一种自行车车架及其制作方法与流程
本发明涉及自行车车架技术领域，尤其涉及一种自行车车架及其制作方法。
背景技术：
周知，在自行车行业，针对一部分较为高端的运动类型自行车，目前较为通用的是铝合金材质或者碳纤维材质的车架，其中铝合金材质的车架具有强度高、制作成本低、可再生利用的特性；碳纤维材质的车架具有强度高、质轻的特性；根据目前此类车架各自的特性以及制作成本，铝合金材质多用在普通民用的自行车领域，而碳纤维车架多用在专业级别的比赛中。
目前的铝合金自行车车架在制作时需追求更轻量化的同时要求具有更好的几何强度，但是，为保证车架强度，最好的改善方式就是增加管材厚度，但是增加管材厚度会直接导致车架重量提升，进而导致整车操控性大大降低，所以在降低重量与提高整车强度的解决方式上存在矛盾。
作为本行业技术人员，如何通过技术改善，通过对自行车车架结构以及焊接角度、焊接方式进行改善，在尽可能降低管材厚度同时，进一步提高整个铝合金车架的焊接强度是现有本行业技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种自行车车架及其制作方法，其目的是通过技术改进，通过对自行车车架结构以及焊接角度、焊接方式进行改善，在降低管材厚度的同时，进一步提高整个铝合金车架的焊接强度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自行车车架，其包括上管和下管，上管和下管通过首管在右端连接至一体，上管和下管通过立管在左端连接至一体；立管的左侧焊接有上支架和下支架，上支架和下支架在左端通过后铁焊接至一体，下管的左端以及立管的下端和下支架的右端通过大轴接头连接至一体，所述的上支架和下支架在左端通过前后设置的一组后铁连接至一体；所述的首管和上管以及下管结合处分别对应上管的管腔和下管的管腔设置有首管消水孔；所述的上管和立管结合处设置有上管立管端消水孔；所述的大轴接头上设置有大轴下管消水孔和下管连通，大轴接头上设置有立管消水孔和立管连通，大轴接头上设置有下支架消水孔和下支架内部连通；
所述的上管与首管结合端，上管顶端距离首管顶端面的距离f为8～9毫米；所述的下管与首管结合端，下管底端距离首管底端面的距离e为9～11毫米；所述的首管消水孔为两个，对应上管和下管分别居中设置，首管消水孔的边缘距离上管或者下管内径不得低于5毫米，在此条件约束下越大越好；
所述的上管和下管结合处，上管和下管焊接完毕后，上管底部与下管上方之间，上管下方采用上管延长焊，上管延长焊的长度n为10～15毫米；
所述的上管和立管结合时，上管顶端距离立管顶端的距离h≤立管直径；
在立管的后侧居中焊接设置有上拉前变导管或者在大轴接头的后侧，在下支架左右分支的中心处焊接下拉前变导管；
所述的上支架的后铁端焊接设置有一个上后变导管或者在下支架的后铁端焊接设置有一个下后变导管；位于上支架上的上后变导管距离后铁花鼓中心处的距离i为95～105毫米范围内；位于下支架上的下后变导管距离后铁花鼓中心处的距离j为95～105毫米范围内；
所述的后铁分为两种，一种为锻造式造型后铁，一种为冲裁式后铁；锻造式后铁在朝向上支架以及下支架的截面上设置有截面消水孔；冲裁式后铁与上支架和下支架焊接配合时，冲裁式后铁必须选用短插脚后铁，所述的短插脚后铁的插入端l为5～8毫米；当上支架以及下支架与冲裁式后铁结合时，上支架以及下支架后铁端在内侧面上分别钻取侧面消水孔，所述的侧面消水孔中心距离上支架或者下支架后铁端边缘距离m为10-12毫米范围内。
所述的上管以及下管在与首管结合端设置有摩擦缺口，所述的摩擦缺口朝向管材一侧倾斜设置，摩擦缺口的深度为上管或者下管的管壁厚度的一半。
当车架设定尺寸为立管小于16英寸时，上管和下管与首管结合处会存在上管与下管的干涉，为避免以上问题的产生，采用上管切r口的方式，将下管包覆进上管内部，在进行下管与首管结合时，在首管上对应上管的消水孔下方进行预焊，下管预焊道长度为25毫米。
所述的立管和大轴接头结合时，立管与大轴接头进行预焊，预焊位置设置在立管的前侧，大轴下管消水孔的上方，立管与大轴接头预焊点的长度为k≥15毫米。
在上管和下管与首管端结合部位，下管和首管结合处采用前补补强焊接方式；所述的前补补强焊接方式具体结构为：下管和首管结合处，下管底端采用鱼鳞焊方式焊接长度为15-17毫米的首次焊道，焊接完毕后，通过二次焊道压下管一侧1/2焊道将首次焊道覆盖，首次焊道外漏1/2焊道，首次焊道起始点及收尾点全部被覆盖。
所述的前变导管上设计有外管插入孔，在钢索出线端设计有一个扇形面，所述的扇形面朝向外管插入孔的一端直径较小，朝向前变速器的一端直径变大。
