CN111823453A - 车架成型方法和自行车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车架成型方法和自行车，所述车架成型方法包括：将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面；将带碳纤维复合层的所述芯模置于模具的内部；对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架。本发明技术方案能够提高生产效率，并且提高车架的受力强度。

Description

车架成型方法和自行车

技术领域

本发明涉及自行车加工技术领域，尤其涉及一种车架成型方法和自行车。

背景技术

自行车的车架是连接前轮和后轮的主要连接结构，骑行人员通常也是骑行在车架位置，因此车架也是承受人体重力的主要位置。在生产制造自行车的车架过程中，通常要将各个部件拼接组装在一起。但是各个部件进行拼接组装的过程繁琐，生产效率低下。而且在拼接组装位置受力强度较低，容易在连接位置断裂。

发明内容

基于此，针对目前拼接组装车架的过程繁琐，生产效率低下，且在拼接组装位置受力强度较低，容易断裂的问题，有必要提供一种车架成型方法和自行车，旨在提高生产效率，并且提高车架的受力强度。

为实现上述目的，本发明提出的一种车架成型方法，所述车架成型方法包括：

将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面；

将带碳纤维复合层的所述芯模置于模具的内部；

对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架。

可选地，所述芯模包括第一成型段和第二成型段，所述第一成型段包括聚苯乙烯泡沫，所述第二成型段包括聚氨基甲酸酯；

所述将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤之前，包括：

在所述第一成型段的外表面设置气袋，在所述第二成型段的内部设置气袋；

将所述第一成型段和所述第二成型段拼接组装形成所述芯模。

可选地，所述芯模包括内芯层和外表层，所述内芯层包括聚苯乙烯泡沫，所述外表层包括乳胶层；

所述将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤之前，包括：

在所述内芯层的外表面成型设置所述外表层。

可选地，所述将带碳纤维复合层的所述芯模置于模具的内部的步骤之前，包括：

在模具的内部涂设脱模剂，以使所述一体车架成型后脱离所述模具。

可选地，所述对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，包括：

清除所述一体车架的内部受热萎缩的芯模。

可选地，所述对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

对所述一体车架进行拍削处理，去除多余成型毛边。

可选地，所述对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

对所述一体车架进行裁尾仿削处理，去除多余成型边角料。

可选地，所述对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

在所述一体车架的端部衔接位置进行表面粗糙化处理。

可选地，所述将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤，包括：

在芯模的表面设置高温隔离层，在所述高温隔离层的表面设置碳纤维复合层。

此外，为了实现上述目的，本发明还提供了一种自行车，所述自行车包括车架，所述车架采用上文所述车架成型方法加工成型。

本发明提出的技术方案中，在对模具进行加热时，碳纤维复合层受热融化，碳纤维复合层融化后沿模具的内表面流动，形成和模具内表面形状相同的结构。融化的碳纤维复合层冷却后，形成一体车架。一体车架不需要拼接组装，通过一体成型形成车架，生产效率更高。而且，一体成型没有拼接连接位置，耐受力强度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明车架成型方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明车架成型方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明车架成型方法第三实施例的流程示意图；

图4为本发明车架成型方法第四实施例的流程示意图；

图5为本发明车架成型方法第五实施例的流程示意图；

图6为本发明车架成型方法第六实施例的流程示意图；

图7为本发明车架成型方法第七实施例的流程示意图；

图8为本发明车架成型方法第八实施例的流程示意图；

图9为本发明车架成型方法第九实施例的流程示意图；

图10为本发明车架成型方法中一体车架的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

自行车的车架是连接前轮和后轮的主要连接结构，车架也通常称为三角架。三角架除了连接前轮和后轮外，在三角架上还设置座椅。骑行人员通常坐在座椅上，因此车架也是承受人体重力的主要位置。而在生产制造自行车的车架过程中，通常要将各个部件拼接组装在一起。但是各个部件进行拼接组装的过程繁琐，生产效率低下。而且在拼接组装位置受力强度较低，容易在连接位置断裂。

