CN101537869B - 自行车支架及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自行车技术领域，特别涉及自行车支架及其制造方法，该支架包括连接头、连接管，连接头具有连接套管，连接管的一端穿套固定于连接套管内；本发明的连接头成型有连接套管，用于将相邻连接头连接的连接管的连接端直接穿套固定，使连接头与连接管构成一个稳定的整体，从而能够有效地提高自行车支架整体的抗变形能力，安全性较高，加工组装非常方便，并且由于没有焊接处，所以整体较美观。

Description

自行车支架及其制造方法

技术领域：

本发明涉及自行车技术领域，特别涉及自行车支架及其制造方法。 

背景技术：

目前市场销售的自行车车架所用材质为：碳钢、铬钼钢、不锈钢、铝合金、钛合金、碳纤材质等。在生产自行车支架时，一般是先生产连接头和连接管，然后通过电焊的方式，将连接管的一端焊接在连接头的外侧壁上，从而使连接管与连接头固定在一起，从而组装出自行车支架。采用前述结构的自行车支架，由于在焊接生产时，自行车支架整体体积较大，操作员焊接操作非常困难，从而很容易造成假焊、焊锡破裂、焊道不饱满以及出现砂孔，从而带来较大的安全隐患，一旦受力过大，则会造成自行车支架断裂，给使用者造成损伤；而如果要避免这些情况，则需要对连接管与连接头的焊接部位不断进行补焊，使得自行车支架整体不美观。 

目前钛合金属系列自行车与车架的生产是，将市场上取得的现成各种尺寸、规格的管材，裁锯成小片段，然后进行熔焊与焊接成型或成一体，然后采用电子束焊、等离子弧焊、激光焊、熔化气体保护焊 与钨极气体保护焊等方式在极高温度与真空惰性气体保护下进行熔焊操作。 

钛金属熔点是1668℃±5℃，导热率与导电性差，导热是铁的1/5、铝的1/3、铜的1/7。因此，如果采用钛金属制作自行车支架，则由于在熔焊或焊接时，流动率差，熔焊时受温区域热容面积大、缓慢造成扩散较宽，使得熔焊部位晶粒粗大、组织改变、朔性降低、强度减弱、严重脆化易断裂造成品质安全性不佳。 

钛金属是极活泼性金属，在高温下会，氧、氢、氮、碳会快速亲合密着吸附在钛金属表层上。当温度在400℃时大量吸氢，氢溶于钛金属后，在钛金属表面产生大量气孔，冷却时氢与钛又产生钛氢化合物，能快速改变、影响钛合金本身的金属延展性和韧性等物理特性；在600℃时，氧与氮与钛合金属会生成硬质化合物，在熔焊时产生区块硬度提高、晶粒破坏、朔性下降等问题；在高温下钛金属也会和碳形成碳化钛，加快破坏金属朔性、韧性造成焊道、熔焊接头处脆化，而焊痕形成裂缝，焊痕裂缝加大甚至造成焊痕断裂。熔焊过程中空气中的氢、氧、氮、碳这些元素和钛金属形成固熔体后，钛金属的金属晶格发生畸变，阻碍晶格流动运作，而形成晶体错位，应力分布不均匀。 

另外，自行车架是多方立体异形结合成型的，需要在各种不同角度定位，在熔焊与焊接操作时由于需置于真空焊箱内，且必须保证高纯度隋性气体保护，所以操作人员无法全方位熔焊各个不同角度的部份，造成死角部位有假焊、缺焊、不饱满焊等现象，进而影响产品质量，带来安全隐患。

发明内容：

本发明的目的之一是针对现有技术的不足而提供自行车支架，该支架整体稳定性较好，安全性较高。 

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案： 

该支架包括连接头、连接管，连接头具有连接套管，连接管的一端穿套固定于连接套管内，使用高周波瞬间快速加热系统设备加热连接头的连接套管，温度200℃-650℃、时间1-5秒；使用油压机械将连接管的一端插入被加热的连接套管内，待冷却后连接套管与连接管紧密接合在一起。 

所述的连接头包括手柄连接头、座垫连接头、脚踏连接头、左车轮连接头、右车轮连接头，连接头通过连接管连接。 

本发明的有益效果在于，连接头成型有连接套管，用于将相邻连接头连接的连接管的连接端直接穿套固定，使连接头与连接管构成一个稳定的整体，从而能够有效地提高自行车支架整体的抗变形能力，安全性较高，加工组装非常方便，并且由于没有焊接处，所以整体较美观。 