所述的立管与大轴接头结合时，立管与大轴接头需在大轴接头前侧预焊，预焊长度k≥15毫米。
如上所述的自行车车架，其制作方法为：
步骤一：料件筹备，
上管：全检，两端铣r口，首管端下方二次冲r口，磨边，清洗；
下管：全检，两端铣r口，钻螺母孔并铆接螺母，立管端二次铣r口，磨边，清洗；
立管：管材裁切，皂化及清洗，抽管，立管大轴接头端铣r口，前变导管硬焊，钻螺母孔并铆接螺母，清洗；
首管：取材，取材时，在实际首管长度的基础上增加两毫米裁切，车削，冲消水孔，清洗；
大轴接头：取材，取材时，在实际首管长度的基础上增加两毫米裁切；车削，钻消水孔，滚压车架号码，清洗：
后上支架：全检，后铁端打扁或者切斜，钻消水孔，清洗；
后下支架：全检，后铁端打扁或者切斜，钻消水孔，清洗；
上接头：全检，清洗；
下接头：全检，清洗；
步骤二：后三角结合，
将后上支架以及后下支架与后铁结合，后三角结合预焊，上接头全焊，下接头全焊，后三角校正，后变导管焊接，下支架大轴接头端铣r口，上支架大轴接头端铣r口，然后去除毛边，清洗，此步骤所述的清洗和料件筹备步骤的清洗方式相同；
在进行后三角结合时，采用氩气保护焊接方式，需在密闭的焊接区域内，焊接时焊机电流的选取依照实际厚度选择，具体如下表格；采用焊条为4043型号，直径2.4毫米，钨棒选取直径2.4毫米钨棒，确保焊丝表面洁净；焊接时焊嘴与焊件之间的距离保持在1.5毫米范围内，当结合点处一次性焊接无法完成时，不可在同一起弧点起弧焊接
步骤三：前三角结合，
立管和大轴接头预焊，焊接位置位于大轴接头的下管消水孔上方，焊接长度k≥15毫米；
上管和立管全周焊接，上管顶端距离立管顶端的距离h≤立管直径，所述的立管直径为31.8毫米或者34.9毫米；大轴接头与下管全周焊接；焊接完毕后进行前三角第一次中心校准；
下管和首管预焊定型，下管上端预焊长度为25毫米；上管和首管全周焊接，焊接时，上管与首管结合端上边缘距离首管顶部的距离f为8-9毫米，下管与首管全周焊接，下管底端距离首管底端面的距离e为9～11毫米；
上管与下管结合处的夹角内采用延长焊道，所述的延长焊道焊接时，首先以普通焊接方式，采用4043焊条焊接上下管结合间隙内实现鱼鳞焊，然后改用4047焊条，在上管二次冲r口边缘向立管方向焊接，焊接时焊道起点搭接原1/2焊道，焊道长度为10～15毫米，焊接完毕后，不使用焊丝，仅焊枪在使用4047延长焊接的延长焊道上荡弧，将延长焊道荡平；
在下管和首管结合处，下管下端采用前补补强焊接方式；所述的前补补强焊接方式具体结构为：下管和首管结合处，下管底端采用鱼鳞焊方式焊接长度为15-17毫米的首次焊道，焊接完毕后，通过二次焊道压下管一侧1/2焊道将首次焊道覆盖，首次焊道外漏1/2，首次焊道起始点及收尾点被覆盖；
焊接完毕后进行前三角第二次中心校准；
步骤四：车架总结合，
在立管与上支架结合处预焊，大轴接头与下支架接合处预焊，预焊完毕后，进行后三角中心校准；立管与上支架全焊，大轴接头与下支架接合处全焊；焊道全检；
步骤五：车架热处理，
将车架悬挂于t4架上，进t4炉热处理，热处理温度上升曲线如图21：
整车中心校准；后铁中心孔对眼调整；轮间隙调整；
进t6炉热处理，热处理温度为上升曲线如图22：
大轴接头端左右两端铣平处理；首管镗孔铣端面；立管铰孔以及柱规检验。
所述的料件筹备阶段的清洗包括如下步骤：1.脱脂→2.水洗→3.水洗→4.中和→5.水洗→6.水洗；
①脱脂：片碱浓度：45％～60％，溶液温度：50～70℃，浸泡时间：2分钟±0.5分钟，水量：2/3槽，以可将物料淹没为标准；
②水洗：100％自来水，温度：常温，时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽；水洗时溢流并对流；
③水洗：100％自来水，温度：常温，时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽；水洗时溢流并对流；
④中和：5％硝酸，温度：常温，时间：2分钟±0.5分钟，水量：2/3槽，以可将物料淹没为标准；浸泡时对流；
⑤水洗：100％自来水，温度：常温，时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽；水洗时溢流并对流；
⑥水洗：100％自来水，温度：60℃以上，时间：2分钟±0.5分钟，水量：满槽，以可将物料淹没为标准，水洗时溢流并对流。
