鋁合金自行車架整體成形制作方法和實(shí)現(xiàn)該方法的模具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋁合金自行車架整體成形方法及實(shí)現(xiàn)該方法的模具，該工藝方法及模具可生產(chǎn)出無(wú)焊接接頭的自行車架且消除由于焊接接頭帶來(lái)的安全隱患。該方法是將車架模具上、下模分開(kāi)，將車架芯水平安放在車架模具的車架下模腔內(nèi)，將溫度高于車架鋁合金液相線溫度50-120℃的液態(tài)車架鋁合金澆入車架模車架下模腔中央的壓室內(nèi)，將車架模上、下模閉合形成完整的車架模腔，利用壓頭推動(dòng)壓室內(nèi)的金屬液充滿整個(gè)車架模腔并加壓凝固后，將車架下模分開(kāi)，取出車架及余料，該方法使用可溶性芯料制成與車架內(nèi)腔一致的車架芯，利用液態(tài)的車架鋁合金在壓力作用下充滿安放有車架芯的車架模腔，并在高壓下冷卻凝固成形，裹在內(nèi)部的車架芯在水中溶解，形成空心的整體車架。
【專利說(shuō)明】鋁合金自行車架整體成形制作方法和實(shí)現(xiàn)該方法的模具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金自行車架整體成形制作方法。
[0002]本發(fā)明還涉及一種實(shí)現(xiàn)鋁合金自行車架整體成形制作方法的模具。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著人們生活水平的日益提升，自行車的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)由傳統(tǒng)的代步工具向休閑運(yùn)動(dòng)特別是健身領(lǐng)域延伸。其制作材料也由傳統(tǒng)的鑄鐵和鋼材向更加輕便的金屬材料方向發(fā)展，鋁合金自行車具有輕便、美觀等特點(diǎn)，近年來(lái)越來(lái)越受到廣大群眾，特別是運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者的追捧，其市場(chǎng)需求急速猛增。在現(xiàn)有技術(shù)中鋁合金自行車車架基本上都是用焊接方法將前管、中管、下管、平叉、立叉、五通等管件焊接在一起構(gòu)成整體車架。此種成形方法需要經(jīng)過(guò)管材切割、變形、焊接、打磨、熱處理等一系列工序。該工藝方法使車架本身產(chǎn)生許多焊接接頭，焊接接頭不僅影響自行車的整體美觀度，且通過(guò)后續(xù)測(cè)試和使用發(fā)現(xiàn)該焊接接頭會(huì)給騎行者帶來(lái)安全隱患。中國(guó)實(shí)用新型專利201020101149.6公開(kāi)了采用壓鑄方法進(jìn)行自行車車架整體成形的思想，將整個(gè)車架分為前梁合件和后梁合件兩部分，每部分整體壓鑄成形，然后再將兩部分組裝在一起，該方法只適用于折疊自行車，不能用于整體車架的成形，且該方法要求前梁和后梁均為“工”字型截面，不夠美觀，市場(chǎng)接受度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決車身美觀度和安全性的招合金自行車架整體成形制作方法。
[0005]與此對(duì)應(yīng)，本發(fā)明另外一個(gè)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述方法的模具。
[0006]就鋁合金自行車架整體成形制作方法而言，本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的制作方法包括如下步驟:將車架模具上模和下模分開(kāi)，將車架芯水平安放在車架模具的車架下模腔內(nèi)，車架芯的前管芯頭、鞍座芯頭、五通芯頭以及工藝孔芯頭安放在模具模腔的對(duì)應(yīng)芯座內(nèi)，車架芯與車架模腔之間的間隙即是車架的壁厚；將溫度高于車架鋁合金液相線溫度50-120°C的液態(tài)車架鋁合金澆入車架模具下模腔中央的壓室內(nèi)，澆注量為車架重量的1.05-1.3倍；叉間嵌塊運(