Construir un cuadro de bicicleta

Hay un número creciente de materiales y métodos utilizados para construir cuadros de bicicleta. Este instructable es específicamente sobre la construcción de marcos de bicicletas de acero. MIG, TIG, Lugged y Filete Brazing son métodos comunes para unir tubos de acero para bicicletas. Los pasos que conducen a la unión real de la tubería son muy similares para estos métodos, así que eso es lo que cubriré en este instructable. Sería muy difícil y más allá de mis habilidades como constructor intentar y describir cómo soldar o soldar de manera efectiva. Te recomiendo que aprendas a soldar o soldar de alguien cara a cara y luego practiques (mucho). Personalmente aprendí a construir bicicletas a través de la clase de construcción de cuadros del United Bicycle Institute. La mayor parte de la información que doy en este instructable la aprendí a través de la clase y la literatura que proporcionaron. Ofrecen una excelente forma de aprender a construir marcos, le recomiendo que tome una de sus clases.

Aquí hay algunos acrónimos comunes que probablemente usaré en este instructable:

HT - Tubo de dirección

ST - Tubo de asiento

TT - Tubo superior

DT - Tubo de bajada

BB - Eje de pedalier

CS - Estancia en cadena

SS - Estancia de asiento

MTB - Bicicleta de montaña

Paso 1: diseño

El primer paso para construir un marco es diseñar el marco que tiene la intención de construir. Hay muchas opiniones, técnicas y algoritmos diferentes para dimensionar un cuadro de bicicleta para un ciclista específico. No entraré en detalles sobre el ajuste de la bicicleta.
Hay muchas formas de dibujar tu marco. Puede usar cualquier software CAD antiguo, CAD específico para bicicleta o una mesa de dibujo. Hacerlo en una mesa de dibujo es conveniente porque obtienes un modelo 2D a escala completa del marco antes de construirlo. Puede usar este modelo para colocar el tubo real y ver cómo se están formando las cosas.
Independientemente de cómo decida hacerlo, desea un dibujo preciso del cuadro de su bicicleta. Utilizará este dibujo para tomar dimensiones y ángulos, ¡así que asegúrese de que sea preciso!

Voy a romper la mayoría de los parámetros utilizados en el diseño del marco en dos categorías de ajuste y sensación.
Los parámetros de ajuste se determinan en función del cuerpo del individuo para el que será el marco. Los parámetros de sensación influyen en cómo se sentirá o funcionará la bicicleta. Si quieres aprender más de lo que hablo sobre cómo afectan la sensación de una bicicleta, toma la clase UBI o investiga un poco.

Parámetros de ajuste (básicamente, qué tamaño de bicicleta está construyendo):
Longitud del ST (centro medido de BB a donde la línea central del TT se cruza con la línea central del ST)
Longitud TT (medida desde la intersección de las líneas centrales ST TT hasta la intersección de las líneas centrales TT HT)

Parámetros de sensación (afecta la comodidad frente a la eficiencia de la bicicleta):
BB drop (qué tan lejos está el centro del BB debajo de la línea del eje); influye en la rigidez del cuadro, menos caída = más rígida pero menos cómoda.
Ángulo ST (medido en sentido horario desde la horizontal); afecta la distribución del peso, ángulo superficial = más comodidad pero menos eficiencia.
Ángulo HT (medido en sentido horario desde horizontal); influye en la rapidez de la dirección y la absorción de impactos, ángulo más pronunciado = manejo más rápido a costa de la absorción de impactos
Longitud CS; También afecta la absorción de impactos, así como la holgura del neumático / guardabarros, las estancias más largas significan más absorción de impactos y más espacio para neumáticos más grandes a costa de la eficiencia.
Dimensión del eje trasero sobre el bloqueo (qué tan ancho va a ser el eje trasero)

La mejor manera para que alguien nuevo en el encuadre del edificio determine estos parámetros de ajuste y sensación (a menos que tenga una bicicleta en forma a su disposición) es tomar medidas de la bicicleta que usa que mejor se adapte a usted. Debido a que lo has montado, sabes lo que se siente bien y lo que es posible que quieras cambiar, comenzar con la geometría actual de tus bicicletas es un buen camino a seguir.
Otra opción es buscar diferentes geometrías de bicicletas en línea. La mayoría de los fabricantes de cuadros de bicicleta dan las dimensiones del cuadro en su sitio web.

