Progettare e costruire una bici per le prove a tempo
Tutto sommato, sono abbastanza soddisfatto dei risultati.
Quindi, la tua ragazza è un ciclista competitivo che ha bisogno di una nuova bici da cronometro, ma siete entrambi studenti universitari al verde? Beh, se hai appena finito la tua tesi di master e hai pieno accesso al negozio di macchine universitarie, puoi semplicemente farne una! Sembra facile, vero? Beh, non lo è, ma la seguente galleria quasi lo fa sembrare in questo modo.
L'ingegnere di bici Brendan Connors ha impiegato molto tempo per scattare fantastiche foto e documentare ogni fase del processo. Puoi vedere l'incredibile quantità di lavoro che ha dovuto inserire non solo nella progettazione della bici, ma anche nel dover creare alcuni strumenti personalizzati per portare a termine il lavoro.
-
- La geometria era basata su una valutazione in forma del suo allenatore. La posizione è molto aggressiva e ha richiesto una lunghezza del tubo sterzo di 85 mm, compresi gli auricolari. Ho disegnato uno schizzo del telaio in Autodesk Inventor, quindi ho allegato un assieme di tubi modellati allo schizzo.
-
- Il modello in Inventor è stato fondamentale per lo sviluppo del design, in quanto mi ha permesso di analizzare i problemi di spazio (ad esempio, la manovella e il gioco della corona con i foderi orizzontali). Sono stato anche in grado di utilizzare i profili dei tubi per creare programmi NC per la mitigazione dei tubi e la fresatura dei forcellini e del tubo sterzo, ad esempio.
-
- Ho scelto di utilizzare la lega di alluminio 7005, poiché non richiederebbe un trattamento termico di soluzione. I miei fornitori erano Nova Cycles di Rocklin, CA e Fairing Industrial di Chino, CA. Ogni tubo aveva una sezione trasversale unica, quindi ho usato una macchina di misura a coordinate Mitutoyo (CMM) per misurare le forme dei tubi. Questo è il tubo obliquo. La CMM ha registrato le coordinate xey per la superficie a ogni millimetro e sono stato in grado di importare questi dati in Inventor.
-
- Ho fatto la maggior parte delle mie lavorazioni su un mulino verticale Bridgeport con controlli CNC ibridi.
-
- Volevo che il tubo sterzo fosse sia corto (per adattarsi) che stretto (per ridurre l'area frontale). Ho progettato il tubo sterzo per accettare un auricolare integrato e un tubo sterzo da 1 ". Questo ha il diametro fino a 42 mm alle estremità. con alcune complesse fresature di superfici ho ridotto la larghezza a 35 mm nel mezzo.
-
- Il tubo sterzo dopo la fresatura superficiale. Ho bloccato il tubo sterzo nel dispositivo di saldatura e l'ho tenuto lì attraverso il processo di saldatura per mantenere l'orientamento.
-
- Si noti che il tubo di sterzo è ristretto sui lati e sul retro, ma convesso sulla parte anteriore per aumentare la lunghezza della corda della giunzione del tubo sterzo.
-
- Non sono riuscito a trovare un alesatore a tubo sterzo per un auricolare integrato da 1 ", quindi ho realizzato questo inserto per alesatore per un alesatore e un separatore per cuffie VAR. Ho usato l'acciaio 4140 e ho dovuto ricorrere alla limatura a mano per i rilievi per ottenere buone superfici di taglio.
-
- Nessuno produce forcellini orizzontali con ganci del deragliatore nel 7005, quindi li ho anche lavorati.
-
- Ogni dropout ha richiesto 4 programmi NC separati sul mulino. Potete vedere che ho usato anche il mio dispositivo di saldatura per serrare qui.
-
- Toccando il gancio del deragliatore. Ho consultato la letteratura di Shimano per determinare il posizionamento ottimale del foro del bullone del gancio.
-
- I dropout completati
-
- I forcellini, visti di fronte. Ho inserito i tappi per adattarli ai fermi per facilitare il fissaggio del telaio. Gli angoli sono stati levigati a filo con i tubi più tardi.
-
- I forcellini con viti di fissaggio installate. Ciò consente un modo comodo per regolare la spaziatura della ruota posteriore dietro il tubo verticale. Notare le impressioni della zigrinatura sul forcellino destro - Ho bloccato i forcellini in una ruota posteriore per fare un modello di telaio per controllare lo spazio sul freno posteriore e il percorso dei cavi.
-
- Ridimensionamento del tubo orizzontale. Ho usato FeatureCAM per scrivere programmi NC per i mitra basati sui file di parti di Inventor importati. Anche i morsetti che reggono i tubi a parete sottile sono stati tagliati dai programmi FeatureCAM basati sui profili dei tubi della CMM.
