本發(fā)明涉及一種自行車車架及其生產(chǎn)方法，尤其涉及一種自行車合金一體壓鑄車架及其壓鑄方法。

背景技術(shù)：

目前，可以制造自行車車架的材料主要有以下幾種：鋼，鋁合金，鈦合金，鎂合金，鈧合金，碳纖維等等，一般市場(chǎng)上出現(xiàn)的車架主要有鋼，鋁合金，鈦合金和碳纖維。自行車車架最早通常使用鋼管制造，鋼管車架的剛性較好，但是鋼的密度較大，會(huì)造成了自行車重量較大，隨著自行車輕量化趨勢(shì)，鋼管車架的份額已經(jīng)逐步減少，取而代之的是各種合金車架，合金車架質(zhì)薄量輕，而且剛度也符合自行車車架的要求。但是目前合金的自行車車架均為管材或板材沖壓然后焊合而成，外觀能夠清晰見(jiàn)到焊接紋絡(luò)，而且由于焊接的高溫和氧化以及雜質(zhì)的摻入，或焊接不牢等，造成焊口附近材料強(qiáng)度下降或開(kāi)焊等缺陷，而且加工制造費(fèi)時(shí)，成本較高，影響整車強(qiáng)度及美觀。

為了克服上述技術(shù)缺陷，國(guó)內(nèi)外很多自行車生產(chǎn)商已經(jīng)開(kāi)始研究自行車車架新的生產(chǎn)工藝，如中國(guó)專利“CN200820078729.0”公開(kāi)了“一種鎂合金一體壓鑄電動(dòng)車架”，該鎂合金一體壓鑄電動(dòng)車架采用壓鑄一體成型工藝避免了焊接造成的強(qiáng)度下降及焊接手法缺陷。但是事實(shí)上由于鎂合金的強(qiáng)度和鋼材相比還是具有一定差距，如果在壓鑄過(guò)程中不進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，容易出現(xiàn)壓鑄的前梁或者支撐梁剛性不夠，在快速運(yùn)轉(zhuǎn)或者承受較大壓力時(shí)，容易發(fā)生車架彎曲甚至斷裂的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題：提供一種合金一體壓鑄車架，在避免傳統(tǒng)焊接工藝造成的強(qiáng)度下降及焊紋影響美觀的同時(shí)，增強(qiáng)合金車架自身的強(qiáng)度，保證在快速運(yùn)轉(zhuǎn)或者承受較大壓力時(shí)，合金車架不發(fā)生彎曲、斷裂現(xiàn)象。本發(fā)明還提供了一種合金一體壓鑄車架的壓合方法，可以簡(jiǎn)化車架生產(chǎn)的工藝，提高車架生產(chǎn)的效率。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種合金一體壓鑄車架，包括第一車架壓合件、第二車架壓合件、第一后梁壓合件和第二后梁壓合件，所述第一車架壓合件和第二車架壓合件為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述第一車架壓合件和第二車架壓合件均包括前軸壓合部、前梁壓合部、車座壓合部、下梁壓合部和后梁壓合部，所述第一車架壓合件中的前軸壓合部、前梁壓合部、車座壓合部、下梁壓合部分別和第二車架壓合件中的前軸壓合部、前梁壓合部、車座壓合部、下梁壓合部對(duì)應(yīng)壓合成型，所述第一車架壓合件中的后梁壓合部和第一后梁壓合件壓合成型，所述第二車架壓合件中的后梁壓合部和第二后梁壓合件壓合成型；所述第一車架壓合件和第二車架壓合件的前梁壓合部?jī)?nèi)側(cè)均設(shè)置有加強(qiáng)筋，所述加強(qiáng)筋下方設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)連接板；所述第一車架壓合件和第二車架壓合件的下梁壓合部和后梁壓合部?jī)?nèi)側(cè)均設(shè)置有多個(gè)間隔分布的補(bǔ)強(qiáng)連接管。

