羽毛球拍中管及堵头和羽毛球拍制作方法

技术领域

本发明涉及运动器材领域，尤其涉及一种羽毛球拍中管及堵头和羽毛球拍制作方法。

背景技术

羽毛球球速快，运动反应时间短，造成运动员在运动中需要快速挥拍，为减低运动消耗，市场需要轻质的，有减震功能的球拍。

碳纤维复合材料有较高的比模量和比强度，是一类非常优秀的结构材料，在国防、工业、建筑等行业得到了广泛的应用。非常适合羽毛球运动中对重量、强度、抗扭的需求，因碳纤维复合材料无可比拟的优势，已经广泛的应用在羽毛球拍产品上。

羽毛球拍一般由拍框，中管，手柄组成；拍框和中管采用三通堵头进行连接。羽毛球拍中管是一种中空管状物，而拍框常采用发泡成型技术加工，将长条状的发泡材料外包覆含有环氧树脂的碳纤维预浸布，卷成管状的拍框预型件，使用塑料三通堵头堵住拍框预型件的两端，三通堵头剩余的一端与中管的一端相连接，再使用预浸料将拍框预型件和中管的连接处缠绕包裹，将三通堵头包裹严密，避免其脱落。最后将连接好的拍框预型件和中管放入模具中推入150+/-5℃的热台，加热30分钟左右，使含环氧树脂的预浸布固化；再置于40+/-5℃的冷台中冷却后取出，得到球拍粗胚。

球拍粗胚经过打磨、钻孔、穿线、组接手柄等工序，再经涂漆、加单粒钉、后套、柄皮，即可制作出一支完整的球拍。

但是球拍热成型过程中，随着模具内的温度升高，环氧树脂会先慢慢软化，黏度也随着温度的变化经历高黏度(常温-90℃)—低黏度(90-110℃)—凝固的过程，在发泡料膨胀的压力下(模具内温度在120℃时，膨胀压力可达0.6-0.8Mpa)，低黏度的环氧树脂容易和发泡料一同沿三通堵头与中管的缝隙进入中管中，这样易产生如下隐患：降低发泡材料膨胀压力、造成拍框碳纤维预浸布层间接合不紧密，形成耐用度不足的隐患；流动的环氧树脂或发泡料易进入中管内部时，生产出的球拍在打球时易产生噪音，形成异音隐患。

故在使用三通堵头时，常用做法为采用胶接工艺将堵头涂胶后，再与中管、拍框预型件粘合，以保证堵头与中管、拍框间的密封性。但这种胶接的方式同样存在以下问题，例如：由于在球拍加工时主要出现变形的位置是在中管上，因此中管的刚度控制是球拍成型工艺的重要指标，一般会选配中管的刚度并作记号，并使记号处于球拍的正面，但采用胶接工艺，在胶硬化后则不容易转动调整中管位置使之位于正面中间，发现中管刚度不合适时也难以拔出，整体操作容错率较低；同时在模具推入热台后，拍框和中管持续在150℃的高温中时堵头表面胶易软化造成胶合不良，部分胶水溢出粘合在中管内壁上，还是存在脱胶和造成球拍使用时异音的风险。

对于上述问题，专利CN215387424U公开了一种羽毛球拍自锁堵头，以设置在堵头上的自锁结构将发泡料堵住，同时分体式设置的连接堵头可保留中管绕拍框预型件转动的能力，以代替胶接工艺，避免胶接工艺带来的问题。但是上述结构还存在些许不足，分体设置的连接堵头虽然很好的保留了中管的绕拍框预型件转动的能力，但制成的球拍在大力使用时，堵头处两个连接块间的卡接间隙还是容易造成球拍轻微的横向晃动；而且在球拍加工时如果发现中管刚度选配不合适需要替换时，自锁后的堵头结构也不易使中管拔出。

发明内容

为解决球拍制作过程中堵头的胶接工艺不易调整中管位置、高温发泡定型过程中结合不良的问题；现有的自锁堵头技术存在制成的球拍在大力使用时，球拍易出现轻微的横向晃动、选配中管时不易更换的技术问题，本发明提供一种羽毛球拍中管及堵头和羽毛球拍制作方法。

本发明提供的技术方案如下，一种羽毛球拍中管及堵头，堵头包括顶部和下部，堵头顶部呈一字型，堵头下部设置在一字型中间，中管一端的内壁设置有内螺纹，堵头下部外径大于所述内螺纹的内径，堵头下部以旋入的方式与所述内螺纹紧密配合，配合后在堵头下部表面形成与所述内螺纹对应的外螺纹；堵头顶部用于插入拍框预型件的两端。