本发明的目的之二是针对现有技术的不足而提供自行车支架的制造方法，该制造方法能够有效避免目前普通焊接成型而带来的种种缺陷，生产效率高，产品质量好。 

该制造方法如下，它包括以下步骤： 

(1)、精密脱腊铸造一体成型出连接头，连接头具有连接套管； 

(2)、成型出连接管，清除连接管管件表面的油垢与杂质； 

(3)、把要组装的连接管置于固定模具或活动夹具上； 

(4)、活动夹具将连接头固定，使用高周波瞬间快速加热系统设备加热连接头的连接套管，温度200℃-650℃、时间1-5秒； 

(5)、使用油压机械将连接管的一端插入被加热的连接套管内，待冷却后连接套管与连接管紧密接合在一起，通过金属热胀冷缩而达到固定物件形状定型与密合。 

本发明的有益效果在于，生产效率较高，能够提升经济效益、降低成本、增加产能，彻底解决熔焊加工瓶颈。 

附图说明：

图1是本发明的自行车架的结构示意图 

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。 

见附图1，本发明自行车支架包括：连接头、连接管60，连接头具有连接套管，连接管60的一端穿套固定于连接套管内。 

所述的连接头有多个，它包括手柄连接头10、座垫连接头20、脚踏连接头30、左车轮连接头40、右车轮连接头50，连接头通过连接管60连接而构成自行车支架的主体，其中，手柄连接头10、座垫连接头20、脚踏连接头30、左车轮连接头40、右车轮连接头50以 及连接管60的形状与现有的部件形状基本保持一致，因此，以下描述中并不过多解释以免累赘。 

所述的连接头包括手柄连接头10，手柄连接头为具有一个主管和两个连接套管12的四通管，两个连接套管12成型于主管的同一侧且上下排列，该主管用于插接手柄的活动杆。 

所述的连接头包括座垫连接头20，该连接头为具有一个主管和三个连接套管22的五通管，一个连接套管22成型于主管的前侧，另两个连接套管22成型于主管的后侧，该主管用于插接固定自行车座垫的连接管60；其中成型于主管前侧的连接套管22与手柄连接头10的上方位置的连接套管12通过连接管60连接。 

所述的连接头包括脚踏连接头30，该连接头为具有一个主管和四个连接套管32的六通管，该主管用于插接安装脚踏，其中一个连接套管32成型于主管的前侧，两个连接套管32成型于主管的后侧，另外一个连接套管32成型于主管的中间位置上；该连接头的成型于主管前侧的连接套管32与手柄连接头10的下方位置的连接套管12通过连接管60连接；脚踏连接头30的成型于主管中间位置上的连接套管12通过连接管60连接座垫连接头20的主管，并穿出座垫连接头20的主管，用于固定安装自行车座垫。 

所述的连接头包括左车轮连接头40，该连接头具有卡嵌部且具有两个连接套管42，卡嵌部用于固定车轮轴，两个连接套管42呈八字型排列，该连接头的两个连接套管42分别通过连接管60连接座垫 连接头20的主管后侧的一个连接套管22和脚踏连接头30的主管后侧的一个连接套管32。 

所述的连接头包括右车轮连接头50，该连接头具有卡嵌部且具有两个连接套管52，卡嵌部用于固定车轮轴，两个连接套管42呈八字型排列，该连接头的两个连接套管52分别通过连接管60连接座垫连接头20的主管后侧的另一个连接套管22和脚踏连接头30的主管后侧的另一个连接套管32。 

通过以上连接关系，即可以将各连接头组装在一起形成自行车支架主体，由于采用连接管60将相邻连接头的连接套管直接穿套固定，使连接头与连接管60构成一个稳定的整体，能够承受较大的外力作用而不变形或者断裂，安全性较佳，加工组装非常方便，整体较美观。 

本发明钛合金自行车支架的制造方法如下： 

(1)、先设计车种、车架外型，定下图规、尺寸与配套必备模具与夹具，制模设计出自行车支架的连接头，连接头具有连接套管，如三通管、四通管或多通管，这些连接头均为精密脱腊铸造一体成型，为无缝、无接缝精密铸件； 