所述的立管在在抽管前需经过所经过的皂化与清洗具体包括如下步骤：1.脱脂→2.水洗→3.水洗→4.中和→5.水洗→6.水洗→7.回火处理→8.脱脂→9.水洗→10.水洗→11.中和→12.水洗→13.水洗→14.皮膜→15.水洗→16.水洗→17.皂化→18.凹头处理；
①脱脂：片碱浓度：45％～60％，溶液温度：50～70℃，浸泡时间：2分钟±0.5分钟，水量：2/3槽，以可将物料淹没为标准；
②水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽，以可将物料淹没为标准；水洗时溢流并对流；
③水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽，以可将物料淹没为标准；水洗时溢流并对流；
④中和：5％硝酸，温度：常温，浸泡时间：2分钟±0.5分钟，水量：2/3槽，以可将物料淹没为标准，浸泡时对流；
⑤水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽，以可将物料淹没为标准；水洗时溢流并对流；
⑥水洗：100％自来水，温度：60℃以上，浸泡时间：2分钟±0.5分钟，水量：满槽，以可将物料淹没为标准；
⑦回火处理：6061材质回火硬度在0～2度之间，7005材质回火硬度在5～8度之间，6066材质回火硬度在5～9度之间；
⑧脱脂：片碱浓度：45％～60％，溶液温度：50～70℃，浸泡时间：2分钟±0.5分钟，水量：2/3槽，以可将物料淹没为标准；
⑨水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽，以可将物料淹没为标准；水洗时溢流并对流；
⑩水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽，以可将物料淹没为标准；水洗时溢流并对流；
3/4槽，以可将物料淹没为标准；
本发明具有以下有益效果：本发明通过以上结构设计及制作方法，通过对焊接技术的控制来提高车架整体强度，通过车架内部所有管材连通，可有效降低整车重量，增加热处理的稳定性，并且在高端铝合金自行车制造时有效减轻车架整体重量，再者，本发明通过对整车焊接及加工的细节进行改善，为车架后续的进一步涂装处理或者组装处理提供了较好的原材料，并且本发明方案实施所依赖的辅助设备全部是现有通用设备，仅通过技术手段的改善即可有效提高车架强度，是一种理想的自行车车架及其制作方法。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；
图1为本发明产品结构示意图；
图2为本发明产品后三角结构示意图；
图3为图2中d区域后铁与上支架和下支架结合示意图；
图4为本发明锻造式造型后铁立体结构示意图；
图5为本发明立管和大轴接头预焊结构示意图ⅰ；
图6为本发明立管和大轴接头焊接结构示意图ⅱ；
图7为本发明立管和大轴接头预焊侧视结构示意图；
图8为本发明图1中a区域结构示意图；
图9为本发明图1中c区域结构示意图ⅰ；
图10为本发明图1中c区域结构示意图ⅱ；
图11为本发明图1中b区域结构示意图；
图12为本发明上管和下管在首管端结合结构示意图ⅰ；
图13为本发明上管和下管在首管端结合结构示意图ⅱ；
图14为本发明主视方向下管与首管前补补强焊接步骤ⅰ；
图15为本发明主视方向下管与首管前补补强焊接步骤ⅱ；
图16为本发明侧视方向下管与首管前补补强焊接步骤ⅰ；
图17为本发明侧视方向下管与首管前补补强焊接步骤ⅱ；
图18为本发明鱼鳞焊接焊道规范；
图19为本发明上管磨边示意图；
图20为图19中g区域结构示意图；
图21为t4炉热处理温度上升曲线图；
图22为t6炉热处理温度上升曲线图：
图中，1、首管，2、上管，3、下管，4、立管，5、大轴接头，6、上支架，7、后铁，8、下支架，9、上后变导管，10、上拉前变导管，11、下拉前变导管，12、下后变导管，13、扇形面，14、首管端上管消水孔，15、首管端下管消水孔，16、下管预焊道，17、前补补强焊道，18、侧面消水孔，19、外管插入孔，20、插入端，21、摩擦缺口，22、立管与大轴接头预焊点，23、上接头，24、下接头，25、上管立管端消水孔，51、大轴下管消水孔，52、立管消水孔，53、下支架消水孔，71、截面消水孔。
具体实施方式
以下对本发明进行细致的描述，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