进一步地，堵头的材料为热塑性材料。

优选的，堵头顶部中间位置设置有内凹槽，内凹槽的深度延伸至堵头下部的内部；内凹槽用于容置发泡料。

进一步地，所述内螺纹的长度大于羽毛球拍堵头下部的长度。

进一步地，所述内螺纹长度为8-12mm，堵头下部长度6-10mm。

进一步地，所述内螺纹内径为3-4.2mm，堵头下部外径为3.5-4.5mm。

优选的，堵头的材料为聚甲基丙烯酰亚胺、热塑性弹性体中任一种。

本发明还提供一种羽毛球拍制作方法，包括如下步骤：

S1、取复合材料制成中管，使用攻牙工具，将中管的内壁攻牙设置内螺纹；

S2、夹持堵头的顶部，将与中管的相配合的堵头下部处旋入中管内螺纹处，使堵头与中管内螺纹间紧密密合；

S3、将硬质芯材放置在尼龙管中，抽真空，使尼龙管紧密的贴在硬质芯材上，再将拍框预浸料包覆在尼龙管外；

S5、停止抽真空、去除硬质芯材，然后抽出尼龙风管，在拍框预浸料中间形成中空结构；

S6、将第一发泡料塞入拍框预浸料的中空结构中，将拍框预浸料预热，弯曲拍框预浸料形成拍框预型件；

S7、将堵头的顶部塞入制作好拍框预型件的两端；

S8、在拍框预型件与中管连接处贴预浸料，使中管和拍框预型件紧密的接合在一起，形成球拍预型；

S9、将球拍预型预热，放入设定的模具中，推入成型台加热成型，取出得到球拍粗胚；

S10、将球拍粗胚钻孔、打磨、组接木柄、喷漆贴水标、打单粒钉、缠柄皮，完成球拍制作。

进一步地，当堵头顶部中间位置设置有内凹槽且内凹槽的深度延伸至堵头下部的内部时；步骤S2还包括：再将第二发泡料塞入内凹槽处。

进一步地，步骤S9中预热温度设定为45-50℃；加热成型时间为30min，加热温度155+/-5℃，然后冷却到60-65℃，球拍预型从预热温度升温到155℃的时间为5-8min。

本发明的优势在于：既能保留中管沿拍框预型件转动调节的能力，利于中管的刚度记号通过转动处于拍框的正面；堵头以旋入的方式与中管配合，堵头下部与内螺纹间的密封性较好，不存在胶接在后续工艺中因高温固化工艺带来的软化问题；在发现中管刚度选配不合适时，也可方便的通过反向旋转使中管脱离堵头，从而更换中管。配合内凹槽的设置可使发泡材料膨胀迫使堵头下部体积膨胀，与中管内壁形成更紧密的过盈配合，进一步提高堵头与中管连接处的密封性，防止发泡材料和/或环氧树脂渗入。成型后的球拍也不易在中管与拍框连接处产生晃动，具有更高的稳定性。

附图说明

图1为羽毛球拍堵头示意图一；

图2为羽毛球拍中管示意图；

图3为羽毛球拍堵头与中管配合处示意图一；

图4为羽毛球拍拍框预型件与中管结合处示意图一；

图5为羽毛球拍堵头示意图二；

图6为羽毛球拍堵头与中管配合处示意图二；

图7为羽毛球拍拍框预型件与中管结合处示意图二。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明从材料选用、堵头及中管结构、制作工艺三方面同时设计以实现保留中管绕拍框预型件转动的功能、在中管刚度选配不合适时可拆卸的功能、在拍框预型件加热定型过程中封堵发泡料及紧固堵头与中管的连接的功能。

本发明在中管的内壁处预先设置有螺旋状内螺纹，堵头则采用热塑性材料或采用常规堵头材料，但在堵头结构上设置有可供发泡材料填充的凹槽。

具体的，堵头采用热塑性材料时，如图1、2所示，本发明提供的羽毛球拍堵头1呈T型，包括“一”字形顶部11和竖直的下部12。对应的，在中管2内壁设置有螺旋状内螺纹21，“T”型堵头1的竖直下部12的外径略大于中管内螺纹21的内径。中管内螺纹21的长度略大于堵头下部12的长度。