Otros parámetros importantes para su dibujo / diseño
Tamaño de la rueda; ¿Qué tamaño de ruedas vas a usar? (la cantidad importante es el diámetro del asiento del talón (BSD) o el diámetro del talón del neumático)
BSD comunes:
26 "(MTB) 559 mm
700c (carretera) 622 mm
27 ”(camino viejo) 630 mm
29 "(29er) 622 mm
Perfil del neumático (este es el diámetro del perfil del neumático, es decir, la distancia que el neumático se extiende más allá del BSD)
Esta cantidad generalmente es dada por el fabricante del neumático. Por ejemplo, los neumáticos 700 x 23 tienen un perfil de neumático de 23 mm.
Espacio libre del neumático delantero (cuánto espacio tendrá el neumático delantero, asiento del talón hasta la parte inferior de la corona de la horquilla)
Pila de auriculares inferior (cuánto espacio necesita para la dimensión predeterminada de los cojinetes de auriculares inferiores es 13 mm)
Altura de la horquilla (no voy a explicar cómo construir una horquilla, por lo que obtendrá este número del fabricante de la horquilla que va a utilizar. Es la distancia desde el centro del eje delantero hasta la base de la corona asiento de carrera (también llamado "eje a corona").


Ahora es el momento de elegir las dimensiones de su tubo:
Los tubos para bicicletas se pueden comprar en una variedad de distribuidores. Personalmente, he comprado y construido con tubos True Temper de Henry James. Una excelente manera de elegir su primer cuadro es comprar un kit que incluya todos los tubos para un cuadro. UBI vende kits de tubos Kasai aquí (haga clic en la pestaña de tubos de acero). Los números se refieren al tipo de aleación. De gran tamaño y estándar se refieren a diámetros de tubería comunes.

Bastidor de carretera / riel estándar Bastidor de carretera de gran tamaño TT 25.4 mm 28.6 mm
DT 28, 6 mm 31, 8 mm
ST 28, 6 mm (tija de sillín de 27, 2 mm) 28, 6 mm (tija de sillín de 27, 2 mm)

El diámetro del tubo de dirección está determinado por el tamaño de la dirección que desee. Las direcciones roscadas de 1 "son el estándar más antiguo, las direcciones sin rosca de 1 1/8" son el estándar moderno más común. El tubo de dirección que elija influye en el diámetro interno del tubo de dirección, pero el diámetro exterior está determinado por el grosor de la pared del tubo de dirección. Fabrican tubos de dirección con paredes delgadas para bicicletas que se construyen con el soporte adicional de orejetas más gruesas para bicicletas sin carga.

Vale la pena señalar en este punto que hay muchas opciones para los proyectiles BB. Si sabe todo sobre los soportes inferiores, excelente, compre la carcasa que necesita. Si no sabe mucho sobre los soportes inferiores, obtenga la carcasa de bb de 68 mm más común.

La mayoría de los tubos para bicicletas tienen topes. El grosor de la pared varía a través del tubo. El extremo de cada tubo tiene una pared más gruesa (juntas más fuertes) mientras que el centro es delgado (liviano). Para su primera construcción, le recomiendo que se adhiera a tubos más gruesos como 1 / .7 / 1, por ejemplo, que tiene colillas de 1 mm de espesor y un centro de .7 mm de espesor. (.9 / .6 / .9 también es una buena opción)
Los tubos vienen en diferentes longitudes y cada pieza puede tener extremos de diferente longitud. Toda esta información es proporcionada por los distribuidores y es importante al seleccionar cortar su tubería. Debes asegurarte de no cortar el extremo de un extremo del tubo ...

Una vez que haya seleccionado qué diámetro de tubo utilizará y haya obtenido todas las dimensiones necesarias, es hora de dibujar su marco. Compile los parámetros necesarios en una lista fácil de usar. Este ejemplo es del manual de creación de marcos de UBI que me dieron en la clase.
Bicicleta de carretera:
Llanta BSD: 622 mm
Perfil del neumático: 25 mm
Diámetro del neumático (BSD + 2 X Perfil del neumático) 672 mm
HT: 73 °
ST: 73 °
BB Drop: 75 mm
Longitud de horquilla: 370 mm
Longitud de la cadena: 410 mm
Longitud ST:?
TT longitud:?
Dimensiones de horquilla

Tómate tu tiempo y hazlo bien. Dibuje un perfil lateral y se mantenga una vista de arriba abajo de la cadena.
La precisión es importante.

Paso 2: inglete de tubo

Una vez que tenga un dibujo preciso de la bicicleta que tiene la intención de construir, es hora de comenzar a cortar su tubería. Bueno, primero debes pedirlo. Obtenga tubos basados ​​en las dimensiones que obtiene de su dibujo. Asegúrese de que haya suficiente longitud para cada junta.

