CN112935216B - 镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，包括以下步骤：步骤1，熔化镁锭，形成镁合金液；步骤2，头管型芯和中管型芯伸入模具内；步骤3，合模，五通型芯伸入，动模上的第一支架型芯与定模上的第二支架型芯碰穿，动模上的第三支架型芯与定模上的第四支架型芯碰穿；步骤4，预热模具；步骤5，先低速压射镁合金液，后快速压射，直至凝固形成车架；步骤6，模具打开，第一与第二支架型芯、第三与第四支架型芯分离，抽出头管型芯、中管型芯和五通型芯，取出车架。本发明通过镁合金压铸得到一体成型的车架，采用模具碰穿的方式成型，车架成型质量好，强度高，防撞性能好，自动化程度高，节约人工成本，有效提高生产效率。

Description

镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺

技术领域

本发明涉及自行车车架制造工艺技术领域，特别涉及一种镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺。

背景技术

自行车车架主要包括头管、上管、下管、中管、中轴座、上叉和下叉，上管和下管两端分别与头管和中管连接，形成前支架，上叉的一端与和下叉的一端连接，上叉和下叉的另一端均连接中管，形成后支架，上叉和下叉均有两个，以形成两个后支架，上管、中管和下叉的连接处开设有五通孔，传统的工艺通过分别成型头管、上管、下管、中管、中轴座、上叉和下叉后，再通过焊接连接成型，这种制作工艺步骤繁琐，效率不高，但对焊接质量要求非常高，焊接处强度不足时，车架容易断裂，而焊接工的技术水平直接影响焊接质量，技术高超、经验丰富的焊接工往往要求的工资较高，增加工厂的人工成本。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出一种镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，能够制作一体压铸成型的车架，成型质量好，产品强度高，生产过程自动化程度高，节约人工成本。

根据本发明实施例的镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，包括以下步骤：步骤1，在定量炉的炉内平台烘烤镁锭，烘烤15～30分钟后，将镁锭投入所述定量炉内，熔炼并搅拌，形成镁合金液并保温；步骤2，用于成型头管的头管型芯和用于成型中管的中管型芯伸入模具内；步骤3，所述模具合模，用于成型五通孔的五通型芯伸入所述模具，所述模具的动模上的第一支架型芯与定模上的第二支架型芯碰穿，用于形成前支架，所述动模上的第三支架型芯与所述定模上的第四支架型芯碰穿，用于形成后支架；步骤4，预热所述模具至模温达到165℃-195℃，模温保持至少2分钟；步骤5，所述镁合金液先低速压射至所述模具内，至模温达到230℃～270℃，所述镁合金液转用快速压射，快速压射后，所述镁合金液凝固形成一体成型的车架；步骤6，所述模具打开，所述第一支架型芯与所述第二支架型芯分离，所述第三支架型芯与所述第四支架型芯分离，以抽芯速度0.1m/s～0.15m/s，分别抽出所述头管型芯、所述五通型芯和所述中管型芯后，取出一体成型的所述车架。

根据本发明实施例的镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，至少具有如下技术效果：通过镁合金压铸得到一体成型的自行车车架，采用模具碰穿的方式形成前支架和后支架，车架成型质量好，强度高，防撞性能好，生产过程自动化程度高，无需焊接，安全美观，节约人工成本，有效提高生产效率。

根据本发明的一些实施例，步骤3中，所述动模和所述定模内均设置有上管型腔，所述动模的上管型腔内设置有第一辅助型芯，所述定模的上管型腔内设置有第二辅助型芯，合模时，所述第一辅助型芯与所述第二辅助型芯碰穿，使得上管的管身形成镂空孔。

根据本发明的一些实施例，所述步骤3中，所述动模和所述定模内均设置有下管型腔，所述动模的下管型腔内设置有第三辅助型芯，所述定模的下管型腔内设置有第四辅助型芯，合模时，所述第三辅助型芯与所述第四辅助型芯碰穿，使得下管的管身形成镂空孔。

根据本发明的一些实施例，所述步骤3中，所述前支架内设置有辅助管，所述第一支架型芯和所述第二支架型芯均设置有两个，两个所述第一支架型芯之间、两个所述第二支架型芯之间均形成辅助管型腔，所述辅助管型腔用于成型所述辅助管。

根据本发明的一些实施例，所述步骤4中，采用喷火枪来回移动烘烤所述模具，所述喷火枪的移动速度为0.3m/s～0.7m/s。

根据本发明的一些实施例，所述步骤5中，所述镁合金液快速压射的压力为120～200bar，压射时间为3s～10s，冷却时间为3s～8s。

根据本发明的一些实施例，所述步骤5中，所述镁合金液低速压射的压力为80bar～160bar，压射时间为3s～10s，冷却时间为3s～8s。

根据本发明的一些实施例，所述步骤1中，所述镁锭的烘烤温度为150℃～350℃。

根据本发明的一些实施例，所述步骤1中，所述镁合金液的保温液温为660℃～695℃。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1是根据本发明实施例一的自行车车架的正面结构示意图；

