專利名稱：一種熱鍛成型的自行車肘接件制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱鍛成型領(lǐng)域，特別一種熱鍛成型的自行車肘接件制法。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)自行車車架管相互連接的肘接管座，其無論是車前架的車首管座或五通管 座、立管座等之連接肘接件的制作，通常都是如“自行車車架焊接構(gòu)造”之前案所示，整個肘 接之管件，以一主架管為管座主體，依各座體組裝位置連接車架的需要，或?yàn)殡A級狀或特殊 管徑的預(yù)先加工后，配合各接管頭相互插組銜接，依組裝車架不同位置的傾斜銜接需要，為 各式傾斜角度的連接；各連接管依預(yù)設(shè)傾斜角度，預(yù)先削設(shè)有相對貼合接連用的接口部，再 配合置入到一固定的治具或以特殊的固定元件定位輔助，以焊接操作，達(dá)到五通管或各式 肘接座件的制作，而依上述前案所示由焊接制作完成的多向式管座肘接件的成型，不僅需 依賴極熟練的焊接技術(shù)人力，且需透過各式肘接角度的治具或器具的定位輔助，方能完成 適當(dāng)?shù)亩ㄎ缓附硬僮?，由于整個座體肘接件在自行車的車架連接組合上，通常需承受極高 的安全負(fù)荷系數(shù)，故在實(shí)際焊縫的要求上，需具極高超熟練的技術(shù)人員方能完成，尤其有時 更需透過機(jī)具的輔助，方能完成完整的焊接操作，而最不易克服的則是，以傳統(tǒng)的焊接加工 制作，由于焊接處通過通常會產(chǎn)生局部高熱，常會有破壞原有管材組織的情形，形成實(shí)際結(jié) 構(gòu)剛性的變換，更容易產(chǎn)生無謂的更力集中及因冷熱溫差形成之變形公差，故以傳統(tǒng)的管 座肘接件的成形制作，不僅于技術(shù)上的依賴性極高，更容易造成不良品的發(fā)生，很難達(dá)到量 產(chǎn)化產(chǎn)制的需求，尤以焊接操作受到局部高熱的溫差變換，常會使斜交的角度在成型后會 產(chǎn)生變換，其便形成實(shí)際成型公差的累積，而在累積公差下，極可能形成實(shí)際插合角度的差 異，而以自行車車架的相互插組連接，往往有些微小角度變化，便可能產(chǎn)生無法組裝或車架 的變形，尤其以現(xiàn)代開發(fā)極多的高級車型，如碳纖輕量化的車架，根本不能焊接組裝，僅能 以膠合的粘接，而在肘接的連通管座上又需仰賴傳統(tǒng)的肘接管座，其斜插連接角度的容許 差微極小，因以碳纖的材料特性，其對特殊組裝角度的支撐受力限制更嚴(yán)格，根本不允許膠 合管件有超出設(shè)計的插組裝，因其極易構(gòu)成車架實(shí)際使用安全上的疑慮，故以傳統(tǒng)焊接式 的肘接座件，實(shí)際生產(chǎn)中，因?yàn)椴涣计仿实牟灰捉档?，形成?shí)際生產(chǎn)成本的不易降低，且又 無法做快速的產(chǎn)制提升；以自行車產(chǎn)制需要及現(xiàn)階段自行車休閑風(fēng)氣的盛行，如何將車架 肘接件的產(chǎn)制技術(shù)依賴進(jìn)一步降低，更且達(dá)到整體產(chǎn)制成本的降低，以符合實(shí)際產(chǎn)制的需 要，并能有效的簡化產(chǎn)制技術(shù)及成本，及確保產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定與提升，環(huán)視現(xiàn)行自行車的車 架肘接件成形設(shè)計，容有進(jìn)一步研究開發(fā)的空間。發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有功能技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種以鋁合金原材料，經(jīng)模內(nèi)熱鍛制 作成形，達(dá)到無接縫式的外觀制作，配合適當(dāng)?shù)挠不幚恚蛊溥_(dá)到安全使用之剛性，再配 合二次機(jī)械加工完成完整的結(jié)構(gòu)外觀的熱鍛成型的自行車肘接件制法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，包括有材料鋸切操作及熱鍛壓制作定型和經(jīng) 表面處理及硬化處理等制程制作；其特征在于以鋁合金為原材料經(jīng)鋸切處理將原材料制 作鋁擠形材或鋁材棒之材料，經(jīng)切割成適當(dāng)大小的材料塊；經(jīng)預(yù)熱處理將材料塊置入預(yù) 