专利名称：自行车中空曲柄及其冷锻造成型方法
技术领域：
本发明涉及自行车曲柄及其制造工艺，特别是一种自行车中空曲柄及其冷锻造成型方法。
背景技术：
自行车曲柄为传动轴上连接齿轮盘的部件，以往多为铁材料冲锻成型，也有部分热锻造或压铸成型后，再以焊接方式制成连接齿轮盘的曲柄。前述做法不仅工序繁琐加工不易，且无法降低生产成本。
后业界亦有采用铝合金材料制造曲柄，铝合金曲柄质轻且耐酸雨，又延展性佳利于锻制；但由于铝合金材料成本较高，实心成型之曲柄材料耗用大，使铝合金质轻的优势也降低，强度也不如压铸件。
有的将曲柄分开头、杆、尾三部分，经热锻或压铸后再加以组配或焊接成型，但不仅强度问题依然无法解决，相连接三部件后所需打磨成型工序亦相当繁琐，曲柄的加工、重量及强度问题一直无法兼顾及得到有效的解决。
为解决自行车曲柄结构强度及重量问题，业界无不积极改进，如台湾公告号第500679号“自行车中空曲柄减重之制造方法”专利方案，其在曲柄末端加工时需注入填充物且填入第二件金属才可完成，对于曲柄强度及加工便利上似乎不显实用。又核准公告第1186750号专利案，虽为一体成型，但制程经铸造及将砂料填入取出等步骤，铸造件强度无法与锻造相比，繁琐的加工程序、反复的步骤不仅增加人力及工时，也使生产成本增加，其实用性欠理想，不利于推广使用。
总之，现有的自行车曲柄制造工艺及成型结构存在的上述缺陷，实有研发改善其制造工艺及结构之必要。
发明内容
为克服现有自行车曲柄结构及其制造工艺方面存在的上述不足，本发明提供一种一体成型的自行车中空曲柄，及该中空曲柄的冷锻造成型方法，以满足市场对强度高、重量轻的新结构曲柄需求。
本发明是依以下技术方案来实现的。本发明自行车中空曲柄是现有自行车曲柄之改进设计，它的柄杆、柄头以及连接脚登的末端部分是采用实心毛胚棒材经冷锻造一体成型的，曲柄之柄杆内部具有一封闭的中空槽孔。
上述自行车中空曲柄的冷锻造成型方法，包括如下步骤A、将金属实心棒料送入上下冷锻模具冷锻造成型为一端呈曲柄头的棒状毛坯；B、所述棒状毛坯通过成孔冷锻模具冷锻造成一端开口的中空管状半成品；以及，C、通过成型冷锻模具对所述中空管状半成品冷锻成形，使末端收尾封闭，形成具有套接孔、脚登连接孔及要求弧度的曲柄主体。
在步骤C冷锻成形之前，通过预成型冷锻模具对所述中空管状半成品进行预冷锻整形。
本发明中空曲柄为经冷间锻造的一体成型构件，它的柄杆、柄头以及连接脚登的末端部分是采用实心毛胚棒材经分步冷锻造一体成型的，曲柄之柄杆内部具有一封闭的中空槽孔，比传统产品的强度大为提升。曲柄之柄杆内部的封闭中空槽孔的设置，能有效减轻重量、节省材料及降低成本。
中空曲柄采用全冷锻造成型工艺，一体成型不需焊接组装，后续所需加工简捷，便于工业化生产，降低制造成本。
图1为本发明采用实心毛胚棒材示意图；图2为其带有曲柄头的棒状毛坯冷锻造工艺示意图；图3a.b为其带有曲柄头的棒状毛坯结构示意图；图4为其一端开口的中空管状半成品冷锻造工艺示意图；图5为其一端开口的中空管状半成品结构示意图；图6为对图5所示中空管状半成品预冷锻整形工艺示意图；图7为图6预冷锻整形后的略成型成弯曲状曲柄半成品结构示意图；图8为对图7所示略成型成弯曲状曲柄半成品冷锻成形工艺示意图；图9a.b.c为最后冷锻成形后的完整曲柄主体结构典型实施例示意图。
具体实施例方式
以下结合实施例附图对本发明的中空曲柄结构及制造工艺详细说明。
图1～图9所示各部分是实心毛胚棒材1、一端呈曲柄头的棒状毛坯2、一端封闭一端开口的曲柄半成品3、略弯曲状曲柄半成品4以及完整中空曲柄6。
A～I为冷锻工艺过程中采用的各种冷锻模具，其中，A和B为上下冷锻模具，C、D和E为成孔冷锻模具，F和G为预成型冷锻模具，H和I为成型冷锻模具。
