一种整体成形自行车车架的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自行车制造领域，具体涉及一种整体成形自行车车架的制造方法。
【背景技术】
[0002]自行车是一种绿色交通工具，也是一种运动健身器械，其在国内外的需求巨大。在现有技术中自行车车架是用焊接方法将车架管和接头管件焊接在一起构成整体车架。该工艺方法使车架本身产生了许多焊接接头。焊接接头不仅影响自行车的整体美观度，且焊接接头的热影响区的组织很不均匀，成为整个车架的失效源，抗疲劳破坏能力降低，在后续的质量测试和使用中这些焊接接头会提前破坏，使用寿命降低，给骑行者带来安全隐患。
[0003]为解决上述技术问题，人们进行了探索，实用新型专利CN201020101149.6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，还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。
[0004]发明专利CN201310519910.6采用液态模锻方法制造整体车架的思想，使用可溶性芯料制成与车架内腔一致的车架芯，利用液态的车架铝合金在压力作用下充满安放有车架芯的车架模腔，并在高压下冷却凝固成形，裹在内部的车架芯在水中溶解，形成空心的整体车架。这种方法设备投资大，可溶芯在液态模锻过程中容易破坏而导致废品，而且因其成形用模具由金属制成，对车架材料的抗热裂能力有较高的要求，否则容易出现开裂。
[0005]发明CN88212126.X提出无焊缝不等壁自行车接头采用金属板材经冲压、拉延、反孔及减薄等工艺制成。由主管及支管组成的无焊缝不等壁自行车接头，其特征在于该接头的主管及支管的管壁上均无焊缝，其支管的管壁由与主管相连接的管口处向另一管口处逐渐减薄，两管相交为一整体。这种无焊缝自行车接头将传统的焊接接头由各车架管交汇处转移到了接头以外，车架管与管接头之间采用插接的方法连接为一体。虽然将焊接接头转移到了应力集中位置之外，提高了安全性，但并没有做到整体车架。
[0006]现在一些领域应用精密铸造(也称熔模铸造)的方法来实现薄壁件的整体成形，精密铸造是用易熔(溶)性一次模和耐火的一次型(芯)使铸件成形的方法，但这种方法可整体成形小型复杂薄壁件，用来制备大件时，压型庞大，易熔(溶)性一次模和耐火的一次型(芯)容易变形、开裂。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是提供一种整体成形自行车车架的制造方法，能够解决车身美观度差、安全性低和废品率高的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是:一种整体成形自行车车架的制造方法，其特征在于包括以下步骤:
[0009](I)整体车架的模组蜡件的制作
[0010]模组蜡件包括车架腊件、工艺蜡件，其中车架腊件包括前三角蜡件和后三角蜡件，首先制作前三角蜡件，组焊后三角蜡件，然后制作工艺蜡件，最后将前三角蜡件、后三角蜡件、工艺蜡件进行焊接得到一个完整的模组蜡件；
[0011]⑵制壳、脱蜡、烘烤
[0012]对模组蜡件进行浸涂料和撒砂处理:将模组蜡件浸涂料并撒砂，逐步形成型壳后，在10-30°C下通风逐层干燥硬化l_2h，直至壳层厚度达到5-8_ ；
[0013]对模组蜡件进行加热脱蜡处理:将带有壳层的模组蜡件在0.1-0.5Mpa的蒸汽压下蒸汽保温5-15min进行脱蜡，得到带有车架腔、浇注系统腔、冒口腔和钩片连接杆腔的型壳;
[0014]对型壳进行焙烧和预冷处理:将型壳在800-950°C下焙烧1_2小时后形成坚固的壳型，然后再冷却至500-600°C。
[0015]⑶浇注成形
[0016]将经过焙烧强化后的型壳放置稳定，浇口杯在上，将温度为液相线温度以上80-120°C的液态金属浇入，待金属液充满整个型壳，冷却凝固后脱壳，得到整体成形自行车车架。
[0017]其中，在步骤(I)中，所述前三角蜡件是由压注成形的多段的前管蜡件、上管蜡件、下管蜡件、立管蜡件、五通接头蜡件、鞍座接头蜡件组焊而成或者由沿中心线纵向分开、分别压注成形的两半个前三角蜡件沿分切面组焊而成；
[0018]所述后三角蜡件是由将压注成形的多段的左右平叉管蜡件、左右立叉管蜡件、鞍座接头蜡件、五通接头蜡件、左右平叉钩片接头蜡件和左右立叉钩片接头蜡件组焊而成；