熱機(jī)具內(nèi)部，以高溫做適當(dāng)?shù)念A(yù)熱加工，使材料物性達(dá)鍛制前的預(yù)熱松整處理，方便鍛制 延展成型；再進(jìn)行鍛制成型將預(yù)熱后的材料塊置入成形模具內(nèi)部，進(jìn)行加溫加壓鍛制，使 其鍛制成完整外觀之半成品狀；取出后經(jīng)硬化處理成型的半成品集中置入到熱處理機(jī)具 內(nèi)，以高溫硬化熱處理，有效調(diào)整半成品物件的材料物性結(jié)構(gòu)，達(dá)到結(jié)構(gòu)均勻且符合實(shí)際使 用需要的最佳剛性；余料裁切操作修除大部分鍛制延伸之邊片或凸出物，使其接近成品 的外觀；再進(jìn)行毛邊切除修整以研磨機(jī)具修除完整成品外觀形態(tài)，再經(jīng)表面處理透過振 動機(jī)具的振動去毛邊操作，外觀光滑平整；進(jìn)行二次機(jī)械加工處理完成鉆孔或攻牙等機(jī) 械加工操作，即可制成完整的自行車用架管肘接件成品；所述的原材料通常以鋁合金材為 較常用。所述的鋸切后的材料塊先做修整處理，以去除切割毛邊；所述預(yù)熱處理的溫度一般 在350-440°C之高溫間；所述鍛制成型操作依實(shí)際鍛制物件的大小材質(zhì)及形狀，可以一或 一組以上的模組，做一次或多次鍛制的操作。所述鍛制成型的模組加工前先以180-200°C之 模溫預(yù)熱；所述的二次機(jī)械加工處理的成品依需要為二次表面處理操作；所述的二次機(jī)械 加工處理操作可為表面陽極烤漆或拋光處理者。
本發(fā)明各成分的有益效果和作用本發(fā)明的一種熱鍛成型的自行車肘接件制法， 以鋁合金原材料，經(jīng)模內(nèi)熱鍛制作成形，達(dá)到無接縫式的外觀制作，配合適當(dāng)?shù)挠不幚恚?使其達(dá)到安全使用之剛性，再配合二次機(jī)械加工完成完整的結(jié)構(gòu)外觀，有效克服傳統(tǒng)焊接 及治具定位不便等諸多高技術(shù)、成本依賴的困擾及缺失；使自行車架的肘接件成形技術(shù)簡 化，無需特殊技術(shù)依賴，配合熱鍛成形達(dá)到無接縫施工，有效提升肘接件的結(jié)構(gòu)剛性，并提 高產(chǎn)制技術(shù)與成本的降低，使產(chǎn)制品質(zhì)提升、尺寸精確穩(wěn)定，大幅降低不良品率，達(dá)到符合 產(chǎn)業(yè)高經(jīng)濟(jì)利用價值及安全量產(chǎn)管理之目的。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，主要是一種方便車架管件肘接件成形 之制法發(fā)明設(shè)計，整個肘接件的產(chǎn)制設(shè)計，以鋁合金材為主要使用之原材料，依實(shí)際使用的 剛性要求需要，通常以一般常見的鋁合金材(如AL6061、AL6014、AL6028、AL7005、AL7075 及AL2014)為較常用材料，依實(shí)際產(chǎn)制肘接件的外觀及組接強(qiáng)度剛性需要，可以預(yù)制成接 近斷面造型的鋁擠型材或鋁棒材等成形取用，通過鋸切處理將原材料予以切割成所需的一 段段狀的獨(dú)立加工用材料塊或棒體狀的材料件，將鋸切后的材料塊(件)置入到振動機(jī)具 內(nèi)，預(yù)先做切割毛邊的修邊處理，使其不會有凸出或銳利的切割邊，有效保護(hù)到鍛制模穴內(nèi) 的表面維護(hù)，將去除毛邊妥當(dāng)?shù)牟牧蠅K(件)，置入到一組預(yù)熱機(jī)具內(nèi)部做適當(dāng)?shù)牟牧项A(yù)熱 處理，依材料物性不同，一般以350 440°C之高溫做適當(dāng)?shù)念A(yù)熱處理，其依實(shí)際機(jī)具輸送 速度及實(shí)際塊體的形狀大小做必要的調(diào)整，使達(dá)到鍛制前材料的預(yù)熱松整處理，方便鍛制 時材料具較佳的延展性，再將預(yù)熱妥當(dāng)?shù)牟牧蠅K或材料棒，置入到鍛制模具內(nèi)部，做為鍛制 成型操作，整個成型的鍛制制程，依實(shí)際鍛制物件的大小材積及形狀，可以一組或多組以上 的模組，做一次或多次的分段鍛制操作，以達(dá)到產(chǎn)品成型精致美觀及心尺寸精確為操作之 選擇，而鍛制成型的模組，于加工前，可予以預(yù)熱，使其達(dá)到180 200°C之模溫，供鍛制更簡易且不會產(chǎn)生模穴內(nèi)溫差之吸熱缺失；將鍛制成型的物件半成品出模后，集中置入到一 熱處理機(jī)具內(nèi)，做進(jìn)一步的高溫硬化處理，有效使半成品物件的材料物性做結(jié)構(gòu)調(diào)整，達(dá)到 均勻且富實(shí)際使用需要的最佳剛性維持，以一般(AL6061)材料T4 T6之熱處理，通常會 維持在HRB55 60間之硬度值，將硬化處理后的半成品，進(jìn)行一成形的必要余料裁切操作， 可修除大部分的鍛制延伸邊片或凸出物，使其接近成品的外觀，再將大部余料裁切后的物 件，進(jìn)行后續(xù)研磨除較細(xì)部的毛邊切除修整，達(dá)到完整的成品外觀形態(tài)，再透過振動處理機(jī) 具的振動去毛邊操作，達(dá)到成品完整光滑的表面處理，將表面處理妥當(dāng)?shù)腻懼圃?