本发明自行车中空曲柄典型实施例如图9所示。该中空曲柄6具有柄杆63，柄杆63两头为柄头61和连接脚登的末端部分65，柄杆63、柄头61以及连接脚登的末端部分65是采用实心毛胚棒材经冷锻造一体成型的，曲柄之柄杆63内部具有一封闭的中空槽孔64，在所述曲柄之柄头部61有连接齿轮盘的套接孔62，在末端部分65有脚登连接孔66。用于连接齿轮盘的套接孔62可以是方孔、三角形孔及多边形孔等。脚登连接孔66可为光孔、螺纹孔等。
参照图1～图9，说明上述自行车中空曲柄的冷锻造成型方法，主要包括如下步骤A、将实心毛胚棒材1放入如图2所示之A.B上下冷锻模具中，实施冷锻造使之成型为图3所示之棒状毛坯2，该棒状毛坯2一端呈曲柄头，图3a、b分别是该棒状毛坯2的主视图和俯视图。
B、再将所述棒状毛坯2放入如图4所示C.D.E成孔冷锻模具中，同样施以冷锻，冷锻造成图5所示之一端呈曲柄头另一端开口的中空管状半成品3。
C’、一端封闭另一端开口的中空管状半成品3取出后，再放入图6所示之预成型冷锻成形模具F.G中进行预冷锻整形，成型为图7所示之略弯曲状的曲柄半成品4。
C、通过图8所示成型冷锻模具H、I对所述略弯曲状的曲柄半成品4冷锻成形，使末端收尾封闭，形成具有套接孔、脚登连接孔及要求弧度的曲柄主体6(图9)。
上述冷锻造成型方法中，对中空管状半成品3进行预冷锻整形的C’步骤是可以省略的，在步骤B将棒状毛坯2冷锻造成一端呈曲柄头另一端开口的中空管状半成品3后，直接进行后续的加工。
这种冷锻造成型工艺过程包括A、将实心毛胚棒材1放入如图2所示之A.B上下冷锻模具中，实施冷锻造使之成型为图3所示之棒状毛坯2，该棒状毛坯2一端呈曲柄头。
B、再将所述棒状毛坯2放入如图4所示C.D.E成孔冷锻模具中，同样施以冷锻，冷锻造成图5所示之一端呈曲柄头另一端开口的中空管状半成品3。
C、通过图8所示成型冷锻模具对所述中空管状半成品3直接冷锻成形，使末端收尾封闭，形成具有套接孔、脚登连接孔及要求弧度的曲柄主体6(图9)。
上述中空曲柄制造方法采用全冷锻一体成型工艺，一体成型不需焊接组装，后续加工简捷，便于工业化生产，降低制造成本。
以上所述，仅为本发明方案的典型实施例的叙述，任何依据本发明的技术实质对上述实施例所作的任何简单的修改及等同变化，均仍属于本发明技术方案的范围。
权利要求
1.一种自行车中空曲柄，其特征是曲柄之柄杆、柄头以及连接脚登的末端部分是经冷锻造成型为一体的，曲柄之柄体内部具有一封闭的中空槽孔。
2.如权利要求1的自行车中空曲柄，其特征是位于柄头部的用于连接齿轮盘的套接孔是方孔、或三角形孔、或多边形孔。
3.一种自行车中空曲柄的冷锻造成型方法，其特征是包括A、将金属实心棒料送入上下冷锻模具冷锻造成型为一端呈曲柄头的棒状毛坯；B、所述棒状毛坯通过成孔冷锻模具冷锻造成一端开口的中空管状半成品；以及，C、通过成型冷锻模具对所述中空管状半成品冷锻成形，使末端收尾封闭，形成具有套接孔、脚登连接孔及要求弧度的曲柄主体。
4.如权利要求1的自行车中空曲柄的冷锻造成型方法，其特征是在步骤C冷锻成形之前，通过预成型冷锻模具对所述中空管状半成品进行预冷锻整形。
全文摘要
一种自行车中空曲柄及冷锻造成型方法，其方法包括A、将实心棒料送入上下模具冷锻造成型为带柄头的毛坯；B、所述毛坯通过成孔冷锻模具冷锻成一端开口的中空管状半成品；C、通过成型冷锻模具对所述中空管状半成品冷锻成形，使末端收尾封闭，形成具有套接孔、脚蹬连接孔及要求弧度的曲柄主体。曲柄之柄杆、柄头以及连接脚蹬的末端部分是采用实心毛坯棒材经冷锻造一体成型的，柄杆内有封闭的中空槽孔。全冷锻一体成型之中空曲柄比传统产品的强度大为提升，封闭中空槽孔的设置能有效减轻重量、节省材料。采用全冷锻造成型工艺，一体成型不需焊接组装，后续加工简捷，便于工业化生产，降低制造成本。
文档编号B62M3/00GK1663872SQ200410015510
公开日2005年9月7日 申请日期2004年3月2日 优先权日2004年3月2日
发明者何全兴 申请人:何全兴