图2是图1中的自行车车架的侧面结构示意图；

图3是图1中的自行车车架的前支架的碰穿示意图；

图4是根据本发明实施例二的自行车车架的正面结构示意图。

附图标记：

车架100、上管110、下管120、头管130、中管140、五通孔150、上叉160、下叉170、镂空孔180、辅助管190、

动模200、第一支架型芯210、

定模300、第二支架型芯310、

头管型芯400、中管型芯410、五通型芯420、

上管型腔500、第一辅助型芯510、第二辅助型芯520、

下管型腔600、第三辅助型芯610、第四辅助型芯620。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面参考图1至图4描述根据本发明实施例的镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺。

实施例一

如图1和图2所示，根据本发明实施例的镁合金自行车车架一体成型工艺，包括以下步骤：

步骤1，在定量炉的炉内平台上，烘烤预热镁锭，烘烤15～30分钟后，将镁锭投入所述定量炉内，熔炼并搅拌，形成镁合金液并保温；

步骤2，模具上设置有头管型芯400和中管型芯410，分别用于成型头管130和中管140，头管型芯400和中管型芯410分别由气缸控制，使其伸入模具内；

步骤3，模具合模，模具上的五通型芯420伸入模具内，用于成型五通孔150，模具的动模200上有第一支架型芯210和第三支架型芯，定模300上有第二支架型芯310和第四支架型芯，合模后，第一支架型芯210与第二支架型芯310碰穿，用于形成前支架，第三支架型芯与第四支架型芯碰穿，用于形成后支架；

步骤4，预热模具至模温达到165℃-195℃，模温保持至少2分钟；

步骤5，镁合金液先低速压射至模具内，至模温达到230℃～270℃，镁合金液转用快速压射，直至镁合金液凝固形成一体成型的车架100；

步骤6，模具打开，第一支架型芯210与第二支架型芯310分离，第三支架型芯与第四支架型芯分离，以抽芯速度0.1m/s～0.15m/s，分别抽出头管型芯400、五通型芯420和中管型芯410后，取出一体成型的车架100。

可以理解的是，镁合金的密度小，同等体积的条件下镁合金比铝合金质量轻，强度高，消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，在自行车行业中，镁合金是一种具有发展前景的材料。由于目前的自行车金属车架100均采用焊接的方式，在上管110和下管120的两端分别连接头管130和中管140，形成三角形状的前支架，同时中管140上连接两个上叉160和下叉170，以形成两个三角形状的后支架，需要焊接的位置较多，生产工艺步骤繁琐，生产效率不高，而且，焊接的质量直接影响车架100的整体强度和美观性，对焊接工的技术和经验要求也非常高，聘用优秀的焊接工难度大，所需薪酬高，增加企业的人工成本，因此，通过镁合金压铸，制得一体成型的自行车车架100，生产过程自动化程度高，简化生产流程，采用动模200上第一支架型芯210与第二支架型芯310碰穿，第三支架型芯与第四支架型芯碰穿，分别形成车架100的前支架和后支架，有利于简化模具设计和成型工艺步骤，车架100成型质量好，强度高，防撞性能好，无需焊接，安全美观，节约人工成本，有效提高生产效率。

具体地，开模后，先抽出头管型芯400，再同时抽出五通型芯420和中管型芯410。

其中，步骤1中，用于烘烤的镁锭必需采用整洁、干净，无明显滴水的全新纯镁锭，保证金属液的纯度，镁锭的烘烤温度为150℃～350℃，形成的镁合金液的保温液温为660℃～695℃。

进一步地，步骤4中，预热模具采用喷火枪来回移动烘烤模具，喷火枪的移动速度为0.3m/s～0.7m/s，为兼顾预热效率和预热均匀性，可以采用0.5m/s的移动速度。

进一步地，步骤5中，镁合金液快速压射的压力为120bar～200bar，压射时间为3s～10s，冷却时间为3s～8s。更进一步地，镁合金液低速压射的压力为80bar～160bar，压射时间为3s～10s，冷却时间为3s～8s。

具体地，镁合金液搅拌完成后，先通过抽液机抽送至压铸机的压室中，并在1s内进行压射，由于模具温度为165℃-195℃，而镁合金液的液温为665℃～695℃，为保证镁合金液的成型质量，减少产品裂纹，先采用低速压射将镁合金液压射至模具中，压射压力为80bar～160bar，压射时间为3s～10s，冷却时间为3s～8s，待模温达到230℃～270℃，即模温达到正常工作温度，转用快速压射，即正常压铸压射模式，压射压力为120bar～200bar，压射时间为3s～10s，冷却时间为3s～8s。

需要说明的是，在实际生产中，低速压射的压射参数，包括压力、压射时间和冷却时间，根据实际需要而调整。

如图1和图3所示，在本发明的一些具体实施例中，步骤3中，动模200和定模300内均设置有上管型腔500，动模200的上管型腔500内设置有第一辅助型芯510，定模300的上管型腔500内设置有第二辅助型芯520，合模时，第一辅助型芯510与第二辅助型芯520碰穿，使得上管110管身形成镂空孔180。

