CN110508749B - 自行车车架及自行车车架制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自行车车架及其制备方法，所述自行车车架制备方法包括：提供自行车车架成型熔模，所述自行车车架成型熔模包括浇注系统熔模和至少一自行车车架熔模，所述自行车车架熔模设置于所述浇注系统熔模的一侧；根据所述自行车车架成型熔模制备模壳；进行浇注液浇注；待铸件冷却凝固后进行清理处理，以获得一体化成型的自行车车架铸件。利用本发明的自行车车架制备方法，避免了传统焊接焊缝及其缺陷导致抗疲劳性能下降的问题，增加了车架可靠性与安全性。

Description

自行车车架及自行车车架制备方法

技术领域

本发明涉及自行车制造和精密铸造技术领域，特别是涉及自行车车架及自行车车架制备方法。

背景技术

自行车车架作为自行车中最关键的结构，起到连接、支撑各部件的作用，在整辆自行车中发挥重要的作用。传统的自行车车架采用焊接制造工艺，存在多道焊缝。经过多次焊接且焊接接头处为热影响区域，其抗疲劳性能降低，对整体车架力学性能造成很大影响。开发出适合精密铸造的整体自行车车架，摆脱焊接缺陷，提升整体力学性能及外观，不仅是一种新的探索，而且对于推进整体车架轻量化与一体化制造有重大意义。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自行车车架成型熔模、自行车车架及自行车车架制备方法，用于解决现有技术中的传统焊接自行车车架制造所带来的抗疲劳性能差导致安全性低，外形不美观的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自行车车架制备方法，所述自行车车架制备方法包括：

提供自行车车架成型熔模，所述自行车车架成型熔模包括浇注系统熔模和至少一自行车车架熔模，其中，所述自行车车架熔模设置于所述浇注系统熔模的一侧；

根据所述自行车车架成型熔模制备模壳；

进行浇注液浇注，所述浇注液在压力的作用下从所述模壳的顶部向底部开始浇注，以形成铸件；

待铸件冷却凝固后进行清理处理，以获得一体化成型的自行车车架铸件。

在一实施例中，所述自行车车架成型熔模包括：

两个所述自行车车架熔模，两个所述自行车车架熔模分别对称设置于所述浇注系统熔模的两侧。

在一实施例中，所述浇注系统熔模包括主浇道以及若干内浇道；所述内浇道的一端连接所述主浇道，所述内浇道的另一端与所述自行车车架熔模连接。

在一实施例中，所述主浇道包括：

浇口杯熔模、横浇道熔模、直浇道熔模以及横向辅助浇道熔模；

所述横浇道熔模的一侧与所述浇口杯熔模连接，另一侧沿其长度方向依次布置所述直浇道熔模；

所述横向辅助浇道熔模连接于相邻两个所述直浇道熔模之间；

所述内浇道熔模的一端与所述直浇道熔模连接，另一端与所述自行车车架熔模连接。

在一实施例中，所述自行车车架熔模为一体化熔模，包括：

前叉支架熔模；以及

一对后叉架熔模，连接于所述前叉支架熔模的一端，且一对所述后叉架熔模相对所述前叉支架熔模所在平面的对称。

在一实施例中，所述前叉支架熔模包括：

前管熔模、上梁熔模、下梁熔模以及立管熔模；

其中，所述下梁熔模与一对所述后叉架熔模交汇于所述立管熔模的一端，所述上梁熔模与一对所述后叉架熔模交汇于接近所述立管熔模的另一端；

所述上梁熔模的远离所述立管熔模的一端和所述下梁熔模的远离所述立管熔模的一端与所述前管熔模的侧壁连接。

在一实施例中，采用顶浇、底注的浇注方式进行浇注液浇注。

在一实施例中，所述浇注液包括金属浇注液。

在一实施例中，所述自行车车架成型熔模的材料包蜡料或树脂。

在一实施例中，所述待铸件冷却凝固后进行清理处理，以获得一体化成型的自行车车架铸件的步骤中，所述清理处理包括脱壳、切割、打磨以及表面清理。

在一实施例中，所述根据所述自行车车架成型熔模制备模壳的步骤包括：

对所述自行车车架成型熔模进行沾浆、上涂料及挂砂处理，并进行型壳干燥硬化；

对型壳干燥硬化后的所述自行车车架成型熔模进行熔失熔模、型壳焙烧，以获得所述模壳。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种上述任意一项所述的自行车车架制备方法制备的自行车车架，所述自行车车架为一体化成型结构。