yùn)動(dòng)至與車架芯間的間距恰好等于車架管的壁厚，將車架模具上模下模閉合，形成完整的車架模腔，利用壓頭推動(dòng)壓室內(nèi)的金屬液在0.5-3秒時(shí)間內(nèi)充滿整個(gè)車架模腔，并在1-5秒時(shí)間內(nèi)快速增大壓力并保持，使車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金在50-120MPa的高壓下冷卻，并在這一壓力的持續(xù)作用下凝固成形；將車架模上模和下模分開(kāi)，抽離叉間嵌塊，將裹有可溶性車架芯的車架及壓室余料一并取出車架模腔并冷卻至室溫，放入20°C?60°C的水中，使可溶性車架芯溶化流出車架管腔，取出空腔車架，去除壓室余料，得到鋁合金自行車整體車架。
[0007]作為鋁合金自行車架整體成形制作方法改進(jìn)，其澆注步驟:優(yōu)選將溫度高于車架鋁合金液相線溫度80-100°C的液態(tài)車架鋁合金澆入車架模車架下模腔中央的壓室內(nèi)，澆注量為整體車架重量的1.1-1.15倍。
[0008]作為鋁合金自行車架整體成形制作方法的進(jìn)一步改進(jìn)，其合模并充滿模腔步驟:優(yōu)選利用壓頭推動(dòng)壓室內(nèi)的金屬液在0.8-1.2秒時(shí)間內(nèi)充滿整個(gè)車架模腔。
[0009]作為鋁合金自行車架整體成形制作方法的進(jìn)一步改進(jìn)，其加壓凝固成形步驟:優(yōu)選使車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金在80-100MPa的高壓下冷卻能夠得到較好的凝固效果。
[0010]就能夠?qū)崿F(xiàn)上述鋁合金自行車架整體成形的模具而言，本發(fā)明為解決所述技術(shù)問(wèn)題的車架模具主要包括車架上模、車架下模、車架模腔、車架下模支撐、模具底板、壓室、壓頭、叉間嵌塊及該叉間嵌塊推拉桿、圓柱頭沉頭螺釘。所述車架模腔是開(kāi)設(shè)在金屬制成的車架上模、車架下模的空間內(nèi)部的車架模腔，以車架前管、上管、下管和立管的水平直徑面為分模面分為上下兩部分，分別位于上模和下模的對(duì)應(yīng)位置，上模和下模閉合后，其形狀與整體自行車架一致，其尺寸比車架對(duì)應(yīng)部位的尺寸大0.8%-1.5%，其內(nèi)安放有形成車架空腔的車架芯，所述的車架芯由88-96%的可溶性鹽和4-12% (質(zhì)量比)粘結(jié)劑混勻壓制而成，在前管兩端、鞍座上端、五通兩端均留有長(zhǎng)10-30mm的圓臺(tái)形芯頭，用來(lái)支撐和固定車架芯。
[0011]在立叉和平叉左右腿之間安放叉間嵌塊。車架上模通過(guò)圓柱頭沉頭螺釘與車架上模固定板連接牢固，通過(guò)車架上模固定板與加壓設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)車架上模的上下運(yùn)動(dòng)；車架下模下方通過(guò)螺釘與壓室、車架下模支撐連接，車架下模支撐通過(guò)螺釘與模具底板連接，模具底板安裝在加壓設(shè)備的固定工作臺(tái)上；壓頭自壓室下口伸入壓室內(nèi)，在加壓油缸的帶動(dòng)下做上下運(yùn)動(dòng)；其內(nèi)安放有形成車架空腔的車架芯，在立叉左右腿和平叉左右腿之間安放叉間嵌塊。
[0012]作為實(shí)現(xiàn)上述鋁合金自行車架整體成形的車架模具:優(yōu)選由H13鋼制成，其形狀與整體自行車架一致，其尺寸比車架對(duì)應(yīng)部位的尺寸大0.9%-1.1%。
[0013]作為實(shí)現(xiàn)上述鋁合金自行車架整體成形的車架模具中的車架芯:優(yōu)選的，車架芯由氯化鈉和水玻璃粘結(jié)劑混勻壓制而成，水玻璃的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6-8%，余量為氯化鈉，在前管兩端、鞍座上端、五通兩端均留有長(zhǎng)15-25mm的圓臺(tái)形芯頭；