根据附图所示：一种自行车车架，如图1和图2所示，其包括上管2和下管3，上管2和下管3通过首管1在右端连接至一体，上管2和下管3通过立管4在左端连接至一体，此处所述的连接为氩弧焊保护性焊接，在以下具体实施例中所描述的所有零部件均为铝合金材质；所述的立管4的左侧焊接有上支架6和下支架8，上支架6和下支架8在左端通过后铁7焊接至一体，下管3的左端以及立管4的下端和下支架8的右端通过大轴接头5连接至一体，所述的上支架6和下支架8在左端通过前后设置的一组后铁7连接至一体；所述的首管1和上管2以及下管3结合处分别对应上管2的管腔和下管3的管腔设置有首管消水孔，所述的两个首管消水孔分别为首管端上管消水孔14以及首管端下管消水孔15；所述的上管2和立管4结合处设置有上管立管端消水孔25；所述的大轴接头5上设置有大轴下管消水孔51和下管3连通，大轴接头5上设置有立管消水孔52和立管4连通，大轴接头5上设置有下支架消水孔53和下支架8内部连通；经过以上结构设置，本发明产品将整个车架的所有管材的内部型腔全部连通，其设计目的是在现有整体结构的技术基础上，通过消水孔的设计将车架的整体重量降低，同时将整车内部管材通透连接，在后续的半成品车架以及成品车架的制作过程中实现内外部彻底的清洗，防止车架表面挂污以及影响后续涂装效果。
出于对车架整体强度的考量，在车架设计及制作时，如图11所示，所述的上管2与首管1结合端，上管2顶端距离首管1的顶端面的距离f为8毫米；所述的下管3与首管1的结合端，下管3的底端距离首管底端面的距离e为10毫米，若首管上安装前叉后，前叉翻转间隙符合国家标准的情形下，e的尺寸最小可设计至9毫米，此种设计方式可将前三角焊接尺寸尽可能的放大，也就是说上管和下管尽可能的向上下分离，分离尺寸越大，其耐冲击以及抗疲劳性越强。
如上所述的，首管1上的消水孔为两个，分别为首管端上管消水孔14以及首管端下管消水孔15，此处两个消水孔对应上管2和下管3分别居中设置，以对应上管的首管端上管消水孔14为例，首管端上管消水孔14的边缘距离上管内径不得低于5毫米，因普通鱼鳞焊道的宽度在8～10毫米，焊道与管材熔接后，其熔接范围≤1/2鱼鳞焊道的寛度，所以说以上焊道的此种设计方式可避免焊道熔接范围落入至消水孔内而造成焊接缺陷，在以上条件约束下越大越好。
车架在使用过程中，其首管1部位会受到来自地面及车架移动方向前侧的冲击，此部分冲击力在持续强度下会造成车架前三角的管材出现裂纹甚至断裂，在实际骑行及模拟测试中，可以确认两个地方为车架最易受损部位，分别是上管2和下管3结合处以及下管3与首管1结合部位的下管下方；为了避免以上问题的出现，本车架在车架设计阶段即做了技术调整，如图9和图10所示，为了进一步提高车架的整体强度，所述的上管2和下管3结合处，上管2和下管3焊接完毕后，上管2底部与下管3上方之间，上管2下方采用上管延长焊，所述的上管延长焊道的具体结构为：在上管和下管结合间隙的首次焊道上，沿着上管二次冲r口边缘向立管方向焊接二次焊道，上管延长焊接的长度n为15毫米，焊接完毕后将二次焊道延长区域荡平。
在下管3与首管端结合部位，下管3和首管1结合处采用前补补强焊接方式；所述的前补补强焊接的具体结构为：下管和首管结合处的首次焊道上，通过二次焊道压下管一侧1/2焊道将首次焊道覆盖，首次焊道外漏1/2焊道，首次焊道的起始点及收尾点被二次焊道覆盖。
在附图1中，所述的上管2和立管4结合时，上管2的顶端距离立管4的顶端的距离h≤1.5倍立管直径，目前通用的立管直径为31.8毫米或者34.9毫米，所以h值得设定下限依照实际立管直径而定，此种设计目的是，因立管4的内部顶端为插装坐垫的座管使用，座管在设定时会设计最高安全线，最高安全线距离座管底端的设定高度≤1.5倍立管直径，在最高安全线至坐垫底部区域内是安全高度的调节范围，若提升高度超过安全线，骑行人员骑行发力时，座管底部受到骑行人员较大的力，力的方向在座管底端是朝向上管方向的，通过上管2的反作用将力抵挡，此时可确保座管与立管插装区域范围内不会变形甚至损毁；若座管底端插入立管时超出最高安全线，座管底端超出上管区域，当骑行人员骑行发力时，上管区域无法将力抵挡，会直接导致立管顶部周边区域变形甚至损毁。
目前的此类自行车多数会安装前变速器，一般会采用上拉方式的前变速器，设计者会在立管4的后侧居中焊接设置上拉前变导管10，可通过上拉的方式实现对前变速器的牵拉，但是此种设计方式影响美观，再者，钢索在立管后侧暴露较多，在一定程度上也存在安全影响，本申请案提出了新的设计方案，随着目前禧玛诺或者速联等知名变速器厂商推出的下拉形式的前变速器，如图1所示，为保证强度以及设计美观和隐蔽性，在大轴接头5的后侧，在下支架8左右分支的中心处焊接下拉前变导管11，通过在此处较隐蔽的部位以焊接的方式固定下拉前变导管11，可实现前变速器控制的隐蔽性以及安全稳固性，同时减少了立管上的线路，使车架整体更简洁。