所述中管内螺纹21长度优选为8-12mm，内螺纹21内径优选3-4.2mm，堵头下部12的外径优选3.5-4.5mm，长度6-10mm。

如图3所示，堵头1与中管2相配合时，堵头下部12于内螺纹21处旋转进入，由于中管的刚性，堵头和中管配合时，中管内壁螺纹21类似于攻牙的牙板，可在热塑性发泡材质的堵头下部2表面形成与中管内部紧密配合的外螺纹121，相比于直接在堵头下部2设置外螺纹的配合方式更为紧密。如图4所示，在堵头1旋入中管2后，再将堵头“一”字顶部11的两端插入拍框预型件中。如此，既能保留中管沿拍框预型件转动调节的能力，使得中管的刚度记号通过转动处于拍框的正面；同时堵头1以旋入的方式与中管2配合时，堵头下部12与内螺纹21间的密封性也较好，有效防止拍框预型件高温定型过程中的在发泡料膨胀的压力下环氧树脂或发泡料进入中管中，不存在胶接在后续工艺中因高温固化工艺带来的软化问题。

重要的是，一旦在预型件发泡定型前发现中管刚度选配不合适时，也可方便的通过反向旋转中管使中管脱离堵头，从而更换中管。

堵头优选聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)、热塑性弹性体(TPE)等热塑性材料制作。这类材料机械强度和刚性较好，易在承受高载荷的情况下保持稳定，同时具有一定热膨胀性能，在高温发泡定型过程中轻微膨胀，加强堵头下部12与内螺纹21间的密封性。

另一种优选方式中，无论堵头是否限定热塑性材料制作，均可设置有可供发泡材料填充的凹槽。如图5、6所示，在“T”型堵头的“一”字顶部11中间位置还设置有内凹槽13，内凹槽13的深度延伸至堵头下部12的内部；内凹槽13的存在，使得堵头下部12具有向内压缩的空间，一来便于堵头1沿中管内螺纹21的旋入或更换中管2时，中管2的旋出；二来内凹槽13处可提前容置发泡材料5，如图6所示，在预型件高温发泡定型过程中，发泡材料5的发泡膨胀迫使堵头下部12体积的膨胀，与中管2内壁形成更紧密的过盈配合，进一步提高堵头1与中管2连接处的密封性，防止发泡材料和/或环氧树脂渗入。成型后的球拍也不易在中管内螺纹21处产生晃动，具有更高的稳定性。

同时，发泡材料5的设置在发泡时也能协同预型件内的发泡材料在拍框腔内形成更均衡的发泡压力，保证加工出球拍的拍框部位的稳定性。

本发明的羽毛球拍制备方法具体包括如下步骤：

S1、取复合材料制成中管，使用攻牙工具，将中管2的内壁攻牙设置内螺纹21；

S2、夹持堵头1的顶部11，将与中管21的相配合的堵头下部12处旋入中管内螺纹21处，使堵头与中管内螺纹21间紧密密合。

S3、将硬质芯材放置在尼龙管中，抽真空，使尼龙管紧密的贴在硬质芯材上；再将拍框预浸料依据结构设计要求包覆在尼龙管外面；

S5、停止抽真空，去除硬质芯材，然后抽出尼龙风管，在拍框预浸料中间形成中空结构；

S6、依照设计将第一发泡料4塞入拍框预浸料的中空结构中，将拍框预浸料预热，弯曲拍框预浸料形成拍框预型件3；

S7、将堵头的顶部11塞入制作好拍框预型件3两端；

S8、依据设计图在拍框预型件3与中管连接处贴预浸料，使中管2和拍框预型件3紧密的接合在一起，形成球拍预型；

S9、将球拍预型预热，放入设定的模具中，推入成型台加热成型，取出得到球拍粗胚；

S10、将球拍粗胚钻孔、打磨、组接木柄、喷漆贴水标、打单粒钉，缠柄皮，完成球拍制作。

步骤S9中预热温度设定为45-50℃；加热成型时间为30min，加热温度155+/-5℃，然后冷却到60-65℃，球拍预型从预热温度升温到155℃的时间为5-8min。