在上述技術(shù)方案中，所述第一車架壓合件中的前軸壓合部、前梁壓合部、車座壓合部、下梁壓合部分別和第二車架壓合件中的前軸壓合部、前梁壓合部、車座壓合部、下梁壓合部對(duì)應(yīng)壓合成型，同時(shí)第一后梁壓合件、第二后梁壓合件分別和第一車架壓合件中的后梁壓合部、第二車架壓合件中的后梁壓合部壓合，壓合是在高溫高壓情況下，在合模模具中壓合端部在熔融狀態(tài)下壓鑄成型，無(wú)縫連接，同時(shí)為了增強(qiáng)壓合車架的強(qiáng)度，第一車架壓合件中的加強(qiáng)筋、補(bǔ)強(qiáng)連接板、補(bǔ)強(qiáng)連接管和第二車架壓合件中的相對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)筋、補(bǔ)強(qiáng)連接板、補(bǔ)強(qiáng)連接管也是在熔融狀態(tài)下對(duì)應(yīng)壓鑄連接，當(dāng)壓鑄溫度冷卻后，第一車架壓合件中的加強(qiáng)筋、補(bǔ)強(qiáng)連接板、補(bǔ)強(qiáng)連接管和第二車架壓合件中的相對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)筋、補(bǔ)強(qiáng)連接板、補(bǔ)強(qiáng)連接管無(wú)縫連接在一起，從而增強(qiáng)車架的強(qiáng)度。

優(yōu)選的，所述第一車架壓合件和第二車架壓合件的車座壓合部之間設(shè)置有用于支撐車座的車座支撐管。車座支撐管不僅可以用于支撐車座，同時(shí)在壓鑄過(guò)程中可以和車座壓合部壓合在一起，增強(qiáng)車座壓合部的強(qiáng)度。

優(yōu)選的，所述第一車架壓合件和第二車架壓合件的前軸壓合部之間設(shè)置有用于支撐車頭的前軸支撐管。前軸支撐管不僅可以用于支撐車頭，同時(shí)在壓鑄過(guò)程中可以和前軸壓合部壓合在一起，增強(qiáng)前軸壓合部的強(qiáng)度。

優(yōu)選的，所述第一后梁壓合件內(nèi)側(cè)設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)連接管，所述第一后梁壓合件內(nèi)側(cè)設(shè)置的補(bǔ)強(qiáng)連接管和第一車架壓合件后梁壓合部?jī)?nèi)側(cè)的補(bǔ)強(qiáng)連接管相對(duì)應(yīng)；所述第二后梁壓合件內(nèi)側(cè)設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)連接管，所述第二后梁壓合件內(nèi)側(cè)設(shè)置的補(bǔ)強(qiáng)連接管和第二車架壓合件后梁壓合部?jī)?nèi)側(cè)的補(bǔ)強(qiáng)連接管相對(duì)應(yīng)。由于車架的后梁承受的壓力較大，同時(shí)為了減輕車架重量、減震及美觀等因素，車架的后梁一般均較為纖細(xì)，為了保證后梁強(qiáng)度，必須在后梁壓合部?jī)?nèi)設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)連接管，通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)連接管的補(bǔ)強(qiáng)才能確保壓合后的后梁具備較高的強(qiáng)度。

優(yōu)選的，所述第一車架壓合件和第二車架壓合件的后梁壓合部末端均設(shè)置有后軸安裝孔；后軸安裝孔用于搭載后輪的轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)選的，所述第一車架壓合件和第二車架壓合件的下梁壓合部底端均設(shè)置有中軸安裝孔。中軸安裝孔用于搭載車的中軸。

優(yōu)選的，所述第一車架壓合件、第二車架壓合件、第一后梁壓合件和第二后梁壓合件均采用鎂鋁合金材料。鎂鋁合金材料質(zhì)堅(jiān)量輕，強(qiáng)度高，熔點(diǎn)較低，尤其適合于自行車車架的壓鑄成型。

本發(fā)明還提供了一種合金一體壓鑄車架的壓合方法，具體包括如下步驟：

S1、3D設(shè)計(jì)：根據(jù)車架的要求，分別將第一車架壓合件、第二車架壓合件、第一后梁壓合件和第二后梁壓合件各部件的形狀及尺寸繪出，并設(shè)計(jì)好加強(qiáng)筋、補(bǔ)強(qiáng)連接板和補(bǔ)強(qiáng)連接管在各部件中的具體位置；

S2、開(kāi)模：根據(jù)步驟S1中繪制的圖紙，為第一車架壓合件、第二車架壓合件、第一后梁壓合件和第二后梁壓合件分別開(kāi)設(shè)獨(dú)立的成形模具；同時(shí)依照步驟S1中的車架整體圖為車架整體開(kāi)設(shè)合模模具；

S3、熔煉：將合金的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為Mg12.5-20.5、Mn 0.4-0.8、Cr 0.01-0.03、La 0.2-0.6、Ce 0.2-0.6、Pr 0.06-0.2、Y 0.2-0.4，Zn 0.2-0.3、Sr 0.2-1.5、Cu 0.06-0.08，余量為Al配料，分別輸送至步驟S2中分別開(kāi)設(shè)的獨(dú)立成形模具中熔煉成合金，制造出為第一車架壓合件、第二車架壓合件、第一后梁壓合件和第二后梁壓合件的獨(dú)立壓合件；

