TWI485077B

TWI485077B - 自行車花轂殼製造方法

Info

Publication number: TWI485077B
Application number: TW102106184A
Authority: TW
Inventors: Yi Sheng Chen
Original assignee: Yi Sheng Chen
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2015-05-21
Also published as: TW201433476A

Description

自行車花轂殼製造方法

本發明係有關於一種自行車花轂殼之製造方法，尤指一種不限形狀、製程短且廢料少及成本低之自行車花轂殼製造方法。

目前個人的交通工具，雖然大多以機車或是汽車為主，然而，自行車由於其具有不占空間且機動性高等先天上的優勢，一直以來都還能保有其非主流交通工具之地位。而近年來由於休閒風與環保風的盛行，而自行車剛好又兼具環保與運動兩大優勢，一時之間造成了騎乘自行車的風潮，同時也造就自行車市場大開。眾所皆知，花轂在自行車的動力傳遞上具有舉足輕重的地位，然而由於習用自行車花轂之製造方法生產效率不佳，令許多業者在這一波自行車大流行的風潮下，仍無法大幅提升其應有的收益，著實令人扼腕。

經查，目前習用之自行車花轂製造方法，不外乎鍛造與車削兩大主流，其製程與缺點茲分別敘述如下。

以鍛造為例。鍛造自行車花轂殼之程序必須分多次鍛造成形處理，然後再進行加工鑽孔，且每次加工必須要有一定數量，加工廠商才會接單進行鍛造加工處理，因此其不但成本高、速度慢且精度差，再者某些特殊形狀之花轂殼，根本無法藉由鍛造之方式所完成。

再以直接車削為例。必須先取材自大於花鼓殼最大外徑之金屬圓棒為粗胚料，再將金屬圓棒裁切成一預定長度，然後再利用車銑複合加工機加以車削、銑削以及鑽孔。由於車削跟銑削係以整根圓棒開始加工，因此會產生相當多的廢料，除造成原物料的浪費外，無形之中更是提高了製造成本，並降低其市場之競爭力。

緣是，本發明人乃針對上述鍛造自行車花轂成本高、速度慢且精度差缺失，以及；直接以大於花鼓殼最大外徑的粗胚圓棒，直接逕行以車削、銑削加工，致產生的自行車花轂廢料多且成本高之缺失，本著鍥而不捨的精神與精益求精之目的，積極不斷的加以研究改良，並經長期之努力與試驗，終於開發設計出本發明。

本發明之主要目的，在於解決上述的問題而提供一種不限形狀、製程短且廢料少之自行車花轂殼製造方法。

為達上述目的，本發明主要係包括下列步驟：擠製成型：將欲製成花轂殼之金屬材料，以擠製成型之方式製造成一截面呈幾何型態之長條狀的材料棒；裁切：將材料棒依所欲生產之花轂殼數量裁切成材料塊，同時令材料塊之寬度相當於第一成型部之高度；熱處理：利用熱處理之方式，提高材料本身之硬度；以及數控加工機加工：車削、銑削以及鑽孔成型出一第一盤體、第二盤體以及一煞車盤安裝座，並分別於第一盤體與第二盤體上分別形成複數環狀等距排列之穿孔。

本發明所使用之素材先以擠製成型之技術，將金屬材料抽拉成條狀之材料棒，再依所欲加工之數量裁切成塊，完全不受數量之限制，由於金屬擠製之技術已相當成熟，因此可藉由擠製與裁切動作，將材料棒切成與完工後尺寸相當接近之材料塊，因此，在數控加工機加工的過程中，可將該製程所產生之廢料量降至最低，除降低成本外亦可收環保之效。再者，本發明所提供之方法，可徹底解決以鍛造方法製造自行車花轂成本高、速度慢且精度差之缺點，同時，使用本方法亦可解決車削製造方法，所產生廢料數量龐大之缺失。