[0014]作為實(shí)現(xiàn)上述鋁合金自行車架整體成形的車架模具中所述的叉間嵌塊是一個(gè)楔形板件，其前端與車架的立管外形相適應(yīng)，后端設(shè)有水平面，以便在導(dǎo)槽中運(yùn)動(dòng)，上下面為后端厚前端薄的斜面，傾斜角與平叉及立叉左右腿間的夾角一致，位于平叉和立叉的左右腿之間，可以在平叉和立叉的左右腿之間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，車架鋁合金成形凝固后，叉間嵌塊被叉間嵌塊推拉桿水平抽離平叉及立叉左右腿，以便整個(gè)車架取出模具腔。
[0015]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:由于采用上述整體一次成形的技術(shù)方案，使整個(gè)車架通過(guò)一次澆注實(shí)現(xiàn)整體成形，省去了焊接車架的制管、切割、變形、裝配、焊接、打磨等一系列工序。整個(gè)車架各部件之間無(wú)焊接接頭，使得整個(gè)車身外形美觀大方，且由于采用了該一體成形方法和實(shí)現(xiàn)該方法的模具，有效的提升了生產(chǎn)效率。本發(fā)明不受車架結(jié)構(gòu)、尺寸、重量和化學(xué)成分的限制，可以廣泛適用于各種自行車架的整體成形。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明的車架模具縱剖示意圖。
[0017]圖2是本發(fā)明的整體車架模具俯視示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明的可溶性車架芯示意圖。[0019]圖中:
[0020]1、車架上模2、車架下模3、車架模腔
[0021]4、叉間嵌塊5、圓柱頭沉頭螺釘19、立叉
[0022]7、壓室8、下模支撐9、下模底板
[0023]10、壓頭11、叉間嵌塊推拉桿12、內(nèi)澆道
[0024]13、上模固定板20、平叉231、立管腔
[0025]71、車架鋁合金液14、車架芯141、車架芯前管芯
[0026]1411、車架芯前管芯頭1412、車架芯前管芯頭142、車架芯鞍座芯頭
[0027]143、車架芯五通芯頭144、車架芯上管芯頭145、車架芯下管芯
[0028]146、車架芯立管芯147、車架芯平叉腿芯148、車架芯斜叉腿芯
[0029]149、車架工藝孔芯頭
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。
[0031]本發(fā)明提供的一種鋁合金自行車車架整體成形方法和實(shí)現(xiàn)該方法的模具，其特征在于使用可溶性芯料制成與車架內(nèi)腔一致的車架芯，利用液態(tài)的車架鋁合金在壓力作用下充滿安放有車架芯的車架模腔，并在高壓下冷卻凝固成形，裹在內(nèi)部的車架芯在水中溶化，形成空心的整體車架；
[0032]所述的車架鋁合金是鑄造鋁硅合金或變形鋁合金重的一種；優(yōu)選的，車架鋁合金是ZLlOl或A356鑄造鋁硅合金或6061或6063或6066變形鋁合金。
[0033]所述的車架模腔3，由金屬制成，沿上管、下管、前管的直徑面分為上下兩部分，分別位于車架上模I和車架下模2的對(duì)應(yīng)位置，車架上模I和車架下模2閉合后，其形狀與整體自行車架一致，其尺寸比車架對(duì)應(yīng)部位的尺寸大0.8%-1.5%，其內(nèi)安放有形成車架空腔的車架芯14，在立叉左右腿和平叉左右腿之間安放叉間嵌塊4。車架上模I通過(guò)圓柱頭沉頭螺釘5與上模固定板13連接牢固，通過(guò)上模固定板13與加壓設(shè)備連接；車架下模2下方通過(guò)螺釘51、52與壓室7、車架下模支撐8連接，下模支撐8通過(guò)螺釘53、54與下模底板9連接，下模底板9安裝在加壓設(shè)備的固定工作臺(tái)上；壓頭10自壓室7下口伸入其內(nèi)，在加壓油缸的帶動(dòng)下做上下運(yùn)動(dòng)；優(yōu)選的，車架模腔3，由H13鋼制成，其形狀與整體自行車架一致，其尺寸比車架對(duì)應(yīng)部位的尺寸大0.9%-1.1%，其內(nèi)安放有形成車架空腔的車架芯，在立叉和平叉左右腿之間安放叉間嵌塊。
