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1、淺談汽車保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)流程及內(nèi)分型線模具設(shè)計(jì)26100077唐五,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保險(xiǎn)杠作為一種重要的安全裝置也走向了革新的道路。今天的轎車前后保險(xiǎn)杠除了保持原有的保護(hù)功能外,還要追求與車體造型和諧與統(tǒng)一，追求本身的輕量化。為了達(dá)到這種目的，目前轎車的前后保險(xiǎn)杠采用了塑料，人們稱為塑料保險(xiǎn)杠。塑料保險(xiǎn)杠是由外板、緩沖材料和橫梁三部分組成。其中外板和緩沖材料用塑料制成，橫梁用厚度為1.5mm左右的冷軋薄板沖壓而成形槽；外板和緩沖材料附著在橫梁上，橫梁與車架縱梁螺絲連接，可以隨時(shí)拆卸下來(lái)。這種塑料保險(xiǎn)杠使用的塑料，大體上使用聚丙烯系材料，采用注射成型法制成。國(guó)外還有一種稱為聚碳酯系的塑料，滲進(jìn)
2、合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出來(lái)的保險(xiǎn)杠不但具有高強(qiáng)度的剛性，還具有可以焊接的優(yōu)點(diǎn)，而且涂裝性能好，在轎車上的用量越來(lái)越多。塑料保險(xiǎn)杠具有強(qiáng)度、剛性和裝飾性，從安全上看，汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)能起到緩沖作用，保護(hù)前后車體；從外觀上看，可以很自然的與車體結(jié)合在一塊，渾然成一體，具有很好的裝飾性，成為裝飾轎車外型的重要部件。,汽車保險(xiǎn)杠是吸收緩和外界沖擊力，防護(hù)車身前后部的安全裝置。20年前，轎車前后保險(xiǎn)杠是以金屬材料為主，用厚度為3mm以上的鋼板沖壓成U型槽鋼，表面處理鍍鉻,與車架縱梁鉚接或焊接在一起，與車身有一段較大的間隙，好像是一件附加上去的部件。,汽車保險(xiǎn)杠設(shè)計(jì)基本流程,效果圖,膠帶
3、圖,油泥,法規(guī)工程可行性以及A面,主斷面以及法規(guī)工程可行性,結(jié)構(gòu)數(shù)模,保險(xiǎn)杠的主要功能：保護(hù)功能在汽車發(fā)生縱向及角部碰撞時(shí)，保險(xiǎn)杠應(yīng)能吸收部分能量，以保護(hù)車身，整車照明系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)蓋，行禮箱蓋等；行人保護(hù)功能，在保險(xiǎn)杠下部加裝有緩沖塊，更好的保護(hù)行人碰撞時(shí)小腿的傷害值。裝置功能在保險(xiǎn)杠上，有的裝置著燈具、牌照架及牌照等件，要給予足夠的空間和裝置條件；換氣通道為車輛冷卻系統(tǒng)提供換氣通道裝飾功能與車身造型融為一體的外觀裝飾功能提高空氣動(dòng)力特性前保險(xiǎn)杠的最佳化設(shè)計(jì)對(duì)減小正面迎風(fēng)阻力系數(shù)和升力系數(shù)效果明顯;,設(shè)計(jì)構(gòu)想：1滿足法規(guī)要求碰撞性能要求：2.5MPHBUMPER（ECER42）；行人
4、保護(hù)性能要求：EEC70/156；外部突出物要求：ECER26。01，EEC79/488；2滿足冷卻系統(tǒng)的有效進(jìn)風(fēng)面積3符合造型要求，整體外觀的流暢，協(xié)調(diào)性4低成本,自重輕,材料的可回收利用性5工藝可行性，拆裝方便的原則,前保外表面圓角的檢查,行人保護(hù),保險(xiǎn)杠的材料及結(jié)構(gòu)保險(xiǎn)杠材料要求在較寬的溫度范圍內(nèi)剛性好，耐沖擊性能好，尺寸穩(wěn)定性好，耐溶劑性好，涂裝性能好。常用PP+EPDM-T20,保險(xiǎn)杠由緩沖橫梁、（吸能器）吸能泡沫、本體及連接支架組成，其中吸能器采用PP發(fā)泡的形式保險(xiǎn)杠本體，上下格柵，拖鉤蓋，下部支撐護(hù)板材料采用PP+EPDM-T20:其中的PP為保險(xiǎn)杠外罩的基體，EPDM能夠提高保
5、險(xiǎn)杠外罩的彈性，而T20的含義是材料中加上20的滑石粉，主要是提高保險(xiǎn)杠外罩的剛度。吸能塊一般采用EPP或者是PP發(fā)泡結(jié)構(gòu)，起到吸收撞擊能量的作用。前/后保緩沖橫梁本體材料采用冷軋高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼B340/590DP，緩沖橫梁支架采用B180P2（相對(duì)橫梁本體的材料，該材料強(qiáng)度較低，但價(jià)格便宜），主要是為了滿足歐洲法規(guī)中的前/后碰撞要求。兩側(cè)支架材料采用PP66+GF30%，該材料具有韌性好，表面堅(jiān)硬的特性。下部支撐護(hù)板主要起行人保護(hù)作用，碰撞時(shí)支撐保護(hù)小腿，并起一定的美觀作用。以上提到的這些材料一般均具有回收再利用的環(huán)保效果，可以降低對(duì)于環(huán)境的污染。,前保險(xiǎn)杠系統(tǒng)構(gòu)成圖,工程可行性以及主斷面,三
