本發明屬于健身器材技術領域，具體涉及一種啞鈴、啞鈴頭包膠模具及啞鈴成型工藝。

背景技術：

啞鈴是舉重和健身練習的一種輔助器材，由于使用方便、占地小，越來越受到廣大健身愛好者的青睞。啞鈴具有一手柄，于該手柄兩端分設有一啞鈴頭，使用時以單手握持手柄，通過反復運動手臂肌肉達到運動或重量訓練的目的。

就一般運動器材或重量訓練器材而言，啞鈴屬于小型器材，較其他大型器材更深入日常生活，因此在實用性之外，不但對于其使用上的便利形與安全性要求更高的水平，也期待啞鈴能有更為悅目的外觀以展現使用者個人的品味與風格。

啞鈴頭大多采用鑄鐵制造，直接與地面接觸時為避免造成地面或地板的損壞，常在啞鈴頭外設包覆層，傳統的啞鈴頭包覆層多使用聚氨酯（PU），聚氨酯（PU）中文名為聚氨基甲酸酯，由于其只需要簡單修改配方，便可獲得不同的密度、彈性、剛性等物理性能，目前已大量替代玻璃纖維保溫材料、木材、傳統橡膠制品等。但是PU的注塑工藝比較難調，因為它的注塑窗口比較小如果溫度太高，流動性會太好，如果溫度太低，又可能打不滿，所以調節起來費時費力。目前，啞鈴廠家在啞鈴頭外側包覆PU層時，多采用澆筑或直接向包膠模具內填塞PU片的方式，需要使用液壓機在150~200℃、63~200MPa時熱壓10~30min才能成型，成型時間長，生產效率低，而且聚氨酯（PU）的成本約2.4萬元/噸，產生的聚氨酯（PU）廢料又不能重復利用，所以啞鈴頭的包覆層采用聚氨酯的成本很高。

TPU（Thermoplastic polyurethanes）名稱為熱塑性聚氨酯彈性體橡膠，主要有聚酯型和聚醚型之分，它硬度范圍寬、耐磨、耐油，透明、彈性好，在日用品、體育用品、玩具、裝飾材料等領域得到廣泛應用，無鹵阻燃TPU還可以代替軟質PVC以滿足越來越多領域的環保要求。TPU的硬度范圍廣，通過改變TPU各反應組分的配比，可以得到不同硬度的產品，而且隨著硬度的增加，其產品仍保持良好的彈性和耐磨性；機械強度高：TPU制品的承載能力、抗沖擊性及減震性能突出；加工性能好，可采用常見的熱塑性材料的加工方法進行加工，如注塑、擠出、壓延等。

