专利名称：一种热锻成型的自行车肘接件制法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热锻成型领域，特别一种热锻成型的自行车肘接件制法。
背景技术
传统自行车车架管相互连接的肘接管座，其无论是车前架的车首管座或五通管 座、立管座等之连接肘接件的制作，通常都是如“自行车车架焊接构造”之前案所示，整个肘 接之管件，以一主架管为管座主体，依各座体组装位置连接车架的需要，或为阶级状或特殊 管径的预先加工后，配合各接管头相互插组衔接，依组装车架不同位置的倾斜衔接需要，为 各式倾斜角度的连接；各连接管依预设倾斜角度，预先削设有相对贴合接连用的接口部，再 配合置入到一固定的治具或以特殊的固定元件定位辅助，以焊接操作，达到五通管或各式 肘接座件的制作，而依上述前案所示由焊接制作完成的多向式管座肘接件的成型，不仅需 依赖极熟练的焊接技术人力，且需透过各式肘接角度的治具或器具的定位辅助，方能完成 适当的定位焊接操作，由于整个座体肘接件在自行车的车架连接组合上，通常需承受极高 的安全负荷系数，故在实际焊缝的要求上，需具极高超熟练的技术人员方能完成，尤其有时 更需透过机具的辅助，方能完成完整的焊接操作，而最不易克服的则是，以传统的焊接加工 制作，由于焊接处通过通常会产生局部高热，常会有破坏原有管材组织的情形，形成实际结 构刚性的变换，更容易产生无谓的更力集中及因冷热温差形成之变形公差，故以传统的管 座肘接件的成形制作，不仅于技术上的依赖性极高，更容易造成不良品的发生，很难达到量 产化产制的需求，尤以焊接操作受到局部高热的温差变换，常会使斜交的角度在成型后会 产生变换，其便形成实际成型公差的累积，而在累积公差下，极可能形成实际插合角度的差 异，而以自行车车架的相互插组连接，往往有些微小角度变化，便可能产生无法组装或车架 的变形，尤其以现代开发极多的高级车型，如碳纤轻量化的车架，根本不能焊接组装，仅能 以胶合的粘接，而在肘接的连通管座上又需仰赖传统的肘接管座，其斜插连接角度的容许 差微极小，因以碳纤的材料特性，其对特殊组装角度的支撑受力限制更严格，根本不允许胶 合管件有超出设计的插组装，因其极易构成车架实际使用安全上的疑虑，故以传统焊接式 的肘接座件，实际生产中，因为不良品率的不易降低，形成实际生产成本的不易降低，且又 无法做快速的产制提升；以自行车产制需要及现阶段自行车休闲风气的盛行，如何将车架 肘接件的产制技术依赖进一步降低，更且达到整体产制成本的降低，以符合实际产制的需 要，并能有效的简化产制技术及成本，及确保产品品质的稳定与提升，环视现行自行车的车 架肘接件成形设计，容有进一步研究开发的空间。发明内容
为了克服现有功能技术的不足，本发明提供一种以铝合金原材料，经模内热锻制 作成形，达到无接缝式的外观制作，配合适当的硬化处理，使其达到安全使用之刚性，再配 合二次机械加工完成完整的结构外观的热锻成型的自行车肘接件制法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是
一种热锻成型的自行车肘接件制法，包括有材料锯切操作及热锻压制作定型和经 表面处理及硬化处理等制程制作；其特征在于以铝合金为原材料经锯切处理将原材料制 作铝挤形材或铝材棒之材料，经切割成适当大小的材料块；经预热处理将材料块置入预 热机具内部，以高温做适当的预热加工，使材料物性达锻制前的预热松整处理，方便锻制 延展成型；再进行锻制成型将预热后的材料块置入成形模具内部，进行加温加压锻制，使 其锻制成完整外观之半成品状；取出后经硬化处理成型的半成品集中置入到热处理机具 内，以高温硬化热处理，有效调整半成品物件的材料物性结构，达到结构均勻且符合实际使 用需要的最佳刚性；余料裁切操作修除大部分锻制延伸之边片或凸出物，使其接近成品 的外观；再进行毛边切除修整以研磨机具修除完整成品外观形态，再经表面处理透过振 动机具的振动去毛边操作，外观光滑平整；进行二次机械加工处理完成钻孔或攻牙等机 械加工操作，即可制成完整的自行车用架管肘接件成品；所述的原材料通常以铝合金材为 较常用。所述的锯切后的材料块先做修整处理，以去除切割毛边；所述预热处理的温度一般 在350-440°C之高温间；所述锻制成型操作依实际锻制物件的大小材质及形状，可以一或 一组以上的模组，做一次或多次锻制的操作。所述锻制成型的模组加工前先以180-200°C之 模温预热；所述的二次机械加工处理的成品依需要为二次表面处理操作；所述的二次机械 加工处理操作可为表面阳极烤漆或抛光处理者。