利用本发明的熔模铸造一体化制造自行车车架制备方法，避免了传统焊接焊缝及其缺陷导致抗疲劳性能下降的问题，增加了车架可靠性与安全性；

本发明的熔模铸造一体化制造自行车车架制备方法避免了其它方法产生的质量冗余增大问题，减轻了车身重量，有利于自行车便捷出行；

利用本发明，由于车架尺寸精度高，无需加工或少加工，有效降低了自行车制造成本；

利用本发明的熔模铸造一体化制造自行车车架制备方法制造的自行车车架外形无焊缝，车身流畅、美观。

附图说明

图1显示为本发明的自行车车架制备方法的流程示意图。

图2显示为本发明的自行车车架成型熔模的立体结构示意图。

图3显示为本发明的自行车车架成型熔模的主视图。

图4显示为本发明的自行车车架成型熔模的左视图。

图5显示为本发明的自行车车架熔模的立体结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1示出了本实施例的自行车车架制备方法的流程示意图，请参阅图1，所述自行车车架制备方法包括步骤为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种自行车车架制备方法，所述自行车车架制备方法包括步骤S10、提供自行车车架成型熔模，步骤S20、根据所述自行车车架成型熔模制备模壳；步骤S30、采用顶浇、底注的浇注方式进行金属液浇注；步骤S40、待铸件冷却凝固后进行清理处理，以获得一体化成型的自行车车架铸件。

在步骤S10中，所述自行车车架成型熔模包括浇注系统熔模1和至少一自行车车架熔模2，其中，所述自行车车架熔模2设置于所述浇注系统熔模1的一侧，所述自行车车架熔模2为一体化熔模。

作为示例，请参阅图2-4，所述自行车车架成型熔模包括两个所述自行车车架熔模2，两个所述自行车车架熔模2分别对称设置于所述浇注系统熔模1的两侧；需要说明的是，采用一模两件，铸件置于所述浇注系统熔模1两侧且对称设置，可以提高工艺出品率。由于两个所述自行车车架熔模2分别对称设置于所述浇注系统熔模1的两侧，故下文中，将只针对位于一侧的自行车车架熔模2与所述浇注系统熔模1的连接关系来说明本发明的自行车车架成型熔模。

在步骤S10中，所述浇注系统熔模1包括主浇道以及若干内浇道；所述内浇道的一端连接所述主浇道，所述内浇道的另一端与所述自行车车架熔模2连接。具体地，所述主浇道包括：浇口杯熔模11、横浇道熔模12、直浇道熔模13a、13b及13c以及横向辅助浇道熔模14a、14b及14c；所述横浇道熔模12的一侧与所述浇口杯熔模11连接，另一侧沿其长度方向依次布置所述直浇道熔模13a、13b及13c；所述横向辅助浇道熔模14a、14b及14c连接于相邻两个所述直浇道熔模之间(例如直浇道熔模13a与3b之间)；所述内浇道熔模的一端与所述直浇道熔模13a/13b/13c连接，另一端与所述自行车车架熔模2连接。