目前，啞鈴頭包膠層的成型方式主要有以下三種：一、利用橡膠片熱壓成型，其采用的成型模具如圖9所示，包括下端蓋、中套筒和上壓蓋，下端蓋是由左、右下端蓋組成的哈夫結構，包膠時，首先將一個啞鈴頭放在包膠機的成型臺上方，啞鈴的其余部分位于成型臺下方，然后將下端蓋放置于啞鈴頭和成型臺之間，將中套筒套在啞鈴頭外側，此時，向中套筒與啞鈴頭之間填塞橡膠片，填塞至橡膠片溢出中套筒上端后將上壓蓋蓋在橡膠片的上方，液壓機下壓合模，保壓、放氣循環一定時間后，開模，取出啞鈴，完成單個啞鈴頭的包膠層。這種包膠層成型工藝為常規工藝，存在如下缺點：一次只能成型一個啞鈴頭的包膠層，生產效率低；中套筒與啞鈴頭之間填塞的橡膠片需多于實際所需橡膠量，因此每次包膠都有剩料，且不可回用，浪費嚴重；橡膠片多采用PU片，味道大，不環保，成型的包膠層上具有兩圈分型線，且外觀不是特別光滑，視覺效果差。二、利用TPU漿液注塑成型，其采用的注塑模具如圖10所示，其為三板模，包膠時，將其中一個啞鈴頭置于注塑模具中，另一個啞鈴頭夾持在模具下方的卡爪內，然后向模腔內注入TPU漿液，遵循常規注塑成型工藝注塑成型啞鈴頭包膠層。因為采用TPU漿液進行注塑，沒有回料，不會產生材料浪費，但是一次只能成型一個啞鈴頭的包膠層，生產效率低；且注塑模具為三板模，成型后的包膠層上仍是具有兩圈分型線，視覺效果差。上述兩種成型方式均是單次成型一個啞鈴頭的包膠層，生產效率低，為解決該問題，出現了第三種成型方式，該成型方式也是采用注塑工藝，其采用的注塑模具如圖11所示，為兩板模，在模腔的左右兩端各設置一個頂針，兩啞鈴頭的端部設有與頂針頭匹配的定位孔，兩端的頂針將啞鈴固定在模具內，然后利用注塑機注塑成型包膠層。該注塑成型包膠層的方式，一次可以同時成型啞鈴的兩啞鈴頭包膠層，但是因為采用頂針固定方式，包膠時，頂針的位置是不能被包覆的，因此包膠完成后，啞鈴頭端部會有一塊未被包膠的區域，常規方式是采用端蓋粘結或扣合在啞鈴頭上，將漏鐵的區域封上，但是粘結或扣合的端蓋容易脫落，降低了產品質量。因TPU漿液調配過厚或過稀都不利于注塑成型，注塑啞鈴頭包膠層時，其濃度的調配需要操作工人豐富的經驗、材料組分以及反復調試才可成功，所以利用TPU作為啞鈴頭包膠材料尚不多見。對于六角啞鈴，因其在注塑模具中如果發生旋轉就會出現漏鐵情況，再加上TPU漿液的不好調配，目前市場上尚未出現六角啞鈴頭的包膠層采用TPU材料。

技術實現要素：

本發明的目的是解決上述幾種包膠工藝存在的問題，提供一種啞鈴、啞鈴頭包膠模具及啞鈴成型工藝，生產效率高，成本低，產品質量好。

為解決上述技術問題，本發明的實施例提供一種啞鈴，包括啞鈴桿、固連于啞鈴桿兩端的啞鈴頭、以及包覆于啞鈴頭外側的包膠層，兩所述啞鈴頭通過注塑機和注塑模具一次注塑地全包裹于各自的包膠層內。

其中，所述包膠層的面向啞鈴桿的端面上設有澆口印。

其中，所述包膠層上僅有一圈與啞鈴桿的軸線共面的分型線。

其中，所述啞鈴桿的鄰近啞鈴頭處設有兩段以小徑端相接的圓臺段。

其中，所述啞鈴桿的中間段上設有防滑紋。

本發明實施例還提供一種啞鈴，包括啞鈴桿、固連于啞鈴桿兩端的啞鈴頭、以及包覆于啞鈴頭外側的包膠層，所述啞鈴頭為六角鈴頭，所述包膠層的材料為TPU。

進一步，兩所述六角鈴頭通過注塑機和注塑模具一次注塑地全包裹于各自的包膠層內。

本發明實施例還提供一種上述啞鈴的啞鈴頭包膠模具，其為注塑模具，包括：

下固定板，其上設有頂出孔；

底針板，疊設于所述下固定板的上方；

面針板，疊設于所述底針板的上方并與之固定連接；

頂板，固連于所述面針板的上方；

托板，設于所述面針板的上方，并與所述面針板之間設有頂出間隙；

公模板，疊設于所述托板的上方并與之固定連接；

母模板，可分離式連接于公模板的上方，所述母模板和公模板的結合處設有與啞鈴外形匹配的模腔，所述模腔包括左啞鈴頭型腔、右啞鈴頭型腔、以及連通左啞鈴頭型腔和右啞鈴頭型腔的啞鈴桿型腔，所述母模板的上表面設有相對于啞鈴桿軸線空間垂直的上澆道，所述模腔的分型面處設有相對于啞鈴桿軸線平行的兩條下澆道，且兩條所述下澆道分置于啞鈴桿的兩側，所述上澆道的兩端分別通過豎澆道與兩條下澆道連通，每一所述下澆道的兩端分別與左啞鈴頭型腔和右啞鈴頭型腔連通；所述頂板貫穿托板和公模板伸至啞鈴桿型腔處，且所述頂板相對于托板和公模板滑動設置，所述頂板的上端與啞鈴桿型腔結合后構成的型腔凹面與啞鈴桿的外柱面緊密貼合；

