一种中空结构的自行车车架一体式浇铸内模结构及成型制备方法技术

本发明专利技术公开了一种中空结构的自行车车架一体式浇铸成型模具，包括上模、下模和内模，内模设置于上模和下模之间；一体式自行车车架采用液态高压铸造或者半固态铸造方式成型，车架包括车首管、上管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉；所述上模和下模设有按照自行车车架结构设置的连接于一体的上管、车首管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉的模腔，采用扣合方式合并成一个金属模腔整体，成型后车架所述车首管、上管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉具有相互连通的中空内腔，具有各自中心轴线，并且彼此不平行。同时公开了制备一体式自行车车架的方法，避免了焊接造成的强度下降及焊接质量缺陷，适用于中空车架的批量生产和一体化制备。备。备。

【技术实现步骤摘要】
一种中空结构的自行车车架一体式浇铸内模结构及成型制备方法


[0001]本专利技术涉及自行车车架制备领域，具体涉及一种中空结构的自行车车架一体式浇铸内模结构及成型制备方法。

技术介绍

[0002]自行车架因其所需管材尺寸和结构复杂，一直以来均是采用挤压管材经焊接连接方式制备成自行车车架整体结构。采用焊接方式进行连接常常导致车架的质量不稳定，例如焊道裂纹、热影响区裂纹，甚至会因为焊接过程控制不良导致焊道强度不足、焊接缺陷等，现阶段上述问题仍是市面上常见的车架质量异常的主要原因。更进一步的，采用焊接成型的车架因焊接位置众多，生产的步骤繁复，也导致生产效率不高。
[0003]基于此，研发人员开展了以铸造方式进行自行车架的一体制作来减少焊接工序，但仍遇到如下问题难以实现突破，第一，因车架为封闭式且多管件形状，部分管件不易做成空心，如专利CN112046665A中提及的车架前撑、后撑及下叉等部分均为实心结构，且内模为开放式分体形状，并未形成封闭，进一步限制了铸造车架的性能，车架自重很难降低。CN112935217A将头管型芯、五通型芯、中管型芯、上管型芯和下管型芯组合而成，但采用组合结构在车架厚度控制上易造成应力集中，且在浇铸过程中因金属液流动性较差而很难对车架管壁厚度进行进一步减薄，导致自重增加。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本申请提供了一种中空结构的自行车车架一体式浇铸内模结构及成型制备方法，避免了焊接造成的强度下降及焊接质量缺陷，适用于中空车架的批量生产和一体化制备。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种中空结构的自行车车架一体式浇铸成型模具，包括上模、下模和内模，内模设置于上模和下模之间；一体式自行车车架采用液态高压铸造或者半固态铸造方式成型，车架包括车首管、上管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉；所述的上模和下模设有按照自行车车架结构设置的连接于一体的上管、车首管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉的模腔，采用扣合方式合并成一个金属模腔整体，成型后车架所述车首管、上管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉具有相互连通的中空内腔，具有各自中心轴线，并且彼此不平行。
[0006]进一步地，所述的内模为砂模或者金属模，上模和下模为金属模。
[0007]进一步地，所述车首管连接于上管和下管的前端，中管作为中轴座分别连接上管的后端、下管的后端、后上叉和后下叉（14），后勾爪采用胶合连接或者机械连接方式与中空车架连接成一个整体结构。
[0008]上述所述的浇铸成型模具制备一体式自行车车架的方法，车架为铝合金或者镁合金材质，成型方式为铝合金或者镁合金金属熔体，采用高压铸造或半固态铸造方式注入金
属模型腔内并冷却凝固成型；具体包括以下步骤：步骤 1: 将一体式多轴向自行车内模置入下模具内，并通过支撑点固定于模具上，此支撑点设计为与内膜一体式结构；步骤 2: 合模，将上模和下模按照配合合并成一个金属模腔整体；步骤 3:浇铸成型，在压力作用下将金属液体或半固态金属熔体通过注入孔连续注入模腔内，液态金属或半固态金属熔体在模腔体内凝固成型；步骤 4: 脱模，将上下模打开，导出型砂或抽出金属型腔，取出获得的一体成型的具有中空结构的自行车车架铸件。
[0009]本专利技术的有益效果：自行车架的主体结构采用铸造一体成型工艺，避免了传统工艺过程中所必需的焊接工序造成车架强度下降或者焊接质量缺陷现象，适合于工业化批量生产。同时，本技术成型的车架为一体式中空结构，具有优异的减重效果，相比当前工艺和已报道成型方式，实现了车架整体中空结构且一体成型，壁厚更加均匀，质量更加稳定。
附图说明
[0010]图1为本专利技术一体式浇铸模具示意图；图2为本专利技术中空结构的自行车车架示意图；图3为本专利技术车架空心结构和位置示意图；图中：1
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上模；2
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下模；3
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内模；4
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支撑点；5
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金属液；6
