁平状，便于避免料中玻纤的断裂。实现轻量化，保证产品的可靠性和节约成本10%。
本方法对胶口大小进行优化，采用直进胶，开大胶口尺寸（藏式大胶口5.47mm×4mm），避免玻璃纤维因胶口过小强力剪切导致玻纤残留强度过短。而且减小和避免注塑件厚壁体的收缩，增强应力集中处的强度。成型温度的降低，也降低了体系粘度，避免体系粘度过大导致剪切作用过强，使玻纤残留长度过短。本方法通过提高螺杆转速（注塑PA6 GF30时转速为50r/min，现提高到70±5r/min），使纤维在螺杆中容易发生取向，提高材料的强度。
通过对6英寸塑料F夹的试样检测，得到以下项目的检测数据。
1.总重量测试：用电子秤称量，检测要求为530g。
试样1为548g。
试样2为541g。
2.尺寸测试：用通用量具测量。
试样1：
整体尺寸：341mm×216mm×33mm；
杆子尺寸：17.98mm×4.89mm（要求18×5mm）；
开口深度：79mm（要求＞76mm）；
最大开口：162mm（要求＞152.4mm）；
步距：6.5mm（要求Min5.1mm）。
试样2：
整体尺寸：337mm×208mm×33.4mm；
杆子尺寸：18mm×5mm（要求18mm×5mm）；
开口深度：77mm（要求＞76mm）；
最大开口：157mm（要求＞152.4mm）；
步距：7mm(要求Min5.1mm）。
3.硬度测试：用洛氏硬度机测量，要求加力铁片硬度为45-55HRC，导杆（铁杆）硬度为55-60HRC。
试样1：
加力铁片硬度：48-52HRC；
导杆（铁杆）硬度：55-59HRC。
试样2：
加力铁片硬度：45-50.5HRC；
导杆（铁杆）硬度：48-55HRC。
4.溶剂测试：目测检测，检测标准为将样品浸入制动液，汽油，乙二醇，酒精，松节油溶剂中15分钟，松香水中5秒钟，取出并放置24小时，要求无永久性肿胀，表面侵蚀或性能衰退。
试样1：测试后无肿胀、侵蚀或性能衰退。
试样2：测试后无肿胀、侵蚀或性能衰退。
5.锐边测试：用锐边测试仪测试，检测标准为产品部件边缘无利边导致伤害。
试样1：样品无尖点、利边。
试样2：样品无尖点、利边。
6.跌落测试：用卷尺测量并结合目测，检测标准为闭合夹板，常温下从1.0米高处令产品6个面分别跌落到测试板上，无功能丧失；允许夹头护套脱离。
试样1：样品跌落后表面有少量损伤，功能正常，夹紧力正常。
试样2：样品跌落后表面有少量损伤，功能正常，夹紧力正常。
7. 高低温测试：用高低温试验箱测试，检测标准为正常操作：-20℃～50℃（测试步骤：完好的样品放入高低温中2小时,用最大夹紧力的75%做夹持测试。卸去载荷后,产品没有损坏的迹象）。
试样1：测试后外观和功能正常，夹紧力能达到标称夹力。
试样2：测试后外观和功能正常，夹紧力能达到标称夹力。
8. 夹紧力测试：用压力传感器测试，要求夹力300lbf（137kg）。
试样1：样品夹持75mm试块，夹紧力达到137KG正常，样品无变形、损坏。
试样2：样品夹持75mm试块，夹紧力达到139KG正常，样品无变形、损坏。
9. 夹力衰减测试：用压力传感器测试，要求当夹紧力达到标准夹紧力的时候，要求1分钟后的最小夹紧力为标准夹紧力的85%，5分钟后的最小夹紧力为标准夹紧力的80%，15分钟后的最小夹紧力为标准夹紧力的77%，24小时后的最小夹紧力为标准夹紧力的75%。
试样1：样品初始夹力为140.2kg，1分钟后为138.6kg，5分钟后夹力为137kg，15分钟后为135kg，24小时后为131.2kg。
试样2：样品初始夹力为150kg，1分钟后为148kg，5分钟后夹力为146.8kg，15分钟后为145.2kg，24小时后为141.5kg。
10. 手柄释放力测试：用拉力计测试，要求夹子在夹紧力达到137kg时，按动释放片的力量应小于13.6kg。
试样1：样品夹紧力达到137kg时释放柄的释放力为13.2kg。
试样2：样品夹紧力达到137kg时释放柄的释放力为12.9kg。
11. 耐腐蚀性测试：用水雾试验箱测试，要求产品都必须要能承受48小时水雾测试，48小时后锈点直径小于3mm，生锈面积小于1%，生锈等级要大于6级以上。
试样1：48小时后生锈等级为8级。
试样2：48小时后生锈等级为8级。
12. 夹紧力寿命测试：手工测试，要求使用500次，夹子每次夹紧力至少达到70kg后，打开释放柄卸去力，按此测试500循环后，夹子夹紧力仍然能保证137kg。
试样1：样品按137kg满负荷测试500次后正常。
试样2：样品按137kg满负荷测试500次后正常。
在另外的测试中，用寿命测试机测试，要求按照137kg的70%测试至破坏。样品按137kg的70%力测试达到6148次时加力柄断裂。
13. 极限夹力测试：手工测试，要求在标准负载测试后，测试其夹持极限，评估是否有危险；以及失效的状态。
试样1：样品夹持75mm厚试块，最大锁紧力达到157kg时夹力上不去，铁杆有弯曲，1PC手柄断裂。
试样2：样品夹持75mm厚试块，最大锁紧力达到190kg时夹力上不去，铁杆有弯曲，手柄无破损。
依据上述检测项目，判定产品合格。
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