请参阅图2-4，作为示例，在所述浇注系统熔模1，所述浇口杯熔模11例如可以是圆锥台(当然也可以是其他合适的形状)，圆锥台的直径小的一端与所述横浇道熔模12的上表面中部连接；所述横浇道熔模12例如可以是沿长度方向界面为倒梯形(当然也可以是其他合适的形状)，所述横浇道熔模12的下底面(两个底面汇总面积较小的一个)上沿其长度方向从右向左依次布置三个相互平行的长方体状的所述直浇道熔模13a、13b及13c，三个所述直浇道熔模13a、13b及13c垂直所述横浇道熔模12，所述直浇道熔模13b及13c的底端通过横向辅助浇道熔模14c连接，所述直浇道熔模13a的底部与所述直浇道熔模13b的中部通过横向辅助浇道熔模14b连接，所述直浇道熔模13a的接近所述横浇道熔模12的顶端与所述直浇道熔模13b的接近所述横浇道熔模12的顶端之间通过横向辅助浇道熔模14a连接。

在步骤S10中，请参阅图5，所述自行车车架熔模2包括：前叉支架熔模21；以及一对后叉架熔模22，连接于所述前叉支架熔模21的一端，且一对所述后叉架熔模22相对所述前叉支架熔模21所在平面的对称。具体地，所述前叉支架熔模21包括：前管熔模214、上梁熔模213、下梁熔模212以及立管熔模211；其中，所述下梁熔模212与一对所述后叉架熔模22交汇于所述立管熔模211的一端(下端)，所述上梁熔模213与一对所述后叉架熔模交汇于接近所述立管熔模211的另一端(上端)；所述上梁熔模213的远离所述立管熔模211的一端和所述下梁熔模212的远离所述立管熔模211的一端与所述前管熔模214的侧壁连接，且所述上梁熔模213与所述立管熔模211的侧壁的连接点在所述下梁熔模212与所述立管熔模211的侧壁的连接点的上方，其中，所述后叉架熔模与所述前叉支架熔模21所在平面之间的距离从靠近所述立管熔模211的一端(图4中的右端)向远离所述立管熔模211的一端(图4中的左端)逐渐变大，呈现向内的弧形结构。

在步骤S10中，请参阅图2-4，所述内浇道熔模包括第一内浇道熔模152a-f和第二内浇道熔模151a-c。所述第一内浇道熔模152a-f的一端与所述直浇道熔模13a、13b及13c连接，另一端与所述前叉支架熔模21连接，所述第一内浇道熔模152a-f的作用是在步骤S20中形成内浇道，内浇道是液态金属进入铸型型腔的最后一段通道，主要作用是控制金属液充填铸型的速度和方向，调节铸型各部分的温度和铸件的凝固顺序，并对铸件有一定的补缩作用；所述第二内浇道熔模151a-c的一端连接与所述直浇道熔模13a、13b及13c(或横向辅助浇道熔模14a)连接，另一端与所述后叉架熔模的连接，且所述第二内浇道熔模151a-c还连接于所述一对后叉架熔模之间，所述第二内浇道熔模151a-c的作用是在步骤S20中形成中空连杆，所述中空连杆既可起到普通内浇道的作用，同时，还起到支撑两个后叉架熔模的作用，确保在浇注过程中减少两个所述后叉架铸件之间发生变形，使得通过熔模铸造一体化制备的自行车车架具有高的尺寸精度。需要说明的是，所述第一内浇道熔模152a-f和所述第二内浇道熔模151a-c的个数、布置位置、及粗细可根据实际需求进行合理的选择和设计，并不限于本发明图示中的位置关系。

作为示例，所述第一内浇道熔模152a-f包括连接于所述下梁熔模212与所述直浇道熔模13c之间的第一内浇道熔模152a和152d，连接于所述上梁熔模213与所述直浇道熔模13b之间的第一内浇道熔模152e，连接于所述立管熔模211与所述直浇道熔模13a之间的第一内浇道熔模152c，连接于所述立管熔模211与所述直浇道熔模13b之间的第一内浇道熔模152b，以及连接于所述前管蜡模侧壁与所述直浇道熔模13c之间的第一内浇道熔模152f。

作为示例，所述第二内浇道熔模151a-c包括连接于两个所述后叉架熔模221和222之间的分段以及靠近所述浇注系统熔模1的一端的一所述后叉架熔模221与所述浇注系统熔模1之间的分段，所述第二内浇道熔模包括三个151a、151b及151c。