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内浇道； 7
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一体式多轴向内模结构；8
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中管；9
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上管；10
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车首管；11
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下管；12
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五通管；13
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后上叉；14
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后下叉；15
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后勾爪。
具体实施方式
[0011]下面通过实施例，结合附图对本专利技术进一步解释说明。
[0012]实施例一如图1所示一种自行车车架，包括车首管10、上管9、下管11、五通管12、中管8、后上叉13及后下叉14；所述车首管10连接于上管9和下管11的前端，中管8作为中轴座分别连接上管9的后端、下管11的后端、后上叉13和后下叉14；所述车首管、上管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉具有相互连通的中空内腔，具有各自中心轴线，并且彼此不平行。后上叉和后下叉之间通过后勾爪15连接。
[0013]车架为铝合金或者镁合金材质，成型方式为铝合金或者镁合金金属熔体，经处理后在压力作用下将金属熔体浇铸入金属模型腔内并冷却凝固成型。
[0014]制备上述自行车车架的浇铸成型模具为具有内模结构的封闭式模腔结构，包括上模1、下模2和内模3，内模3设置于上模1和下模2之间；内模3为砂模或金属模，上模1和下模（2）为金属模，为提高模具使用寿命，材质可选择铸铁或合金钢。上模1和下模2均设有按照自行车车架结构设置的连接于一体的上管、车首管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉的模腔，采用扣合方式合并成一个金属模腔整体；内模3设有按照自行车结构设置的上管、车
首管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉的一体式多轴向内模结构，内模3为封闭几何体结构；多轴向是指内模的各个组成部分，包括上管、车首管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉，共7个部分具有各自中心轴线，并且彼此不平行。内模3在中管上端、五通管、车首管、后上叉后端、后下叉后端处设置支撑点4，内模置于上模、下模闭合空腔中间位置，此设计不但能够防止因重力不同导致的内模偏移造成浇铸完成后出现车架壁厚差异，而且可以避免多模件采用组合设计而造成的组合尺寸公差，影响车架尺寸精度。上模1、下模2内壁均设计有彼此配合的3
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5个金属液内浇道5，合模后形成金属液注入孔，液态金属经注入孔均匀流入模腔内凝固成型。
[0015]本技术方案制备的具有中空结构的一体式自行车车架的方法，包括以下步骤：步骤 1: 将一体式多轴向自行车内模置入下模具内，并通过支撑点固定于模具上，此支撑点设计为与内膜一体式结构；步骤 2: 合模，将上模和下模按照配合合并成一个金属模腔整体；步骤 3:浇铸成型，在压力作用下将金属液体或半固态金属熔体通过注入孔连续注入模腔内，在模腔体内凝固成型；步骤 4: 脱模，将上下模打开，导出型砂或抽出金属型腔，取出获得的一体成型的具有中空结构的自行车车架铸件；步骤 5:后勾爪连接，自行车后勾爪采用胶合连接或者机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种中空结构的自行车车架一体式浇铸成型模具，包括上模（1）、下模（2）和内模（3），内模（3）设置于上模（1）和下模（2）之间；一体式自行车车架采用液态高压铸造或者半固态铸造方式成型，车架包括车首管（10）、上管（9）、下管（11）、五通管（12）、中管（8）、后上叉（13）及后下叉（14）；其特征在于：所述的上模（1）和下模（2）设有按照自行车车架结构设置的连接于一体的上管、车首管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉的模腔，采用扣合方式合并成一个金属模腔整体，成型后车架所述车首管、上管、下管、五通管、中管、后上叉及后下叉具有相互连通的中空内腔，具有各自中心轴线，并且彼此不平行。2.根据权利要求1所述的浇铸成型模具，其特征在于，内模（3）为砂模或者金属模，上模（1）和下模（2）为金属模。3.根据权利要求1所述的一体式自行车车架，其特征在于，所述车首管（10）连接于上管（9）和下管（11）的前端，...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂季冰，周宗岩，郭世杰，闫玮，张金虹，
申请(专利权)人：鼎镁新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：