[0034]所述的車架芯由88%_96%的可溶性鹽和4%_12%(質(zhì)量比)粘結(jié)劑混勻壓制而成，在前管兩端、鞍座上端、五通兩端均留有長(zhǎng)10-30mm的圓臺(tái)形芯頭，用來(lái)支撐和固定車架芯；優(yōu)選的，車架芯由氯化鈉和粘結(jié)劑水玻璃混勻壓制而成，水玻璃的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6%-8%，余量為氯化鈉，在前管兩端、鞍座上端、五通兩端均留有長(zhǎng)15-25mm的圓臺(tái)形芯頭；
[0035]所述的叉間嵌塊4是一個(gè)楔形板件，其前端與車架的立管腔231相適應(yīng)，后端設(shè)有水平面，以便在導(dǎo)槽中運(yùn)動(dòng)，上下面為后端厚前端薄的斜面，傾斜角與平叉20及立叉19左右腿間的夾角一致，位于平叉20和立叉19的左右腿之間，可以在平叉20和立叉19的左右腿之間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，車架鋁合金成形凝固后，叉間嵌塊4被叉間嵌塊推拉桿11水平抽離平叉20及立叉19的左右腿，以便整個(gè)車架取出車架模腔3。[0036]本發(fā)明提供的一種鋁合金自行車車架整體成形方法包括如下步驟:
[0037]一安放車架芯:將車架上模I和車架下模2分開(kāi)，將車架芯14水平安放在車架模的車架下模腔內(nèi)，車架芯14的前管芯頭141、鞍座芯頭142、五通芯頭143以及工藝孔芯頭149安放在模腔的對(duì)應(yīng)芯座內(nèi)，車架芯14與車架模腔23之間的間隙即是車架的壁厚。
[0038]二澆注:將溫度高于車架鋁合金液相線溫度50-120°C的液態(tài)車架鋁合金澆入車架模車架下模腔中央的壓室7內(nèi)，澆注量為車架重量的1.05-1.3倍。優(yōu)選的，將溫度高于車架鋁合金液相線溫度80-100°C的液態(tài)車架鋁合金澆入車架模車架下模腔中央的壓室7內(nèi)，澆注量為整體車架重量的1.1-1.15倍。
[0039]三合模并充滿模腔:將車架上模I和車架下模2閉合，叉間嵌塊4運(yùn)動(dòng)至與車架芯14間的間距恰好等于車架管的壁厚，形成完整的車架模腔3，利用壓頭10推動(dòng)壓室7內(nèi)的金屬液在0.5-3秒時(shí)間內(nèi)充滿整個(gè)車架模腔3。優(yōu)選的，利用壓頭10推動(dòng)壓室7內(nèi)的金屬液在0.8-1.2秒時(shí)間內(nèi)充滿整個(gè)車架模腔3。
[0040]四加壓凝固成形:快速增大壓力并保持，使車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金在50_120MPa的高壓下冷卻，并在這一壓力的持續(xù)作用下凝固成形。優(yōu)選的，使車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金在80-100MPa的高壓下冷卻；
[0041]五取件與溶芯:將車架上模I和車架下模2分開(kāi)，抽離叉間嵌塊4，將裹有車架芯的整體車架及壓室余料一并取出車架模腔3并冷卻至室溫，放入20°C?60°C的水中，使車架芯14溶化流出車架管腔，取出空腔車架，去除壓室余料，得到鋁合金自行車整體車架。
[0042]實(shí)施方式一
[0043]本發(fā)明提供的一種鋁合金城市車車架整體成形的方法，其特征在于利用液態(tài)的車架用鋁合金在壓力作用下充滿車架模腔8，并在高壓下冷卻凝固成形；所述的車架鋁合金是鑄造鋁硅合金ZLlOl ；
[0044]所述的車架模腔3，由H13鋼制成，沿上管、下管、前管的直徑面分為上下兩部分，分別位于車架上模I和車架下模2的對(duì)應(yīng)位置，車架上模I和車架下模2閉合后，其形狀與整體自行車架一致，其尺寸比車架對(duì)應(yīng)部位的尺寸大1.0%，其內(nèi)安放有形成車架空腔的車架芯14，在立叉和平叉左右腿之間安放叉間嵌塊4。車架上模I通過(guò)圓柱頭沉頭螺釘54與上模固定板13連接牢固，通過(guò)上模固定板13與加壓設(shè)備連接；車架下模2下方通過(guò)螺釘與壓室7、車架下模支撐8連接，車架下模支撐通過(guò)螺釘與下車架下模底板9連接，下車架下模底板10安裝在加壓設(shè)備的固定工作臺(tái)上；壓頭10自壓室7下口伸入其內(nèi)，在加壓油缸的帶動(dòng)下做上下運(yùn)動(dòng)；