-
- L'apparecchio di saldatura. Ho lavorato con diversi blocchi per contenere i forcellini, la scatola del movimento centrale, il tubo sterzo e le valvole principali, e li ho fissati tutti a un tavolo ottico.
-
- Ho anche stampato lo schizzo del fotogramma in scala 1: 1. Questo è stato di grande aiuto nel sistemare l'apparecchio sul tavolo.
-
- Le pinze per tubi utilizzate per la mitigazione sono anche raddoppiate come dispositivi di saldatura.
-
- Il blocco di fissaggio per i forcellini. Le spine per i soggiorni erano fondamentali nel fissare il telaio.
-
- Il giunto del movimento centrale, che si uniscono. Ho dovuto fare un prototipo di ruota posteriore, telaio e freno posteriore per determinare la forma ottimale dell'apertura nel tubo obliquo per consentire l'uscita dei cavi. Ciò ha richiesto numerosi tagli iterativi del giunto inferiore del tubo obliquo.
-
- Questa piastra del ponte posteriore era anche il punto di montaggio per il freno posteriore. Ho sostituito il perno di montaggio del freno aerodinamico Oval Concepts con un bullone e ho infilato il foro nel piatto. Ho ruotato il tubo del sedile fuori dalla strada per questa foto per illustrare il lato superiore del piatto - nota la costola che rinforza il foro del bullone.
-
- Il movimento centrale con il tubo verticale, la piastra del ponte e un fodero in posizione. Questa sarebbe la regione più difficile da saldare in base all'accesso scomodo.
-
- La giunzione del tubo sterzo. Ho estratto le linee di contorno sul tubo sterzo in seguito, il che mi ha aiutato con la misura. Notare il foro nel tubo superiore vicino al bordo posteriore del tubo obliquo. Ho fatto dei buchi nel tubo superiore per far passare i cavi attraverso il telaio, entrando dietro lo stelo. Ho inserito una porzione inutilizzata del seggiolino nel tubo orizzontale per rinforzare questi fori.
-
- Il set di saldatura: morsetti, morsa, lime, spazzola metallica, tronchesi, asta di saldatura 5356, guanti in pelle, cappuccio auto-oscurante e giacca. Sono stato rovinato con un Miller Synchrowave 350LX.
-
- Ecco uno dei miei pezzi di prova di saldatura. Le saldature non erano sempre belle (a destra), ma ho dimostrato a me stesso che erano forti e hanno pulito bene (a sinistra).
-
- Ho passato tanti giorni a praticare la saldatura dell'alluminio, come ho fatto effettivamente saldando la bici.
-
- Dopo il completamento della saldatura (e il giorno nel forno), ho iniziato un lungo processo di levigatura delle giunture e la costruzione con filler corpo Bondo. Era inteso come una bici aerodinamica, non una bici leggera, ma il peso totale del telaio prima della verniciatura era di 2,75 libbre. Non troppo squallido.
-
- Ci sono volute molte applicazioni di Bondo per ottenere filetti accettabili.
-
- La bici, completamente assemblata (meno ruote). Dopo Bondo arrivò uno strato di primer automordenzante, ma il processo pittorico fu interrotto nei fine settimana. A quel punto ne aveva bisogno per le gare!
-
- La bici da dietro. Notare il freno posteriore, il morsetto del reggisella a cuneo e il passaggio dei cavi pulito.
-
- I raccordi non sono ancora perfetti, ma è qui che è arrivato il primer con riempimento elevato.
-
- Ecco un colpo dell'area del movimento centrale. puoi vedere un po 'meglio il posizionamento del freno posteriore. La regolazione dei pad non è facile con le pedivelle installate, ma questa non è mai stata una bici di comodo.
-
- Mia moglie modella la bici. Ecco la posizione aggressiva di cui stavo parlando.
-
- Guarda quel sorriso. Penso che le piaccia!
-
- Il costruttore contempla la sua creazione.
-
- Ritorno alla pittura. Ho ripreso con diversi strati di primer con riempitivo alto (con delicata levigatura in mezzo), un top coat bianco, una sfumatura blu fatta con un aerografo e alcuni strati di vernice trasparente per rendere le cose lucide. Abbiamo quindi tagliato le maschere dalla carta Contac (un delizioso disegno a venatura del legno).
-
- Il passo finale è stato alcuni strati di smalto nero per una finitura duratura. Ho usato vernici per auto Dupli-Color dappertutto, dato che sono rimasto insoddisfatto delle comuni lattine di ferramenta nel lungo periodo.
-
- Notare le maschere fatte in casa sotto la vernice. L'obiettivo erano lettere bianche e blu sbiadite su uno sfondo nero.
-
- Tutto sommato, sono abbastanza soddisfatto dei risultati.
Il finale felice può essere visto qui. Ha realizzato con successo quella che sembra una bici davvero bella e per completare il tutto, ha vinto il campionato femminile quell'anno.