目前的此类自行车多数会安装后变速器，经过长时间的测试以及实际使用，本申请案在上支架6的后铁端焊接设置有一个上后变导管9或者在下支架8的后铁端焊接设置有一个下后变导管12；位于上支架6上的上后变导管9距离后铁花鼓中心处的距离i为100毫米；位于下支架8上的下后变导管12距离后铁花鼓中心处的距离j为100毫米；以上长度设置后，导管自上后变导管9或者下后变导管12上延伸出后，其再次进入至后变速器内部后，在100毫米范围的长度内可实现顺畅的折弯转向，同时100毫米的钢索外管不会因过长而影响钢索在其内部的顺畅牵拉活动。
本设计方案将车架所需的后铁形式设计为两种，分别为锻造式造型后铁和冲裁式造型后铁，此两种后铁在目前的车架上也是通用的，本方案在后铁上的设计重点在于：如图4所示，锻造式后铁在朝向上支架6以及下支架8的截面上设置有截面消水孔71，当后铁7和上支架6或者下支架8焊接完毕后，截面消水孔71可确保上支架6以及下支架8余外部贯通，可防止车架在后续热处理时因管材内部密封而导致的爆裂，同时，还可在车架进行涂装前清洗时，将车架内外部所有的药剂排放干净，防止因药剂排放不干净而造成的涂装后爆漆；冲裁式后铁与上支架6和下支架8焊接配合时，如图3所示，冲裁式后铁必须选用短插脚后铁，所述的短插脚后铁的插入端l为5～8毫米，以7毫米为最佳，当上支架6以及下支架8与冲裁式后铁结合时，上支架6以及下支架8的后铁端在内侧面上分别钻取侧面消水孔18，所述的侧面消水孔18的中心距离上支架6或者下支架8的后铁端边缘的距离m为10～12毫米范围内，以10毫米为最佳；此种设计的目的是，车架在涂装前需经过药液清洗，在清洗过程末端，需通过采用车架悬挂的方式将车架内部及外部的药剂全部排空，目前通用的悬挂方式是采用悬挂首管1的方式实现车架的吊挂，将侧面消水孔18尽可能的靠近后铁7的端部边缘设置，可有效的降低车架上支架6以及下支架8在后铁7处的存液间隙，同时还需保证后铁7插入至上支架6以及下支架8的深度，若插入深度过短，会直接导致焊接强度过低，所以本申请案所设计的短插脚后铁为最佳设计方案。
如图19和图20所示，上管2以及下管3在与首管1结合端设置有摩擦缺口21，所述的摩擦缺口21朝向管材一侧倾斜设置，摩擦缺口21的深度为上管或者下管的管壁厚度的一半，图19和图20是以车架上管为例，摩擦缺口21的设置深度为上管2管壁厚度的一半，研磨完毕后通过和管材相贯配合，摩擦缺口部分可供焊条填料焊接使用，此种方式可有效的增加管材焊接后的强度。
针对不同身高设置，车架会依照立管4的高度设定来设置15、16、17、18、19、20、21、22、23英寸，车架立管4高度提升的同时，上管2和下管3与首管1结合的尺寸也是逐渐增大的，如图9和图11所示，上管2和首管1的结合、下管3和首管1的结合不会出现干涉现象，但是，当车架设定尺寸为立管高度小于16英寸时，如图10所示，上管2和下管3与首管1结合处会存在上管2与下管3的干涉，为避免以上问题的产生，在上管加工时，将上管2与首管1结合的r口切除后，再采用上管首管端底部切r口的方式，其目的是在上管上将下管3与上管2配合的r口进行加工，此步骤完成后，可将下管3包覆进上管2内部然后进行焊接，此种结构以及作业方式的设定目的是尽量的不破坏下管的整体性，因整车在骑行过程中，下管3作为冲击力的主要承受部件，保证下管3强度的同时即可实现正常骑行时车架的永久保固。
铝合金车架制作时，在各管材结合处的间隙内进行全周焊接即可实现车架的强度保证，但是，骑乘者在施力时，管材与管材结合处未焊接的部分会产生微小的摩擦，此种摩擦会产生异响，影响骑乘效果；本申请案特针对立管高度小于16寸的车架在进行下管3与首管1结合时，在首管1上对应上管2的消水孔下方进行预焊，下管预焊道长度为25毫米；以同样的设计道理，所有型号的车架的立管4和大轴接头5结合时，将立管4与大轴接头5进行预焊，预焊位置设置在立管4的前侧、大轴下管消水孔51的上方，立管4与大轴接头预焊点22的长度k≥15毫米，在不影响全周焊接的前提下k值的设定值越大越好，以此防止管材与管材结合处摩擦以及噪音的产生。