本發明之上述及其他目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入了解。

當然，本發明在某些另件上，或另件之安排上容許有所不同，但所選用之實施例，則於本說明書中，予以詳細說明，並於附圖中展示其構造。

10‧‧‧材料棒

10’‧‧‧材料塊

11‧‧‧第一成型部

111‧‧‧第一傾斜部

12‧‧‧第二成型部

121‧‧‧第二傾斜部

13‧‧‧第三成型部

14‧‧‧第一軸桿部

15‧‧‧第二軸桿部

21‧‧‧第一輪體

211‧‧‧第一環傾斜部

22‧‧‧第二輪體

221‧‧‧第二環傾斜部

23‧‧‧第三輪體

24‧‧‧第一軸桿

25‧‧‧第二軸桿

31‧‧‧第一盤體

311‧‧‧第一環凸部

312‧‧‧第一穿孔

32‧‧‧第二盤體

321‧‧‧第二環凸部

322‧‧‧第二穿孔

33‧‧‧煞車盤安裝座

36‧‧‧軸孔

H‧‧‧高度

W‧‧‧寬度

第一圖係本發明之流程圖。

第二圖係本發明金屬材料經擠製成型後所形成材料棒之立體外觀圖。

第三圖係本發明材料棒經裁切後所形成材料塊之立體外觀圖。

第四圖係本發明材料塊經粗加工程序後之立體外觀圖。

第四A圖係本發明材料塊經粗加工程序後之前視圖。

第五圖係本發明材料塊經精加工與鑽孔後所完成自行車花轂殼之立體外觀圖。

第五A圖係本發明材料塊經精加工與鑽孔後所完成自行車花轂殼之前視圖。

本發明係有關於一種不限形狀、製程短且廢料少之自行車花轂殼製造方法，請參閱如第一圖所示，其主要係包含有擠製成型、裁切、熱處理、數控加工機加工以及表面處理等程序。

各製程所形成之結構與細節茲分別詳述如下：擠製成型：請參閱如第二圖所示，將欲製成花轂殼之金屬材料，以擠製成型之方式製造成一長條狀之材料棒(10)，該材料棒(10)相異之兩面分別成型有第一成型部(11)、第二成型部(12)與第三成型部(13)，連接該第一成型部(11)與第二成型部(12)者，係為一第一軸桿部(14)，而連接該第二成型部(12)與第三成型部(13)者，係為一第二軸桿部(15)。其中，該第一成型部(11)與第二成型部(12)之高度相當，且該第一成型部(11)與第二成型部(12)，分別具有一向內設置且互相對應之第一傾斜部(111)與第二傾斜部(121)；本發明之較佳實施例中，前述之金屬材料以鋁合金為佳。

裁切：請參閱如第三圖所示，將材料棒(10)依所欲生產之花轂殼數量裁切成材料塊(10’)，同時令材料塊(10’)之寬度(W)相當於第一成型部(11)之高度(H)，以減少材料之損耗，降低生產成本。

熱處理：利用熱處理之方式，提高材料本身之硬度，以降低材料在加工中熱脹及加工後冷縮時尺寸精度誤差。

數控加工機加工：本製程主要係利用數控(NC)加工機並區分為粗加工、精加工與鑽孔三個步驟來進行。請參閱如第四與第四A圖所示，本發明所加工之工件經過粗加工程序後，原第三圖中之第一成型部(11)、第二成型部(12)與第三成型部(13)，分別形成一第一輪體(21)、第二輪體(22)與第三輪體(23)，且該第一傾斜部(111)與第二傾斜部(121)，則分別形成一第一環傾斜部(211)與第二環傾斜部(221)；而該第一軸桿部(14)與第二軸桿部(15)則分別形成一第一軸桿(24)與第二軸桿(25)。

請參閱如第五與第五A圖所示，本發明所加工之工件經精加工程序後，該第一輪體(21)與第二輪體(22)係分別形成一第一盤體(31)與第二盤體(32)，而該第一環傾斜部(211)與第二環傾斜部(221)則分別形成一第一環凸部(311)與第二環凸部(321)；該第三輪體(23)則形成一煞車盤安裝座(33)，其中，該第一環凸部(311)與第二環凸部(321)，可減輕或解決該第一盤體(31)、第二盤體(32)與第一軸桿(24)間應力集中的問題。

