汽车保险杠设计

汽车技术
摘要
天津汽车
汽车保险杠是汽车安全防护装置之一， 是现代汽车结构的重要组成部分。 文章从保
浅 谈 !" 汽 车 保 险 杠 的 设 计
!!!!!!!!!!!!!!!"
引言
险杠的设计原则、 材料选择、 结构设计及工艺设计等方面进行了简要的介绍。保险杠的设 计原则应遵循主动安全性、 被动安全性、 外部造型、 色彩和质感的整体性。 保险杠的材料通 常选用改性聚丙烯，它满足良好的使用性能、优良的工艺性能及合理的成本等方面的要 求。在保险杠的结构设计中， 应充分考虑保险杠与其他车身部件的搭接关系， 如前保险杠 与散热器罩、 前大灯、 前翼子板及机舱总成等的装配关系， 后保险杠与行李箱盖、 后组合 灯、 后围总成及侧围总成等的装配关系。为了保证保险杠有良好的工艺性， 设计过程中应
件的搭接关系， 如图 % 、 图 ! 所示。
前保险杠
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某轿车前部
4 左 2 右前翼子板 4左 2 右前翼子板衬板
பைடு நூலகம்
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前保险杠侧部与车身其它部件的装配关系
图!
某轿车后部
为 了 保 证 前 保 险 杠 与 车 身 的 整 体 性 和牢 固 $） 性，下部与车身其他部件共设计 3 处装配关系， 如 图 3 所示。
的安全性， 而且影响到产品的使用耐久性。随着汽 车与人类的关系越来越密不可分， 其整体设计向人 性化、 个性化发 展 ， 保险杠的功能和概念也从单一 保护汽车方面向汽车车身美学、整体装饰协调、 减 少风阻系数及提高驾驶机动性等诸方面发展。 （收稿日期： $,,’.,’.#/）
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刘 自 侠
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孔 保险杠上各种形状的孔， 应尽可能开设在不减
弱制品机械强度的部位， 其形状也应力求不使模具 制造工艺复杂化。相邻两孔之间和孔与边缘之间的 距离， 通常都与孔径相等。
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图) 后保险杠本体
结束语 汽车保险杠的结构设计， 不仅影响到驾乘人员
"#% 保险杠的工艺设计 "#%#$ 圆角
保险杠不论内、 外表面的转折处均应设计成圆 角， 这样不但机械强度高， 外观漂亮， 塑料在型腔里 流动也比较容易。否则， 保险杠在使用时夹角处易 受压而破坏， 成型冷却时易产生内应力和裂纹。
汽车技术
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前保险杠的安装设计 为了保证前保险杠与散热器罩、 前大灯的间 %） 隙以及安装效果， 上部与机舱总成共设计了 # 处装 配关系。图 $ 所示为前保险杠上中部与支架的安装 与 关系；图 * 所示为前保险杠上部 （前大灯下方） 左 2 右支架、 左 2 右固定板支架的搭接关系。
前保险杠
化。当今的汽车， 与人们的生活息息相关， 随着人民 生活水平的提高， 汽车已进入平常百姓家， 人们对 汽车的要求也越来越高， 美观性和安全性已成主题。 汽车保险杠安装在汽车的最前端和最后端， 在 整车造型风格中起到至关重要的作用， 它能够诠释 出整车外装饰的艺术风格， 好的保险杠能够使用户 感到赏心、 悦目， 得到美的享受。无论汽车的大、 小 改型设计， 保险杠总是首当其冲成为造型师手中重 点塑造的对象， 造型美观是整车的亮点及卖点。另 外， 发生碰撞时， 大多数情况下都有保险杠的参与，
（ 天 津 一 汽 夏 利 汽 车 股 份 有 限 公 司 产 品 开 发 中 心 ）
考虑圆角、 壁厚、 脱模斜度、 加强筋及安装孔等部位的设计。 关键词 汽车保险杠 设计 选材 结构 工艺
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斜度 为了使保险杠从模具内取出或取出型芯时， 不
产生表面划伤和擦毛等情况， 制品内外表面沿脱模
图! 前保险杠下部与车身其它部件的装配关系
方向都应有倾斜角度， 即脱模斜度。脱模斜度的大 小与塑料的性质、 收缩率大小、 壁厚和形状有关， 也 和制品高度、 型芯长度有关。最小脱模斜度为 #’+ ， 通常取 ,*’-即可。 在不影响制件装配要求的情况下， 脱模斜度应尽量取大一些， 一般为 ,&)-。
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加强筋 在不增大制品厚度的情况下， 采用加强筋能够
增强 制 品 的 机 械 强 度 ， 同 时 还 可 以 防 止 制 品 的 翘
图( 前保险杠本体
