一種變徑圓柱形插腳的制備方法與流程

本發明屬于插頭用插腳技術領域，具體涉及一種變徑圓柱形插腳的制備方法。

背景技術：

當前世界各國正普遍采用一類局部絕緣體的變徑圓柱形插腳，該類插頭插腳上包裹的絕緣體在很大程度上降低了觸電風險，因此被廣泛推廣應用。該類插頭插腳通常采用實芯圓棒車制而成的加工方式，其材料浪費率高，生產效率低，成本高，同時鉛含量超標，達不到歐盟環保要求；另外也有中國大陸的專利申請所公開的用于電連接的圓柱形插針的制作方法，其中申請號為2008100628509，具體地，其是采用連續沖壓拉伸技術制成空芯無縫圓柱管(這一步就是先把銅片做成一個銅管)，再經過高速旋轉摩擦擠壓縮徑退火工序，制成瓶頸部位(這一步就是把尾部通過旋轉縮頸，形成頸部)，瓶頸部位因經過上述退火過程(因為頸部是通過退火獲得，所以硬度較低)，造成金屬硬度降低，致使機械強度達不到安規測試要求，同時旋轉摩擦增大了金屬管表面的粗糙程度，在注塑加工過程中造成注膠不暢的影響。使得制備得到的變徑圓柱形插腳滿足不了世界各國對電源插頭支架的標準要求。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種用于解決上述技術問題而提出的絕緣包膠部的硬度更高、性能更好的變徑圓柱形插腳。

本發明所提供的變徑圓柱形插腳的制備方法，包括如下步驟：

a、制備插腳預制體：提供一種插腳預制體，所述插腳預制體為一中空管狀，且一端封閉，定義靠近封閉的一段為導電部，剩余部分為第一待加工部；

b、擠壓縮徑：將第一待加工部連續多次擠壓縮徑，形成絕緣包膠部及第二待加工部，所述絕緣包膠部在導電部與第二待加工部之間；

c、變徑退火處理：將所述第二待加工部進行變徑退火處理，得到接線部。

作為本發明的優選方案，所述制備插腳預制體由銅帶進行連續多次沖壓拉伸，然后尾部切平得到。

作為本發明的優選方案，所述擠壓縮徑是以連續多次沖壓的方式對第一待加工部縮徑作用。

作為本發明的優選方案，所述變徑退火處理是用縮管套頭對驅動旋轉的第二待加工部擠壓作用。

作為本發明的優選方案，所述插腳預制體為一空心銅管。

作為本發明的優選方案，進一步包括步驟d：擴孔翻邊，將接線部的開口進行擴孔翻邊

作為本發明的優選方案，所述擴孔翻邊是用頂針對驅動旋轉的接線部開口頂壓作用。

由于上述技術方案的應用，本發明具有以下有益效果：

本發明的變徑圓柱形插腳的制備方法，通過擠壓縮徑的方式來制備該變徑圓柱形插腳中的絕緣包膠部，這相比現有技術中變徑退火處理的方式，其絕緣包膠部的硬度更高，具有良好的抗彎折度，這樣可滿足相應的抗壓測試以及滾筒跌落試驗的要求；且該絕緣包膠部的表面及邊緣更光滑，使得后續注塑得到的產品其塑料飽和度打滿，進而滿足了世界各國對電源插頭支架的標準要求。

附圖說明

圖1是本發明所提供的變徑圓柱形插腳的結構示意圖，其中該變徑圓柱形插腳的接線部的外徑小于絕緣包膠部外徑。

圖2是發明所提供的變徑圓柱形插腳的結構示意圖，其中該變徑圓柱形插腳的接線部的外徑大于絕緣包膠部外徑。

圖3是本發明中變徑退火處理所對應的機械結構示意圖。

圖4是本發明所提供變徑圓柱形插腳的制備方法的工藝流程圖。

圖5是本發明中用于制備2.5A歐洲二圓插頭標準的變徑圓柱形插腳的工藝流程圖。

圖6是采用影像檢測技術測到的現有技術產品及本發明制備的產品的中段表面粗糙度對比圖。

圖7是數顯壓力計采用R1壓頭分別對新老工藝的絕緣包膠部位及接線部位的壓力測試數據。

圖8是數顯壓力計采用R1壓頭的壓力測試對樣品插腳的測試數據。

圖9是數顯壓力計采用R2壓頭的壓力測試對樣品插腳的測試數據。

圖10是數顯壓力計采用R3壓頭的壓力測試對樣品插腳的測試數據。

圖11是數顯壓力計采用R4壓頭的壓力測試對樣品插腳的測試數據。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

