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、好運輸和健身環保的優點。在汽車普及時代的今天，折疊車休閑、運動皆適宜，可放置汽車后行李箱，郊游時既可享受汽車的便利，又可擁有在大自然中騎行的樂趣。新一代折疊車質量（重量）更輕，體積更小，更加貼近生活，更加人性化。但因折點的問題及折疊后不穩定等問題，在一定程度上影響了精品折疊自行車的發展。通過改進加工工藝，使折疊自行車折疊后更加可靠、穩定，體積更小，為折疊車的精品化及批量出口奠定了基礎。

折疊自行車的特點和構成

折疊自行車的英文是Folding bicycle， 屬于自行車的一個分類。折疊自行車是為了便于攜帶與收納而設計的車種，一般折疊自行車由車架折疊關節和立管折疊關節構成。通過車架折疊，將前后兩輪對折在一起，可減少45%左右的長度。整車在折疊后可放入折疊包、汽車的后備箱及登機箱內。在折疊的過程中也不需要借助外來工具，可手動將車折疊或展開。在折疊后通過座桿作為支撐點，使自行車折疊后能立穩。

折疊車組成包括以下幾個部分：

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.傳動部分包括腳蹬、曲柄、鏈輪、鏈條、中軸和飛輪等。由人力踩動腳蹬，通過以上傳動件帶動車輪旋轉，驅車前行。

3.行動部分即前后車輪，包括前后軸部件、輻條、輪輞（車圈）、輪胎等。

4.安全裝置包括制動器 （車閘）、車燈、車鈴、反射裝置等。

根據需要，還可增加一些附件，如支架、衣架、保險叉、擋泥板、氣筒等。另外，裝有變速機構的運動車、競賽車、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折疊的，因此要求相應部位在騎行時具有牢固可靠的性能，也正因為它可以折疊，對其整體的設計提出了很高的要求。車架要經過特殊的設計，比普通自行車要有更高的強度。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，不會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，易于調整，具有足夠的強度，使騎行更具穩定性，而且需配有安全機構，保證萬無一失。

車架是構成自行車的基本結構體，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動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生的沖擊載荷，以及能否舒適、安全地運載人體的重要結構體。車架部件制造精度的優劣，將直接影響乘騎的安全、平穩和輕快。

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

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

這些問題的關鍵點在于車架的折疊盒切割和焊接精度。

傳統折疊車架的加工程序是：依據產品圖紙備料 （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.傳統加工工藝的特點是：在第一序管材下料時，折疊車架所需折疊盒前后主管 （多根管材），通過切割機全部完成。

2.前三角點焊時，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，會出現以下情況：

1.折疊盒前后主管在折疊車架的組配時是隨機的，沒有唯一性。帶來后果是前三角組合時，前三角組合臺上，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現定位和夾緊，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導致零件與弧口的吻合不良。這時，如果點焊定位，到前三角焊接時會出現焊接間隙過大，焊道不規則，甚至特殊情況需添加焊絲，焊2～3次才能完成。這種情況下點焊操作工通常通過調整夾具或敲打零件來完成微調，造成折疊盒的對地垂直性失真。

2.前三角點焊后，流到下序，前三角焊接，在此工序中，高溫的氬弧焊會造成折疊盒部位的變形。前三角校正后，前三角的平面度會得到保證，可能出現折疊盒前后主管錯位，折疊盒的對地垂直性會進一步失真。

3.車架校正時，車架前后三角的平面度會得到保障，折疊盒的對地垂直性、折疊盒的前后主管錯位性無法修正。

4.前三角組合及前后三角組合，在夾具的夾緊力作用下，車架各零件會產生微小的上下或左右移動，其產生的影響是頭管的角度發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焊后會取下，與圖紙比對，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，導致前叉軸心沿著頭管中心線上下移動，成車組裝折疊后，前后輪會錯位。

無論是折疊盒的對地不垂直性及前軸心的位移的變化，最終反饋到成車上，就會造成折疊后前后軸心錯位，整車折疊后前后輪高低差超差，整車即使座管插到底，整車也無法保證對地平穩性。

為了保證前后輪的高低差和折疊盒的對地垂直性，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。

經過加工，即可獲得一個沒有折疊盒的小輪徑車架。

2.整體切割式的過程是，先制作一支標準樣叉，把標準樣叉安裝到車架上。在切割臺上進行定位調整 （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位的要求來選定。前后軸心連線與鋸斷機切割片要保持垂直。

切割 （根據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。

整體切割式的優點在于：

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，經整體切割前的重新定位已是一個標準個體。

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

3.折點至前軸心的距離與折點至后軸心的距離的選定，確保最佳折疊效果。

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