曲。加强筋和制品壁的连接处及端部， 都应用圆弧 相连， 以防止应力集中而影响制品质量。设计加强 筋应注意掌握以下几点： 厚度应小于制品厚度， 以免产生瘦陷 （塑痕） ； #） ） 高度不宜过大， 否则会使筋部受力破坏； $ 设置方向应与槽内料流方向一致， 以免由于 )） 料流的干扰而损害制品的质量； 多条加强筋要分布得当， 排列应互相错开， !） 以减少收缩不匀而引起破坏； 不应设置在大面积制品的中央部位， 如非设 ’） 置在中央不可时， 则应在其相对应的外表面上加设 槽沟， 以免消除可能产生的流纹。
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后保险杠的安装设计 为了保证后保险杠与后组合灯、 行李箱盖、 #）
侧围及后围之间的间隙以及安装效果， 上部与后围 与侧围总成设计了 ! 处 总成设计了 ! 处装配关系、 装配关系。下部与后围总成、 密封挡泥板及挡泥板 等设计了 ! 处装配关系。由于后保险杠的设计理念 与前保险杠相同， 故不作详细阐述。 考虑后拖钩、 后牌照、 后牌照灯及排气管等 $） 的位置以及安装方式， 如图 % 所示。
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汽车技术
考虑前拖钩、 前雾灯、 前牌照、 散热器罩的位 !） 置及安装方式， 如图 " 所示。
天津汽车
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壁厚 保险杠应壁厚均匀、 厚薄适当且不应有突变， 厚 薄不同的部位应逐渐过渡。 在成型过程中， 收缩和硬 化同时发生， 薄的部分比厚的部分冷却快， 厚的部 分比薄的部分收缩量大。热塑性塑料制品的厚度一 般为 $&’ ((， 保险杠的基础厚度一般为 )&)*’ ((。
为了保证前保险杠与前翼子板之间的间隙 !） 及安装效果， 侧上部与前翼子板共设计了 * 处装配 关系， 如图 # 所示。前保险杠左 2 右支座先与左 2 右 前翼子板安装，然后前保险杠与左 2 右支座、 左2右 前翼子板及衬板安装。
前保险杠左 2 右支座 前保险杠 左 2 右前翼子板 左 2 右前翼子板衬板
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保险 杠 作 为 安 全 防 护 装 置 是 现 代 汽 车 结 构 的 重 要 汽车问世已 >?? 多年， 给世界带来了巨大的变 组成部分， 它能有效地减轻人员伤亡程度以及汽车 损坏程度。
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保险杠的设计原则 在保险杠的开发过程中， 应遵循以下几个原则： 主动安全性， 即必须最大限度地满足使用功 >）
前保险杠左 2 右支架
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前保险杠上中部与支架的安装关系
前保险杠
前保险杠左 2 右固定板支架
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保险杠的结构设计 在整车外表面定型后，进行保险杠的结构设
图& 前保险杠上部与支架的搭接关系
计，首先考虑保险杠与其他车身部件的搭接关系， 进行安装结构设计； 其次进行保险杠的本体设计。
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保险杠与车身的安装设计 下面以某轿车为例介绍保险杠与其他车体部
能， 保险杠的安装高度应符合法规 （安全可靠、 设计 合理） 。 被动安全性， 即发生碰撞时， 保险杠要有良 @） 好的吸能特性。 在外部造型、 色彩和质感上要与整车造型协 A） 调一致， 浑然一体。
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! 保险杠的材料选择 !"# 选材原则
正确地选择材料， 必须满足 $ 个方面的要求： 良好的使用性能的要求； %） 优良的工艺性能的要求； !） 合理的成本方面的要求。 $）
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选材方法 全面了解制件的使用要求 除应了解部件正常工作时应具备的性能指标，
还应弄清部件的工作环境 （如 温 度 、 湿度、 介质） 及 其可能发生的变化等。
前保险杠安装支架 前保险杠
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掌握材料的性能特征 要正确选材， 不能只对材料的性能作一般的了
4 前保险杠安装支架
解，应对每一种材料找出 %&! 项比较突出的性能， 作优先选用的对象。有些塑料， 其树脂的性能不能 满足部件的性能要求， 则可通过改性或加入适宜的 填料之后， 方能变成理想的材料。 保险杠的材料通常选用改性聚丙烯， 即注射成 型用热塑性塑料， 它应满足如下的基本特征： 耐热性在 ’"&%"" (； %） 冲击强度在 ")$&* + ・ !） ,-!； 拉伸强度在 !.&$. /01 ； $） 成型性， 耐候性良好。 *）