Los constructores de marcos llaman a los tubos con muescas para que encajen perfectamente. El inglete de tubo se puede hacer de varias maneras. El método barato y tedioso es con recortes de estaño y archivos manuales. El método costoso pero algo más simple es con una fresadora. Independientemente de cómo lo haga, el objetivo es que su tubo se ajuste cómodamente en todas las articulaciones. Debe ajustarse perfectamente con el tubo en todos los ángulos correctos según su diseño. Tener una plantilla de construcción de cuadros de bicicleta es realmente útil para este paso. (Vea mi instructable sobre cómo construir uno aquí.) Las plantillas son útiles porque sostienen todos los tubos en los ángulos correctos, puede ingletear un tubo y tirarlo en la plantilla para probar el ajuste. Si necesita trabajo, puede sacarlo, archivarlo un poco y repetir.

Al ingletear un tubo, necesita una serie de dimensiones de inglete de su dibujo. El primer inglete que hago es el inglete shell ST BB. Para hacer esto con un molino, asegure el ST en el tornillo de banco (usando bloques en V), instale una sierra de perforación que tenga el diámetro de su carcasa de BB (probablemente 1.5 ") en el portabrocas, haga un corte de 90 ° el extremo del ST (asegúrese de que sea el extremo derecho, la mayoría de los ST se topan externamente en el extremo en el que se debe deslizar la tija del asiento). (Antes de hacer el corte, asegúrese de estar perfectamente centrado en el tubo) producirá una muesca que se adaptará perfectamente a su carcasa BB. Tire la carcasa BB y el ST en su plantilla. También coloque el tubo de dirección allí. La siguiente mitra que hago es la mitra TT ST. Siguiendo la misma idea que la BB Mitre, aprieto el TT en la prensa de molienda. Instale la sierra de perforación adecuada (el diámetro de la sierra de perforación debe coincidir con el diámetro del tubo al que se unirá). En mi caso, el diámetro ST es de 28, 6 mm (1 1/8 " ) así que instalé una sierra perforadora de 1 1/8 ". Si está construyendo una bicicleta con un TT horizontal y un 73 ° ST, entonces la sierra debe pasar por el extremo del TT a 73 ° (puede medir e este ángulo directamente desde su dibujo preciso). Después de hacer esta mitra, las cosas se ponen un poco más complicadas. Ahora tenemos que cortar el otro extremo del TT para que se ajuste al tubo de dirección. Es realmente importante que este inglete esté exactamente en el mismo plano que el primer inglete TT. Tómese su tiempo para configurar el molino para asegurarse de que este segundo inglete esté en plano con el primero. Ahora no solo necesitamos un ángulo de inglete sino también una distancia. Use su dibujo para medir qué tan lejos debe estar el borde interior de la próxima mitra desde el borde interior de la primera mitra. Obtenga el ángulo de inglete de su dibujo también. Haz tu mitra. Use el mismo proceso para el DT. La parte que se complica es la articulación ST, DT, BB. El DT debe ser mitigado tres veces. Una vez para la articulación HT pero dos veces en el otro extremo. Una vez a 90 ° para la muesca BB, pero se debe quitar un poco para que el ST encaje. Mira mis fotos

La cadena se queda y el asiento quedará mitigado más tarde. Por ahora solo concéntrate en el triángulo delantero.
Una vez que tenga el ST, TT, DT mitigado y se adapte bien en la plantilla, cambiemos nuestra atención a las cadenas.

Paso 3: estadías en cadena

Lo primero que debe hacer con las cadenas permanece es instalar los abandonos. Las deserciones de estilo de socket simplemente se deslizan sobre los extremos de las estancias, mientras que las deserciones de estilo de pestaña requieren un poco más de trabajo. Pasaré por la instalación de abandonos de estilo de pestaña.
Debe hacer que la pestaña del menú desplegable se ajuste perfectamente dentro del CS. Para hacer esto, mida el diámetro interno de la CS y modifique la deserción para que se ajuste. Hice pestañas de 6 mm del diámetro interno CS en mis punteras y ranuras profundas de 6 mm del ancho de mis punteras en mis CS. Las ranuras deben estar ligeramente inclinadas. Este ángulo puede provenir de tu dibujo. Las dos caras de desembrague internas serán paralelas y estarán separadas por una cierta distancia (probablemente 130 mm, ya que este es el estándar para el espacio del buje trasero). Los CS se inclinan hacia adentro desde los abandonos hasta el caparazón BB. Una vez que tenga las estancias ranuradas y las pestañas desechadas con pestañas, es hora de soldarlas. Para asegurarse de que todo esté alineado y sea preciso, lo mejor es usar un dispositivo para sujetar las estancias y las deserciones mientras suelda. Realmente solo necesita asegurarse de que los ángulos sean correctos. Hice un accesorio rápido que mantiene las estancias separadas a la distancia correcta donde se encontrarán con el BB. Desea que las cadenas permanezcan con una inserción de al menos 5 mm a cada lado de la carcasa del BB para dejar espacio para su soldadura o filete. Los abandonos se mantienen de forma segura por un eje simulado de la tienda UBI. Con los abandonos mantenidos paralelos a la distancia correcta y la cadena se mantiene en la parte de distancia correcta donde se encontrarán con la carcasa de BB, solda los abandonos en los soportes.
Una vez que sus estancias se vean bien, déjelos a un lado y regrese al triángulo delantero.

