Pyörän ja polkupyörän rungon puristeprofiilit: Mitä alumiiniseoksia käytetään?

Näen, että ajajat haluavat kevyitä ja vahvoja runkoja. He ovat huolissaan halkeamista tai painosta.

Alumiiniseokset, kuten 6061 ja 7005, ovat yleisiä, koska niissä on tasapaino lujuuden ja painon välillä.

Tässä artikkelissa selitetään, mitkä seokset soveltuvat parhaiten pyöränrunkojen puristeprofiileihin.

Mitä alumiiniseoksia käytetään polkupyörän runkoprofiileissa?

Rakensin kerran oman maantiepyörän rungon. Testasin 6061- ja 7005-putkia. Kumpikin seos tuntui erilaiselta hitsatessa ja ajoi eri tavalla mäissä.

6061-T6 ja 7005-T6 ovat pyöränrunkojen puristamiseen käytetyimpiä seoksia. 6061 on helpompi hitsata, 7005 on vahvempi eikä tarvitse lämpökäsittelyä hitsauksen jälkeen.

Sukella syvemmälle: Miksi nämä seokset ovat suosittuja

Molemmat seokset tarjoavat tasapainoisen tasapainon painon, lujuuden ja työstettävyyden välillä:

• 6061-T6:

  • Erinomainen hitsattavuus
  • Hyvä korroosionkestävyys
  • Vetolujuus ~290?MPa
  • Myötölujuus ~241?MPa
  • Ihanteellinen räätälöityihin kehyksiin ja CNC-työstöön

• 7005-T6:

  • Korkeampi vetolujuus (~350MPa) ja saanto (~328MPa).
  • Hitsauksen jälkeistä vanhentamista ei tarvita
  • Voi olla jäykempi, hyvä aggressiivisiin ajoihin.
  • Hieman raskaampi ja jäykempi

Seoksen vertailutaulukko

Kokeilin 6061-DS:ää (kaksoisliuotettu), joka antoi hyvän lujuuden, hienorakeisuuden ja tasaisemman ajotuntuman.

Tietokilpailun aika:

Miten suulakepuristusprosessit vaikuttavat rungon lujuuteen?

Vierailin kerran puristustehtaalla. Näin profiileja, joissa oli pitkä raerakenne. Insinööri osoitti, että suulakepuristussuunta vaikuttaa väsymislujuuteen.

Puristusprosessissa metallijyvät kohdistetaan putkea pitkin. Tämä parantaa lujuutta pituussuunnassa ja väsymiskestävyyttä.

Sukella syvemmälle: Jyvän virtaus ja ekstruusioparametrit

Puristaminen työntää lämmitetyn aihion muotoillun muotin läpi. Se muodostaa putken muodon ja yhdenmukaistaa raerakenteen.

Jyvän suuntaus

• Jyvä virtaa runkoputkea pitkin
• Kohdistettu rae parantaa väsymiskestävyyttä.
• Satunnainen jyvä voi aiheuttaa heikkoja vyöhykkeitä

Seinämän paksuus ja profiilin geometria

Ekstruusio mahdollistaa monimutkaiset muodot:

• Paksuseinäiset osat liitosten ympärillä
• Ohut seinä keskellä painon vuoksi
• Profiiliin sisäänrakennetut vahvistuskylkiluut

Tämä muodonhallinta lisää lujuutta ilman, että hitsataan lisää materiaalia.

Puristusnopeus ja -lämpötila

• Korkea aihion lämpötila tekee sujuvan virtauksen
• Hidas nopeus parantaa viljan kohdistusta
• Jäähdytyksen on oltava tasaista jäännösjännitysten välttämiseksi.

T6 lämpökäsittely puristamisen jälkeen

• Liuoslämpökäsittely -> sammutus -> vanheneminen T6-karkaisuun.
• T6-käsittely maksimoi lujuuden
• Sen ohittaminen jättää T4-karkaisun alhaisemmalla lujuudella.

Testasin kahta kehystä: toinen vain T4, toinen täysin T6. T6-runko tuntui jäykemmältä sprintissä ja kesti pidempään väsymistesteissä.

Tietokilpailun aika:

Voitko räätälöidä polkupyörän runkopuristeita?

Ratsastajat ja tuotemerkit haluavat omia muotojaan. Työskentelin erään pienen rungonrakentajan kanssa, joka tilasi yksilöllisiä puristeita, joissa oli tietyt putkimuodot.

Kyllä, profiileja voidaan mukauttaa paljon. Voit suunnitella mukautettuja poikkileikkauksia, putken paksuutta ja sisäisiä kanavia.

