平疊折疊自行車車架加工工藝研究

文/倪雨枝

折疊自行車具有好騎、好折、好收、防盜、好提、好運(yùn)輸和健身環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)。在汽車普及時(shí)代的今天，折疊車休閑、運(yùn)動(dòng)皆適宜，可放置汽車后行李箱，郊游時(shí)既可享受汽車的便利，又可擁有在大自然中騎行的樂趣。新一代折疊車質(zhì)量（重量）更輕，體積更小，更加貼近生活，更加人性化。但因折點(diǎn)的問題及折疊后不穩(wěn)定等問題，在一定程度上影響了精品折疊自行車的發(fā)展。通過改進(jìn)加工工藝，使折疊自行車折疊后更加可靠、穩(wěn)定，體積更小，為折疊車的精品化及批量出口奠定了基礎(chǔ)。

折疊自行車的特點(diǎn)和構(gòu)成

折疊自行車的英文是Folding bicycle， 屬于自行車的一個(gè)分類。折疊自行車是為了便于攜帶與收納而設(shè)計(jì)的車種，一般折疊自行車由車架折疊關(guān)節(jié)和立管折疊關(guān)節(jié)構(gòu)成。通過車架折疊，將前后兩輪對(duì)折在一起，可減少45%左右的長(zhǎng)度。整車在折疊后可放入折疊包、汽車的后備箱及登機(jī)箱內(nèi)。在折疊的過程中也不需要借助外來工具，可手動(dòng)將車折疊或展開。在折疊后通過座桿作為支撐點(diǎn)，使自行車折疊后能立穩(wěn)。

折疊車組成包括以下幾個(gè)部分：

1.車體部分包括車架、前叉、車把、鞍座和前叉合件等，是自行車的主體。

2.傳動(dòng)部分包括腳蹬、曲柄、鏈輪、鏈條、中軸和飛輪等。由人力踩動(dòng)腳蹬，通過以上傳動(dòng)件帶動(dòng)車輪旋轉(zhuǎn)，驅(qū)車前行。

3.行動(dòng)部分即前后車輪，包括前后軸部件、輻條、輪輞（車圈）、輪胎等。

4.安全裝置包括制動(dòng)器 （車閘）、車燈、車鈴、反射裝置等。

根據(jù)需要，還可增加一些附件，如支架、衣架、保險(xiǎn)叉、擋泥板、氣筒等。另外，裝有變速機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)車、競(jìng)賽車、山地車等，還具備變速控制器和前后撥鏈器等。

平疊折疊車車架加工工藝研究

14"折疊自行車折疊出的效果圖

折疊自行車車架部件的折疊形式有很多，但總體可以分為兩大類，即平疊和旋疊。這里主要闡述的是平疊折疊車車架加工工藝研究。

為了提高性能、保證安全，折疊自行車必須達(dá)到以下要求：首先，折疊自行車與普通自行車相比，由于折疊部位是可以活動(dòng)折疊的，因此要求相應(yīng)部位在騎行時(shí)具有牢固可靠的性能，也正因?yàn)樗梢哉郫B，對(duì)其整體的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。車架要經(jīng)過特殊的設(shè)計(jì)，比普通自行車要有更高的強(qiáng)度。其次，折疊自行車要能夠做到折疊方便可靠，折疊以后體積盡可能小，而打開的情況下要有足夠的安全系數(shù)，不會(huì)影響騎行的安全和舒適。

折疊接頭的選用非常重要，不僅要滿足方便可靠，易于調(diào)整，具有足夠的強(qiáng)度，使騎行更具穩(wěn)定性，而且需配有安全機(jī)構(gòu)，保證萬(wàn)無(wú)一失。

車架是構(gòu)成自行車的基本結(jié)構(gòu)體，也是自行車的骨架和主體。其它部件也都是直接或間接安裝在車架上的。由于自行車是依靠人體自身的驅(qū)動(dòng)力和騎車技能而行駛的，車架便成為承受自行車在行駛中所產(chǎn)生的沖擊載荷，以及能否舒適、安全地運(yùn)載人體的重要結(jié)構(gòu)體。車架部件制造精度的優(yōu)劣，將直接影響乘騎的安全、平穩(wěn)和輕快。

合金鋼材是自行車最傳統(tǒng)的車架材質(zhì)，亦為成車工廠所選用的材質(zhì)，在剛性、彈性、傳動(dòng)性、穩(wěn)定性上具有很好的性能，唯一的缺點(diǎn)是在質(zhì)量 （重量） 上較重。無(wú)論采用何種材料，平疊折疊自行車都采用折疊盒。

目前，折疊自行車的產(chǎn)品線較長(zhǎng)，涵蓋了12"、14"、16"、18"、20"、26",從單速到變速，材料應(yīng)用有鋼、鋁、碳纖維、鈦合金，但整體工藝水平不佳，耐用性差，尤其是折點(diǎn)和前后輪的高低差及穩(wěn)定性還不完善。

這些問題的關(guān)鍵點(diǎn)在于車架的折疊盒切割和焊接精度。

傳統(tǒng)折疊車架的加工程序是：依據(jù)產(chǎn)品圖紙備料 （含管材，小件）→管材下料→管材成型→沖或銑弧口→前三角組合點(diǎn)焊→前三角焊接→前三角校正→車架組合 （即前后三角組合定位）→車架焊接→車架中管鉸孔→車架校正。