[0045]所述的車架芯由88%的可溶性鹽氯化鈉和12% (質(zhì)量比)水玻璃粘結(jié)劑混勻壓制而成，在前管兩端、鞍座上端、五通兩端均留有長(zhǎng)IOmm的圓臺(tái)形芯頭,用來(lái)支撐和固定車架
-1-H
心;
[0046]所述的叉間嵌塊位4是一個(gè)楔形板件，其前端與車架的立管腔231相適應(yīng)，后端設(shè)有水平面，以便在導(dǎo)槽中運(yùn)動(dòng)，上下面為后端厚前端薄的斜面，傾斜角與平叉20及立叉19左右腿間的夾角一致，位于平叉20和立叉19的左右腿之間，可以在平叉20和立叉19的左右腿之間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，車架鋁合金71成形凝固后，叉間嵌塊4被叉間嵌塊推拉桿11水平抽離平叉左右腿及立叉左右腿，以便整個(gè)車架取出模具腔3。
[0047]本發(fā)明提供的一種鋁合金城市自行車車架整體成形的方法包括如下步驟:[0048]一安放車架芯:將車架上模I和車架下模2分開(kāi)，將車架芯14水平安放在車架模的車架下模腔內(nèi)，車架芯14的前管芯頭1412、鞍座芯頭142、五通芯頭143以及工藝孔芯頭149安放在模腔的對(duì)應(yīng)芯座內(nèi)，車架芯14與車架模腔3之間的間隙即是車架的壁厚。
[0049]二澆注:將溫度高于車架鋁合金液相線溫度120°C的液態(tài)車架鋁合金71澆入車架模車架下模腔中央的壓室7內(nèi)，澆注量為車架重量的1.05倍。
[0050]三合模并充滿模腔:將車架上模I和車架下模2閉合，叉間嵌塊4運(yùn)動(dòng)至與車架芯14間的間距恰好等于車架管的壁厚1mm，形成完整的車架模腔3，利用壓頭10推動(dòng)壓室7內(nèi)的金屬液在0.5秒時(shí)間內(nèi)充滿整個(gè)車架模腔3。
[0051]四加壓凝固成形:快速增大壓力并保持，使車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金71在120MPa的高壓下冷卻，并在這一壓力的持續(xù)作用下凝固成形。
[0052]五取件與溶芯:將車架上模I和車架下模2分開(kāi)，抽離叉間嵌塊4，將裹有車架芯的整體車架及壓室余料一并取出車架模腔3并冷卻至室溫，放入20°C的水中，使車架芯14溶化流出車架管腔，取出空腔車架，去除壓室余料，得到鋁合金自行車整體車架。
[0053]實(shí)施方式二
[0054]本發(fā)明提供的一種鋁合金山地自行車車架整體成形方法，其特征在于使用可溶性芯料制成與車架內(nèi)腔一致的車架芯，利用液態(tài)的車架鋁合金在壓力作用下充滿安放有車架芯的車架模腔，并在高壓下冷卻凝固成形，裹在內(nèi)部的車架芯在水中溶化，形成空心的整體車架；
[0055]所述的車架鋁合金是鑄造鋁硅合金A356
[0056]所述的車架模腔3，由金屬制成，沿上管、下管、前管的直徑面分為上下兩部分，分別位于車架上模I和車架下模2的對(duì)應(yīng)位置，車架上模I和車架下模2閉合后，其形狀與整體自行車架一致，其尺寸比車架對(duì)應(yīng)部位的尺寸大0.8%，其內(nèi)安放有形成車架空腔的車架芯14，在立叉和平叉左右腿之間安放叉間嵌塊4。車架上模I通過(guò)圓柱頭沉頭螺釘54與上模固定板13連接牢固，通過(guò)上模固定板13與加壓設(shè)備連接；車架下模2下方通過(guò)螺釘與壓室7、車架下模支撐8連接，車架下模支撐8通過(guò)螺釘與車架下模底板9連接，車架下模底板9安裝在加壓設(shè)備的固定工作臺(tái)上；壓頭10自壓室7下口伸入其內(nèi)，在加壓油缸的帶動(dòng)下做上下運(yùn)動(dòng)；
[0057]所述的車架芯由96%的可溶性鹽氯化鉀和4% (質(zhì)量比)粘結(jié)劑硼酸鋁晶須混勻壓制而成，在前管兩端、鞍座上端、五通兩端均留有長(zhǎng)20mm的圓臺(tái)形芯頭用來(lái)支撐和固定車架芯；
