[科普中国]-固定夹

固定夹，主要由“G”字型的固定座和“L”字型的夹持座配合螺杆、螺钉、螺母和固定钩组成；固定座的一侧面上开设一 螺设螺杆的螺孔，另一侧面与底面上开设四个对称的调节孔。

简介固定夹、固定座有：排线固定夹、电线固定夹、电线固定套、电线固定座、CATV固定座、粘式扁型固定夹、可调式配线固定夹、二段式配线固定座、可调式配线固定座、插销式固定座、粘式配线固定座、插销式固定座、壁虎型固定座、扎线固定座、粘式扎线固定座、配线固定钮等系列。
夹持座的一侧面上对应调节孔开设两弧形调节槽，两螺钉分别穿过调节孔和弧形调节槽与螺母配合，另 一侧面上开设二个穿孔，两固定钩的螺纹端穿过穿孔与螺母配合。此固定夹结构简单，可适用于伞或旗帜等杆状物，且杆状物可任意倾斜，使用方便。

铝合金固定夹挤压铸造工艺提出了模具温度对固定夹凝固结晶的影响；给出了固定夹工艺参数的控制结果。认为挤压铸造工艺替代低压铸造或重力铸造工艺生产固定夹，不论在产品品质还是在生产效率方面都具有明显优势。生产固定夹模具工作温度控制在180～260℃的范围最为理想；当充型速度从145mm/s降至70mm/s，在同样T6热处理后，铸件表面气泡率小于5%。1

固定夹生产工艺过程影响挤压铸件质量的因数较多，主要有模具、铝合金的熔炼工艺、挤压机设备性能 和挤压工艺参数设置等。在工艺参数中又包括压力、速度、时间和温度。压力包含充型时压力和充型后的加压保压压力，时间参数包括开始加压时间和保压时间，加压速度是指不同阶段的充填速度，温度参数包括铝液浇注温度和模具温度。1

模拟分析为了了解固定夹成形时的状态，在开始模具设计时，充分利用 Magma模拟软件对固定夹进行充型时流场和温度场分析，以观察其充填状态和凝固状态，从而判断制件可能产生缺陷的部位。挤压模拟用参数、充型状态分析以及成形凝固分析、为模具的浇注系统和溢流系统设计以及挤压铸造工艺参数确定提供了依据。

铸件在成形过程中，液流充填过程较为顺畅，局部存在卷气现象，但通过开设溢流和排气槽，充填效果得到了改善。铸件基本实现了顺序凝固。1

断口状态及金相组织分析固定夹中间3条筋板的厚度为6mm，腹板的厚度为3mm，由于筋板与腹板的交叉位置为热节点，其热节 圆约为8mm，远远大于作为补缩通道的腹板厚度。在凝固结晶时，铝液很难通过3mm腹板对热节部位进行补缩，易产生缩松缺陷。B（B1、B2）、C（C1、C2）节点缩松较明显；通过对D（D1、D2）点至浇口位置的腹板加厚1.5mm修模处理后，D（D1、D2）点位置因距内浇口较近，其缩松状况得到明显改善，宏观断口已看不到缩松，B（B1、B2）、C（C1、C2）节点距离相对较远，缩松状况改善不明显。

当扭力为70～110N·m时，在铸造热节部位 （B、C点位）缩松较明显，缩松组织呈三角状态分布，面积较大，一直扩散到铸件外表面上，铸件热节部位外表面形如橘皮，存在灼伤、热裂等缺陷。1

当扭力为120N·m时，断口（B1、C1 节点部位）虽然仍存在缩松，但是，缩松的大小、分布状态与扭力小于120N·m的断口明显不同，其缩松组织分布小、集中，热节部位铸件外表面光滑，无灼伤、热裂等缺陷。但是显微镜下观察A（A1、A2）、B（B1、B2）、C（C1、C2）、D（D1、D2）部位均存在缩松，但是缩松的形态、数量不一样。