如上所述的车架上，在焊接前变导管后，皆会在前变导管上通过钢索和外管配合设置实现对前变速器的控制，无论是设计在立管上的上拉前变导管10还是设置在大轴接头上的下拉前变导管11，如图8所示，上拉前变导管10上设计有外管插入孔19，在钢索出线端设计有一个扇形面13，所述的扇形面13朝向外管插入孔19的一端直径较小，朝向前变速器的一端直径变大，因为前变速器上的拉线位置始终和上拉前变导管10存在着角度，钢索经过上拉前变导管牵拉前变速器时，会直接在上拉前变导管出口处受力摩擦，不但影响钢索的牵拉顺畅度，同时还容易造成钢索受损甚至是断裂；通过此种设计方式，即使前变速器与上拉前变导管10存在着角度，钢索在离开上拉前变导管10时，钢索和扇形面13摩擦接触，也可减小摩擦，大大降低了钢索的磨损速度，更避免了钢索的磨损断裂。
如上所述的自行车车架，其制作方法为较目前的铝合金车架的制作方法有较大的改变。实施例将以立管高度为15寸的小尺寸车架为例进行说明讲解：
制作方法实施例：
步骤一：料件筹备，
上管：上管2全检，采用双头铣r口机同时进行首管端和立管端铣r口作业，可避免首管端和立管端铣两个r口的角度不一致而导致的结合歪斜；首管端下方二次冲r口，因上管2与下管3的结合角度较小，使用冲r口工艺可避免管材夹模与刀具之间的干涉，摩擦缺口21研磨后清洗；
下管：下管3全检，采用双头铣r口机进行首管端和五通端铣r口作业，钻螺母孔并铆接螺母以供水壶架的安装使用，立管端二次铣r口将立管4与下管3干涉部分去除，摩擦缺口21研磨后清洗；
立管：管材裁切，目前铝合金车架为在强度要求范围内进行减重处理，通常会降低立管壁厚，但是此种操作会影响整车的总体强度，为避免此种方式，本申请案提出了一种较为新颖的设计方式，即将立管进行抽管作业，通过抽管机械实现立管4管材两端较厚、中间壁厚较薄的特殊加工，首先将管材进行皂化后，对管材进行抽管，抽管完毕后再进行研磨清洗，使用单头铣r口机进行立管大轴接头端铣r口，上拉前变导管10的硬焊，钻螺母孔并铆接立管水壶螺母，清洗；
首管：取材，取材时，在实际首管长度的基础上增加两毫米加工余量，所述的两毫米的加工余量在首管1的顶部和底部各预留1毫米，预留的加工余量会在车架制作完毕后，在车架t6处理定型后进行端面铣削加工，首管冲消水孔，清洗；
大轴接头：取材，取材时，在实际大轴接头5的长度的基础上增加两毫米加工余量，两毫米的余量在大轴接头5前端面和后端面各预留1毫米，预留的加工余量会在车架制作完毕后，在车架t6处理定型后进行端面铣削加工；大轴接头5的外形及内径车削加工，冲床加工消水孔，滚压车架号码，清洗待用：
后上支架：后上支架6全检，若采用锻造式造型后铁，可针对后上支架6与后铁7的接触面进行斜面裁切，裁切后清洗待用；若采用冲裁式造型后铁，先通过冲床对后上支架的后铁端进行打扁作业，目的是将圆形或者方形甚至是异形的管材冲压出适合后铁7端部插入的间隙，以保证焊接缝隙均匀并且焊条可轻易的实现间隙封堵，此种方式可一定范围内增加车架焊接强度；在后上支架6的内侧、后铁端边缘的距离m为10毫米处钻消水孔，清洗待用；
后下支架：后下支架全检，若采用锻造式造型后铁，可针对后下支架8与后铁7的接触面进行斜面裁切，裁切后清洗待用；若采用冲裁式造型后铁，先通过冲床对后下支架8的后铁端进行打扁作业，目的是将圆形或者方形甚至是异形的管材冲压出适合后铁7端部插入的间隙，以保证焊接缝隙均匀并且焊条可轻易的实现间隙封堵，此种方式可一定范围内增加车架焊接强度；在后下支架6的内侧、后铁端边缘的距离m为10毫米处钻消水孔，清洗待用；
上接头：精度全检，清洗待用；
下接头：精度全检，清洗待用；
步骤二：后三角结合，
将后上支架6以及后下支架8与后铁7结合，后三角结合预焊，上接头全焊，下接头全焊，后三角校正，根据搭配不同形式的后变速器选择在后上支架6上焊接上后变导管9或者在后下支架8上焊接下后变导管12，下支架大轴接头端铣r口，上支架大轴接头端铣r口，然后去除毛边，清洗，此步骤所述的清洗和料件筹备步骤的清洗方式相同；
在进行后三角结合时，采用氩气保护焊接方式，需在密闭的焊接区域内，焊接时焊机电流的选取依照实际厚度选择，上管选用1.3毫米厚度，下管选用2.0毫米厚度，立管选用1.4毫米厚度，具体如下表格；采用焊条为4043型号，直径2.4毫米，钨棒选取直径2.4毫米钨棒，确保焊丝表面洁净；焊接时焊嘴与焊件之间的距离保持在2.0-2.5毫米范围内，在此范围内起弧点高度应略小于收弧点，当结合点处一次性焊接无法完成时，不可在同一起弧点起弧焊接，因起弧点具有较高温度，容易使管料出现过热碳化的弊端，焊接时尽量避免在同一点处起弧，防止管料碳化而降低强度。
后三角清洗；
步骤三：前三角结合，
立管4和大轴接头5预焊，预焊位置设置在立管4的前侧、大轴下管消水孔51的上方，立管4与大轴接头预焊点22的长度k≥15毫米，在不影响全周焊接的前提下k值的设定值越大越好，以此防止管材与管材结合处摩擦以及噪音的产生。
