手工制造车架

内容

◆车架接头的准备工作  ◆制造end和弯曲车叉   ◆制作主管道的准备操作   ◆焊接，制造车架   ◆制造前三角        

◆制造后三角       ◆装备小配件   ◆后处理       ◆涂漆加工    ◆最后的安装  ◆工具类

前言

自行车各配件中最重要的是车架，自行车的价格决定于车架。在国外著名的手工制作车架的技术员，每月只能制造几台车架。要想请他度身制作车架，恐怕要等几个月。美国的一些著名的车架厂，每月只生产几十台车架。在此介绍日本某工厂的制造车架的工序，供车友们参考。

连接车架的管的部件叫车架接头(联轴节)，决定车架接头的中心线是很重要的，这中心线要和车架管的中心线要对得上(用高度计来测定)。见图1(侧面图)，要从右下方、左下方及中心三方面作记号的话，较准确。

图2，使用的是Chinelli lost wax车架接头。

小心察看车架接头，用锉刀磨平车架接头使它平直。

3) 切削车架接头的内径

这个操作是确保车架管套在车架接头中。接头成品都有一定的接合角度，但若根据车架的尺寸、或者车手的喜爱等需要制造各种尺寸的车架，就要切削内径的一部分来解决角度问题。

(4) crown内径的调整

这一部分叫作crown，是车叉的肩部位的配件，正在切削的部位要插入车叉的管，这部位加工得好，才能插入车叉的管。一般的cinelli M24型的国外制造的colonbus、reinoice等的车叉管不需要加工该部位，但是现在使用的022车叉需要进行加工。

(5)补修crown的外观

和车架接头的操作一样，对crown也进行补修。cinelli M24的车叉的crown实际上不用补修也可以的，若补修的话外观更好。若追求完美就补修吧！

车架接头(联轴节)是什么？

连接车架的管的部件叫车架接头(联轴节)。它和一般的联轴节不同的地方是在其周围有各种图案的装饰。根据图案的不同被称为大陆式切割或者意大利式切割等。本文介绍的Cinelli的联轴节是意大利式切割。这种图案装饰除了美观外，最主要的目的是将分散接合部位集中的力量。假若联轴节的切面呈直角时，离切口不远处会产生平行的裂缝。车架管的加工是非常精细的加工，手工制造车架的业界才能小心巧妙地制造出优异的车架。不使用联轴节的方法叫作「lugless」法，这种方法所使用的管，在接口部位管壁较厚(通常是8mm以上)。

制造end和弯曲车叉

(1)制造end(终端)之一(车架支撑车轮的部分)

从5t的45C材料中切割end。当然锻造的end具有很优异的特性，但这里介绍的是使用自己切割的end，因为车子装上手工制的end的话，骑起来会有稳固兼且轻柔的感觉。切割可用电火花切割，也可用手锯的方法(图5)。

(2)制造end之二(开孔以及攻螺丝(taping))

切割好的end要开不倒翁用的孔，以及后拔链器用的孔。在最后的工序，接触花鼓 一侧要装上不锈钢的板，(有了这块板，反复装卸后轮也几乎不会损伤漆)。在这阶段要决定装不锈钢板的位置以及2mm的螺丝孔。

(3) 弯曲车叉
弯曲直管来制作车叉。首先要计算出车叉的长度和装车轮处到轴心之间(offset)的距离。弯曲所用的模具都是各个 工厂自制的独特的模具。方法有慢慢弯曲；左右均等弯曲等等。看起来是很简单的操作，实际上是靠经验细致的功夫，有经验的师傅制作的车叉弯曲曲线非常美观！

  图8

   图9

结束了弯曲车叉的工序之后，在装上end的状态下算出装车轮处到轴心之间(offset)的距离并剪断。为了装上end要在车叉上加工一道细沟 ，通常是在车叉上用铣刀加工了沟之后再弯曲车叉，但是为了取得美观的弯曲线条，就得先弯曲车叉，因此只能以手工用锉刀等工具加工细沟，使得end刚好能套上去。这种工序很花时间，但是师傅说：「车头周边到车叉一带是自行车的脸，要很细心操作才行」。

按照车架的尺寸固定夹具。一般夹具的尺寸是固定的，但是在不同季节(主要考虑室温)、不同的材料，有时需要用锤子调整夹具的尺寸，否则无法制成图纸所要求的车架。

放置在夹具上的管，按各部位所要求的尺寸切断。过去切断所需的尺寸是完全用图纸算出，但有了专用夹具后，可直接在夹具上算出，很方便。管的接合部位的加工很费工夫，反复加工到美观为止。( 见图11)