水口推板，疊設于母模板的上方并與之固定連接；

上固定板，疊設于水口推板的上方并與之固定連接，所述上固定板上設有貫穿水口推板與上澆道連通的水口，所述水口內嵌裝有水口套。

其中，所述頂板的上端可拆卸式嵌裝有磁性塊（優選電磁鐵，也可以設置在啞鈴桿型腔的其他表面處）。

進一步，所述啞鈴桿的外柱面從左往右依次為左圓柱面、左外圓臺面、左內圓臺面、中圓柱面、右內圓臺面、右外圓臺面和右圓柱面，所述左外圓臺面和左內圓臺面的小徑端相接，所述右內圓臺面和右外圓臺面的小徑端相接，所述左圓柱面、中圓柱面和右圓柱面的外徑相同，所述啞鈴桿型腔包括從左往右依次設置的與左圓柱面零間隙配合的左柱腔、與左外圓臺面零間隙配合的左錐腔、與中圓柱面零間隙配合的中柱腔、與右外圓臺面零間隙配合的右錐腔、以及與右圓柱面零間隙配合的右柱腔；

所述頂板的上端面的左端為與左外圓臺面零間隙配合的左錐面，右端為與右外圓臺面零間隙配合的右錐面，所述左錐面和右錐面之間為與中圓柱面零間隙配合的中柱面。

本發明實施例還提供一種上述啞鈴的成型工藝，其特征在于，包括如下步驟：

（1）分別加工啞鈴桿和啞鈴頭，并在啞鈴桿的握持部滾花，形成防滑紋；

（2）將兩個啞鈴頭分別焊接在啞鈴桿的兩端，構成一體式結構的啞鈴本體；

（3）制造啞鈴頭包膠模具，包括下固定板、底針板、面針板、頂板、托板、公模板、母模板、水口推板和上固定板，其中，公模板和母模板上的模腔由激光切割成型，然后用銅塊電極將激光切割后的不圓滑的模腔棱邊打磨圓滑，最后將各零部件組裝在一起成為兩板模注塑模具；（4）以100份TPU粒子、0~30份回料、0~8份色母在攪拌機內混合均勻后，放入烘干機進行烘干，然后置于注塑機的料筒內待用；

（5）將步驟（3）的注塑模具安裝至注塑機上，在注塑模具開模狀態下，將步驟（2）的啞鈴本體放至公模板的模腔內，擺正，保證啞鈴頭的各面與啞鈴頭型腔的與之對應的內表面平行，啞鈴頭的各棱邊與啞鈴頭型腔的與之對應的各棱邊位于同一平面上；

（6）啟動注塑機，合模，鎖模；

（7）經由注塑機加熱形成的TPU漿液經水口、上澆道、豎澆道和下澆道流入左啞鈴頭型腔和右啞鈴頭型腔內，注塑壓力30~110MPa，注塑溫度180℃~240℃，保溫保壓2~5min，兩啞鈴頭的包膠層同時注塑完成；

（8）開模，母模板后退，與公模板分離，頂板上移，頂出啞鈴；

（9）修剪包膠層的飛邊、毛刺，擦拭包膠層外側的脫模劑、污漬；

（10）啞鈴成品包裝，入庫。

本發明的上述技術方案的有益效果如下：本發明利用注塑機和注塑模具同時成型啞鈴的兩啞鈴頭外側的包膠層，成型工序少，生產速度塊，且注塑料沒有浪費，節約成本；注塑成型的包膠層外表面光滑，分型線少，健康，耐用，環保，使用壽命長。

附圖說明

圖1為本發明實施例一的結構示意圖；

圖2為實施例一的主視圖；

圖3為本發明實施例二的剖視圖；

圖4為啞鈴置于實施例二的模腔內的結構示意圖；

圖5為實施例二中公模板的結構示意圖；

圖6為實施例二中母模板的結構示意圖一；

圖7為實施例二中母模板的結構示意圖二；

圖8為實施例二中頂板的結構示意圖;