[0058]所述的叉間嵌塊位4是一個(gè)楔形板件，其前端與車架的立管腔231相適應(yīng)，后端設(shè)有水平面，以便在導(dǎo)槽中運(yùn)動(dòng)，上下面為后端厚前端薄的斜面，傾斜角與平叉20及立叉19左右腿間的夾角一致，位于平叉20和立叉19的左右腿之間，可以在平叉20和立叉19的左右腿之間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，車架鋁合金71成形凝固后，叉間嵌塊4被叉間嵌塊推拉桿11水平抽離平叉20及立叉19左右腿，以便整個(gè)車架取出模具腔3。
[0059]本發(fā)明提供的一種鋁合金自行車車架整體成形方法包括如下步驟:
[0060]一安放車架芯:將車架上模I和車架下模2分開(kāi)，將車架芯14水平安放在車架模的車架下模腔內(nèi)，車架芯14的前管芯頭1412、鞍座芯頭142、五通芯頭143以及工藝孔芯頭149安放在模腔的對(duì)應(yīng)芯座內(nèi)，車架芯14與車架模腔3之間的間隙即是車架的壁厚2_。[0061]二澆注:將溫度高于車架鋁合金液相線溫度50_120°C的液態(tài)車架鋁合金71澆入車架模車架下模腔中央的壓室7內(nèi)，澆注量為車架重量的1.1倍。
[0062]三合模并充滿模腔:將車架上模I和車架下模2閉合，叉間嵌塊4運(yùn)動(dòng)至與車架芯14間的間距恰好等于車架管的壁厚2mm，形成完整的車架模腔3，利用壓頭10推動(dòng)壓室7內(nèi)的金屬液在1.2秒時(shí)間內(nèi)充滿整個(gè)車架模腔3。
[0063]四加壓凝固成形:快速增大壓力并保持，使車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金71在SOMPa的高壓下冷卻，并在這一壓力的持續(xù)作用下凝固成形。
[0064]五取件與溶芯:將車架上模I和車架下模2分開(kāi)，抽離叉間嵌塊4，將裹有車架芯的整體車架及壓室余料一并取出車架模腔3并冷卻至室溫，放入40°C的水中，使車架芯14溶解流出車架管腔，取出空腔車架，去除壓室余料，得到鋁合金自行車整體車架。
[0065]實(shí)施方式三
[0066]本發(fā)明提供的一種鋁合金競(jìng)賽自行車車架整體成形方法，其特征在于使用可溶性芯料制成與車架內(nèi)腔一致的車架芯，利用液態(tài)的車架鋁合金在壓力作用下充滿安放有車架芯的車架模腔，并在高壓下冷卻凝固成形，裹在內(nèi)部的車架芯在水中溶化，形成空心的整體車架；
[0067]所述的車架鋁合金是變形鋁合金6066 ；
[0068]所述的車架模腔3，由金屬制成，沿上管、下管、前管的直徑面分為上下兩部分，分別位于車架上模I和車架下模2的對(duì)應(yīng)位置，車架上模I和車架下模2閉合后，其形狀與整體自行車架一致，其尺寸比車架對(duì)應(yīng)部位的尺寸大1.5%，其內(nèi)安放有形成車架空腔的車架芯14，在立叉和平叉左右腿之間安放叉間嵌塊4。車架上模I通過(guò)圓柱頭沉頭螺釘54與上模固定板13連接牢固，通過(guò)上模固定板13與加壓設(shè)備連接；車架下模2下方通過(guò)螺釘與壓室7、車架下模支撐8連接，車架下模支撐8通過(guò)螺釘與車架下模底板9連接，車架下模底板9安裝在加壓設(shè)備的固定工作臺(tái)上；壓頭10自壓室7下口伸入其內(nèi)，在加壓油缸的帶動(dòng)下做上下運(yùn)動(dòng)；
[0069]所述的車架芯由92%的可溶性鹽氯化鈉和8% (質(zhì)量比)粘結(jié)劑水玻璃混勻壓制而成，在前管兩端、鞍座上端、五通兩端均留有長(zhǎng)30mm的圓臺(tái)形芯頭,用來(lái)支撐和固定車架
-1-H
心;
[0070]所述的叉間嵌塊位4是一個(gè)楔形板件，其前端與車架的立管腔231相適應(yīng)，后端設(shè)有水平面，以便在導(dǎo)槽中運(yùn)動(dòng)，上下面為后端厚前端薄的斜面，傾斜角與平叉20及立叉19左右腿間的夾角一致，位于平叉20和立叉19的左右腿之間，可以在平叉20和立叉19的左右腿之間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，車架鋁合金71成形凝固后，叉間嵌塊4被叉間嵌塊推拉桿11水平抽離平叉20及立叉19左右腿，以便整個(gè)車架取出模具腔3。