瓶台座、W杆台座、wire outer的接头台座等，要在管状下装好。要在低温下用银焊料小心操作，操作时不要使管子歪了。(焊接时两端会被封闭的上管和鞍管，)？要予先开排气孔，否则 空气受热膨胀后向外流时，会造成毛细管状的孔。

(1) 焊接crown(连接前避震器的左右部件的部位)和立柱(前车叉的上面部位)的焊接

由于crown象金属块一般厚，因此要用较强的火力，通常是使用丙烷气体，两只手同时操作，焊接用棒要放在焊接灯侧。图14是为了方便拍照，只用了一个火源。

(2)在车叉立柱(column)上切割一条沟

在横式铣刀上装上2mm厚的开沟锯，在立柱上切割一条沟。这个沟是用来装车头组件。为什么在这阶段切割一条沟呢？原因是假如车叉立柱已经有了沟，要以直角状态 进行焊接的难度大，所以在焊接后才切割加工就简单得多。

焊接已加工好的end和车叉鞘。焊剂会随着焊件的温度变化流动，因此要求象流水一样不断地改变火口的位置。这种焊接法和一般的焊接要领是不同的，例如，有时摆动火口，有时离开火口，有时候把火口对着某部位等等。
　

把车叉放置在专用夹具上，用强火(＃200左右)一边加热整个车架一边焊接车架的肩部位和车架鞘。焊接时不能做好一侧之后再去加工另一侧，而是要两边同时进行加工，在左右两边的几个点注入焊料后，火口要流向整体。以上操作要重复进行。也就是说，在每次注入焊料后要把火口流向整体。

把做好的车叉放在量具上检查精度。如左右的开叉情况，装车轮处到头部轴之间距离、长度等。假如任何数据不准确都无法把前轮装正(有一种检查end平行的专用工具)。 在最后装上前轮以前再检查一次，精度不合格的话就要重做。

补充：凭师傅的经验！
焊料的熔接温度是难干掌握的，手工制造车叉时，要凭师傅的经验掌握温度。据说是靠"鼻子和眼睛"。未加火以前闻一闻焊件的味道，加火后温度上升时味道产生微妙的变化，根据所闻到的味道来判断适正温度。再加上管的颜色的变化和焊料的状态来转动火源(？)。

焊接车架之前再次检查结合状况，检查接头和管的角度、管的接合部位的状况等等。尤其是管的接合部位很重要，若这一部位结合得不好，焊接后的车架就不合格

在车架夹具上固定主管和接头(试放)，冷却至室温后检查精度(左右的摆动、上管和鞍管的扭劲等)。在这阶段不检查精度的话，以后有些地方就不能修正。

从量具取下管，进行正式的焊接，五通管→鞍管接头→最后是五通管和下管，各部位的焊接次序根据管的种类而不同，目的是谋求最高的准确性。要知道这焊接的要领是需要长年所累积的经验。

再次放在量具上检查精度。主要检查鞍管和上管的的振动和扭劲，检查后修正。另外，确认各部位的尺寸。老师傅加工的焊接后的车架，放在量具上检查尺寸，结果是和要求的尺寸一致，这些都要凭经验。据说制造车架的关键是如何掌握好加热引起的 扭曲。

把加工好的坐管装在夹具上，和后end焊接。在此阶段不焊接坐管和鞍坐接头。

把加工好的后三角(实际上左右尚未加工好)从夹具上取下，加工后end周围，为什么在此阶段加工呢？原因是做成车架后再加工难度大。

把加工好的后三角再次试装在夹具上，和前三角合体。和加工前三角时的情况相同，首先点焊并试装，然后用量具检查end左右的开叉状况，并加以修正。具体地说，从后面看 ，end左右的开叉均等即可。若不在此阶段检查的话，安装的前后轮不会在一直线上。

(8) 正式焊接后三角

正式焊接前三角和后三角。首先用大火焊接衣架侧，然后冷却至室温。其次是用比刚小一些的火焊接鞍管侧，鞍管周围管道交差较为复杂，边改变车架的方向，迅速地有效地进行焊接。在 这阶段完成了11条主管道的焊接，车架完成了。

(9)检查精度

待温度降至室温后放置在量具上检查关键部位。如左右摆动、扭劲等。假若状况是在允许的范围以内，就再进一步调整以至做得更好。假若精度超过了允许的范围以外，那就要报废。

制作车架时为什么需要「量具」和「夹具」。「夹具」是直立的工具。「量具」是如同图27所示的工具。「夹具」是专门用来固定物体，是专门制作的工具，它的作用是固定车架某部位以及便于操作，且在夹具上可以用火操作。「量具」是测定器，在量具上面绝不能用火，量具的「定盘」的表面非常地平滑。师傅们是非常爱护「定盘」和「夹具」的。