請參閱圖1、圖2，本發明所提供的變徑圓柱形插腳100，可用于制備電源插頭支架，屬于電源插頭中的基礎元器件。通常，所述變徑圓柱形插腳100是由導電優異的銅制成。

所述變徑圓柱形插腳100自端部到尾部依次包括導電部11、絕緣包膠部12和接線部13。所述端部或導電部11用于與外接的電源輸出口如插座、插板等進行電連接。所述絕緣包膠部12用于與電源插頭支架連接固定，所述接線部13與和電源插頭支架連接的電線電連接。所述變徑圓柱形插腳100為中空管狀結構，此時，其導電部11的前端為球面體，所述導電部11在遠離接線部13的一端設置為了球面體，即為中空管狀結構的封閉端。所述電源插頭支架連接的電線是插設在所述接線部13中。

所述導電部11與絕緣包膠部12，以及絕緣包膠部12與接線部13之間各自用臺階進行過渡。其中，所述接線部13的外徑小于或大于所述絕緣包膠部12的外徑，亦即所述絕緣包膠部12與接線部13之間形成有臺階，在本實施例中，為便于加工及使力學性能考慮，所述接線部13的外徑優先要小于所述絕緣包膠部12的外徑，優選地，兩者之間的外徑差要大于等于0.05毫米。優選地，所述絕緣包膠部12的外徑小于所述導電部11的外徑，大于所述接線部13的外徑，而所述絕緣包膠部12的內徑大于所述接線部13的內徑，小于所述導電部11的內徑。

為便于所述電線插設，本實施例所公開的變徑圓柱形插腳100中的接線部13在遠離絕緣包膠部12的一端開口設置有翻邊14，且所述翻邊14具體設置為喇叭狀結構，亦即本實施例通過翻邊14的結構設置，擴大了接線部13的開口，這樣將外部電線插入至接線部13并實現與該變徑圓柱形插腳100之間的導電連接，亦即，這樣便于了電源插頭支架的制備。

這樣可以理解，本實施例請求保護的變徑圓柱形插腳100，通過將絕緣包膠部12與接線部13之間形成的臺階，便于了該變徑圓柱形插腳100在制備插頭電源支架時對絕緣包膠部12的注塑包膠；且制備得到的電源插頭支架時，當導電部11受到外力撞擊時，其絕緣包膠部12與接線部13之間的臺階可起到定位緩沖的作用，進而提高注塑包膠與變徑圓柱形插腳100之間的拉脫力，防止了注塑包膠在絕緣包膠部12上的絕緣塑膠破裂。

請參閱圖3、圖4，本發明還請求保護該變徑圓柱形插腳100的制備工藝，具體地，其包括如下步驟：

a、制備插腳預制體：提供一種插腳預制體，所述插腳預制體為一中空管狀，且一端封閉，定義靠近封閉的一段為導電部11，剩余部分為第一待加工部；

b、擠壓縮徑：將第一待加工部連續多次擠壓縮徑，形成絕緣包膠部12及第二待加工部，所述絕緣包膠部12在導電部11與第二待加工部之間；

c、變徑退火處理：將所述第二待加工部進行變徑退火處理，得到接線部13。

由上可知，本實施例請求保護的變徑圓柱形插腳100中的絕緣包膠部12具體是以擠壓縮徑的方式制成的，具體可以采用沖壓機、冷打機，注塑機、油壓機或者測試機對第一待加工部連續多次擠壓縮徑，這相比原由的采用變徑退火處理方式制備而成的，其最大的區別是在保持第一待加工部溫度不足以形成變徑退火處理的基礎上，進行擠壓縮徑形成的。這樣可得到該變徑圓柱形插腳100中的絕緣包膠部12的硬度較高，且絕緣包膠部12表面及邊緣更光滑；而該變徑圓柱形插腳100中的接線部13具體是以變徑退火處理的方式進行制備而成的，其硬度較小，具體地，絕緣包膠部12的硬度大于所述導電部11以及接線部13的硬度。這樣在用本發明的變徑圓柱形插腳100制備得到的電源插頭支架，其絕緣包膠部12的硬度高，具有良好的抗彎折度，這樣可滿足相應的抗壓測試以及滾筒跌落試驗的要求，具體可承受60KG壓力機的施壓；且該絕緣包膠部的表面及邊緣更光滑，使得后續注塑包膠得到的產品其注塑包膠飽和度打滿，進而滿足了世界各國對電源插頭支架的標準要求。