为了提高生产效率，也为了增加车架的受力强度，参阅图1所示，本发明提出第一实施例。其中，本发明中的车架可以包括前三角架，也可以包括后三角架。还可以是前三角架和后三角架的组合。所述车架成型方法包括：

步骤S10，将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面；芯模的作用在于形成车架的雏形结构，用于支撑碳纤维复合层。芯模的主要是高分子有机材料，受热后易软化变形，而软化变形后便于由车架内部取出。另外，碳纤维材料是一种高分子纤维材料，主要从石油中提取而来，在受热冷却成型后，硬度较强，且相比于金属材料，重量更轻。再者，在贴覆碳纤维复合层时，根据受力位置的分布情况，会贴上不同规格型号的碳纤维复合层，并且针对不同的受力位置贴覆的厚度也会不同。

步骤S20，将带碳纤维复合层的芯模置于模具的内部；模具内的结构形状和需要加工成型的车架外形相同。通常模具分为上模和下模，将芯模放置在下模内，在将上模扣合在下模上，并上模和下模锁紧。

步骤S30，对模具进行加热，碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架。对模具进行加热后，模具将热量传递向碳纤维复合层，从而使碳纤维复合层融化，融化的碳纤维复合层能够流动向模具内部的死角位置。融化的碳纤维复合层之间融合为一个整体，再次经过冷却后，形成一体车架，从而完成车架的加工制作。其中，冷却的方式可以是自然冷却，也可以是风冷，还可以是水冷。另外需要指出的是，为了提高冷却速度，冷却方式还可以是上述方式的组合进行对模具的冷却。

本实施例提出的技术方案中，在对模具进行加热时，碳纤维复合层受热融化，碳纤维复合层融化后沿模具的内表面流动，形成和模具内表面形状相同的结构。融化的碳纤维复合层冷却后，形成一体车架。一体车架不需要拼接组装，通过一体成型形成车架，生产效率更高。而且，一体成型没有拼接连接位置，耐受力强度更高。

参阅图2所示，在第一实施例的基础上，提出本发明的第二实施例。芯模包括第一成型段和第二成型段，第一成型段包括聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene)简称EPS，第二成型段包括聚氨基甲酸酯(Polyurethane)，简称PU。

将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤之前，包括：

步骤S410，在第一成型段的外表面设置气袋，在第二成型段的内部设置气袋；第一成型段的EPS主要起到支撑作用，在受热后，EPS变形萎缩。通过对设置在外表面的气袋充气，从而能够使气袋膨胀鼓起来。并且使气袋将碳纤维复合层撑开，进而使碳纤维复合层接触到模具的内表面。第二成型段的PU材料内部中空，对设置在内部的气袋充气，充气时气袋鼓胀，气袋推动PU材料均匀的将撑开力传递给碳纤维复合层，使碳纤维复合层和模具的内表面充分接触。对于结构复杂的车架，在PU材料的带动下，碳纤维复合层也能很好的对结构复杂的形状进行填充。另外，碳纤维复合层在PU材料带动下受力均匀，因此还能够使车架内壁更加光滑。

步骤S420，将第一成型段和第二成型段拼接组装形成芯模。其中，拼接组装的方式可以是采用胶水的方式将两段粘贴在一起，也可以采用高温胶带缠绕的方式将两段缠绕连接在一起。

参阅图3所示，在第一实施例的基础上，提出本发明的第三实施例。芯模包括内芯层和外表层，内芯层包括聚苯乙烯泡沫，外表层包括乳胶层；

将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤之前，包括：

步骤S50，在内芯层的外表面成型设置外表层。在一体注塑加工成型获得内芯层，内芯层包括聚苯乙烯泡沫，内芯层用于支撑外表层。由于车架的形成也具有不同的形状设计。因此，通过注塑内芯层的方式可以根据车架的形状进行加工，同时注塑成型的方式也更加有利于快速加工，提高加工效率。将内芯层沉浸在乳胶液体中，在内芯层的外表面形成乳胶层，待乳胶层风干后，获得芯模。另外，为了保证乳胶的厚度，可以将内芯层沉浸入乳胶液体中多次，从而增加乳胶的厚度。