S4、合模：將步驟S3中熔煉的第一車架壓合件、第二車架壓合件、第一后梁壓合件、第二后梁壓合件、前軸支撐管和車座支撐管分別放置于步驟S2中的車架整體合模模具中；

S5、涂膠：在第一車架壓合件、第二車架壓合件、第一后梁壓合件、第二后梁壓合件、前軸支撐管和車座支撐管壓合的端面涂抹防止合金件微孔滲漏的浸滲膠；

S6、壓合：將涂抹好浸滲膠的各壓合件在溫度500-550℃、壓力為90-100MPa的條件下，于車架整體合模模具中進(jìn)行壓合。

在上述技術(shù)方案中，采用步驟S3配方熔煉出來(lái)的鎂鋁合金壓合件自身的抗彎強(qiáng)度能夠達(dá)到100N/mm²以上，大于自行車車架材料抗彎強(qiáng)度(企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：抗彎強(qiáng)度≥65N/mm²)的要求。

在上述技術(shù)方案中，步驟S5涂膠的目的是為了防止高溫高壓下壓合時(shí)，各接觸部產(chǎn)生微孔，破壞壓合部的強(qiáng)度。

在上述技術(shù)方案中，步驟S6采用溫度500-550℃、壓力為90-100MPa的壓合條件，剛好使得本方案中鎂鋁合金處于初步熔融狀態(tài)，在不改變各獨(dú)立壓合件外形的狀況下然后壓合成型，能夠最大程度的保證車架的原型。

優(yōu)選的，所述步驟S3中，先將上述各原料預(yù)熱到至少150℃，然后將純鋁置于熔煉爐中加熱升溫至800-850℃，隨后加入鋁鎂合金和電解銅并持續(xù)攪拌直至鋁鎂合金和電解銅全部熔化，之后降溫至750-770℃并加入鋁硅合金并持續(xù)攪拌直至鋁鎂合金全部熔化，隨后降溫至680-700℃并將工業(yè)純鎂按壓至熔體底部維持至少5min，之后攪拌熔體并再次升溫至800-850℃，同時(shí)加入精煉劑進(jìn)行精煉，靜置8-9min后，檢驗(yàn)熔體成分合格后完成熔煉。

本發(fā)明的有益效果是：

1.本發(fā)明提供的合金一體壓鑄車架可以在減輕車架重量的同時(shí)避免傳統(tǒng)焊接工藝造成的強(qiáng)度下降及焊紋影響美觀的缺陷；

2.本發(fā)明提供的合金一體壓鑄車架通過(guò)設(shè)置加強(qiáng)筋、補(bǔ)強(qiáng)連接板和補(bǔ)強(qiáng)連接管等部件可以加強(qiáng)車架的自稱強(qiáng)度，可以杜絕在快速運(yùn)轉(zhuǎn)或者承受較大壓力時(shí)，合金車架發(fā)生彎曲、斷裂現(xiàn)象；

3.本發(fā)明提供的合金一體壓鑄車架的壓合方法簡(jiǎn)化了車架生產(chǎn)的工藝，提高車架生產(chǎn)的效率，同時(shí)通過(guò)涂膠工序可以防止高溫高壓下壓合時(shí)，各接觸部產(chǎn)生微孔，破壞壓合部的強(qiáng)度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中車架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中車架的立體結(jié)構(gòu)爆炸圖。

圖3是本發(fā)明中壓合方法的流程示意圖。

圖中：100、第一車架壓合件；101、加強(qiáng)筋；102、補(bǔ)強(qiáng)連接板；103、補(bǔ)強(qiáng)連接管；200、第二車架壓合件；210、前軸壓合部；220、前梁壓合部；230、車座壓合部；240、下梁壓合部；241、中軸安裝孔；250、后梁壓合部；251、后軸安裝孔；300、前軸支撐管；400、車座支撐管；500、第一后梁壓合件；600、第二后梁壓合件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本領(lǐng)域普通人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：一種合金一體壓鑄車架。