需要说明的是，在步骤S10中，在熔模的制备过程中圆孔部分例如采用抽芯工艺制作。

在步骤S10中，在本实施例中，所述自行车车架成型熔模的所有各熔模的材料例如可以包括蜡料、树脂等可熔性材料。

需要说明的是，在步骤S10中，各个部分的熔模制作完成后可以分别放置到对应的水箱(也可以是其他冷却设备)、入库静置，静置出库后，可通过精准定位，将各个部分的熔模按照设计的结构焊接(例如可采用电焊刀)成一体，以构成自行车车架成型熔模。

需要说明的是，熔模静置出库后进行焊接之前，还包括修熔模的步骤，将已静置的熔模进行检查有无缺陷，如果有缺陷的应剔除。当熔模为蜡模时，去除熔模上的残留边或分模线时，例如，用刀片的刀口沿着熔模小心而轻柔地削掉飞边或分模线，不得损伤熔模，对小飞边也可直接用布擦除；进行熔模凹处修复时，熔模上有大而狭长的凹处应用修补蜡修复，修后表面要平整；进行气泡修补时，熔模上所有气泡必须挑破，用修补蜡修复；进行留痕修复时，例如可采用吸有三氯乙烯的棉花轻柔地擦流痕处，以去除流痕。

在步骤S20中，所述根据所述自行车车架成型熔模制备模壳的步骤包括：对所述自行车车架成型熔模进行沾浆、上涂料及挂砂处理，并进行型壳干燥硬化；对型壳干燥硬化的所述自行车车架成型熔模进行熔失熔模、型壳焙烧，以获得自行车车架的模壳(例如可以是陶瓷基模壳)，该模壳包含与上述各浇道熔模对应的浇道，以及自行车车架熔模去除后留下的壳体，并且在浇口杯熔模的位置处形成有用于浇注金属液体的浇口杯。当熔模为蜡模时，熔失熔模的过程也即脱蜡的过程。

在步骤S20中，在对所述自行车车架成型熔模进行沾浆、上涂料及挂砂处理，并进行型壳干燥硬化的步骤之前需要对自行车车架成型熔模进行清洗。当熔模为蜡模时，例如依次通过蚀刻液(例如三氯乙烷70％+30％酒精)、清洗液(例如酒精)和漂洗液(例如水)进行清洗操作，清洗完成后，去除蜡模上的水。

在步骤S20中，对所述自行车车架成型熔模进行沾浆、上涂料及挂砂处理，并进行型壳干燥硬化的步骤之前，需要先配置沾浆、上涂料，并准备撒砂材料，其中，在进行沾浆、上涂料及挂砂处理过程中用到的材料例如可以选择硅熔胶、锆英粉砂(锆英粉用于配置面层涂料，锆英砂用于面层撒砂)、煤矸石粉砂(是用高岭土经高温煅烧而成的熟料，煤矸石粉用于配置背层涂料，煤矸石砂用于制背层型壳的撒砂)中的集中的组合，为了保证涂料与熔模能涂挂上，可在面层涂料中添加润湿剂，为了消除涂料中气泡，可在面层涂料中添加消泡剂。

在步骤S20中，对所述自行车车架成型熔模进行沾浆、上涂料及挂砂处理，并进行型壳干燥硬化的步骤需要重复多次，以形成满足要求且干燥硬化的型壳，作为示例，所述重复次数例如可以是5次。

在步骤S30中，例如采用顶浇、底注的浇注方式进行金属液浇注，可以防止金属液氧化，使金属液充型完成，也偏于铸件凝固成形后与浇注系统的分离；所述金属液例如可以是铝合金、钢材或者其他合适的浇注材料。具体地，由于整个模壳是连通的，先从顶部开始浇注，浇注液从上到下，然后在压力作用下往上开始浇注，这样可以把上面浇道口部位的气体排出去，有排气作用。