参阅图4所示，在上述实施例的基础上，提出本发明的第四实施例。将带碳纤维复合层的芯模置于模具的内部的步骤之前，包括：

步骤S60，在模具的内部涂设脱模剂，以使一体车架成型后脱离模具。其中，脱模剂是一种介于模具和一体车架成品之间的功能性物质。脱模剂有耐化学性，在与不同树脂的化学成份接触时不被溶解，脱模剂可包括苯乙烯和胺类。脱模剂还具有耐热及应力性能，不易分解或磨损；脱模剂粘合到模具的内部而不转移到被加工的制件上，不妨碍喷漆或其他二次加工操作。由此可知，通过脱模剂避免一体车架粘连在模具上，利于一体车架脱离模具，完成脱模作业。

参阅图5所示，在上述实施例的基础上，提出本发明的第五实施例。对模具进行加热，碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，包括：

步骤S710，清除一体车架的内部受热萎缩的芯模。芯模是一种高分子有机材料，在受热后产生变形萎缩。此时芯模已经完成支撑作用，如果芯模材料继续残留在车架内部，影响一体车架的下一步加工，因此，需要将芯模材料取出。其中，在一体车架的端部设有通孔，通过钩杆伸入到通孔内，钩取芯模，将芯模拉出，从而完成对萎缩变形的芯模的清除。

参阅图6所示，在上述实施例的基础上，提出本发明的第六实施例。对模具进行加热，碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

步骤S720，对一体车架进行拍削处理，去除多余成型毛边。在加工注塑成型时，一体车架的主要材质是树脂，加工过程中树脂会溢出，另外，碳纤维复合层内含也有树脂，加热加压后树脂融化成液体流动，通过上、下模缝隙渗出，冷却固化形成毛边。毛边影响产品的组装效果，因此将一体车架的粗胚从模具里取出后，用锉刀轻轻拍打产品合模线边缘，从而清除掉毛边。

参阅图7所示，在上述实施例的基础上，提出本发明的第七实施例。对模具进行加热，碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

步骤S730，对一体车架进行裁切处理，去除多余成型边角料。为了保证成型的车架不会出现缺陷少料的情况，通常碳纤维复合层的贴覆量会设置一定冗余。对模具进行加热，碳纤维复合层受热融化后，受到模具的挤压作用，由于碳纤维复合层的冗余，因此在一体车架的端部位置，经常会出现多余的边角料。这些边角料影响产品组装，因此需要对边角料进行清除。另外，在进行完裁切后，一体车架容易产生棱角，为此需要进一步对棱角位置进行打磨，使棱角位置变得圆滑，便于进一步加工。

参阅图8所示，在上述实施例的基础上，提出本发明的第八实施例。对模具进行加热，碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

步骤S740，在一体车架的端部衔接位置进行表面粗糙化处理。表面粗糙化处理增加了摩擦系数。一体车架还需要和自行车的其它部件组装，表面粗糙化处理的目的在于提高一体车架的端部衔接位置的连接强度，使其它部件连接在一体车架上时能够更加牢固。表面粗糙化处理的方式可以采用喷砂处理，通过砂金颗粒对衔接位置的冲击形成凹凸不平的表面，进而完成表面粗糙化处理。

参阅图9所示，在上述实施例的基础上，提出本发明的第九实施例。将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤，包括：