   图29

焊接了构成车架的11条管之后，还要制造桥。桥是用来提高后三角的横向钢性，刹车器的钢性，以及装上挡泥板。它是由下14mm、上10mm的管来制作。调整好长度后装上5mm的扶手螺丝。

准确地量好桥的半径(从车轮轴至桥的半径)，在此要焊接刚才制作的桥，(先焊接下桥)。焊接温度要低，若用高温，chain stay(在车架中连接从五通管到后轮的end的2条管)会因热胀而会延伸，待冷却时又缩短，这样会影响后rear over lock nut的尺寸。

焊接下桥后检查over lock nut的尺寸，在鞍管的接头上方加工切割线，然后焊接上桥(若先装上桥，就难于加工切割线)。如图31，直握切刀平行加工，这是很不容易的操作。

悬臂闸(cantilever)必需要有台座，否则无法装上去。准确地量好位置(高度)，用专用夹具先试装，等完全冷却后，装上车轮和刹车器，检查精度，合格后才正式焊接。

    图34

最后焊接链钩(chain hook)、chain stay、chain stay outer等小配件。这些配件在工厂不加工，但是spok方式的链轮保护器(chain protector)则要自己制作。

用类似牙医使用的高速旋转的磨具，研磨接头的轮郭。操作时绝不可接触到管。

使用各种形状的锉刀对各部位进行后处理。这些工具是自己制造的，用研磨机把锉刀的前端削成各种适用形状，象雕刻刀一般使用。

(3)完全

各部位全都要进行后处理(包括接头上下、鞍管接头、衣架、小配件周围等等)，最后压入车头的小配件、五通管的螺丝、鞍管要用专用工具加工。图38，后面的影像是尚未作后处理的车架，前面的影像是经后处理后的车架。

(1)决定颜色

（２）准备工作(喷沙器sand blast)

进行喷沙操作之前，要做遮蔽工作(因为螺丝部位、鞍管都已调整好精度)。在此进行的喷沙要用相当细小的#240号，把底子表面加工得细腻。

(3)底漆处理
喷沙后进行喷底漆的工序。然后放在烤炉中烤乾。

(4)喷颜色

把调好的颜色装入喷枪里进行上漆，(那些未沾上车架的多余漆不断地被喷漆排气机吸去)，然后再挂到烤炉里烤乾。

(5)加上标记和抛光

车架烤乾后贴上标记，再涂上光亮剂，之后再次烤炉中烤乾约40分钟。最后放置1个星期左右使它稳定。

(1)装车头组件

用专用工具把车头小配件装在车架上，然后切断立柱(column)，最后装上车头轴承。

(2)贴上标记

(3)装上五通管(bottom Brackets)和曲柄

安装BB时，右one(在BB右侧的固定轴和轴承的部位)很重要，要用专用工具把它接拧紧。在轴承和旋转轴(shaft)上涂润滑膏，用右one调整。最后装上曲柄。

(4)装其他配件

装上前后变速器、把手、刹车拱门(brake arch)、鞍坐、脚踏、车圈等等。最后装上链条和闸线。在安装过程中师傅边调整边安装，是非常细心而费神的操作。

完成啦！

旋盘

旋盘的基本功能是把旋转轴切削成园形、开孔，它是唯一能够切削直角平面的工具。旋盘所能加工的直角面精度最好。

钻床

横铣盘

用以加工前叉的沟以及加工初期的鞍坐用栓等小配件。

虎头钳机 (machine vice)

和普通的虎头钳精度完全不同的专用vice，加工件被夹住时几乎不会浮起。

有关夹具

用纵铣盘、横铣盘的vice不能夹住的加工件，用T slot夹住固定。若还不能夹紧，就要自己制造工具。

手锯

用来锯铁板，可以自由自在地锯5t(5mm厚)的铁板。

压缩机

沙带(belt sander)

用来加工end周围。

air luter(?)

若6mm以上的夹头的话，气式的比电动的好，按接头的内径来使用。

气式钻孔

钻床不能加工的工件只能用这个工具，但是6mm以上的孔不能加工。

电动 luter(?)

用来加工接头周围。

研磨机

其构造和研磨具基本相同，装有布抛光和钢沙抛光。钢沙抛光用于除去管子表面的不纯物，布抛光用于镜面加工。

缓冲器

喷沙

随气体一起喷出沙(类似磨沙纸上的粉状物)，目的是抛光沙纸无法到达的地方。

油压机

用于弯曲车叉。

自行车专用量具

使用意大利制造的Marchetti Lange，在量具部位用铸造物来改装，是测定车架精度不可欠缺的工具。用此量具以BB为基准，测定鞍管的歪斜、车头管的扭劲和中心位置、back end开叉的中心、chain stay的扭劲等等，此外量具也用于划线。

车架夹具

意大利制造的专用工具 Marchetti Lange

车叉夹具

法国制造，VAR