专利名称：中空管的制作方法
技术领域：
本发明为一种中空管，尤指一种用于制造自行车的车身的中空管体，其是将6-4Ti 合金板材以冷轧冲压方式使其变形形成螺旋状的中空管体，将螺纹缝焊接后获得较佳强度 及不易变形的中空管。
背景技术：
随着时代的演变，自行车的使用除了为基本的代步交通工具之外，更成为兼具休 闲、运动等复合功能的器具，政府也于各地区积极开发自行车专用车道或自行车竞技场地， 提供愈来愈多的用车人口使用。由于自行车车商研发能力的提升，各式功能的自行车种陆 续被设计成型，故对于自行车车身的强度、重量等需求，也因日益优良的材料被开发产生， 而有极高质量的要求。查(请参阅图1、2所示)，传统自行车车身管件制作，一般以铁、铝合金等金属材 质焊接制成中空管体10(即有缝管)，其主要是将金属板材11经辊压机的卷辊挤压过程， 使平面的金属板材11形成圆管状，再于辊压成圆形的金属板材11相邻的两端施以焊接作 业，使其形成完整的中空管体10。再查，以上述方式制成的中空管体10，其焊接的焊道12是 呈一直线，复以整体中空管体10而言，该焊道12之处乃为应力较弱之处，故该中空管体10 极易由该焊接处发生变形破坏的情形。故为了获得较高质量的管件而运用于自行车车身， 遂有设计者尝试采用钛金属或钛合金作为制成中空管体的材料，以钛金属或及其合金作为 管制品，具有防锈、质轻、高强度等优良的机械性能。但是，由于钛金属及存有特殊的工艺条 件，加工上相对显得复杂，且钛金属为具有记忆性的金属，故具有高弹性回复量，在传统冷 处理加工技术上，必需掌握特别技术以克服困难。鉴此，本创作人基于长期专研此领域的心得，并在精益求精的精神下设计研发，限 定以6-4Ti合金(Ti-6AL4V)为母材，以冷轧冲压及焊接的加工方法，获得较佳的质量的管 件，使其运用于自行车的车身管件时，具有质轻、较佳抗拉强度及耐疲劳性能等优点。
发明内容
本发明的目的，即在于改善传统中空管体质量不佳的问题，而设计一种以螺旋方 式来焊接6-4Ti合金，使其形成中空状的管体，令该管体运用于自行车车身骨架时，具有较 佳强度及不易变形的优点。为达该目的，本发明主要是将6_4Ti合金板材承置于进料机构上，令6_4Ti合金板 材出料后衔接至成型模上，先施以冷轧冲压手段后，沿着成型模卷绕成螺旋状管体，复施以 焊接作业，令其形成中空的管体。
图1为习知中空管体成型示意图。图2为习知中空管体立体图。
图3为本发明管体成型示意图(一)。图4为本发明冷轧冲压6_4Ti合金板材示意图(一)。图5为本发明冷轧冲压6_4Ti合金板材示意图(二)。图6为本发明管体成型示意图(二)。图7为本发明管体焊接示意图。图8为本发明管体立体图。图9为本发明管体缩管成型示意图。图10为本发明管体缩管后立体图。主要组件符号说明一,、习知构造
10中空管体
11金属板材
12焊道
二、本发明构造
206-4Τ 合金板材
30进料机构
40成型模
41成型端
42出料端
43压掣边
50冲块
51内凹槽
60焊接机构
70管体
80压模
具体实施例方式有关本发明为达目的所运用的技术手段，兹谨再配合图式所示的实施例，详细说 明如下请参阅图3所示，本发明主要是将6_4Ti合金板材20承置于进料机构30上，令 6-4Τ 合金板材20经进料机构30送出，出料后衔接至成型模40上，该6_4Ti合金板材20 具有适当宽度，且厚度在3mm以下，而成型模40为圆柱状模棒，前端为成型端41，后端则为 出料端42，成型端41的圆径略小于出料端42，且成型端41的表面凸设有压掣边43，该压掣 边43的上方位置，设有一冲块50，该冲块50可因冲压机的传动而行连续的升降运动，冲块 50底端具有内凹槽51，并使该内凹槽51与压掣边43呈对应状。