(2)、然后把要接合的无缝连接管60按尺寸、长短切断成型，经砂带抛光成亮面，然后清除连接管60管件表面的油垢与杂质； 

(3)、把要组装的无杂质、无油垢的连接管60置于固定模具或活动夹具上，使用油压机械(20吨-200吨)，视物件厚薄决定，开始进行接合； 

(4)、活动夹具将连接头固定，使用高周波瞬间快速加热系统设备加热连接头的连接套管，温度200℃-650℃、时间1-5秒，视连接套管的厚薄不同而由操作员掌握； 

(5)、使用油压机械将连接管60的一端插入被加热的连接套管内，待冷却后连接套管与连接管60紧密接合在一起，通过金属热胀冷缩而达到固定物件形状定型与密合，其中，冷却可以通过吹风快速冷却，也可以自然冷却。 

在步骤(4)中，加热之前，可以在连接头的连接套管外层涂上高温保护剂隔离空气中的氢、氧、氮、碳，防止吸附在钛的表层上，这种保护剂市场有售，在此不作赘述。 

自行车支架的各个连接头与连接管60的组装可以重复上述步骤进行。 

采用本发明制造方法组合单部自行车支架，时间约30分钟，而传统制造方法必须经熔焊—焊接—补焊步骤，耗时在6小时以上，两者时效相比为1∶12，人工成本费用比约1∶10，投入机械设备成本在1∶10，解决当前钛合金自行车支架不安全、不稳定、加工难的问题，彻底改善目前采用的钛合金自行车熔焊成型工艺，不再需要高温度与特殊真空条件；提升经济效益、降低成本、增加产能，彻底解决熔焊加工瓶颈。 

当然，以上所述之实施例，只是本发明的较佳实例而已，并非来限制本发明实施范围，故凡依本发明申请专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。 

Claims (6)

1.自行车支架，它包括连接头、连接管(60)，其特征在于：连接头具有连接套管，连接管(60)的一端穿套固定于连接套管内；在连接套管外层涂上高温保护剂，使用高周波瞬间快速加热系统设备加热连接头的连接套管，温度200℃-650℃、时间1-5秒；使用油压机械将连接管的一端插入被加热的连接套管内，待冷却后连接套管与连接管紧密接合在一起；

所述的连接头有多个，连接头通过连接管(60)连接；

所述的连接头包括手柄连接头(10)，手柄连接头(10)为具有一个主管和两个连接套管(12)的四通管；

所述的连接头包括座垫连接头(20)，该连接头为具有一个主管和三个连接套管(22)的五通管，其中一个连接套管(22)与手柄连接头(10)的一个连接套管(12)通过连接管(60)连接。

2.根据权利要求1所述的自行车支架，其特征在于：所述的连接头包括脚踏连接头(30)，该连接头为具有一个主管和四个连接套管(32)的六通管，该连接头的一个连接套管(32)与手柄连接头(10)的一个连接套管(12)通过连接管(60)连接，脚踏连接头(30)的另一连接套管(12)通过连接管(60)连接座垫连接头(20)的主管。

3.根据权利要求2所述的自行车支架，其特征在于：所述的连接头包括左车轮连接头(40)，该连接头具有卡嵌部且具有两个连接套管(42)，该连接头的两个连接套管(42)分别通过连接管(60)连接座垫连接头(20)的一个连接套管(22)和脚踏连接头(30)的一个连接套管(32)。

4.根据权利要求3所述的自行车支架，其特征在于：所述的连接头包括右车轮连接头(50)，该连接头具有卡嵌部且具有两个连接套管(52)，该连接头的两个连接套管(52)分别通过连接管(60)连接座垫连接头(20)的一个连接套管(22)和脚踏连接头(30)的一个连接套管(32)。

5.自行车支架的制造方法，其特征在于：它包括以下步骤：

(1)、精密脱腊铸造一体成型出连接头，连接头具有连接套管；

(2)、成型出连接管，清除连接管管件表面的油垢与杂质；

(3)、把要组装的连接管置于固定模具或活动夹具上；

(4)、活动夹具将连接头固定，在连接套管外层涂上高温保护剂，使用高周波瞬间快速加热系统设备加热连接头的连接套管，温度200℃-650℃、时间1-5秒；

(5)、使用油压机械将连接管的一端插入被加热的连接套管内，待冷却后连接套管与连接管紧密接合在一起，通过金属热胀冷缩而达到固定物件形状定型与密合。

6.根据权利要求5所述的自行车支架制造方法，其特征在于：所述的步骤(5)中的冷却通过吹风快速冷却，或自然冷却。

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