專利名稱：中空管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型關(guān)于一種中空管，尤指一種用于制造自行車的車身的中空管體，其是 將6-4Ti合金板材制成螺旋結(jié)構(gòu)后再施以焊接作業(yè)，使其獲得較佳強(qiáng)度及不易變形的中空管。
背景技術(shù)：
隨著時(shí)代的演變，自行車的使用除了為基本的代步交通工具之外，更成為兼具休 閑、運(yùn)動(dòng)等復(fù)合功能的器具，政府也于各地區(qū)積極開(kāi)發(fā)自行車專用車道或自行車競(jìng)技場(chǎng)地， 提供愈來(lái)愈多的用車人口使用。由于自行車車商研發(fā)能力的提升，各式功能的自行車種陸 續(xù)被設(shè)計(jì)成型，故對(duì)于自行車車身的強(qiáng)度、重量等需求，也因日益優(yōu)良的材料被開(kāi)發(fā)產(chǎn)生， 而有極高質(zhì)量的要求。查(請(qǐng)參閱圖1、2所示)，傳統(tǒng)自行車車身管件制作，一般以鐵、鋁合 金等金屬材質(zhì)焊接制成中空管體10 (即有縫管)，其主要是將金屬板材11經(jīng)輥壓機(jī)的巻 輥擠壓過(guò)程，使平面的金屬板材11形成圓管狀，再于輥壓成圓形的金屬板材11相鄰的兩端
施以焊接作業(yè)，使其形成完整的中空管體10。再查，以上述方式制成的中空管體io，其焊接 的焊道12是呈一直線，復(fù)以整體中空管體10而言，該焊道12之處乃為應(yīng)力較弱之處，故該 中空管體10極易由該焊接處發(fā)生變形破壞的情形。 為了獲得較高質(zhì)量的管件而運(yùn)用于自行車車身，遂有設(shè)計(jì)者嘗試采用鈦金屬或鈦 合金作為制成中空管體的材料，以鈦金屬或及其合金作為管制品，具有防銹、質(zhì)輕、高強(qiáng)度 等優(yōu)良的機(jī)械性能。但是，由于鈦金屬存有特殊的工藝條件，加工上相對(duì)顯得復(fù)雜，且鈦金 屬為具有記憶性的金屬，故具有高彈性回復(fù)量，在傳統(tǒng)冷處理加工技術(shù)上，必需掌握特別技 術(shù)以克服困難。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒此，本創(chuàng)作人基于長(zhǎng)期專研此領(lǐng)域的心得，并在精益求精的精神下設(shè)計(jì)研發(fā)，限 定以6-4Ti合金(Ti-6AL4V)為母材，以冷軋沖壓及焊接的加工方法，獲得較佳質(zhì)量的管件。 本實(shí)用新型的目的，即在于改善傳統(tǒng)中空管體質(zhì)量不佳的問(wèn)題，而提供一種具有 質(zhì)輕、較佳抗拉強(qiáng)度及耐疲勞性能等優(yōu)點(diǎn)的中空管。 為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種中空管，其主要是將厚度在3mm以下的6-4Ti 合金板材制成螺旋狀結(jié)構(gòu)，再對(duì)該螺旋管的縫隙施以焊接，使其形成中空狀的管體。 本實(shí)用新型運(yùn)用于自行車的車身骨架時(shí)，具有較佳強(qiáng)度及不易變形的優(yōu)點(diǎn)。

圖l為習(xí)知中空管體成型示意圖。 圖2為習(xí)知中空管體立體圖。 圖3為本實(shí)用新型管體成型示意圖(一 )。 圖4為本實(shí)用新型冷軋沖壓6-4Ti合金板材示意圖(一 )。[0012] 圖5為本實(shí)用新型冷軋沖壓6-4Ti合金板材示意圖(二 )。 圖6為本實(shí)用新型管體成型示意圖(二 )。 圖7為本實(shí)用新型管體焊接示意圖。 圖8為本實(shí)用新型管體立體圖。 圖9為本實(shí)用新型管體縮管成型示意圖。 圖10為本實(shí)用新型管體縮管后立體圖。 主要組件符號(hào)說(shuō)明 —、習(xí)知構(gòu)造 10中空管體 ll金屬板材 12焊道 二、本實(shí)用新型構(gòu)造 206-4Ti合金板材 30進(jìn)料機(jī)構(gòu) 40成型模 41成型端 42出料端 43壓掣邊 50沖塊 51內(nèi)凹槽 60焊接機(jī)構(gòu) 70管體 80壓模
