汽车保险杠设计与开发

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1、32技术纵横轻型汽车技术2011(11／12)总267／268汽车保险杠设计与开发刘金霞孙宏强(上汽乘用车技术中心(南京)车身部)摘要保险杠是轿车的主要塑料件之一，保险杠的性能、质量与可靠性，需要有一定的保证，本文就保险杠设计与开发过程中，针对塑料原材料、注塑设备与模具、注塑工艺及产品结构等因素对产品质量的影响进行了探讨。关键词：保险杠设计开发人机料模具汽车车身工程是一个独特的工程，包括结构工热塑性塑料的特性是在加热后膨胀，冷却后收程、空间程序管理、钣金件设计、装配设计等多种环缩，当然加压以后体积也将缩小。在注塑成形过程节，车身工程必须考虑如何使产品

2、安全性更高，设计中，首先将熔融塑料注射入模具型腔内，充填结束工艺更合理，成本更低及面市时间更短。为满足全球后熔料冷却固化，从模具中取出塑件时即出现收市场对产品的多样化需求，车身改型更为频繁，改型缩，此收缩称为成形收缩。塑件从模具取出到稳定幅度也更大，这样就造成会有更多的保险杠须设计这一段时间内，尺寸仍会出现微小的变化，一种变与开发。化是继续收缩，此收缩称为后收缩。但其中起主要作用的是成形收缩。目前确定各种塑料收缩率1材料(成形收缩+后收缩)的方法，一般都推荐德国国用塑料制造保险杠可以根据美学和实用两方面家标准中DIN16901的规定。即以23~C-I

3、-O．1℃时模来塑造时尚美观且不失功能化的造型。而且从强度具型腔尺寸与成形后放置24小时，在温度为23℃，上考虑，用塑料制造的保险杠对碰撞有很好的防御相对湿度为50±5％条件下测量出的相应塑件尺寸性。现在的塑料保险杠通常由三层组成：面板材料是之差算出。用PP、PE／ABS、PC／PBT；骨架材料可以是木材、金收缩率S由下式表示：属；中间是PP发泡材料或PU发泡材料。就目前的S={(D—M)／D】×100％(1)发展来看，此类材料不利于回收利用和不符合环境式中S——收缩率友好原则。近年来国外有人提出用TPE来制造汽车D——模具尺寸保险杠面板，而用玻纤增

4、强PP制造骨架，再用发泡M——塑件尺寸PP制作中间的缓冲层，都是同一族的材料，有利于如果按已知塑件尺寸和材料收缩率计算模具回收循环使用。在回收循环使用前，只要清洁和干燥型腔则为D=M／(1一S)，在模具设计中为了简化计算，处理，就可以按一定比例重新制造保险杠。一般使用下式求模具尺寸：因保险杠是汽车的外观件，它的装配效果直接D=M+MS(2)影响车子的美观，也是汽车最直观的外衣，而保险杠如果需实施较为精确的计算，则应用下式：的装配尺寸是保险杠重中之重的要素。因此，塑料原D=M+MS+MS2(3)材料的收缩率起着重要的角色。但在确定收缩率时，由于实际的收

5、缩率要受众轻型汽车技术2011(11／12)总267／268技术纵横33多因素的影响也只能使用近似值，因而用式(2)计算以图2某一前保为例，模具在箭头所指位置加型腔尺寸也基本上满足要求。在制造模具时，型腔则一浇口可克服因收缩产生的变形。按照下偏差加工，型芯则按上偏差加工，便于必要时可作适当的修整。难于精确确定收缩率的主要原因，首先是因各⋯⋯一一容埸产，I悭：种塑料的收缩率不是一个定值，而是一个范围。因为彤的J寸!不同工厂生产的同种材料的收缩率不相同，即使是一个工厂生产的不同批号同种材料的收缩率也不一图2奇瑞B11前保样。因而各厂只能为用户提供该厂所生

6、产塑料的收缩率范围。其次，在成形过程中的实际收缩率还受到1．3成形条件塑件形状、模具结构和成形条件等因素的影响。这就料筒温度：料筒温度(塑料温度)较高时，压力要求我们在平常的设计过程中要多加积累，以作为传递较好而使收缩力减小。但用小浇口时，因浇口以后产品设计的参考。固化早而使收缩率仍较大。对于厚壁塑件来说，即下面对这些因素的影响做一介绍。使料筒温度较高，其收缩仍较大。1．1塑件形状补料：在成形条件中，尽量减少补料以使塑件对于成形件壁厚来说，一般的厚壁的冷却时间尺寸保持稳定，但补料不足则无法保持压力，也会较长，因而收缩率也较大。对一般塑件来说，当熔料使

7、收缩率增大。流动方向L尺寸与垂直于熔料流动方向w尺寸的注射压力：注射压力是对收缩率影响较大的因差异较大时，则收缩率差异也较大。从熔料流动距素，特别是充填结束后的保压。在一般情况下，压力离来看，远离浇口部分的压力损失大，因而该处的收较大时因材料的密度大，收缩率就较小。缩率也比靠近浇口部位大。因加强筋、孔、凸台和注射速度：注射速度对收缩率的影响较小。但雕刻等形状具有收缩抗力，因而这些部位的收缩率对于薄壁塑件或浇口非常小，以及使用强化材料较小。时，注射速度加快则收缩率小如图3。以图1产品为例，由于此产品左右各有一个弯角，注塑成型时压力损失大导致产品实际收缩

8、率为1．6％，比理论设计收缩率1％高了O．6％。3o5o709ol10t30l50图3注射速度与收缩率关系模