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1、淺談汽車保險杠設(shè)計流程及內(nèi)分型線模具設(shè)計26100077 唐五,隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車保險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杠除了保持原有的保護功能外,還要追求與車體造型和諧與統(tǒng)一，追求本身的輕量化。 為了達到這種目的，目前轎車的前后保險杠采用了塑料，人們稱為塑料保險杠。 塑料保險杠是由外板、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，可以隨時拆卸下來。這種塑料保險杠使用的塑料，大體上使用聚丙烯系材料，采用注射成型法制成。國外還有一種稱為聚碳酯系
2、的塑料，滲進合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出來的保險杠不但具有高強度的剛性，還具有可以焊接的優(yōu)點，而且涂裝性能好，在轎車上的用量越來越多。 塑料保險杠具有強度、剛性和裝飾性，從安全上看，汽車發(fā)生碰撞事故時能起到緩沖作用，保護前后車體；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。,汽車保險杠是吸收緩和外界沖擊力，防護車身前后部的安全裝置。 20年前，轎車前后保險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。,汽車保險杠設(shè)計基本
3、流程,,效果圖,膠帶圖,,,,,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,保險杠的主要功能： 保護功能在汽車發(fā)生縱向及角部碰撞時，保險杠應(yīng)能吸收部分能量，以保護車身，整車照明系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，發(fā)動機蓋，行禮箱蓋等；行人保護功能，在保險杠下部加裝有緩沖塊，更好的保護行人碰撞時小腿的傷害值。 裝置功能 在保險杠上，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 提高空氣動力特性 前保險杠的最佳化設(shè)計對減小正面迎風阻力系數(shù)和升力系數(shù)效果明顯 ;,設(shè)計構(gòu)想 ： 1 滿足法規(guī)要求 碰撞
4、性能要求：2.5MPH BUMPER（ECE R42）； 行人保護性能要求：EEC70/156； 外部突出物要求：ECE R26。01，EEC 79/488； 2 滿足冷卻系統(tǒng)的有效進風面積 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,保險杠的材料及結(jié)構(gòu) 保險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 保險杠本體，上下格柵，拖鉤蓋
5、，下部支撐護板材料采用PP+EPDM-T20:其中的PP為保險杠外罩的基體，EPDM能夠提高保險杠外罩的彈性，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度結(jié)構(gòu)鋼B340/590DP，緩沖橫梁支架采用B180P2（相對橫梁本體的材料，該材料強度較低，但價格便宜），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，表面堅硬的特性。下部支撐護板主要起行人保護作用，碰撞時支撐保護小腿，并起一定的美觀作用。以上提到的這些材料一般均具
6、有回收再利用的環(huán)保效果，可以降低對于環(huán)境的污染。,前保險杠系統(tǒng)構(gòu)成圖,工程可行性以及主斷面,三維結(jié)構(gòu)數(shù)模,,,,保險杠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)模設(shè)計主要包括形狀、壁厚、脫模角度、加強筋、支撐面、圓角、孔等。,三維結(jié)構(gòu)數(shù)模工藝合理性檢查,保險杠面罩與橫梁都是大型薄壁注塑件，面罩同時又是外觀件，要求材料應(yīng)有較好的流動性，同時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)計中，應(yīng)綜合幾何形狀與成型方法進行設(shè)計，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)計塑料件時，為避免轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，應(yīng)采用圓弧過渡，這對于模具制造使用壽命是很有利的，一般塑件各連接處應(yīng)
7、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勻，否則會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，導致零件產(chǎn)生翹曲變形或縮孔。 脫模角度塑料件設(shè)計必須考慮脫模角度，避免脫模角度為零或負角。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。 加強筋 塑料件特別是大型零件如果僅僅有一定的壁厚是無法保證制件的形狀和尺寸的，更談不上一定的強度。因此必須在一些如孔，大曲面或安裝點處加筋，以提高強度和剛性。外飾件主要表面（CLASSA）一般不宜加筋，次表面（CLASSB）加筋時根部壁厚也不可大于壁厚的3/4，對表面質(zhì)量要求低或
8、非可見表面（CLASS C&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和難度。 孔 孔形狀應(yīng)盡量簡單，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,,內(nèi)分型結(jié)構(gòu) 在模具的設(shè)計中為了保證產(chǎn)品外觀品質(zhì)，采用內(nèi)分型線設(shè)置在不可見的B面，使得無論是加工的誤差還是模具在長期生產(chǎn)后產(chǎn)生的飛邊，都不會影響到產(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
9、 6.T形導,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中運動，末端通過導軌6與動模連接。T形導軌6為多角度導軌控制橫向斜頂5的運動。 通過設(shè)定注塑機程序，在一定的開模距離內(nèi)開模的同時使頂出系統(tǒng)與定模相對位置保持不變與此同時內(nèi)部，斜推向后移動，而斜推內(nèi)橫向滑塊由于導軌6的作用暫時得橫向滑塊與定模保持位置不變，這樣使定模與動模之間產(chǎn)生可讓產(chǎn)品變形的空間，如上圖7，繼續(xù)開模。這是斜推內(nèi)橫向滑塊由導軌6的作用，迫使橫向滑塊向內(nèi)移動，同時使產(chǎn)品變形脫離定模倒扣。如上圖8.此時動、定模再打開，到最后頂出時又通過導軌6的作用使橫向滑塊變形回復到原來狀態(tài)，如上圖9.進行第二次頂出將塑件推出，以利取件。,,
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