可以理解，根據其所需要制備的變徑圓柱形插腳100的結構特點，該插腳預制體為空心銅管，亦即通過以上的步驟可以相應制備得到中空的變徑圓柱形插腳100。

其中，本實施例的插腳預制體具體可用銅帶制備得到。具體地，第一步、選料：選取銅帶并置于送料器上；第二步、沖壓拉伸：由送料器將所選取的銅帶送至模具并進行連續多次沖壓拉伸，并得到圓柱形的插腳預制體；第三步，尾部切平：將得到的插腳預制體的尾部進行切平，并最終得到符合長度要求的插腳預制體。可以理解，在對銅帶進行連續的沖壓拉伸的過程中，其每一道的沖壓拉伸均有一定的尺寸要求，以最后制備得到符合尺寸要求的插腳預制體。

在本實施例中，所述變徑退火處理具體是采用摩擦擠壓的方式進行實現的，具體地，將導電部11橫向置于自動車床夾頭21，并由自動車床夾頭21進行驅動以使其高速旋轉，然后通過與第二待加工部同心軸設置的且可橫向滑動的縮管套頭22來對第二待加工部的開口部進行摩擦擠壓。可以理解，縮管套頭22橫向縮進至第二待加工部并與高速旋轉的第二待加工部相接觸，兩者的接觸面因發生相對運動而摩擦發熱，而第二待加工部在縮管套頭22進一步的縮進，以對第二待加工部進行擠壓，并最終得到外徑小于絕緣包膠部12外徑的接線部13。需要說明的是，當需要制備的變徑圓柱形插腳要求其接線部13的外徑大于所述絕緣包膠部12的外徑時，可以用插針替換縮管套頭22，并采用相同的方式，將插針橫向伸入至第二待加工部的開口部并與高速旋轉的第二待加工部相接觸來實現。可以理解，在具體進行變徑退火處理的過程中，其縮管套頭22相對于高速旋轉的第二待加工部的橫向移動并進行摩擦擠壓可以來回好幾次，并最終得到符合尺寸要求的接線部13。

進一步地，為了得到本實施例中變徑圓柱形插腳100的翻邊14結構，本發明在制備的過程中，還包含有擴孔翻邊的這一步驟，具體是用頂針插入接線部13的開口內孔。具體地，與上述變徑退火處理的方式類似，將導電部11橫向置于自動車床夾頭21，并由自動車床夾頭21進行驅動以使其高速旋轉，然后采用圓錐形的頂針插入由自動車床夾頭21夾持并高速旋轉驅動的接線部11的開口內孔。可以理解，上述的頂針對高速旋轉的接線部13的開口進行連續的擴孔翻邊作用，也可以來回幾次作業，以達到最后符合尺寸要求的翻邊14。

本發明的變徑圓柱形插腳的制備方法，通過擠壓縮徑的方式來制備該變徑圓柱形插腳中的絕緣包膠部，這相比現有技術中變徑退火處理的方式，其絕緣包膠部的硬度更高，在實驗的過程中，具體可承受60KG壓力機的施壓，且該絕緣包膠部的表面及邊緣更光滑，使得后續注塑得到的產品其塑料飽和度打滿，進而滿足了世界各國對電源插頭支架的標準要求。

請參閱圖5，下面就制備符合2.5A歐洲二圓插頭標準的變徑圓柱形插腳100，做具體的描述介紹：

步驟A的選料，具體選取寬度在40～46mm，厚度在0.4～0.6mm的銅帶，并將其置于送料器上。

步驟B的沖壓拉伸，是用于對經由步驟A選取的銅帶進行連續的六道沖壓拉伸，并形成插腳半成品A，可以理解，經由步驟B沖壓拉伸形成的插腳半成品A其外徑為插腳本體10中導電部11的外徑。具體地：第一道是用于將銅帶先沖成一個直徑為16～24mm圓形坯料，然后沖壓拉伸成直徑為11～13mm、高度為6～8mm的圓筒形工件，第二道是用于沖壓拉伸成直徑為8～11mm、高度為10～12.5mm的圓筒形工件；第三道是沖壓拉伸成直徑為6～8.5mm、高度為14.5～16.0mm的圓筒形工件；第四道是沖壓拉伸成直徑為5～7mm、高度為18～21mm的圓筒形工件；第五道是沖壓拉伸成直徑為4～6mm、高度為23～26mm的圓筒形工件；第六道是沖壓拉伸成直徑為3.94～4.06mm、高度為35.0～36.0mm的圓筒形工件，這樣途經步驟B的六道沖壓拉伸就得到了最終的插腳半成品A，其直徑為3.94～4.06mm、高度為35.0～36.0mm。其中，每道沖壓拉伸之間是用機械手進行傳遞的。