本发明各成分的有益效果和作用本发明的一种热锻成型的自行车肘接件制法， 以铝合金原材料，经模内热锻制作成形，达到无接缝式的外观制作，配合适当的硬化处理， 使其达到安全使用之刚性，再配合二次机械加工完成完整的结构外观，有效克服传统焊接 及治具定位不便等诸多高技术、成本依赖的困扰及缺失；使自行车架的肘接件成形技术简 化，无需特殊技术依赖，配合热锻成形达到无接缝施工，有效提升肘接件的结构刚性，并提 高产制技术与成本的降低，使产制品质提升、尺寸精确稳定，大幅降低不良品率，达到符合 产业高经济利用价值及安全量产管理之目的。
具体实施方式
本发明一种热锻成型的自行车肘接件制法，主要是一种方便车架管件肘接件成形 之制法发明设计，整个肘接件的产制设计，以铝合金材为主要使用之原材料，依实际使用的 刚性要求需要，通常以一般常见的铝合金材(如AL6061、AL6014、AL6028、AL7005、AL7075 及AL2014)为较常用材料，依实际产制肘接件的外观及组接强度刚性需要，可以预制成接 近断面造型的铝挤型材或铝棒材等成形取用，通过锯切处理将原材料予以切割成所需的一 段段状的独立加工用材料块或棒体状的材料件，将锯切后的材料块(件)置入到振动机具 内，预先做切割毛边的修边处理，使其不会有凸出或锐利的切割边，有效保护到锻制模穴内 的表面维护，将去除毛边妥当的材料块(件)，置入到一组预热机具内部做适当的材料预热 处理，依材料物性不同，一般以350 440°C之高温做适当的预热处理，其依实际机具输送 速度及实际块体的形状大小做必要的调整，使达到锻制前材料的预热松整处理，方便锻制 时材料具较佳的延展性，再将预热妥当的材料块或材料棒，置入到锻制模具内部，做为锻制 成型操作，整个成型的锻制制程，依实际锻制物件的大小材积及形状，可以一组或多组以上 的模组，做一次或多次的分段锻制操作，以达到产品成型精致美观及心尺寸精确为操作之 选择，而锻制成型的模组，于加工前，可予以预热，使其达到180 200°C之模温，供锻制更简易且不会产生模穴内温差之吸热缺失；将锻制成型的物件半成品出模后，集中置入到一 热处理机具内，做进一步的高温硬化处理，有效使半成品物件的材料物性做结构调整，达到 均勻且富实际使用需要的最佳刚性维持，以一般(AL6061)材料T4 T6之热处理，通常会 维持在HRB55 60间之硬度值，将硬化处理后的半成品，进行一成形的必要余料裁切操作， 可修除大部分的锻制延伸边片或凸出物，使其接近成品的外观，再将大部余料裁切后的物 件，进行后续研磨除较细部的毛边切除修整，达到完整的成品外观形态，再透过振动处理机 具的振动去毛边操作，达到成品完整光滑的表面处理，将表面处理妥当的锻制元件，置入到 机具内做二次的机械加工处理，完成整个物件的钻孔或攻牙等机械处理的加工操作，符合 实际使用时需要，即完成完整的自行车用架管肘接件的成品制作设计。
按以本发明的自行车车架肘接件的成型结构设计，尤其适合一般自行车中空式车 架管件相互插组连接的肘接元件如五通座管或车把座管连接组装用的三通肘接件制作，其 需具备多种插接角度的成型制作时，可通过本发明所设由铝质材料锻制成型设计，使其肘 接件达到完全无接缝的一体成型制作，不仅可确保无焊接所形成焊缝线接缝面的结构不安 全性，更可大幅降低对焊接技术的依赖，尤其透过锻制模具的锻制定型设计，只要模具开发 定型，便可制作出各式造型的肘接元件，亦即任意特殊角度设计的外观形状，完全无焊接凹 部高热所衍生的局部应力集中及可能产生外观受焊接加工热变形的疑虑，其仅需透过热硬 化处理的后续处理，便可使锻制的内应办完全去除，确保整体结构刚性获得最佳且最均勻 的改善与设计，尤其透过欠缺挤压成型设计，其锻制之成品，不仅产品规格一致性可稳定， 大幅减少不良品率的发生，完全不会产生传统加工的累积公差问题，且内部材料组织将因 为锻制的挤压更紧密，有效提升其结构强度，进一步确保整体结构使用的安全性，进而可适 度的降低其结构厚度，使成品达到适当减重功效，以符合新一代高价值的新式自行车轻量 化组装使用要件，进一步提升脚踏自行车具的产品整体价值感，有效大幅强化整体产品品 质及价值的实用功效特性。