进一步地，步骤3中，动模200和定模300内均设置有下管型腔600，动模200的下管型腔600内设置有第三辅助型芯610，定模300的下管型腔600内设置有第四辅助型芯620，合模时，第三辅助型芯610与第四辅助型芯620碰穿，使得下管120管身形成镂空孔180。

可以理解的是，为了减轻车架100重量，在保证强度的基础上，在上管110或下管120的管身上成型镂空孔180，或上管110和下管120的管身同时成型镂空孔180，镂空孔180的形状、大小和分布方式可以根据实际设计需要而设置，形式多样，有利于车架100的外观美观化设计，并且根据车架100压铸的分型面的位置不同，镂空孔180在上管和下管中的贯穿方向也不同，当压铸的分型面与车架100的前支架所在平面相同时，镂空孔180贯穿上管或下管左右两侧，当压铸的分型面与车架100的前支架所在平面垂直时，镂空孔180贯穿上管110或下管120的上下两侧。

实施例二

如图4所示，与实施例一相比，实施例二的步骤3中，前支架内设置有辅助管190，第一支架型芯210和第二支架型芯310均设置有两个，两个第一支架型芯210之间、两个第二支架型芯310之间均形成辅助管190型腔，辅助管190型腔用于成型辅助管190。

可以理解的是，前支架由一根上管、一根下管与中管围合而成，考虑整车的重心位置，下管往往比上管粗，从而使得上管的强度相对于下管的强度稍低，在前支架内增加设置辅助管190，辅助管190的位置更靠近上管的位置，增加车架100的整体强度，进一步提高车架100的防撞性能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，所述自行车车架包括头管、上管、下管、中管、中轴座、上叉和下叉，所述上管和所述下管两端分别与所述头管和所述中管连接，形成前支架，所述上叉的一端与所述下叉的一端连接，所述上叉和所述下叉的另一端均连接所述中管，形成后支架，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在定量炉的炉内平台烘烤镁锭，烘烤15～30分钟后，将镁锭投入所述定量炉内，熔炼并搅拌，形成镁合金液并保温；

步骤2，用于成型所述头管的头管型芯和用于成型所述中管的中管型芯伸入模具内；

步骤3，所述模具合模，用于成型五通孔的五通型芯伸入所述模具，所述模具的动模上的第一支架型芯与定模上的第二支架型芯碰穿，用于形成所述前支架，所述动模上的第三支架型芯与所述定模上的第四支架型芯碰穿，用于形成所述后支架，所述前支架内设置有辅助管，所述第一支架型芯和所述第二支架型芯均设置有两个，两个所述第一支架型芯之间、两个所述第二支架型芯之间均形成辅助管型腔，所述辅助管型腔用于成型所述辅助管；

步骤4，预热所述模具至模温达到165℃-195℃，模温保持至少2分钟；

步骤5，所述镁合金液先低速压射至所述模具内，所述镁合金液低速压射的压力为80～160bar，压射时间为3～10s，冷却时间为3s～8s，至模温达到230℃～270℃，所述镁合金液转用快速压射，所述镁合金液快速压射的压力为120bar～200bar，压射时间为3s～10s，冷却时间为3s～8s，快速压射后，镁合金液凝固形成一体成型的车架；

步骤6，所述模具打开，所述第一支架型芯与所述第二支架型芯分离，所述第三支架型芯与所述第四支架型芯分离，以抽芯速度0.1m/s～0.15m/s，分别抽出所述头管型芯、所述五通型芯和所述中管型芯后，取出一体成型的所述车架。

2.根据权利要求1所述的镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，其特征在于：所述步骤3中，所述动模和所述定模内均设置有上管型腔，所述动模的上管型腔内设置有第一辅助型芯，所述定模的上管型腔内设置有第二辅助型芯，合模时，所述第一辅助型芯与所述第二辅助型芯碰穿，使得所述上管管身形成镂空孔。

3.根据权利要求1所述的镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，其特征在于：所述步骤3中，所述动模和所述定模内均设置有下管型腔，所述动模的所述下管型腔内设置有第三辅助型芯，所述定模的下管型腔内设置有第四辅助型芯，合模时，所述第三辅助型芯与所述第四辅助型芯碰穿，使得所述下管管身形成镂空孔。

4.根据权利要求1所述的镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，其特征在于：所述步骤4中，采用喷火枪来回移动烘烤所述模具，所述喷火枪的移动速度为0.3m/s～0.7m/s。

5.根据权利要求1所述的镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，其特征在于：所述步骤1中，所述镁锭的烘烤温度为150℃～350℃。

6.根据权利要求1所述的镁合金自行车车架一体成型碰穿工艺，其特征在于：所述步骤1中，所述镁合金液的保温液温为660℃～695℃。

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