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浅谈汽车保险杠设计流程及内分型线模具设计26100077唐五,随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外,还要追求与车体造型和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5mm左右的冷轧薄板冲压而成形槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝连接，可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚丙烯系材料，采用注射成型法制成。国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。,汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力，防护车身前后部的安全装置。20年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3mm以上的钢板冲压成U型槽钢，表面处理镀铬,与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件。,汽车保险杠设计基本流程,效果图,胶带图,油泥,法规工程可行性以及A面,主断面以及法规工程可行性,结构数模,保险杠的主要功能：保护功能在汽车发生纵向及角部碰撞时，保险杠应能吸收部分能量，以保护车身，整车照明系统，冷却系统，发动机盖，行礼箱盖等；行人保护功能，在保险杠下部加装有缓冲块，更好的保护行人碰撞时小腿的伤害值。装置功能在保险杠上，有的装置着灯具、牌照架及牌照等件，要给予足够的空间和装置条件；换气通道为车辆冷却系统提供换气通道装饰功能与车身造型融为一体的外观装饰功能提高空气动力特性前保险杠的最佳化设计对减小正面迎风阻力系数和升力系数效果明显;,设计构想：1满足法规要求碰撞性能要求：2.5MPHBUMPER（ECER42）；行人保护性能要求：EEC70/156；外部突出物要求：ECER26。01，EEC79/488；2满足冷却系统的有效进风面积3符合造型要求，整体外观的流畅，协调性4低成本,自重轻,材料的可回收利用性5工艺可行性，拆装方便的原则,前保外表面圆角的检查,行人保护,保险杠的材料及结构保险杠材料要求在较宽的温度范围内刚性好，耐冲击性能好，尺寸稳定性好，耐溶剂性好，涂装性能好。常用PP+EPDM-T20,保险杠由缓冲横梁、（吸能器）吸能泡沫、本体及连接支架组成，其中吸能器采用PP发泡的形式保险杠本体，上下格栅，拖钩盖，下部支撑护板材料采用PP+EPDM-T20:其中的PP为保险杠外罩的基体，EPDM能够提高保险杠外罩的弹性，而T20的含义是材料中加上20的滑石粉，主要是提高保险杠外罩的刚度。吸能块一般采用EPP或者是PP发泡结构，起到吸收撞击能量的作用。前/后保缓冲横梁本体材料采用冷轧高强度结构钢B340/590DP，缓冲横梁支架采用B180P2（相对横梁本体的材料，该材料强度较低，但价格便宜），主要是为了满足欧洲法规中的前/后碰撞要求。两侧支架材料采用PP66+GF30%，该材料具有韧性好，表面坚硬的特性。下部支撑护板主要起行人保护作用，碰撞时支撑保护小腿，并起一定的美观作用。以上提到的这些材料一般均具有回收再利用的环保效果，可以降低对于环境的污染。,前保险杠系统构成图,工程可行性以及主断面,三维结构数模,保险杠系统的结构数模设计主要包括形状、壁厚、脱模角度、加强筋、支撑面、圆角、孔等。,三维结构数模工艺合理性检查,保险杠面罩与横梁都是大型薄壁注塑件，面罩同时又是外观件，要求材料应有较好的流动性，同时具备较高的制件精度和紫外线稳定性，一般采用改性聚丙烯（ppEPDM）材料。在结构设计中，应综合几何形状与成型方法进行设计，模具分型面应满足成型工艺为好，分模线尽可能放在非外观表面上。在设计塑料件时，为避免转角处的应力集中，应采用圆弧过渡，这对于模具制造使用寿命是很有利的，一般塑件各连接处应有0。51mm的圆角，而拐角处也应采用一些圆角，以减小应力并保证壁厚一致。,壁厚零件的壁厚一般力求均匀，否则会因固化或冷却速度不同而引起收缩不均匀，产生内因力，导致零件产生翘曲变形或缩孔。脱模角度塑料件设计必须考虑脱模角度，避免脱模角度为零或负角。脱模角度越大，零件越容易脱模，但容易造成零件厚度不均，影响制造精度。加强筋塑料件特别是大型零件如果仅仅有一定的壁厚是无法保证制件的形状和尺寸的，更谈不上一定的强度。因此必须在一些如孔，大曲面或安装点处加筋，以提高强度和刚性。外饰件主要表面（CLASSA）一般不宜加筋，次表面（CLASSB）加筋时根部壁厚也不可大于壁厚的3/4，对表面质量要求低或非可见表面（CLASSC&D）。圆角一般零件最小圆角取R0.5，但零件分型面避免有圆角，否则将增加制造成本和难度。孔孔形状应尽量简单，孔与壁之间应保持一定距离，孔至边界最小至少是孔径的1.5倍。,内分型线模具设计,内分型结构在模具的设计中为了保证产品外观品质，采用内分型线设置在不可见的B面，使得无论是加工的误差还是模具在长期生产后产生的飞边，都不会影响到产品的外观质量，这样使生产的产品既满足了客户的要求，又大大提高了产品的合格率，利用斜顶块加横向滑块并使用变轨来使产品顺利脱模。,产品变形脱模示意图,第一步合模状态1.前模板2.后模板3.斜推块4.直推杆5.横向斜顶6.T形导,第二步大斜顶后退,第三步产品变形完,第四步变轨结束,图6,图9,图8,图7,横向斜顶5在斜推块3中运动，末端通过导轨6与动模连接。T形导轨6为多角度导轨控制横向斜顶5的运动。通过设定注塑机程序，在一定的开模距离内开模的同时使顶出系统与定模相对位置保持不变与此同时内部，斜推向后移动，而斜推内横向滑块由于导轨6的作用暂时得横向滑块与定模保持位置不变，这样使定模与动模之间产生可让产品变形的空间，如上图7，继续开模。这是斜推内横向滑块由导轨6的作用，迫使横向滑块向内移动，同时使产品变形脱离定模倒扣。如上图8.此时动、定模再打开，到最后顶出时又通过导轨6的作用使横向滑块变形回复到原来状态，如上图9.进行第二次顶出将塑件推出，以利取件。,
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