另本发明整套热锻制式的自行车架管肘接件的制作，其成品可依实际组装选配需 要，可于二次机械加工处理后，另为二次表面处理操作，即依实际成品组装所需，以阳极烤 漆或抛光处理，使肘接件的外观具特殊的美化加工，配合自行车成形外观做相对的表面处 理，使产品价值进一步提升；又以本发明的肘接件制作，其比较传统焊接式的制作，具有极 多的明显优点，诸如无焊接缝的美观特色，且不会于焊接处形成应力集中，以致影响到使用 安全，更且针对实际产制时所形成的公差不会有累积公差的组装缺失，整个产品组装的便 利与产品的一致性，维持整部组装车架的美观且不会有变形的疑虑，真正达到计划性生产 及组装使用的设计目的，可说是车架管件肘接元件设计产制技术的一大创新发明设计，其 设备组装藉由模组的变换，使可因应各式不同造型的肘接件，做多样变换产制需要，可说是 一完全突破传统车架组装肘接件之产制设计，更符合计划生产的经济及实用新创利益，堪 称为车架肘接件的一大创新发明设计。
综上所述，本发明的一种热成型的自行车肘接件制法，运用传统热锻的技术，配合 模组及加工制程的安排重新设计，使自行车用车架管肘接件的成型技术大幅简化，有效简 化实际产制技术，以一体模内成型设计，完全无焊接不良的疑虑，确保产品品质的一致与稳 定，更大幅降低产制成本，就肘接件的产制管理而言，可说是一种全新的产制方法的开发。
上面已对本发明的具体实施例进行了示例性的描述，显然本发明不限于此，其它未作说明的细节也在本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种热锻成型的自行车肘接件制法，包括有材料锯切操作及热锻压制作定型和经表 面处理及硬化处理等制程制作；其特征在于以铝合金为原材料经锯切处理将原材料制作 铝挤形材或铝材棒之材料，经切割成适当大小的材料块；经预热处理将材料块置入预热 机具内部，以高温做适当的预热加工，使材料物性达锻制前的预热松整处理，方便锻制延展 成型；再进行锻制成型将预热后的材料块置入成形模具内部，进行加温加压锻制，使其锻 制成完整外观之半成品状；取出后经硬化处理成型的半成品集中置入到热处理机具内， 以高温硬化热处理，有效调整半成品物件的材料物性结构，达均勻且富实际使用需要的最 佳刚性；余料裁切操作修除大部分锻制延伸之边片或凸出物，使其接近成品的外观；再进 行毛边切除修整以研磨机具修除完整成品外观形态，再经表面处理透过振动机具的振 动去毛边操作，外观光滑平整；进行二次机械加工处理完成钻孔、攻牙机械加工操作，即 可制成完整的自行车用架管肘接件成品。
2.根据权利要求1所述的一种热锻成型的自行车肘接件制法，其特征在所述的原材料 为铝合金材料。
3.根据权利要求1所述的一种热锻成型的自行车肘接件制法，其特征在所述的锯切后 的材料块先做修整处理，以去除切割毛边。
4.根据权利要求1所述的一种热锻成型的自行车肘接件制法，其特征在所述预热处理 的温度在350-440°C。
5.根据权利要求1所述的一种热锻成型的自行车肘接件制法，其特征在所述锻制成型 操作依实际锻制物件的大小材质及形状，可以一或一组以上的模组，做一次或多次锻制的 操作。
6.根据权利要求1或5所述的一种热锻成型的自行车肘接件制法，其特征在所述锻制 成型的模组加工前先以180-200°C之模温预热。
7.根据权利要求1所述的一种热锻成型的自行车肘接件制法，其特征在所述的二次机 械加工处理的成品依需要为二次表面处理操作。
8.根据权利要求1所述的一种热锻成型的自行车肘接件制法，其特征在所述的二次机 械加工处理操作可为表面阳极烤漆或抛光处理者。
全文摘要
本发明公开了一种热锻成型的自行车肘接件制法，以铝合金原材料，经模内热锻制作成形，达到无接缝式的外观制作，配合适当的硬化处理，使其达到安全使用之刚性，再配合二次机械加工完成完整的结构外观，有效克服传统焊接及治具定位不便等诸多高技术、成本依赖的困扰及缺失；使自行车架的肘接件成形技术简化，无需特殊技术依赖，配合热锻成形达到无接缝施工，有效提升肘接件的结构刚性，并收到产制技术与成本的降低，使产制品质提升、尺寸精确稳定，大幅降低不良品率，达到符合产业高经济利用价值及安全量产管理之目的。
文档编号B23P15/00GK102029510SQ201010549018
公开日2011年4月27日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者洪清志 申请人:江门市亿捷五金制品有限公司