Sukella syvemmälle: Mukautetut suulakepuristussuunnitteluvaihtoehdot

Hänen projektinsa kautta opin vaiheet:

1. Profiilin muotoilu

   • Suunnittelijat laativat poikkileikkauksen CAD-ohjelmassa
   • Sisältää hitsausvyöhykkeet, ristikot, sisäiset kylkiluut.

2. Die luominen

   • Teräsmuotti, joka on valmistettu tiukkojen cm:n toleranssien mukaisesti
   • Kalliita etukäteen, mutta uudelleenkäytettäviä

3. Koeajot

   • Ensimmäiset puristukset virtauksen ja jäähdytyksen hienosäätöön
   • Säädä suulaketta tai prosessia tarpeen mukaan

4. Täysi tuotanto

   • Testien jälkeen eräkokoja nostetaan
   • Mittojen ja mikrorakenteen laatutarkastukset

5. Puristamisen jälkeinen käsittely

   • Sahaus, venytys vääntymisen vähentämiseksi
   • Lämpökäsitellään, muotoillaan ja hitsataan

Tyypilliset mukautetut ominaisuudet

• Epäsymmetriset putket vasteen virittämistä varten
• Sisäinen silloitus kaapelin reititystä varten
• Puskulevytetyt profiilit paksummat päät, ohuempi keskusta
• Koristeelliset muodot brändäys tai toiminnalliset vaiheet

Kun prototyyppimme ohjaustangon kiinnitysalue on integroitu alaslaskuputkeen. Se säästi hitsausta ja vähensi painoa. Tarvittiin kaksi koeajoa muotin hiomiseksi ennen tuotantoa.

Tietokilpailun aika:

Miten valita suulakepuristusprofiili kevyitä kehyksiä varten?

Halusin mahdollisimman kevyen kiipeilypyörän. Valitsin ohutseinämäiset ja puskulevytetyt kohdat puristeputkesta. Sitten lämpökäsittelin täyteen T6:een.

Jos haluat rakentaa kevyitä runkoja, valitse 6061?DS:n kaltaisia seoksia, käytä puskuroituja ja onttoja profiileja ja varmista T6-karkaisu puristamisen jälkeen.

Sukella syvemmälle: Vaiheet optimaalisen kevytprofiilin saavuttamiseksi

Oikean suulakepuristimen rakentaminen tarkoittaa, että on otettava huomioon:

1. Seos ja karkaisu

• 6061 DS tai 7005 lujuuden ja hitsaustarpeen mukaan.
• Käytä aina T6-karkaisua puristamisen jälkeen

2. Putken seinämän rakenne

• Kaksoispyllyinen: paksut päät, ohut keskusta
• Kapenevat profiilit: ohuempi lähellä satulaputkea
• Lisää kylkiluut sisäpuolelle jäykkyyden lisäämiseksi ilman paksuja seinämiä.

3. Poikkileikkauksen muoto

• Pyöreä yksinkertaista ajotuntumaa varten
• Ovaalin tai aeron muodot siellä, missä tuulella on merkitystä.
• Kapeneva etukolmio jäykkyyden lisäämiseksi, takakolmio joustavuuden lisäämiseksi.

4. Profiilin pituus ja hitsausliitokset

• Pitkät puristeputket vähentävät hitsaus- ja liitoskohtien määrää.
• Vähemmän hitsaussaumoja pienentää vikaantumisriskiä ja säästää painoa.

5. Profilointi ja viimeistely

• Venytys viljan suuntaamiseksi ja jännityksen poistamiseksi
• Karkeakoneistus ennen lopullista CNC-työstöä
• Kiillotus ja anodisointi tai maalaus viimeistelyä varten

Esimerkkitaulukko: Profiilin vaihtoehdot

Rakensin yhden rungon, jossa oli sisäinen ribbing - putkien seinämät jäivät 0,9 mm:n paksuisiksi, mutta jäykkyys oli erinomainen. Paino putosi 200 g verrattuna vakiorunkoon.

Tietokilpailun aika:

Päätelmä

Oikean metalliseoksen, puristusprosessin ja mukautetun profiilin valinnalla voidaan saada aikaan kevyitä ja vahvoja pyöränrunkoja. Vaiheita ovat esimerkiksi 6061- tai 7005-profiilin valinta, puskuroitujen tai uurrettujen profiilien suunnittelu, T6-karkaisun käyttö ja harkittu geometria. Tuloksena on kestävä, kevyt ja suorituskykyinen pyörä.