步骤S110，在芯模的表面设置高温隔离层，在高温隔离层的表面设置碳纤维复合层。其中，高温隔离层可以是高温胶带，将高温胶带贴覆在芯模的表面，在将碳纤维复合层设置在高温胶带上，高温胶带的粘性面面向芯模设置。通过高温胶带的隔离作用，能够有效的将碳纤维复合层和芯模隔离开，从而也能够避免碳纤维复合层和芯模粘连在一起，在清除芯模时，保证更加顺利的拉出芯模，避免芯模粘连在车架内部。

进一步地，在高温隔离层和碳纤维复合层之间设置气袋，在气袋上设置连通气袋内部的气嘴。向气袋充气是通过快速接头连接气嘴，快速接头和气嘴之间形成公头和母头的锁紧配合，保持在对模具加热升温时，空气压缩机能够持续的向气袋内充气。此外，通过气嘴和快速接头的配合连接，能够快速地对气袋进行充气作业。

另外，需要说明的是，对模具的加热温度在120℃～180℃之间，加热时间在30分钟～70分钟之间。碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架。不同规格的碳纤维复合层受热融化的温度也不同，因此加热温度通常控制在120℃～180℃之间。此外，加热时间也对碳纤维复合层是否融化成型起到影响，加热时间在30分钟～70分钟之间可以保证碳纤维复合层在融化后充分的相互融合。例如，加热温度是150℃，加热时间为50分钟，如此能够确保碳纤维复合层受热融化，也能够保证碳纤维复合层融化后，充分流动成型。

参阅图10所示，本发明还提供了一种自行车，自行车包括车架10，车架10采用上文车架成型方法加工成型。由图10所示可见，车架10为一体成型设计，中间没有拼接组装过，且一体成型设计，能够整体受力，避免出现部分位置结构脆弱的情况，整体耐受力强度更高。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车架成型方法，其特征在于，所述车架成型方法包括：

将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面；

将带碳纤维复合层的所述芯模置于模具的内部；

对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架。

2.如权利要求1所述的车架成型方法，其特征在于，所述芯模包括第一成型段和第二成型段，所述第一成型段包括聚苯乙烯泡沫，所述第二成型段包括聚氨基甲酸酯；

所述将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤之前，包括：

在所述第一成型段的外表面设置气袋，在所述第二成型段的内部设置气袋；

将所述第一成型段和所述第二成型段拼接组装形成所述芯模。

3.如权利要求1所述的车架成型方法，其特征在于，所述芯模包括内芯层和外表层，所述内芯层包括聚苯乙烯泡沫，所述外表层包括乳胶层；

所述将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤之前，包括：

在所述内芯层的外表面成型设置所述外表层。

4.如权利要求1至3中任一项所述的车架成型方法，其特征在于，所述将带碳纤维复合层的所述芯模置于模具的内部的步骤之前，包括：

在模具的内部涂设脱模剂，以使所述一体车架成型后脱离所述模具。

5.如权利要求1至3中任一项所述的车架成型方法，其特征在于，所述对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，包括：

清除所述一体车架的内部受热萎缩的芯模。

6.如权利要求1至3中任一项所述的车架成型方法，其特征在于，所述对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

对所述一体车架进行拍削处理，去除多余成型毛边。

7.如权利要求1至3中任一项所述的车架成型方法，其特征在于，所述对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

对所述一体车架进行裁尾仿削处理，去除多余成型边角料。

8.如权利要求1至3中任一项所述的车架成型方法，其特征在于，所述对所述模具进行加热，所述碳纤维复合层受热融化、冷却形成一体车架的步骤之后，还包括：

在所述一体车架的端部衔接位置进行表面粗糙化处理。

9.如权利要求1至3中任一项所述的车架成型方法，其特征在于，所述将碳纤维复合层贴覆于芯模的表面的步骤，包括：

在芯模的表面设置高温隔离层，在所述高温隔离层的表面设置碳纤维复合层。

10.一种自行车，其特征在于，所述自行车包括车架，所述车架采用权利要求1至9中任一项所述车架成型方法加工成型。

Images