步驟C的尾部切平，具體是用于將插腳半成品A的尾部進行切平,并得到插腳半成品B，具體地，最終得到的插腳半成品B其直徑為3.94～4.06mm、高度為28.0～30.0mm的圓筒形銅管。

步驟D的擠壓縮徑，是對插腳半成品B鄰近開口的一段進行縮徑，具體是通過連續的三道沖壓縮徑的方式來實現并形成插腳半成品C。具體地，第一道是用于將插腳半成品B的開口上部進行縮徑，以將上部200mm長度的部位直徑縮小到3.5mm,與此同時，插腳半成品B的總長變為30.8mm；第二道是用于將插腳半成品B的開口上部進行再縮徑，將上部21.5mm長度的部位直徑縮小到3.1mm,與此同時，插腳半成品B的總長變為32.0mm；第三道是用于將插腳半成品B的開口上部進行再縮徑，將上部22.5mm長度的部位直徑縮小到2.73mm,與此同時，插腳半成品B的總長變為33.0mm，并最后得到插腳半成品C。

步驟E的變徑退火處理：是對插腳半成品C鄰近開口的一段進行變徑退火處理，并得到插腳半成品D。具體地，先將插腳半成品C橫向夾置于自動車床夾頭，并由自動車床夾頭進行驅動以使其高速旋轉，然后通過與插腳半成品C同心軸設置的且可橫向滑動的縮管套頭來對插腳半成品C的開口部進行摩擦擠壓，具體用連續的三次摩擦擠壓，來實現對插腳半成品C開口部的擠壓縮形，其中擠壓深度為6mm，而擠壓部位的直徑是從2.73mm縮小到2.6mm，并形成插腳半成品D；可以理解,高速旋轉的插腳半成C與縮管套頭進行接觸后，其接觸部會因摩擦生熱，使其變軟，然后在縮管套頭橫向移動的硬性擠壓下即可達到縮形的最終目的，并得到插腳半成品D。

步驟F的擴孔翻邊：是用頂針插入插腳半成品D的開口內孔，以對頂插腳半成品D的開口端部進行擴孔翻邊，并得到最終的插腳本體10。具體是采用圓錐形的頂針插入由自動車床夾頭夾持并高速旋轉驅動的插腳半成品D的開口內孔，具體進行連續三次相互作用，具體可以當其翻邊達到規定的尺寸后再退出頂針，使插腳半成品D的開口端部達到擴孔翻邊的作用，最后得到了我們所需要的插腳本體10，亦即得到變徑圓柱形插腳100。

可以理解，采用以上的制備方法來制備變徑圓柱形插腳100，其只需要調節每個步驟中所對應的作用部位，以及所需要調節的尺寸量，即可制備得到不同規格的變徑圓柱形插腳100，以滿足不同的使用需求，在此就不一一舉例說明了。

圖6為采用VMA3020手動影像測量儀進行影像測試產品中段的粗糙度對比，可以非常明顯的看出，采用本發明的制備方法得到的產品的中部表面及邊緣更光滑。

由于空芯銅棒的硬度測試難度較大，很難驗證。所以推薦本領域技術人員改用“壓力測試的方法”對比驗證插腳的中段(絕緣包膠部)與尾段(接線部)的硬度。測試時，采用：數顯壓力計(測試下壓的壓力)，位移計(記錄下壓的位移數值)及不同半徑的壓頭(如R1＝1mm,R2＝2mm,R3＝3mm,R4＝4mm)來進行測試。測試時不同規格的插針，通過不同下壓深度以及不同壓頭，測試對比壓力數值。

如圖7為數顯壓力計(測試下壓的壓力)，位移計(記錄下壓的位移數值)及R1壓頭分別對新老工藝的絕緣包膠部位及接線部位的壓力測試對比圖，可以看出，新工藝的絕緣包膠部位及接線部位的硬度均大于老工藝的絕緣包膠部位及接線部位的硬度，且新工藝的絕緣包膠部位的硬度大于接線部位的硬度。

如圖8、9、10、11分別為采用R1、R2、R3、R4壓頭對Φ4.0(插針大小)*10.7(頭部長度)*2.7(中段直徑)插針的測試數據。從以上附圖可以看出，在相同下壓深度下，施加樣品中段(絕緣包膠部)的壓力始終大于樣品尾段(接線部)的壓力，即樣品的中段(絕緣包膠部)的硬度大于樣品尾段(接線部)的硬度。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。