[0071]本發(fā)明提供的一種鋁合金自行車車架整體成形方法包括如下步驟:
[0072]一安放車架芯:將車架上模I和車架下模2分開(kāi)，將車架芯14水平安放在車架模的車架下模腔內(nèi)，車架芯14的前管芯頭1412、鞍座芯頭142、五通芯頭143以及工藝孔芯頭149安放在模腔的對(duì)應(yīng)芯座內(nèi)，車架芯14與車架模腔3之間的間隙即是車架的壁厚3_。
[0073]二澆注:將溫度高于車架鋁合金液相線溫度50°C的液態(tài)車架鋁合金71澆入車架模車架下模腔中央的壓室7內(nèi)，澆注量為車架重量的1.3倍。
[0074]三合模并充滿模腔:將車架上模I和車架下模2閉合，叉間嵌塊4運(yùn)動(dòng)至與車架芯14間的間距恰好等于車架管的壁厚3mm，形成完整的車架模腔3，利用壓頭10推動(dòng)壓室7內(nèi)的金屬液在3秒時(shí)間內(nèi)充滿整個(gè)車架模腔3。
[0075]四加壓凝固成形:快速增大壓力并保持，使車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金71在50MPa的高壓下冷卻，并在這一壓力的持續(xù)作用下凝固成形。
[0076]五取件與溶芯:將車架上模I和車架下模2分開(kāi)，抽離叉間嵌塊4，將裹有車架芯的整體車架及壓室余料一并取出車架模腔3并冷卻至室溫，放入60°C的水中，使車架芯14溶化流出車架管腔，取出空腔車架，去除壓室余料，得到鋁合金自行車整體車架。
[0077]以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.鋁合金自行車架整體成形制作方法，所述方法包括如下步驟:將車架模具車架上模、車架下模分開(kāi)，將車架芯水平安放在車架模具的車架下模腔內(nèi)，將溫度高于車架鋁合金液相線溫度50-120°C的液態(tài)車架鋁合金澆入車架模車架下模腔中央的壓室內(nèi)，將車架模具車架上模、車架下模閉合形成完整的車架模腔，利用壓頭推動(dòng)壓室內(nèi)的金屬液充滿整個(gè)車架模腔后，將車架模具車架上模和車架下模分開(kāi)，取出車架及壓室余料，其特征在于:所述方法中使用可溶性芯料制成與車架內(nèi)腔一致的車架芯，利用液態(tài)的車架鋁合金在壓力作用下充滿安放有車架芯的車架模腔，并在高壓下冷卻凝固成形，裹在內(nèi)部的車架芯在水中溶解，形成空心的整體車架。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:將所述使用可溶性芯料制成的車架芯與車架一并從車架模腔中取出冷卻至室溫后放入20°C至60°C的水中，使可溶性車架芯溶化流出車架管腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金在50-120MPa的高壓下冷卻，并在該壓力的持續(xù)作用下凝固成形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述將車架模具車架上模、車架下模閉合后，車架芯和叉間嵌塊與車架模腔之間的間隙形成車架的壁厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述車架鋁合金液的澆注量為整體車架重量的1.05-1.3倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述利用壓頭推動(dòng)壓室內(nèi)的金屬液充滿整個(gè)車架模腔的步驟在0.5-3秒時(shí)間內(nèi)完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:所述壓力的增壓過(guò)程在1-5秒時(shí)間內(nèi)完成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:所述壓力的增壓過(guò)程在2-4秒時(shí)間內(nèi)完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