对于设置有可供发泡材料填充的凹槽的堵头结构而言，在步骤S2还包括：再将第二发泡料5取合适的尺寸，塞入内凹槽13处。

现在提供几种适配的具体实施方案作为例子来阐述本发明在羽毛球拍制作方法中的使用方式。

实施例1

羽毛球拍的制作方法如下：

S1、取复合材料制成中管，使用攻牙工具，用M4*0.7的丝锥将中管2的内壁攻牙设置内螺纹21，长度设定10mm；

S2、取堵头1，堵头材质为聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)，夹持堵头1的顶部11，将与中管21的相配合的堵头下部12处旋入中管内螺纹21处，堵头的直径为4.0mm，可与中管内螺纹21间紧密密合。

S3、将硬质芯材放置在尼龙管中，抽真空，使尼龙管紧密的贴在硬质芯材上；再将拍框预浸料依据结构设计要求包覆在尼龙管外面；

S5、停止抽真空，去除硬质芯材，然后抽出尼龙风管，在拍框预浸料中间形成中空结构；

S6、依照设计将第一发泡料4塞入拍框预浸料的中空结构中，将拍框预浸料预热，预热温度设定为45-50℃，弯曲拍框预浸料形成拍框预型件3；

S7、将堵头的顶部11塞入制作好拍框预型件3两端；

S8、依据设计图在拍框预型件3与中管连接处贴预浸料，使中管2和拍框预型件3紧密的接合在一起，形成球拍预型；

S9、将球拍预型预热，放入设定的模具中，推入成型台加热30分钟，加热温度155+/-5℃，然后冷却到60-65℃，取出得到球拍粗胚；

S10、将球拍粗胚钻孔、打磨、组接木柄、喷漆贴水标、打单粒钉，缠柄皮，完成球拍制作。

技术说明：

球拍预型进入模具时的温度是45-50℃，进入设定为155+/-5℃的成型台，预型升温到155℃的时间大约在5-8分钟之间。如图4所示，因模具受热所致，堵头1在70-80℃开始体积膨胀，中管2内塞入的堵头部分的体积会变大，因中管2使用的是热固性树脂，而且已经处于固化状态，所以限制了堵头1的膨胀体积，从而强化了螺纹处的紧固效果。拍框中的第一发泡料4在膨胀时无法溢出到中管中，从而消除了胶接工艺所造成的异音等风险。堵头1和第一发泡料4均有膨胀功能，避免了拍框和中管连接处因受力不均造成的应力集中的风险。

实施例2

羽毛球拍的制作方法如下：

S1、取复合材料制成中管，使用攻牙工具，用M4*0.7的丝锥将中管2的内壁攻牙设置内螺纹21，长度设定10mm；

S2、取堵头1，堵头材质为普通PVC材质，堵头1的顶部11具有内凹槽13，将与中管21的相配合的堵头下部12处旋入中管内螺纹21处，堵头的直径为4.0mm，可与中管内螺纹21间紧密密合；再将第二发泡料5取合适的尺寸，塞入内凹槽13处；

S3、将硬质芯材放置在尼龙管中，抽真空，使尼龙管紧密的贴在硬质芯材上；再将拍框预浸料依据结构设计要求包覆在尼龙管外面；

S5、停止抽真空，去除硬质芯材，然后抽出尼龙风管，在拍框预浸料中间形成中空结构；

S6、依照设计将第一发泡料4塞入拍框预浸料的中空结构中，将拍框预浸料预热，预热温度设定为45-50℃，弯曲拍框预浸料形成拍框预型件3；

S7、将堵头的顶部11塞入制作好拍框预型件3两端；

S8、依据设计图在拍框预型件3与中管连接处贴预浸料，使中管2和拍框预型件3紧密的接合在一起，形成球拍预型；

S9、将球拍预型预热，放入设定的模具中，推入成型台加热30分钟，加热温度155+/-5℃，然后冷却到60-65℃，取出得到球拍粗胚；

S10、将球拍粗胚钻孔、打磨、组接木柄、喷漆贴水标、打单粒钉，缠柄皮，完成球拍制作。

技术说明：预型进入模具时的温度是45-50℃，进入设定为155+/-5℃的成型台，预型升温到155℃的时间大约在5-8分钟之间。如图7所示，因模具受热所致，第二发泡料5在70-80℃开始体积膨胀，中管2内塞入的堵头部分的体积会变大，从而强化了中管内螺纹处的紧固效果。拍框中的第一发泡料4在膨胀时无法溢出到中管中，从而消除了胶接工艺所造成的异音等风险；第一发泡料4和第二发泡料5均有膨胀功能，避免了拍框和中管连接处因受力不均造成的应力集中的风险。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。