请同时参阅图4、5所示，当6_4Ti合金板材20经进料机构30而送至成型模40时， 6-4Τ 合金板材20与成型模40之间具有一角度，该角度以40度至50度为较佳；6_4Ti合 金板材20送经成型模40的成型端41的压掣边43时，即受冲块50的冲压而弯曲变形，该 6-4Τ 合金板材20的变形度取决于压掣边43与冲块50底端内凹槽51的形状配合，尤其需考虑钛金属的弹性回复量(即记忆特性)，使其冲压后获得预定的圆度，并恰贯穿在略大于 成型端41的出料端42外表面，在持续送料与重复冲压的操作下，该6-4Ti合金板材20即 以螺旋方式成型一管状体，并且贯穿在成型模40的出料端42，当制成预定长度的螺旋管状 体之后，即可由成型模40的出料端42取出(如6所示)，而经冷轧冲压后的6-4Ti合金板 材20，其螺旋的纹路间隙可以较为密合，复于呈螺旋状中空管材相邻的螺旋纹路两边端，以 焊接机构60予以焊接固定而形成一中空的管体70 (如图7、8所示)。请参阅图9、10所示，为了获得机械更加优良的6_4Ti合金中空管体，可再将焊接 完成的管体70再经压模80施以缩管作业，其是利用压模80模穴略小于管体70外径，使经 冲压缩管后，钛合金分子改变，使其结晶转变成更细小组织，进而提高钛合金的抗拉强度和 耐疲劳性能，同时，也因钛合金表面分子的改变，使管体70表面的焊道消失，节省了管体70 表面抛磨的程序。经缩管作业后的管体70，可再将管体70在惰性气体的保护下施以约600 度加温的去应力退火程序，使该管体70经去应力退火程序后，维持高强度，但延伸率提升 的优良质量。藉由上述管体70的成型，由于该管体70是将6_4Ti合金板材20以冷轧冲压变形 使其形成螺旋的管状体，复于该管状体的螺旋纹路相邻的两边端，以焊接机构60予以焊接 固定而成管体。故该管体70的焊道也以螺旋方式平均环绕设分布在管体70周缘，使管体 70整体应力平均，故可有效增加其强度并降低变形量，同时又因6-4Ti合金具有极佳的抗 拉强度、轻量化及耐侵蚀性等优点，故当该管体70运用于自行车车身管件时，将可达到提 升自行车质量及性能的优良功效。从以上的所述及附图所示的实施例中可知，本发明相较于一般习知的管体构造， 确具有显著的进步性，且其运用的技术手段确为本创作人研发而成，故本发明诚已符合专 利要件，爰依法提出申请，并祈赐专利为祷。另外，本发明以上所揭示的构造，乃为本发明较 佳的实施例，举凡依本发明的构造所作的等效变化，仍应含盖于本发明的申请专利范围。
权利要求
一种中空管，其主要是将6 4Ti合金板材以冲块冲压使其弯曲变形进而获得预定的圆度，并以螺旋方式卷绕于成形模并形成螺旋状的管体，再以焊接机构予以焊接固定而形成的一中空的管体。
2.如权利要求1所述的中空管，其特征在于该6-4Ti合金板材可经进料机构送出， 出料后衔接至成型模上，成型模前端为成型端，后端则为出料端，成型端的圆径略小于出料 端，且成型端的表面凸设有压掣边，该压掣边的上方位置对应有一冲块，该冲块可因冲压 机的传动而行连续的升降运动，冲块底端具有内凹槽，并使该内凹槽与压掣边呈对应状， 6-4Τ 合金板材经进料机构送出至成型模的成型端时，即受冲块的冲压而获得预定的圆度， 此即可使6-4Ti合金板材以螺旋方式成型一管状体，复于螺纹缝以焊接机构予以焊接固定 而形成一中空管。
3.如权利要求1所述的中空管，其特征在于该6-4Ti合金板材与成型模之间具有一 进料角度，该角度为40度至50度之间，而6-4Ti合金板材的厚度在3mm以下。
全文摘要
一种中空管，特别是指用于制造自行车车身的中空管体，该中空管主要将6-4Ti合金板材承置于进料机构上，令6-4Ti合金板材出料后衔接至成型模上，先施以冷轧冲压手段后，沿着成型模卷绕成螺旋状管体，复施以焊接作业，令其形成中空的管体。藉此，该管体运用于自行车车身骨架时，具有较佳强度及不易变形的优点。
文档编号B62K19/06GK101963275SQ20091016123
公开日2011年2月2日 申请日期2009年7月24日 优先权日2009年7月24日
发明者杨秀珍, 锺清旗 申请人:杨秀珍;锺清旗