而本發明加工之工件經鑽孔程序後，可分別於第一盤體(31)與第二盤體(32)上，橫向形成有等距環狀排列之第一穿孔(312)與第二穿孔(322)；同時並沿花轂殼之軸線形成有一軸孔(36)。其中，該第一穿孔(312)與第二穿孔(322)分別用以供安裝幅條(鋼絲)之用，而該軸孔(36)則用以供穿設輪軸、安裝軸承等花轂之必要零件之用。

為了避免氧化，並提高花轂殼體完成後之美觀，本發明於數控加工機加工程序完成後，可再增加一表面處理程序，而本發明之較佳實施例中，該表面處理程序係採用陽極處理，經陽極處理後，除可於工件之表面形成一硬化皮膜外，還可以提供上色之效果，可兼具強化耐用與美觀之功效。

綜上所述，本發明所使用之素材先以擠製成型之技術，將金屬材料擠製成一截面呈幾何型態之條狀的材料棒，再依所欲加工之數量裁切成塊，完全不受數量之限制，由於金屬擠製之技術已相當成熟，因此可藉由擠製與裁切動作，將材料棒切成與完工後尺寸相當接近之材料塊，因此，在加工的過程中，可將該製成所產生之廢料量降至最低，除降低成本外亦可收環保之效。再者，本發明所提供之方法，可徹底解決以鍛造方法製造自行車花轂成本高、速度慢且精度差之缺點，同時，使用本方法亦可解決大外徑之金屬圓棒的車削製造方法，所產生廢料數量龐大之缺失，因此，本發明可一次解決現有自行車花轂殼製造方法之所有缺失，堪稱是依極具新穎性與進步性之發明，且因其優點顯著，卻可為自行車製造業者所廣為採用，而獲得降低成本與縮短製程之效。

以上所述實施例之揭示係用以說明本發明，並非用以限制本發明，故舉凡數值之變更或等效元件之置換仍應隸屬本發明之範疇。

由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，並且在同類製程或產品中均未見有類似之發表，實已符合專利法之規定，爰依法俱文提出專利申請。

Claims

一種自行車花轂殼製造方法，其主要係包括下列步驟：擠製成型：將欲製成花轂殼之金屬材料，以擠製成型之方式製造成一截面具有一第一成型部、一第二成型部與一第三成型部之長條狀的材料棒；其中，該第一、第二成型部之間具有一第一軸桿部連接，而該第二、第三成型部之間則具有一第二軸桿部連接，且該第一成型部與第二成型部之高度相當；裁切：將材料棒依所欲生產之花轂殼數量裁切成材料塊；熱處理：利用熱處理之方式，提高材料本身之硬度，降低加工過程熱脹及加工後冷縮的尺寸誤差；數控加工機加工：加工出一第一盤體、第二盤體以及一煞車盤安裝座，並分別於第一盤體與第二盤體上分別形成複數環狀等距排列之穿孔；以及表面處理。
如申請專利範圍第1項所述之自行車花轂殼製造方法，其中，該第一成型部與第二成型部分別具有一向內設置且互相對應之第一傾斜部與第二傾斜部。
如申請專利範圍第2項所述之自行車花轂殼製造方法，其中，當材料棒被依所欲生產之花轂殼數量裁切成材料塊後，材料塊之寬度係相當於第一成型部之高度。
如申請專利範圍第3項所述之自行車花轂殼製造方法，其中，數控加工機加工製程係區分為粗加工、精加工；該粗加工將該第一成型部、第二成型部與第三成型部，分別形成一第一輪體、第二輪體與第三輪體，且該第一傾斜部與第二傾斜部，則分別形成一第一環傾斜部與第二環傾斜部；而該第一軸桿部與第二軸桿部則分別形成一第一軸桿與第二軸桿；該精加工將該第一輪體與第二輪體係分別形成一第一盤體與第二盤體，而該第一環傾斜部與第二環傾斜部則分別形成一第一環凸部與第二環凸部；該第三輪體則形成一煞車盤安裝座。
如申請專利範圍第1至4項任一項所述之自行車花轂殼製造方法，其中，該表面處理程序係採陽極處理。