由于B、C节点部位的缩松已延伸到腹板外表面上，在外力作用下，缩松部位就是裂纹源，这就导致弯曲扭力试验中扭力值不稳定，无规律可寻的重要原因。1

模具温度对固定夹结晶凝固的影响为了保证铸件顺序凝固，必须针对热节部位进行强冷处理或对薄壁位置加装保温措施；在挤压铸造工艺生产中，对铸件热节部位的工艺处理和控制也是至关重要的一个环节。模具温度的高低不仅影响铸件品质，而且危及模具使用寿命。要想消除热节对铸件凝固结晶过程中的不良作用和影响，必须从优化模具冷却系统、合理控制模具的温度着手。

由于现行的模具结构，包括模具的水冷系统已定型，很难再对其作大的水冷结构改造，只能依赖模具从冷模状态到热模状态的模具温度变化为着手。模具试制过程时间为一个台班，分4个时间段，对模具的温度进行测试跟踪，采用的测温设备为G100EXD红外线热成像仪。在每次的测温点处开始取样10件；第一次检测，取样10件，后每间隔2h测量模具温度一次，取样10件，到一个台班挤压作业为止，共取样40件；经除渣包、切料柄、除飞边毛刺等清理工序加工后装框进入连续式热处理炉作T6工艺处理。1

U形固定夹成形模设计对U形固定夹进行了工艺分析，详细介绍了各成形工序的模具结构特点、在试模过程中出现的问题、解决这些问题的方法和补救措施，充分考虑了模具结构的可调整性、易损件的更换和模具制造成本的控制。2

零件的工艺分析U形固定夹零件，材料为SPCC，料厚 t =1.5mm 。零件结构比较复杂，主要工序为多道弯曲，弯曲尺寸难以控制。 由此设计了成形工序：冲孔 、翻孔 、落料及6道弯曲成形。该零件的主要特点为：有多处狭长槽孔、不规则狭长槽孔及多处弯曲，因弯曲的垂直度要求较高，在模具结构设计时，必须充分考虑采取减小零件弯曲回弹的工艺措施 。2

孔翻孔落料模由于零件有多处狭长形槽孔、不规则狭长形槽孔，凹模采用了镶拼结构，镶拼件过盈0.01mm配合，便于镶拼件的调整和更换。冲孔凸模采用横销吊装结构。规则凸模采用标准件，有利于凸模尺寸的一致性。落料凸模采用吊装形式，易于更换和刃磨 。 该模具采用滑动导柱导向，4根小导柱对固定板、卸料板、凹模作精密导向，保证模具凸、凹模的间隙均匀，使用定位销对条料定位 。

弯曲两端及两小脚弯曲模序件用中间2个腰形孔定位，并以此作为后续工序的定位基准，以保证制件各道工序 定位基准的一致。弯曲凹模采用镶拼结构，便于调整制件弯曲尺寸。弯曲凸模两端开有让位缺口，此处的热处理硬度不应太高，控制在48～ 50HRC，回火3次，否则凸模两端根部缺口处容易断裂，造成模具损坏。2

弯曲两端模具结构考虑到零件弯曲回弹，在零件弯曲处加了弯曲筋，以确保零件弯曲处的垂直度。在弯曲处，弯曲凸模3及6和弯曲凸模9及13，采用了镶拼结构，以便调整零件弯曲尺寸 。2

弯曲两侧及成形圆模具结构考虑到零件在弯曲处直边有效部分只有3.2mm，为保证弯曲后的垂直度，在弯曲处设计带有弯曲筋的凸模。另原设计把4处1/4圆的凸台与两侧面同时成形，但在试模过程中，4处1/4圆凸台成形时材料出现明显的裂口，有时会断裂，很不理想。为保证零件的成形质量，增加了1副单独成形1/4圆的凸台，才解决问题，单独成形1/4圆凸台模具结构。2

弯曲2处Z形弯曲模结构上、下模利用定位块9定位，采用模框和凹模镶件结构，便于调整凸模8与凹模之间的间隙，同时也考虑便于调整Z形弯曲处的回弹。进行多次校正，最终获得了正确的回弹数据，回弹角度为0.75°。2

U形弯曲模结构该模具结构较简单，在弯曲处，同样需要弯曲筋来保证其垂直度。根据模具设计要求，取消模架，导柱4起到上、下模导向作用，模具上、下模分别安装于模座上，简单方便，这样既节省材料，降低制造成本，又便于安装。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学