圖9為本發明背景技術中用于啞鈴頭包膠的熱壓成型模具的結構分解圖；

圖10為本發明背景技術中用于啞鈴頭包膠的現有的一種注塑模具的結構示意圖；

圖11為本發明背景技術中用于啞鈴頭包膠的現有的另一種注塑模具的結構示意圖。

附圖標記說明：

1、啞鈴桿；2、啞鈴頭；3、包膠層；300、分型線；301、澆口印；4、下固定板；400、頂出孔；5、底針板；6、面針板；7、頂板；700、左錐面；701、右錐面；702、中柱面；8、托板；9、頂出間隙；10、公模板；11、母模板；1100、上澆道；1101、豎澆道；12、模腔；1200、左啞鈴頭型腔；1201、右啞鈴頭型腔；1202、啞鈴桿型腔；1203、下澆道；13、水口推板； 14、上固定板；15、水口套；16、磁性塊。

具體實施方式

為使本發明要解決的技術問題、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

實施例1：如圖1、圖2所示，一種啞鈴，包括啞鈴桿1、固連于啞鈴桿1兩端的啞鈴頭2、以及包覆于啞鈴頭2外側的包膠層3，所述啞鈴桿1的鄰近啞鈴頭2處設有兩段以小徑端相接的圓臺段，所述啞鈴頭2為六角鈴頭、方形鈴頭、圓柱形鈴頭等，優選六角鈴頭。所述包膠層3的材料選用TPU。

所述啞鈴桿1的中間段上可以設有防滑紋。

兩所述啞鈴頭2通過注塑機和注塑模具一次注塑地全包裹于各自的包膠層3內。包膠完成后，所述包膠層3上僅有一圈與啞鈴桿1的軸線共面的分型線300。

所述包膠層3的面向啞鈴桿1的端面上設有澆口印301。

實施例2：如圖3所示，一種實施例1中所述啞鈴的啞鈴頭包膠模具，為注塑模具，包括：

下固定板4，其上設有頂出孔400。

底針板5，疊設于所述下固定板4的上方。

面針板6，疊設于所述底針板5的上方并與之固定連接。

頂板7，固連于所述面針板6的上方，其結構如圖8所示。

托板8，設于所述面針板6的上方，并與所述面針板6之間設有頂出間隙9。

公模板10，疊設于所述托板8的上方并與之固定連接，其結構如圖5所示。

母模板11，可分離式連接于公模板10的上方，其結構如圖6所示。

所述母模板11和公模板10的結合處設有與啞鈴外形匹配的模腔12，所述模腔12被啞鈴桿1軸線所在的平面一分為二，分別為位于公模板10上的公模模腔和位于母模板11上的母模模腔，所述模腔12包括左啞鈴頭型腔1200、右啞鈴頭型腔1201、以及連通左啞鈴頭型腔1200和右啞鈴頭型腔1201的啞鈴桿型腔1202。

如圖6、圖7所示，所述母模板11的上表面設有相對于啞鈴桿1軸線空間垂直的上澆道1100，所述型腔12的分型面處設有相對于啞鈴桿1軸線平行的兩條下澆道1203（每條下澆道被分型面分成兩部分，分別開設于公模板和母模板上），且兩條所述下澆道1203分置于啞鈴桿1的兩側，所述上澆道1100的兩端分別通過豎澆道1101與兩條下澆道1203連通，每一所述下澆道1203的兩端分別與左啞鈴頭型腔1200和右啞鈴頭型腔連通1201。所述頂板7貫穿托板8和公模板10伸至啞鈴桿型腔1202處，且所述頂板7相對于托板8和公模板10滑動設置，所述頂板7的上端與啞鈴桿型腔1202結合后構成的型腔凹面與啞鈴桿1的外柱面緊密貼合，最好有小量的接觸壓力。

水口推板13，疊設于母模板11的上方并與之固定連接。

上固定板14，疊設于水口推板13的上方并與之固定連接，所述上固定板14上設有貫穿水口推板13與上澆道1300連通的水口，所述水口內嵌裝有水口套15。

為避免啞鈴在模腔內轉動而導致注塑漏鐵的情況發生，所述頂板7的上端可以拆卸式嵌裝有磁性塊16。所述磁性塊16電磁鐵，也可以設置在啞鈴桿型腔1202的其他表面處，只要能吸附住啞鈴，使其在模腔內無法轉動即可，尤其對于重量大于25磅的啞鈴進行包膠時，利用電磁塊防止其轉動。