6、維結(jié)構(gòu)數(shù)模,保險(xiǎn)杠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)模設(shè)計(jì)主要包括形狀、壁厚、脫模角度、加強(qiáng)筋、支撐面、圓角、孔等。,三維結(jié)構(gòu)數(shù)模工藝合理性檢查,保險(xiǎn)杠面罩與橫梁都是大型薄壁注塑件，面罩同時(shí)又是外觀件，要求材料應(yīng)有較好的流動(dòng)性，同時(shí)具備較高的制件精度和紫外線穩(wěn)定性，一般采用改性聚丙烯（ppEPDM）材料。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)綜合幾何形狀與成型方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，模具分型面應(yīng)滿足成型工藝為好，分模線盡可能放在非外觀表面上。在設(shè)計(jì)塑料件時(shí)，為避免轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，應(yīng)采用圓弧過(guò)渡，這對(duì)于模具制造使用壽命是很有利的，一般塑件各連接處應(yīng)有0。51mm的圓角，而拐角處也應(yīng)采用一些圓角，以減小應(yīng)力并保證壁厚一致。,壁厚零件的壁厚一般力求均
7、勻，否則會(huì)因固化或冷卻速度不同而引起收縮不均勻，產(chǎn)生內(nèi)因力，導(dǎo)致零件產(chǎn)生翹曲變形或縮孔。脫模角度塑料件設(shè)計(jì)必須考慮脫模角度，避免脫模角度為零或負(fù)角。脫模角度越大，零件越容易脫模，但容易造成零件厚度不均，影響制造精度。加強(qiáng)筋塑料件特別是大型零件如果僅僅有一定的壁厚是無(wú)法保證制件的形狀和尺寸的，更談不上一定的強(qiáng)度。因此必須在一些如孔，大曲面或安裝點(diǎn)處加筋，以提高強(qiáng)度和剛性。外飾件主要表面（CLASSA）一般不宜加筋，次表面（CLASSB）加筋時(shí)根部壁厚也不可大于壁厚的3/4，對(duì)表面質(zhì)量要求低或非可見(jiàn)表面（CLASSC&D）。圓角一般零件最小圓角取R0.5，但零件分型面避免有圓角，否則將增加制造成本
8、和難度?？卓仔螤顟?yīng)盡量簡(jiǎn)單，孔與壁之間應(yīng)保持一定距離，孔至邊界最小至少是孔徑的1.5倍。,內(nèi)分型線模具設(shè)計(jì),內(nèi)分型結(jié)構(gòu)在模具的設(shè)計(jì)中為了保證產(chǎn)品外觀品質(zhì)，采用內(nèi)分型線設(shè)置在不可見(jiàn)的B面，使得無(wú)論是加工的誤差還是模具在長(zhǎng)期生產(chǎn)后產(chǎn)生的飛邊，都不會(huì)影響到產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，這樣使生產(chǎn)的產(chǎn)品既滿足了客戶的要求，又大大提高了產(chǎn)品的合格率，利用斜頂塊加橫向滑塊并使用變軌來(lái)使產(chǎn)品順利脫模。,產(chǎn)品變形脫模示意圖,第一步合模狀態(tài)1.前模板2.后模板3.斜推塊4.直推桿5.橫向斜頂6.T形導(dǎo),第二步大斜頂后退,第三步產(chǎn)品變形完,第四步變軌結(jié)束,圖6,圖9,圖8,圖7,橫向斜頂5在斜推塊3中運(yùn)動(dòng)，末端通過(guò)導(dǎo)軌6與動(dòng)模連接。T形導(dǎo)軌6為多角度導(dǎo)軌控制橫向斜頂5的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)設(shè)定注塑機(jī)程序，在一定的開(kāi)模距離內(nèi)開(kāi)模的同時(shí)使頂出系統(tǒng)與定模相對(duì)位置保持不變與此同時(shí)內(nèi)部，斜推向后移動(dòng)，而斜推內(nèi)橫向滑塊由于導(dǎo)軌6的作用暫時(shí)得橫向滑塊與定模保持位置不變，這樣使定模與動(dòng)模之間產(chǎn)生可讓產(chǎn)品變形的空間，如上圖7，繼續(xù)開(kāi)模。這是斜推內(nèi)橫向滑塊由導(dǎo)軌6的作用，迫使橫向滑塊向內(nèi)移動(dòng)，同時(shí)使產(chǎn)品變形脫離定模倒扣。如上圖8.此時(shí)動(dòng)、定模再打開(kāi)，到最后頂出時(shí)又通過(guò)導(dǎo)軌6的作用使橫向滑塊變形回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，如上圖9.進(jìn)行第二次頂出將塑件推出，以利取件。,
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