1.傳統(tǒng)加工工藝的特點(diǎn)是：在第一序管材下料時(shí)，折疊車架所需折疊盒前后主管 （多根管材），通過切割機(jī)全部完成。

2.前三角點(diǎn)焊時(shí)，所含零件有頭管、折疊盒主管前部、折疊盒、折疊盒主管后部、中管、五通管。

因此，會(huì)出現(xiàn)以下情況：

1.折疊盒前后主管在折疊車架的組配時(shí)是隨機(jī)的，沒有唯一性。帶來后果是前三角組合時(shí)，前三角組合臺(tái)上，夾具夾緊后，各零件在夾緊力的作用下，通過弧面與弧口的吻合來實(shí)現(xiàn)定位和夾緊，吻合程度決定于單件的加工精度，如果弧口的角度稍差或沖刀直徑稍差都會(huì)導(dǎo)致零件與弧口的吻合不良。這時(shí)，如果點(diǎn)焊定位，到前三角焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)焊接間隙過大，焊道不規(guī)則，甚至特殊情況需添加焊絲，焊2～3次才能完成。這種情況下點(diǎn)焊操作工通常通過調(diào)整夾具或敲打零件來完成微調(diào)，造成折疊盒的對(duì)地垂直性失真。

2.前三角點(diǎn)焊后，流到下序，前三角焊接，在此工序中，高溫的氬弧焊會(huì)造成折疊盒部位的變形。前三角校正后，前三角的平面度會(huì)得到保證，可能出現(xiàn)折疊盒前后主管錯(cuò)位，折疊盒的對(duì)地垂直性會(huì)進(jìn)一步失真。

3.車架校正時(shí)，車架前后三角的平面度會(huì)得到保障，折疊盒的對(duì)地垂直性、折疊盒的前后主管錯(cuò)位性無(wú)法修正。

4.前三角組合及前后三角組合，在夾具的夾緊力作用下，車架各零件會(huì)產(chǎn)生微小的上下或左右移動(dòng)，其產(chǎn)生的影響是頭管的角度發(fā)生輕微的變化或頭管沿著折疊盒前弧口上移或下移，頭管角度的變化或上下位移變化，引起成車上前叉軸心的改變。

傳統(tǒng)加工工藝為保證車架與圖紙的一致性，通常在前三角組合點(diǎn)焊后會(huì)取下，與圖紙比對(duì)，加工過程中零件的微小位移可控性不佳，可能造成頭管沿著前主管弧口上下移動(dòng)，導(dǎo)致前叉軸心沿著頭管中心線上下移動(dòng)，成車組裝折疊后，前后輪會(huì)錯(cuò)位。

無(wú)論是折疊盒的對(duì)地不垂直性及前軸心的位移的變化，最終反饋到成車上，就會(huì)造成折疊后前后軸心錯(cuò)位，整車折疊后前后輪高低差超差，整車即使座管插到底，整車也無(wú)法保證對(duì)地平穩(wěn)性。

為了保證前后輪的高低差和折疊盒的對(duì)地垂直性，就必須改變工藝流程。

可以采用折疊車架整體切割的方式，加工流程為：

1.備料 （含管材，小件）→管材下料→管材成型→沖或銑弧口→前三角組合點(diǎn)焊→前三角焊接→前三角校正→車架組合 （即前后三角組合定位）→車架焊接→車架校正。

經(jīng)過加工，即可獲得一個(gè)沒有折疊盒的小輪徑車架。

2.整體切割式的過程是，先制作一支標(biāo)準(zhǔn)樣叉，把標(biāo)準(zhǔn)樣叉安裝到車架上。在切割臺(tái)上進(jìn)行定位調(diào)整 （確保前后輪在同一平面，即車架中心線與前叉中心線在同一平面）。折疊盒中心線到前叉前軸心的距離與折疊盒到后輪后軸心的距離，要按折疊車折疊后前后軸心錯(cuò)位的要求來選定。前后軸心連線與鋸斷機(jī)切割片要保持垂直。

切割 （根據(jù)折疊盒的寬度來確定切割片的距離）→嵌入折疊盒 （嵌入寬度決定于切割片寬度）→折疊盒點(diǎn)焊定位→折疊部位焊接→車架二次校正→中管鉸孔。

整體切割式的優(yōu)點(diǎn)在于：

1.折疊盒前后主管在切割前是一根管，切割后與折疊盒焊接具有唯一性，有效地避免了折疊部位前后管材的錯(cuò)位及帶弧度的管材在折疊部位的前后流線型的缺失。消除了車架的焊接累積誤差，整體切割前，含有各序累積誤差的車架，經(jīng)整體切割前的重新定位已是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)個(gè)體。

2.有效地保證折點(diǎn)的對(duì)地垂直性 （刀具調(diào)整時(shí)與前后軸心連線垂直），即確保了前后輪的高低差精度。

3.折點(diǎn)至前軸心的距離與折點(diǎn)至后軸心的距離的選定，確保最佳折疊效果。

通過改進(jìn)加工工藝，能有效改善折疊自行車折疊后的不穩(wěn)定性問題，使折疊自行車更方便、更可靠、更穩(wěn)定，折疊后體積更小。通過改進(jìn)折疊車架切割工藝，能有效解決整車的前后輪高低差以及折疊后整車的對(duì)地平穩(wěn)性等問題，使折疊后整車尺寸達(dá)到最小化。目前，改進(jìn)工藝后的折疊車已批量出口日本、韓國(guó)、新加坡、越南、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。