:將溫度高于車架鋁合金液相線溫度80-100°C的液態(tài)車架鋁合金澆入車架模車架下模腔的壓室內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的方法，其特征在于:所述車架鋁合金液的澆注量為整體車架重量的1.1-1.15倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于:所述利用壓頭推動(dòng)壓室內(nèi)的金屬液充滿整個(gè)車架模腔的步驟在0.8-1.2秒時(shí)間內(nèi)完成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于:使車架模內(nèi)的液態(tài)鋁合金在80-100MPa的高壓下冷卻。
13.實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1所述鋁合金自行車架整體成形制作方法的模具，所述模具包括車架上模、車架下模、車架模腔、車架下模支撐、壓室、壓頭、叉間嵌塊及該叉間嵌塊推拉桿，所述車架模腔是開(kāi)設(shè)在金屬制成的車架上模和車架下模的空間內(nèi)部的車架模腔，以車架的前管、上管、下管和立管的水平直徑面為分模面將車架模腔分為上下兩部分，分別位于車架上模和車架下模的對(duì)應(yīng)位置，所述車架模腔形狀與整體自行車架一致，所述壓頭自壓室下口伸入壓室內(nèi)，在加壓油缸的帶動(dòng)下沿壓室方向做上下活塞式運(yùn)動(dòng)；其特征在于:所述車架模腔內(nèi)安放有使用可溶性芯料制成與車架內(nèi)腔一致的車架芯，所述叉間嵌塊安放于立叉左右腿和平叉左右腿之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模具，其特征在于:所述車架芯由88%-96%的可溶性鹽和4%-12% (質(zhì)量比)粘結(jié)劑混勻壓制而成。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模具，其特征在于:所述車架芯料由氯化鈉和水玻璃粘結(jié)劑混勻壓制而成，水玻璃的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為6%-8% (質(zhì)量比)，余量為氯化鈉。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模具，其特征在于:所述車架芯料由氯化鉀和硅溶膠粘結(jié)劑混勻壓制而成，硅溶膠的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為4%-6% (質(zhì)量比)，余量為氯化鉀。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模具，其特征在于:所述叉間嵌塊為一個(gè)楔形的板件，其前端與車架的立管外形相適應(yīng)，后端設(shè)有水平面，所述后端設(shè)有叉間嵌塊推拉桿，以便在導(dǎo)槽中推拉運(yùn)動(dòng)，上下面為后端厚、前端薄的斜面，傾斜角度與平叉及立叉左右腿間的夾角一致，位于平叉和立叉的左右腿之間，可在平叉和立叉的左右腿之間沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，車架鋁合金成形凝固后，叉間嵌塊被叉間嵌塊推拉桿水平抽離平叉及立叉左右腿，將整個(gè)車架取出模具腔。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的模具，其特征在于:所述車架模具車架上模腔、車架下模腔閉合后，其形狀與整體自行車架一致，其尺寸比車架對(duì)應(yīng)部位的尺寸大0.8%-1.5%。
【文檔編號(hào)】B22D25/02GK103537644SQ201310519910
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】邢書明 申請(qǐng)人:天津金輪自行車集團(tuán)有限公司, 天津市金輪天大數(shù)控機(jī)床有限公司