，置入?機(jī)具內(nèi)做二次的機(jī)械加工處理，完成整個物件的鉆孔或攻牙等機(jī)械處理的加工操作，符合 實(shí)際使用時需要，即完成完整的自行車用架管肘接件的成品制作設(shè)計。
按以本發(fā)明的自行車車架肘接件的成型結(jié)構(gòu)設(shè)計，尤其適合一般自行車中空式車 架管件相互插組連接的肘接元件如五通座管或車把座管連接組裝用的三通肘接件制作，其 需具備多種插接角度的成型制作時，可通過本發(fā)明所設(shè)由鋁質(zhì)材料鍛制成型設(shè)計，使其肘 接件達(dá)到完全無接縫的一體成型制作，不僅可確保無焊接所形成焊縫線接縫面的結(jié)構(gòu)不安 全性，更可大幅降低對焊接技術(shù)的依賴，尤其透過鍛制模具的鍛制定型設(shè)計，只要模具開發(fā) 定型，便可制作出各式造型的肘接元件，亦即任意特殊角度設(shè)計的外觀形狀，完全無焊接凹 部高熱所衍生的局部應(yīng)力集中及可能產(chǎn)生外觀受焊接加工熱變形的疑慮，其僅需透過熱硬 化處理的后續(xù)處理，便可使鍛制的內(nèi)應(yīng)辦完全去除，確保整體結(jié)構(gòu)剛性獲得最佳且最均勻 的改善與設(shè)計，尤其透過欠缺擠壓成型設(shè)計，其鍛制之成品，不僅產(chǎn)品規(guī)格一致性可穩(wěn)定， 大幅減少不良品率的發(fā)生，完全不會產(chǎn)生傳統(tǒng)加工的累積公差問題，且內(nèi)部材料組織將因 為鍛制的擠壓更緊密，有效提升其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，進(jìn)一步確保整體結(jié)構(gòu)使用的安全性，進(jìn)而可適 度的降低其結(jié)構(gòu)厚度，使成品達(dá)到適當(dāng)減重功效，以符合新一代高價值的新式自行車輕量 化組裝使用要件，進(jìn)一步提升腳踏自行車具的產(chǎn)品整體價值感，有效大幅強(qiáng)化整體產(chǎn)品品 質(zhì)及價值的實(shí)用功效特性。
另本發(fā)明整套熱鍛制式的自行車架管肘接件的制作，其成品可依實(shí)際組裝選配需 要，可于二次機(jī)械加工處理后，另為二次表面處理操作，即依實(shí)際成品組裝所需，以陽極烤 漆或拋光處理，使肘接件的外觀具特殊的美化加工，配合自行車成形外觀做相對的表面處 理，使產(chǎn)品價值進(jìn)一步提升；又以本發(fā)明的肘接件制作，其比較傳統(tǒng)焊接式的制作，具有極 多的明顯優(yōu)點(diǎn)，諸如無焊接縫的美觀特色，且不會于焊接處形成應(yīng)力集中，以致影響到使用 安全，更且針對實(shí)際產(chǎn)制時所形成的公差不會有累積公差的組裝缺失，整個產(chǎn)品組裝的便 利與產(chǎn)品的一致性，維持整部組裝車架的美觀且不會有變形的疑慮，真正達(dá)到計劃性生產(chǎn) 及組裝使用的設(shè)計目的，可說是車架管件肘接元件設(shè)計產(chǎn)制技術(shù)的一大創(chuàng)新發(fā)明設(shè)計，其 設(shè)備組裝藉由模組的變換，使可因應(yīng)各式不同造型的肘接件，做多樣變換產(chǎn)制需要，可說是 一完全突破傳統(tǒng)車架組裝肘接件之產(chǎn)制設(shè)計，更符合計劃生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)及實(shí)用新創(chuàng)利益，堪 稱為車架肘接件的一大創(chuàng)新發(fā)明設(shè)計。
綜上所述，本發(fā)明的一種熱成型的自行車肘接件制法，運(yùn)用傳統(tǒng)熱鍛的技術(shù)，配合 模組及加工制程的安排重新設(shè)計，使自行車用車架管肘接件的成型技術(shù)大幅簡化，有效簡 化實(shí)際產(chǎn)制技術(shù)，以一體模內(nèi)成型設(shè)計，完全無焊接不良的疑慮，確保產(chǎn)品品質(zhì)的一致與穩(wěn) 定，更大幅降低產(chǎn)制成本，就肘接件的產(chǎn)制管理而言，可說是一種全新的產(chǎn)制方法的開發(fā)。