Paso 4: suelda / suelda el triángulo frontal

Ahora es el momento de comenzar a hacer que las cosas se vean como una bicicleta.
La primera articulación importante para soldar es la articulación BB ST. Haga que el ST esté alineado en el centro del caparazón BB y perpendicular a él (use una plantilla). Pegue las puntas delantera y trasera de la articulación juntas en la plantilla. Hará todas sus tachuelas en el plano de popa delantero para evitar problemas de alineación.
Después de que el BB se clava en el ST, puede sacarlo de la plantilla y unirlo por completo. Soldar o soldar toda la junta. Si está soldando un filete, mantenga el filete pequeño para que haya espacio para el DT.
Una vez que se realiza esa unión, puede volver a colocarla en la plantilla y hacer un ajuste seco con el resto del tubo. Use un marcador para trazar cada articulación. Esto es para que pueda perforar orificios de ventilación. Los orificios de ventilación son importantes para limpiar el flujo del tubo y para que la humedad pueda salir del cuadro de la bicicleta. Simplemente taladre un pequeño agujero dentro de sus líneas de rastreo.
Una vez que todo se ve bien, puede unir todas las articulaciones. Recuerde mantener sus tachuelas en el plano del marco. Apunte cada articulación secuencialmente, ángulos obtusos primero y ángulos agudos segundo.
Una vez que todas las juntas están clavadas, puede quitar el triángulo frontal de la plantilla y prepararse para soldar (o soldar) completamente las juntas. Hago esto en un soporte de reparación de bicicletas, ya que es fácil rotar y mover el cuadro mientras trabaja.

Paso 5: Mitre y conecte las estancias en cadena

Usando una plantilla de inglete o una alineación cuidadosa para ingletear la cadena se queda. Hacer las dos cosas a la vez como si se montaran en la bicicleta es lo más fácil. Puede ingletear cada uno individualmente usando información de ángulo y longitud de sus dibujos. Haga que sus mitras sean perpendiculares a las caras de los desertores.
Antes de montar las lengüetas de la cadena, la otra parte de las punteras para los asientos se queda. Siga el mismo procedimiento que antes.
Vuelva a colocar el triángulo delantero en la plantilla y monte las cadenas en la plantilla. Colóquelos como lo hizo con las otras juntas y extraiga el marco de la plantilla para completar la soldadura / baze.
Ahora realmente está empezando a parecerse a un cuadro de bicicleta.

Paso 6: adjunte las estancias del asiento

Ranura el asiento se queda para adaptarse a los desertores. Use la plantilla o sus dibujos para asegurarse de que estos ángulos sean correctos.
Hay espacio para algunos trabajos artísticos en la cabecera de los asientos. Limo y tapo los extremos con pequeños trozos de tubo.
Establezca los tirantes del asiento en las punteras y marque / globo ocular donde desea que se unan los tirantes al ST. Lime un pequeño surco en el ST para que se sienten y luego suelde. Ahora coloque el marco en la plantilla, coloque bien los deserciones y soldarlos.

Paso 7: soldaduras y puentes

Deberá agregar complementos de soldadura a su marco según el uso que desee. Lo más probable es que haya soldaduras para el enrutamiento de cables, un perno de unión para el poste del asiento, soldaduras de freno en voladizo? Jefes de botellas de agua? hay muchas opciones.
El jefe de encuadernación para la tija del sillín es sencillo, céntrelo y apriételo. Después de soldarlo, debe hacer una muesca en el medio y el tubo del asiento. Esto le permite al aglutinante apretar el tubo alrededor del poste del asiento.
Los topes de los cables se colocarán de acuerdo con la forma en que los enrutará para frenos y palancas de cambio / cambio.
Los frenos deben colocarse a cierta distancia del asiento y a cierta distancia uno del otro. Para ruedas de 26 ", deben estar a 251-256 mm del eje (280-285 mm para 700c). Deben estar separadas 75-85 mm.
También debe agregar un puente entre los dos asientos. Esto agrega rigidez y una ubicación de montaje de guardabarros.

Paso 8: limpiar y pintar

Terminando de limpiar todas tus articulaciones. Quite todo el fundente del marco sumergiéndolo en agua jabonosa caliente (usé una bañera). ¡Píntalo!

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