将上管2、下管3、首管1和立管4与大轴接头5的预焊件摆放在前三角焊接台上，调整好焊接角度后将前三角各管料的连接点处焊接2-3个鱼鳞片，焊接完毕后将前三角在前三角焊接台上取下。
上管2和立管4进行全周焊接，确保上管2顶端距离立管4顶端的距离h≤1.5倍立管直径，并在焊接前测量确认，目前通用的立管4的直径为31.8毫米或者34.9毫米；大轴接头5与下管3全周焊接；焊接完毕后进行前三角第一次中心校准，目的是确保首管1的中心线和上管2的中心线以及下管3的中心线在同一平面上；
下管3和首管1焊接，下管3首管端上端预焊长度为25毫米；上管2和首管1全周焊接，焊接时，如图1所示，上管2与首管1结合端上边缘距离首管1顶部的距离f为8～9毫米，优选8毫米；下管3与首管1全周焊接，下管3底端距离首管1底端面的距离e为9～11毫米，优选9毫米。
上管2与下管3结合处的夹角内采用延长焊道，所述的延长焊道焊接时，首先以普通焊接方式，焊接时焊机电流调整至180a；采用4043焊条焊接上下管结合间隙内实现鱼鳞焊，然后改用4047焊条，在上管二次冲r口边缘向立管方向焊接，焊接时焊道起点搭接原1/2焊道，焊道长度为10～15毫米，焊接完毕后，不使用焊丝，仅焊枪在使用4047焊条延长焊接的延长焊道上荡弧，将延长焊道荡平；
在下管3和首管1结合处，下管3下端采用前补补强焊接方式；所述的前补补强焊接方式具体结构为：如图16和图17所示，下管3和首管1结合处，下管3底端采用鱼鳞焊方式焊接长度为15-17毫米的首次焊道，焊接方式如图16所示；焊接完毕后，通过二次焊道压下管一侧1/2焊道将首次焊道覆盖，首次焊道外漏1/2，首次焊道起始点及收尾点被覆盖，焊接方式如图17所示；
焊接完毕后进行前三角第二次中心校准，目的是确保首管1的中心线和上管2的中心线以及下管3的中心线在同一平面上，为整车结合做进一步准备；
前三角清洗；
步骤四：车架总结合，
在立管4与上支架6结合处预焊，大轴接头5与下支架8接合处预焊，预焊完毕后，进行后三角中心校准；立管4与上支架6全焊，大轴接头5与下支架8接合处全焊；焊道全检，检查是否存在沙眼、假焊、漏焊；
以上所述的所有焊接工序中所提到的鱼鳞焊的长度是在一定焊接标准下进行的，其焊接标准如图18所示，以l为3厘米长度设定，3厘米长度范围内的鱼鳞焊的鳞片数量为11～13片，焊道宽度即鳞片宽度为8～10毫米。
步骤五：车架热处理，
将车架悬挂于t4架上，进t4炉热处理，热处理温度分为三个增温阶段，具体如图21；
车架进行t4热处理后，需采用淬火处理，淬火液浓度为7％，车架在淬火液中浸泡时间为10分钟。
通过车架校正台进行整车中心校准；通过后铁中心孔调整设备进行后铁中心孔对眼调整；通过鱼尾块治具进行轮间隙调整；
进t6炉热处理，热处理温度为上升曲线如图22：
大轴接头5的左右两端铣平处理，将大轴接头5在取材时预留的两毫米去除，左右两边每侧去除1毫米，将大轴接头5在焊接以及清洗过程中的磕碰伤去除，车削加工出新的端面以备中轴套件组装使用；以同样的道理，将首管1外部端面处顶部以及底部各铣削加工去除1毫米，同时进行首管内径车削，可为首管碗组的组配提供较稳定的组装平面；通过绞孔机对立管4进行铰孔，铰孔完毕后通过柱规检验，不符合内径规定的车架持续进行铰孔作业。
以上所述的r口为行业内对管材与管材相结合时的因相贯而裁切区域的统称。
所述的料件筹备阶段以及前三角焊接后和后三角焊接后的清洗包括如下步骤：1.脱脂→2.水洗→3.水洗→4.中和→5.水洗→6.水洗；
①脱脂：稀释片碱溶液，浓度：50％，溶液温度：60℃，浸泡时间：2分钟，水量：2/3槽，以可将物料淹没为标准，防止物料放入后液体外溢；将焊接后的管材或者焊接件在脱脂溶剂中浸泡后吊装控水10秒后转移至下一清洗槽；
②水洗：100％自来水，温度：常温，时间：1分钟，水量：满槽；水洗时，在水槽底部安装气管，槽底部气管口朝上设计，气管内部供应高压气体在槽底供气，实现液体向上翻滚，充分将管材或者焊接件内外部的药剂及杂质冲洗，同时向水槽内持续供水，水槽内的水持续溢流，持续溢流的目的是尽量减小水中片碱浓度，对流冲洗的目的是将水管内部的水流翻滚，可最大幅度的冲洗物料内部；
③水洗：100％自来水，温度：常温，时间：1分钟，水量：满槽；水洗时溢流并对流，二次清洗可将管材或者焊接件内外部片碱药剂最大限度清洗；
④中和：5％硝酸溶剂，温度：常温，时间：2分钟，水量：2/3槽，以可将管材或者焊接件淹没为标准同时防止液体外溢；浸泡时内部持续对流；在中和槽底部安装气管，中和槽底部气管口朝上设计，气管内部供应高压气体在槽底供气，实现硝酸液体向上翻滚，充分将管材或者焊接件内外部与硝酸药剂接触式冲洗，以实现充分中和效果。
