[发明专利]铝合金自行车架整体成形制作方法和实现该方法的模具

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金自行车架整体成形制作方法。

本发明还涉及一种实现铝合金自行车架整体成形制作方法的模具。

背景技术

随着人们生活水平的日益提升，自行车的应用领域已经由传统的代步工具向休闲运动特别是健身领域延伸。其制作材料也由传统的铸铁和钢材向更加轻便的金属材料方向发展，铝合金自行车具有轻便、美观等特点，近年来越来越受到广大群众，特别是运动爱好者的追捧，其市场需求急速猛增。在现有技术中铝合金自行车车架基本上都是用焊接方法将前管、中管、下管、平叉、立叉、五通等管件焊接在一起构成整体车架。此种成形方法需要经过管材切割、变形、焊接、打磨、热处理等一系列工序。该工艺方法使车架本身产生许多焊接接头，焊接接头不仅影响自行车的整体美观度，且通过后续测试和使用发现该焊接接头会给骑行者带来安全隐患。中国实用新型专利201020101149.6公开了采用压铸方法进行自行车车架整体成形的思想，将整个车架分为前梁合件和后梁合件两部分，每部分整体压铸成形，然后再将两部分组装在一起，该方法只适用于折叠自行车，不能用于整体车架的成形，且该方法要求前梁和后梁均为“工”字型截面，不够美观，市场接受度低。

发明内容

为了克服上述存在的技术问题，本发明的目的是提供一种能够解决车身美观度和安全性的铝合金自行车架整体成形制作方法。

与此对应，本发明另外一个要解决的技术问题是提供一种能够实现上述方法的模具。

就铝合金自行车架整体成形制作方法而言，本发明解决上述技术问题的制作方法包括如下步骤：将车架模具上模和下模分开，将车架芯水平安放在车架模具的车架下模腔内，车架芯的前管芯头、鞍座芯头、五通芯头以及工艺孔芯头安放在模具模腔的对应芯座内，车架芯与车架模腔之间的间隙即是车架的壁厚；将温度高于车架铝合金液相线温度50-120℃的液态车架铝合金浇入车架模具下模腔中央的压室内，浇注量为车架重量的1.05-1.3倍；叉间嵌块运动至与车架芯间的间距恰好等于车架管的壁厚，将车架模具上模下模闭合，形成完整的车架模腔，利用压头推动压室内的金属液在0.5-3秒时间内充满整个车架模腔，并在1-5秒时间内快速增大压力并保持，使车架模内的液态铝合金在50-120MPa的高压下冷却，并在这一压力的持续作用下凝固成形；将车架模上模和下模分开，抽离叉间嵌块，将裹有可溶性车架芯的车架及压室余料一并取出车架模腔并冷却至室温，放入20℃～60℃的水中，使可溶性车架芯溶化流出车架管腔，取出空腔车架，去除压室余料，得到铝合金自行车整体车架。

作为铝合金自行车架整体成形制作方法改进，其浇注步骤：优选将温度高于车架铝合金液相线温度80-100℃的液态车架铝合金浇入车架模车架下模腔中央的压室内，浇注量为整体车架重量的1.1-1.15倍。

作为铝合金自行车架整体成形制作方法的进一步改进，其合模并充满模腔步骤：优选利用压头推动压室内的金属液在0.8-1.2秒时间内充满整个车架模腔。

作为铝合金自行车架整体成形制作方法的进一步改进，其加压凝固成形步骤：优选使车架模内的液态铝合金在80-100MPa的高压下冷却能够得到较好的凝固效果。

就能够实现上述铝合金自行车架整体成形的模具而言，本发明为解决所述技术问题的车架模具主要包括车架上模、车架下模、车架模腔、车架下模支撑、模具底板、压室、压头、叉间嵌块及该叉间嵌块推拉杆、圆柱头沉头螺钉。所述车架模腔是开设在金属制成的车架上模、车架下模的空间内部的车架模腔，以车架前管、上管、下管和立管的水平直径面为分模面分为上下两部分，分别位于上模和下模的对应位置，上模和下模闭合后，其形状与整体自行车架一致，其尺寸比车架对应部位的尺寸大0.8%-1.5%，其内安放有形成车架空腔的车架芯，所述的车架芯由88-96%的可溶性盐和4-12%（质量比）粘结剂混匀压制而成，在前管两端、鞍座上端、五通两端均留有长10-30mm的圆台形芯头，用来支撑和固定车架芯。

在立叉和平叉左右腿之间安放叉间嵌块。车架上模通过圆柱头沉头螺钉与车架上模固定板连接牢固，通过车架上模固定板与加压设备连接，实现车架上模的上下运动；车架下模下方通过螺钉与压室、车架下模支撑连接，车架下模支撑通过螺钉与模具底板连接，模具底板安装在加压设备的固定工作台上；压头自压室下口伸入压室内，在加压油缸的带动下做上下运动；其内安放有形成车架空腔的车架芯，在立叉左右腿和平叉左右腿之间安放叉间嵌块。