在步骤S40中，所述待铸件冷却凝固后进行清理处理，以获得一体化成型的自行车车架铸件的步骤中，所述清理处理包括脱壳、切割、打磨、表面清理、检验、焊补等操作。

在步骤S40中，由于本发明的实施例采用自行车车架成型熔模中，包括浇注系统熔模1及分别对称设置于所述浇注系统熔模1的两侧两个所述自行车车架熔模2，故可以一次获得两个一体化成型的尺寸精确、性能优越、性价比高的自行车车架铸件。

利用本发明的熔模铸造一体化制造自行车车架制备方法，避免了传统焊接焊缝及其缺陷导致抗疲劳性能下降的问题，增加了车架可靠性与安全性；本发明的熔模铸造一体化制造自行车车架制备方法避免了其它方法产生的质量冗余增大问题，减轻了车身重量，有利于自行车便捷出行；利用本发明，由于车架尺寸精度高，无需加工或少加工，有效降低了自行车制造成本；利用本发明的熔模铸造一体化制造自行车车架制备方法制造的自行车车架外形无焊缝，车身流畅、美观。

在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本发明实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本发明的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本发明实施例的方面变模糊。

本发明所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本发明限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本发明的具体实施例和本发明的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本发明的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本发明所述实施例的上述描述来对本发明进行这些修改，并且这些修改将在本发明的精神和范围内。

本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本发明的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本发明实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本发明的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本发明实施例的各方面造成混淆。

因而，尽管本发明在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换意在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出发明的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本发明的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本发明的实质范围和精神。本发明并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本发明的最佳方式公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本发明的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

Claims (5)

1.一种自行车车架制备方法，其特征在于，包括：

提供自行车车架成型熔模，所述自行车车架成型熔模包括浇注系统熔模和两个自行车车架熔模，两个所述自行车车架熔模分别对称侧立设置于所述浇注系统熔模的两侧；

根据所述自行车车架成型熔模制备模壳；

进行浇注液浇注，所述浇注液在压力的作用下从所述模壳的顶部向底部开始浇注，以形成铸件；以及

待所述铸件冷却凝固后进行清理处理，以获得一体化成型的自行车车架铸件；

所述自行车车架熔模为一体化熔模，包括：前叉支架熔模；以及一对后叉架熔模，连接于所述前叉支架熔模的一端；所述前叉支架熔模包括前管熔模、上梁熔模、下梁熔模以及立管熔模；

所述浇注系统熔模包括主浇道以及若干内浇道；

所述主浇道包括浇口杯熔模、横浇道熔模、三个直浇道熔模以及横向辅助浇道熔模，所述横浇道熔模的一侧与所述浇口杯熔模连接，所述横浇道熔模的另一侧沿长度方向依次布置所述三个直浇道熔模，所述横向辅助浇道熔模连接于相邻两个所述直浇道熔模之间；

所述直浇道熔模两侧设置内浇道熔模，所述内浇道熔模包括第一内浇道熔模和第二内浇道熔模，所述第一内浇道熔模的一端连接所述直浇道熔模，所述第一内浇道熔模的另一端与所述前叉支架熔模连接，所述第二内浇道熔模的一端与所述直浇道熔模连接，所述第二内浇道熔模的另一端与所述后叉架熔模连接，所述第二内浇道熔模还连接于一对所述后叉架熔模之间。

2.根据权利要求1所述的自行车车架制备方法，其特征在于，所述自行车车架成型熔模的材料为蜡料或树脂。

3.根据权利要求1所述的自行车车架制备方法，其特征在于，所述待所述铸件冷却凝固后进行清理处理，以获得一体化成型的自行车车架铸件的步骤中，所述清理处理包括脱壳、切割、打磨以及表面清理。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的自行车车架制备方法，其特征在于，所述根据所述自行车车架成型熔模制备模壳的步骤包括：

对所述自行车车架成型熔模进行沾浆、上涂料及挂砂处理，并进行型壳干燥硬化；

对型壳干燥硬化后的所述自行车车架成型熔模进行熔失熔模、型壳焙烧，以获得所述模壳。

5.一种根据权利要求1-4中任意一项所述的自行车车架制备方法制备的自行车车架，其特征在于，所述自行车车架为一体化成型结构。

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