⑤水洗：100％自来水，温度：常温，时间：1分钟，水量：满槽；水洗时，在水槽底部安装气管，槽底部气管口朝上设计，气管内部供应高压气体在槽底供气，实现液体向上翻滚，充分将管材或者焊接件内外部的药剂及杂质冲洗，同时向水槽内持续供水，水槽内的水持续溢流，持续溢流的目的是尽量减小水中硝酸浓度，对流冲洗的目的是将水管内部的水流翻滚，可最大幅度的冲洗管材或者焊接件内部；
⑥水洗：100％自来水，温度：60℃以上，时间：2分钟±0.5分钟，水量：满槽；此处的二次清洗可将管材或者焊接件内外部硝酸药剂最大限度清洗，同时将水温提升至60度，管材清洗完毕后可实现管材表面液体快速蒸发，防止管材表面水印出现。
所述的立管4在抽管前所经过的皂化与冲洗具体包括如下步骤：1.脱脂→2.水洗→3.水洗→4.中和→5.水洗→6.水洗→7.回火处理→8.脱脂→9.水洗→10.水洗→11.中和→12.水洗→13.水洗→14.皮膜→15.水洗→16.水洗→17.皂化→18.凹头处理；
①脱脂：稀释片碱溶液，浓度：50％，溶液温度：50～70℃，浸泡时间：2分钟，水量：2/3槽，以可将物料淹没为标准同时防止片碱溶液外溢；
②水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟，水量：满槽，水洗时，在水槽底部安装气管，槽底部气管口朝上设计，气管内部供应高压气体在槽底供气，实现液体向上翻滚，充分将管材或者焊接件内外部的药剂及杂质冲洗，同时向水槽内持续供水，水槽内的水持续溢流，持续溢流的目的是尽量减小水中片碱浓度，对流冲洗的目的是将水管内部的水流翻滚，可最大幅度的冲洗物料内部；
③水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽；水洗时溢流并对流，二次清洗可将管材或者焊接件内外部片碱药剂最大限度清洗；
④中和：配置5％硝酸浓度溶剂，温度：常温，浸泡时间：2分钟，水量：2/3槽，以可将管材或者焊接件淹没为标准同时防止液体外溢；浸泡时内部持续对流；在中和槽底部及顶部安装气管，中和槽底部气管口朝上设计，气管内部供应高压气体在槽底供气，实现硝酸液体向上翻滚，充分将管材或者焊接件内外部与硝酸药剂接触式冲洗，以实现充分中和效果；
⑤水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟分钟，水量：满槽；水洗时，在水槽底部安装气管，槽底部气管口朝上设计，气管内部供应高压气体在槽底供气，实现液体向上翻滚，充分将管材或者焊接件内外部的药剂及杂质冲洗，同时向水槽内持续供水，水槽内的水持续溢流，持续溢流的目的是尽量减小水中硝酸浓度，对流冲洗的目的是将水管内部的水流翻滚，可最大幅度的冲洗管材或者焊接件内部；
⑥水洗：100％自来水，温度：60℃以上，浸泡时间：2分钟，水量：满槽；此处的二次清洗可将管材或者焊接件内外部硝酸药剂最大限度清洗，同时将水温提升至60度，管材清洗完毕后可实现管材表面液体快速蒸发，防止管材表面水印出现。
⑦回火处理：铝合金6061材质回火硬度在0～2度之间，铝合金7005材质回火硬度在5～8度之间，铝合金6066材质回火硬度在5～9度之间，回火方式以普通铝合金回火炉加热处理，此技术在铝合金产品加工领域通用，在此不做重点赘述；
⑧脱脂：稀释片碱溶液，浓度：50％，溶液温度：50～70℃，浸泡时间：2分钟，水量：2/3槽，以可将物料淹没为标准同时防止片碱溶液外溢；此步骤是将回火过程中以及运输过程中，粘结在管材或者焊接件外部的油脂清除，为下一步的机械加工做准备；
⑨水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟，水量：满槽，水洗时，在水槽底部安装气管，水槽底部气管口朝上设计，气管内部供应高压气体在槽底供气，实现液体向上翻滚，充分将管材或者焊接件内外部的药剂及杂质冲洗，同时向水槽内持续供水，水槽内的水持续溢流，持续溢流的目的是尽量减小水中片碱浓度，对流冲洗的目的是将水管内部的水流翻滚，可最大幅度的冲洗物料内部；
⑩水洗：100％自来水，温度：常温，浸泡时间：1分钟±0.5分钟，水量：满槽；二次清洗可将管材或者焊接件内外部片碱药剂最大限度清洗；
经以上工序后，所述的立管4进行抽管作业，此处所述的抽管可使用普通抽管机械进行抽管加工。
以上所有工序完成后，可实现车架的入库处理，暂存车架后为下一步的涂装座准备。
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