如圖4所示，所述啞鈴桿1的外柱面從左往右依次為左圓柱面、左外圓臺面、左內圓臺面、中圓柱面、右內圓臺面、右外圓臺面和右圓柱面，所述左外圓臺面和左內圓臺面的小徑端相接，所述右內圓臺面和右外圓臺面的小徑端相接，所述左圓柱面、中圓柱面和右圓柱面的外徑相同，所述啞鈴桿型腔1202包括從左往右依次設置的與左圓柱面零間隙配合的左柱腔（最優的是兩者之間有小量壓力）、與左外圓臺面零間隙配合的左錐腔（最優的是兩者之間有小量壓力）、與中圓柱面零間隙配合的中柱腔（最優的是兩者之間有小量壓力）、與右外圓臺面零間隙配合的右錐腔（最優的是兩者之間有小量壓力）、以及與右圓柱面零間隙配合的右柱腔（最優的是兩者之間有小量壓力）。

所述頂板7的上端面的左端為與左外圓臺面零間隙配合的左錐面700，右端為與右外圓臺面零間隙配合的右錐面701，所述左錐面700和右錐面701之間為與中圓柱面零間隙配合的中柱面702。

實施例3：本發明還提供一種實施例1所述啞鈴的成型工藝，包括如下步驟：

（1）分別加工啞鈴桿和啞鈴頭，要求啞鈴桿的表面粗糙度不大于0.8，然后在啞鈴桿的握持部滾花，形成防滑紋；

其中，啞鈴桿的表面粗糙度要控制在Ra=0.8以內。

（2）將兩個啞鈴頭分別焊接在啞鈴桿的兩端，構成一體式結構的啞鈴本體；

（3）制造啞鈴頭包膠模具，包括下固定板、底針板、面針板、頂板、托板、公模板、母模板、水口推板和上固定板，其中，公模板和母模板上的模腔由激光切割成型，然后用銅塊電極將激光切割后的不圓滑的模腔棱邊打磨圓滑，最后將各零部件組裝在一起成為兩板模注塑模具；

其中，啞鈴桿型腔的表面粗糙度也要控制在 Ra=0.8以內，保證注塑過程中，啞鈴桿與啞鈴桿型腔之間緊配，啞鈴桿不會轉動，又不能壓傷啞鈴桿。

如果包膠層外側有商標、重量標識等字樣，可以在成型公模模腔或母模模腔時同時加工出相應的型腔，做到一次注塑成型。

（4）以100份TPU粒子、0~30份回料、0~8份色母在攪拌機內混合均勻后，放入烘干機進行烘干，然后置于注塑機的料筒內待用；也可以將混合料150℃~200℃加溫至熔融狀態的注塑級TPU漿液，然后置于注塑機的料筒內待用。

（5）將步驟（3）的注塑模具安裝至注塑機上，在注塑模具開模狀態下，將步驟（2）的啞鈴本體放至公模板的模腔內，擺正，保證啞鈴頭的各面與啞鈴頭型腔的與之對應的內表面平行，啞鈴頭的各棱邊與啞鈴頭型腔的與之對應的各棱邊位于同一平面上；

（6）啟動注塑機，合模，鎖模；

（7）TPU漿液經水口、上澆道、豎澆道和下澆道流入左啞鈴頭型腔和右啞鈴頭型腔內，注塑壓力80MPa，注塑溫度200℃，保溫保壓3min，兩啞鈴頭的包膠層同時注塑完成；

（8）開模，母模板后退，與公模板分離，頂板上移，頂出啞鈴；

（9）修剪包膠層的飛邊、毛刺，擦拭包膠層外側的脫模劑、污漬；

（10）啞鈴成品包裝，入庫。

因目前市場上尚未出現六角啞鈴的包膠層采用TPU材料，且眾多廠家目前也沒有采用TPU材料對六角啞鈴頭進行注塑包膠的技術，因此，采用TPU材料作為包膠層材料的六角啞鈴屬于本發明的保護范圍內。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。