參照?qǐng)D1至圖3所示，一種合金一體壓鑄車架，包括第一車架壓合件100、第二車架壓合件200、第一后梁壓合件500和第二后梁壓合件600，所述第一車架壓合件100和第二車架壓合件200為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所述第一車架壓合件100和第二車架壓合件200均包括前軸壓合部210、前梁壓合部220、車座壓合部230、下梁壓合部240和后梁壓合部250，所述第一車架壓合件100中的前軸壓合部210、前梁壓合部220、車座壓合部230、下梁壓合部240分別和第二車架壓合件200中的前軸壓合部210、前梁壓合部220、車座壓合部230、下梁壓合部240對(duì)應(yīng)壓合成型，所述第一車架壓合件100中的后梁壓合部250和第一后梁壓合件500壓合成型，所述第二車架壓合件200中的后梁壓合部250和第二后梁壓合件600壓合成型；所述第一車架壓合件100和第二車架壓合件200的前梁壓合部220內(nèi)側(cè)均設(shè)置有加強(qiáng)筋101，所述加強(qiáng)筋101下方設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)連接板102；所述第一車架壓合件100和第二車架壓合件200的下梁壓合部240和后梁壓合部250內(nèi)側(cè)均設(shè)置有多個(gè)間隔分布的補(bǔ)強(qiáng)連接管103。

在上述技術(shù)方案中，所述第一車架壓合件100中的前軸壓合部210、前梁壓合部220、車座壓合部230、下梁壓合部240分別和第二車架壓合件200中的前軸壓合部210、前梁壓合部220、車座壓合部230、下梁壓合部240對(duì)應(yīng)壓合成型，同時(shí)第一后梁壓合件500、第二后梁壓合件600分別和第一車架壓合件100中的后梁壓合部250、第二車架壓合件200中的后梁壓合部250壓合，壓合是在高溫高壓情況下，在合模模具中壓合端部在熔融狀態(tài)下壓鑄成型，無(wú)縫連接，同時(shí)為了增強(qiáng)壓合車架的強(qiáng)度，第一車架壓合件100中的加強(qiáng)筋101、補(bǔ)強(qiáng)連接板102、補(bǔ)強(qiáng)連接管103和第二車架壓合件200中的相對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)筋101、補(bǔ)強(qiáng)連接板102、補(bǔ)強(qiáng)連接管103也是在熔融狀態(tài)下對(duì)應(yīng)壓鑄連接，當(dāng)壓鑄溫度冷卻后，第一車架壓合件100中的加強(qiáng)筋101、補(bǔ)強(qiáng)連接板102、補(bǔ)強(qiáng)連接管103和第二車架壓合件200中相對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)筋101、補(bǔ)強(qiáng)連接板102、補(bǔ)強(qiáng)連接管103無(wú)縫連接在一起，從而增強(qiáng)車架的強(qiáng)度。

參照?qǐng)D1和圖2所示，所述第一車架壓合件100和第二車架壓合件200的車座壓合部230之間設(shè)置有用于支撐車座的車座支撐管400。車座支撐管400不僅可以用于支撐車座，同時(shí)在壓鑄過(guò)程中可以和車座壓合部230壓合在一起，增強(qiáng)車座壓合部230的強(qiáng)度。

參照?qǐng)D1和圖2所示，所述第一車架壓合件100和第二車架壓合件200的前軸壓合部210之間設(shè)置有用于支撐車頭的前軸支撐管300。前軸支撐管300不僅可以用于支撐車頭，同時(shí)在壓鑄過(guò)程中可以和前軸壓合部210壓合在一起，增強(qiáng)前軸壓合部210的強(qiáng)度。

參照?qǐng)D2所示，所述第一后梁壓合件500內(nèi)側(cè)設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)連接管103，所述第一后梁壓合件500內(nèi)側(cè)設(shè)置的補(bǔ)強(qiáng)連接管103和第一車架壓合件100后梁壓合部250內(nèi)側(cè)的補(bǔ)強(qiáng)連接管103相對(duì)應(yīng)；所述第二后梁壓合件600內(nèi)側(cè)設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)連接管103，所述第二后梁壓合件600內(nèi)側(cè)設(shè)置的補(bǔ)強(qiáng)連接管103和第二車架壓合件200后梁壓合部250內(nèi)側(cè)的補(bǔ)強(qiáng)連接管103相對(duì)應(yīng)。由于車架的后梁承受的壓力較大，同時(shí)為了減輕車架重量、減震及美觀等因素，車架的后梁一般較為纖細(xì)，為了保證后梁強(qiáng)度，必須在后梁壓合部250內(nèi)設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)連接管103，通過(guò)補(bǔ)強(qiáng)連接管103的補(bǔ)強(qiáng)才能確保壓合后的后梁具備較高的強(qiáng)度。