[0019]所述工艺蜡件组件将浇口杯蜡件、主直浇道蜡件、后三角直浇道蜡件、前三角直浇道蜡件、横浇道蜡件、前管内浇道蜡件、上管内浇道蜡件、下管内浇道蜡件、立管内浇道蜡件、左右平内浇道叉蜡件、左右立叉内浇道蜡件、左右钩片连接杆蜡件、冒口蜡件组焊而成。
[0020]其中，在步骤⑴中，所述车架蜡件组件由模料压注成形外轮廓，并由压型或芯形成内腔。
[0021]其中，在步骤(I)中，在所述模组蜡件，所述前三角直浇道蜡件垂直设置于所述前三角蜡件所在平面内，所述后三角直浇道蜡件垂直设置于所述后三角蜡件所在平面内；所述前三角直浇道蜡件通过所述前三角内浇道蜡件与所述前三角蜡件相连，所述后三角直浇道蜡件通过所述后三角内浇道蜡件与所述后三角蜡件相连接，所述横浇道蜡件焊接于所述前三角直浇道蜡件及所述后三角直浇道蜡件的上端，所述主直浇道蜡件垂直焊接于所述横浇道蜡件的中央。
[0022]其中，在步骤(I)中，制作车架蜡件以及工艺蜡件时，将模料加热至40_90°C，利用l-20MPa的压强将其压入预热温度为20-40°C的压型内，保压0.2_4min固化后取出得到蜡件。
[0023]进一步地，在步骤(I)中，制作车架蜡件以及工艺蜡件时，所用的模料为树脂基模料，其熔点为50-95°C，线收缩率0.4-1.0%。
[0024]其中，在步骤(I)中，所述前三角蜡件外尺寸是前三角车架的外尺寸与所述前三角车架的金属收缩量之和，所述后三角蜡件的外尺寸是后三角车架的外尺寸与所述后三角的车架金属收缩量之和，这样确保得到的整体成形车架尺寸复合要求。
[0025]其中，在步骤(2)中，当制备铝合金车架的型壳时，采用的面层耐火材料为铝矾土熟料或莫来石，粘结剂为硅溶胶或水玻璃，加固层耐火料为耐火粘土，粘结剂为硅酸乙酯或水玻璃或硅溶胶。
[0026]在步骤(2)中，当制备钛合金车架的型壳时，采用的面层耐火材料为锆英粉或刚玉粉，粘结剂为硅溶胶或水玻璃，加固层耐火料为耐火粘土，粘结剂为硅酸乙酯、水玻璃或硅溶胶。
[0027]本发明具有的优点和积极效果是:
[0028]1、由于将车架分为若干个组件，使车架的蜡件模组的制作得以简化，不受车架结构、尺寸、重量和化学成分的限制，可以广泛适用于各种自行车架的整体成形，解决了复杂车架的结构蜡件的制造难题；
[0029]2、整体一次成形的技术方案，使多个整体车架通过一次浇注实现整体成形，省去了焊接车架的制管、切割、变形、装配、焊接、打磨等一系列工序，整个车架各部件之间无焊接接头，使得整个车身外形美观大方，抗疲劳破会能力提高，且由于采用了该一体成形方法，有效地提升了生产效率；
[0030]3、蜡件所用模料为树脂基模料，熔点低，收缩小，且脱模后所得到的模料可以回收，再用来制作新的熔模，节省原料，降低了整体成本。
[0031]4、前三角蜡件与后三角蜡件所在平面上设有多个内浇道蜡件将直浇道蜡件与车架蜡件连通，保证了金属液体快速且均匀地充填，保证了不出现冷隔缺陷，提高了车架的质量和使用寿命。
【附图说明】
[0032]图1本发明的车架蜡件组件的结构示意图；
[0033]图2为本发明的蜡件模组的横截面的结构示意图；
[0034]图3为本发明的蜡件模组的纵截面的结构示意图；
[0035]图4为本发明的整体成形车架的制造方法的流程图；
[0036]图5为本发明的整体成形车架的制造方法另一种实施例的流程图；
[0037]图6为本发明中模组蜡件的制造方法的流程示意图。
[0038]图中:图中:101、前管蜡件102、上管蜡件103、下管蜡件104、立管蜡件105左右平叉蜡件106、左右立叉蜡件1051、左右平叉管蜡件1061、左右立叉管蜡件107、五通接头蜡件108、鞍座接头蜡件109、左右平叉钩片接头蜡件110、左右立叉钩片接头蜡件111、前三角蜡件112、后三角蜡件201、浇口杯蜡件202、主直浇道蜡件203、横浇道蜡件204、前三角直浇道蜡件205、后三角直浇道蜡件206、冒口蜡件207、左右钩片连杆蜡件208、前三角内浇道蜡件2081、上管内浇道蜡件2082下管内浇道蜡件2083立管内浇道蜡件209、后三角内浇道蜡件，2091左右平叉内浇道蜡件2092左右立叉内浇道蜡件
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0040]实施例1如图1、图2、图3所示，一种整体成形自行车车架的制造方法，其步骤包括:
[0041](I)整