上面已對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明不限于此，其它未作說明的細(xì)節(jié)也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，包括有材料鋸切操作及熱鍛壓制作定型和經(jīng)表 面處理及硬化處理等制程制作；其特征在于以鋁合金為原材料經(jīng)鋸切處理將原材料制作 鋁擠形材或鋁材棒之材料，經(jīng)切割成適當(dāng)大小的材料塊；經(jīng)預(yù)熱處理將材料塊置入預(yù)熱 機(jī)具內(nèi)部，以高溫做適當(dāng)?shù)念A(yù)熱加工，使材料物性達(dá)鍛制前的預(yù)熱松整處理，方便鍛制延展 成型；再進(jìn)行鍛制成型將預(yù)熱后的材料塊置入成形模具內(nèi)部，進(jìn)行加溫加壓鍛制，使其鍛 制成完整外觀之半成品狀；取出后經(jīng)硬化處理成型的半成品集中置入到熱處理機(jī)具內(nèi)， 以高溫硬化熱處理，有效調(diào)整半成品物件的材料物性結(jié)構(gòu)，達(dá)均勻且富實(shí)際使用需要的最 佳剛性；余料裁切操作修除大部分鍛制延伸之邊片或凸出物，使其接近成品的外觀；再進(jìn) 行毛邊切除修整以研磨機(jī)具修除完整成品外觀形態(tài)，再經(jīng)表面處理透過振動機(jī)具的振 動去毛邊操作，外觀光滑平整；進(jìn)行二次機(jī)械加工處理完成鉆孔、攻牙機(jī)械加工操作，即 可制成完整的自行車用架管肘接件成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，其特征在所述的原材料 為鋁合金材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，其特征在所述的鋸切后 的材料塊先做修整處理，以去除切割毛邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，其特征在所述預(yù)熱處理 的溫度在350-440°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，其特征在所述鍛制成型 操作依實(shí)際鍛制物件的大小材質(zhì)及形狀，可以一或一組以上的模組，做一次或多次鍛制的 操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，其特征在所述鍛制 成型的模組加工前先以180-200°C之模溫預(yù)熱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，其特征在所述的二次機(jī) 械加工處理的成品依需要為二次表面處理操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，其特征在所述的二次機(jī) 械加工處理操作可為表面陽極烤漆或拋光處理者。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱鍛成型的自行車肘接件制法，以鋁合金原材料，經(jīng)模內(nèi)熱鍛制作成形，達(dá)到無接縫式的外觀制作，配合適當(dāng)?shù)挠不幚恚蛊溥_(dá)到安全使用之剛性，再配合二次機(jī)械加工完成完整的結(jié)構(gòu)外觀，有效克服傳統(tǒng)焊接及治具定位不便等諸多高技術(shù)、成本依賴的困擾及缺失；使自行車架的肘接件成形技術(shù)簡化，無需特殊技術(shù)依賴，配合熱鍛成形達(dá)到無接縫施工，有效提升肘接件的結(jié)構(gòu)剛性，并收到產(chǎn)制技術(shù)與成本的降低，使產(chǎn)制品質(zhì)提升、尺寸精確穩(wěn)定，大幅降低不良品率，達(dá)到符合產(chǎn)業(yè)高經(jīng)濟(jì)利用價值及安全量產(chǎn)管理之目的。
文檔編號B23P15/00GK102029510SQ201010549018
公開日2011年4月27日 申請日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者洪清志 申請人:江門市億捷五金制品有限公司