參照?qǐng)D2所示，所述第一車架壓合件100和第二車架壓合件200的后梁壓合部250末端均設(shè)置有后軸安裝孔251；后軸安裝孔251用于搭載后輪的轉(zhuǎn)軸。

參照?qǐng)D2所示，所述第一車架壓合件100和第二車架壓合件200的下梁壓合部240底端均設(shè)置有中軸安裝孔241。中軸安裝孔241用于搭載車的中軸。

本實(shí)施例中，所述第一車架壓合件100、第二車架壓合件200、第一后梁壓合件500和第二后梁壓合件600均采用鎂鋁合金材料。鎂鋁合金材料質(zhì)堅(jiān)量輕，強(qiáng)度高，熔點(diǎn)較低，尤其適合于自行車車架的壓鑄成型。

實(shí)施例2：一種合金一體壓鑄車架的壓合方法。

參照?qǐng)D1至圖3所示，一種合金一體壓鑄車架的壓合方法，具體包括如下步驟：

S1、3D設(shè)計(jì)：根據(jù)車架的要求，分別將第一車架壓合件100、第二車架壓合件200、第一后梁壓合件500和第二后梁壓合件600各部件的形狀及尺寸繪出，并設(shè)計(jì)好加強(qiáng)筋101、補(bǔ)強(qiáng)連接板102和補(bǔ)強(qiáng)連接管103在各部件中的具體位置；

S2、開(kāi)模：根據(jù)步驟S1中繪制的圖紙，為第一車架壓合件100、第二車架壓合件200、第一后梁壓合件500和第二后梁壓合件600分別開(kāi)設(shè)獨(dú)立的成形模具；同時(shí)依照步驟S1中的車架整體圖為車架整體開(kāi)設(shè)合模模具；

S3、熔煉：將合金的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)組成為Mg15、Mn 0.6、Cr 0.02、La 0.2、Ce 0.3、Pr 0.08、Y 0.2，Zn 0.3、Sr 0.8、Cu 0.06，余量為Al配料，分別輸送至步驟S2中分別開(kāi)設(shè)的獨(dú)立成形模具中熔煉成合金，制造出為第一車架壓合件100、第二車架壓合件200、第一后梁壓合件500和第二后梁壓合件600的獨(dú)立壓合件；

S4、合模：將步驟S3中熔煉的第一車架壓合件100、第二車架壓合件200、第一后梁壓合件500、第二后梁壓合件600、前軸支撐管300和車座支撐管400分別放置于步驟S2中的車架整體合模模具中；

S5、涂膠：在第一車架壓合件100、第二車架壓合件200、第一后梁壓合件500、第二后梁壓合件600、前軸支撐管300和車座支撐管400壓合的端面涂抹防止合金件微孔滲漏的浸滲膠；

S6、壓合：將涂抹好浸滲膠的各壓合件在溫度550℃、壓力為90MPa的條件下，于車架整體合模模具中進(jìn)行壓合。

本實(shí)施例中，采用步驟S3配方熔煉出來(lái)的鎂鋁合金壓合件自身的抗彎強(qiáng)度能夠達(dá)到100N/mm²以上，大于自行車車架材料抗彎強(qiáng)度(企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：抗彎強(qiáng)度≥65N/mm²)的要求。

本實(shí)施例中，步驟S5涂膠的目的是為了防止高溫高壓下壓合時(shí)，各接觸部產(chǎn)生微孔，破壞壓合部的強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，步驟S6采用溫度550℃、壓力為90MPa的壓合條件，剛好使得本方案中鎂鋁合金處于初步熔融狀態(tài)，在不改變各獨(dú)立壓合件外形的狀況下然后壓合成型，能夠最大程度的保證車架的原型。

本實(shí)施例中，所述步驟S3中，先將上述各原料預(yù)熱到至少150℃，然后將純鋁置于熔煉爐中加熱升溫至800-850℃，隨后加入鋁鎂合金和電解銅并持續(xù)攪拌直至鋁鎂合金和電解銅全部熔化，之后降溫至750-770℃并加入鋁硅合金并持續(xù)攪拌直至鋁鎂合金全部熔化，隨后降溫至680-700℃并將工業(yè)純鎂按壓至熔體底部維持至少5min，之后攪拌熔體并再次升溫至800-850℃，同時(shí)加入精煉劑進(jìn)行精煉，靜置8-9min后，檢驗(yàn)熔體成分合格后完成熔煉。

以上所述為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)局限于該實(shí)施例和附圖所公開(kāi)的內(nèi)容，所以凡是不脫離本發(fā)明所公開(kāi)的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護(hù)的范圍。