具體實(shí)施方式有關(guān)本實(shí)用新型為達(dá)目的所運(yùn)用的技術(shù)手段，茲謹(jǐn)再配合圖式所示的實(shí)施例，詳 細(xì)說(shuō)明如下 請(qǐng)參閱圖3所示，本實(shí)用新型主要是將6-4Ti合金板材20承置于進(jìn)料機(jī)構(gòu)30上， 令6-4Ti合金板材20經(jīng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)30送出，出料后銜接至成型模40上，該6_4Ti合金板材 20具有適當(dāng)寬度，且厚度在3mm以下，而成型模40為圓柱狀模棒，前端為成型端41，后端則 為出料端42，成型端41的圓徑略小于出料端42，且成型端41的表面凸設(shè)有壓掣邊43，該壓 掣邊43的上方位置，設(shè)有一沖塊50，該沖塊50可因沖壓機(jī)的傳動(dòng)而行連續(xù)的升降運(yùn)動(dòng)，沖 塊50底端具有內(nèi)凹槽51，并使該內(nèi)凹槽51與壓掣邊43呈對(duì)應(yīng)狀。 請(qǐng)同時(shí)參閱圖4、5所示，當(dāng)6-4Ti合金板材20經(jīng)進(jìn)料機(jī)構(gòu)30而送至成型模40時(shí)， 6-4Ti合金板材20與成型模40之間具有一角度，該角度以40度至50度為較佳；6-4Ti合 金板材20送經(jīng)成型模40的成型端41的壓掣邊43時(shí)，即受沖塊50的沖壓而彎曲變形，該 6-4Ti合金板材20的變形度取決于壓掣邊43與沖塊50底端內(nèi)凹槽51的形狀配合，尤其需 考慮鈦金屬的彈性回復(fù)量(即記憶特性)，使其沖壓后獲得預(yù)定的圓度，并恰貫穿在略大于 成型端41的出料端42外表面，在持續(xù)送料與重復(fù)沖壓的操作下，該6-4Ti合金板材20即以螺旋方式成型一管狀體，并且貫穿在成型模40的出料端42，當(dāng)制成預(yù)定長(zhǎng)度的螺旋管狀 體之后，即可由成型模40的出料端42取出(如圖6所示)，而經(jīng)冷軋沖壓后的6-4Ti合金 板材20，其螺旋的紋路間隙可以較為密合，復(fù)于呈螺旋狀中空管材相鄰的螺旋紋路兩邊端， 以焊接機(jī)構(gòu)60予以焊接固定而形成一中空的管體70 (如圖7、8所示)。 請(qǐng)參閱圖9、 10所示，為了獲得機(jī)械更加優(yōu)良的6-4Ti合金中空管體，可再將焊接 完成的管體70再經(jīng)壓模80施以縮管作業(yè)，其是利用壓模80模穴略小于管體70外徑，使經(jīng) 沖壓縮管后，鈦合金分子改變，使其結(jié)晶轉(zhuǎn)變成更細(xì)小組織，進(jìn)而提高鈦合金的抗拉強(qiáng)度和 耐疲勞性能，同時(shí)，也因鈦合金表面分子的改變，使管體70表面的焊道消失，節(jié)省了管體70 表面拋磨的程序。經(jīng)縮管作業(yè)后的管體70，可再將管體70在惰性氣體的保護(hù)下施以約600 度加溫的去應(yīng)力退火程序，使該管體70經(jīng)去應(yīng)力退火程序后，維持高強(qiáng)度，但延伸率提升 的優(yōu)良質(zhì)量。 藉由上述管體70的成型，由于該管體70是將6-4Ti合金板材20以冷軋沖壓變形 使其形成螺旋的管狀體，復(fù)于該管狀體的螺旋紋路相鄰的兩邊端，以焊接機(jī)構(gòu)60予以焊接 固定而成管體。故該管體70的焊道也以螺旋方式平均環(huán)繞設(shè)分布在管體70周緣，使管體 70整體應(yīng)力平均，故可有效增加其強(qiáng)度并降低變形量，同時(shí)又因6-4Ti合金具有極佳的抗 拉強(qiáng)度、輕量化及耐侵蝕性等優(yōu)點(diǎn)，故當(dāng)該管體70運(yùn)用于自行車車身管件時(shí)，將可達(dá)到提 升自行車質(zhì)量及性能的優(yōu)良功效。 從以上的所述及附圖所示的實(shí)施例中可知，本實(shí)用新型相較于一般習(xí)知的管體構(gòu) 造，確具有顯著的進(jìn)步性，且其運(yùn)用的技術(shù)手段確為本創(chuàng)作人研發(fā)而成。另外，以上所揭示 的構(gòu)造，乃為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例，舉凡依本實(shí)用新型的構(gòu)造所作的等效變化，仍應(yīng)含 蓋于本實(shí)用新型的申請(qǐng)專利范圍。
權(quán)利要求一種中空管，其特征在于是將厚度在3mm以下的6-4Ti合金板材制成螺旋狀結(jié)構(gòu)，再對(duì)該螺旋管的縫隙施以焊接，使其形成中空狀的管體。
專利摘要一種中空管，特別是指用于制造自行車車身的中空管體，該中空管主要是將6-4Ti合金板材承置于進(jìn)料機(jī)構(gòu)上，令6-4Ti合金板材出料后銜接至成型模上，先施以冷軋沖壓手段后，延著成型模卷繞成螺旋狀管體，復(fù)施以焊接作業(yè)，令其形成中空的管體。藉此，該管體運(yùn)用于自行車車身骨架時(shí)，具有較佳強(qiáng)度及不易變形的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21C37/12GK201475627SQ20092016800
公開(kāi)日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月4日
發(fā)明者陳雅如 申請(qǐng)人:陳雅如