浅谈汽车保险杠设计及制造关键技术

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保险杠是汽车的重要组成部件之一，随着汽车制造业的不断发展，保险杠的设计以及制造质量越来越高，汽车制造业对保险杠的需求量越来越大，这对保险杠的制造单位提出了更好的要求，其必须不断的完善技术，还要提高生产的效率。汽车保险杠的设计与制造影响着汽车使用的安全性，所以，汽车保险杠的制造单位一定要重视这项工作，本文对汽车保险杠的设计以及制造关键技术进行了分析，希望对相关设计人员提供一定帮助，避免汽车保险杠出现缺陷问题。

1保险杠系统的构成

1.1保险杠蒙皮系统。汽车保险杠蒙皮系统是一般是由塑料材料构成的，其有着较高的强度，还具有装饰效果，在车体出现碰撞后，保险蒙皮系统可以起到缓冲的作用，可以有效的保证司机以及乘客的安全，还要保证车体零件不会出现损坏。保险杠是汽车外观的重要组成，其可以提高汽车外形的美观性，还可以增加车身设计的内涵。

1.2保险杠横梁系统。保险杠梁系统是汽车有效的安全系统，其实现碰撞能量的传递，可以吸收车体碰撞后的能量，利用横梁与纵梁可以将碰撞的能力传递给A 柱、侧围门槛等部件。在对保险杠进行设计时，需要做好主衡梁吸能元件的设计工作，要保证低速碰撞不会对汽车贵重零件造成破坏。保险杠横梁约占汽车总重量的0.3%，其抗拉强度需要达到1200-1500MPa 左右，所以，制造厂需要保证钢板的抗拉强度达到这一标准。

1.3保险杠吸能泡沫系统。吸能泡沫可以保证车体低速碰撞时，车身不会出现严重的变形情况，可以保护保险杠蒙皮，还可以保护车灯，还可以缓冲汽车对行人产生碰撞力。泡沫件是由塑料粒子发泡形成的，在设计的过程中，需要考虑泡沫密度以及压缩强度。

1.4行人保护系统。行人保护系统是由智能安全保障系统、行人安全气囊等部件组成的，行人保护横梁可以避免汽车在发生碰撞后碾压行人的脚，在设计保险杠时，要做好行人保护系统的优化工作，要注意泡沫件刚度以及间隙，还要减少发生碰撞时，行人膝盖的弯曲程度，这样才能降低对行人造成的伤害。

1.5保险杠系统的核心功能。保险杠系统的核心功能与汽车各个系统设计的质量有着较大的关系，设计人员需要做好蒙皮系统、横梁系统、缓冲吸能系统以及行人保护装置的优化工作，这样才能保证行车的安全性，才能为乘客以及司机提供安全保障。在对汽车保险杠系统进行设计时，要保证操作的规范性，还要以保证行车的安全为原则，要对设计理念进行创新，还要融入环保的理念，应用新型的环保材料，这样才能实现保险杠系统的完善与优化，才能做到对碰撞能量的传递，对结构变形进行吸能。

2保险杠系统的设计理念

2.1轻量化材料的选择。保险杠系统的设计需要遵循轻量化的原则，要降低汽车的油耗，还要采用强度以及刚度较高的材料，为了减轻汽车的重量，要使用轻质材料，可以采用铝合金或者复合材料。设计人员在选择材料时，要以经济、环保、节能为原则，还要保证应用技术的可行性，保证材料的使用性能与零件的设计功能相适应。首先考虑材料要求（满足功能、经济、节能、环保、可回收等要求），通过可行性分析，基于数据库与以往案例库进行候选材料的选择与确定；然后着手功能性分析，实现功能并且结构合理。

2.2安全设计。保险杠安全设计的主要内容是碰撞能量的传递路径以及吸能区域的优化分布。保险杆系统必须进行多项碰撞试

验、摆锤试验，确保行车安全。对于前保险杠系统，必须谨慎合理地设计散热器系统与保险杠横梁、蒙皮与保险杠横梁、蒙皮与泡沫件的安全距离，以及优化吸能泡沫件的设计；对于后保险杠系统，一方面确保乘员空间的保护，另外还必须保障后碰燃油系统的安全。保险杠系统结构设计的影响因素：离地间隙、接近角、离去角、前后悬长度、前纵梁间距等关键设计约束。

2.3绿色设计。绿色设计体系需遵从环境准则、技术准则、经济性准则与人机工程准则。绿色设计的总体要求：在产品生命周期里，能源消耗最小化，废弃物排放量最小化，对生态系统的危害最小化。绿色设计的目标是最大努力地减小环境冲击，实现“低碳经济”，因此在保证性能的前提下，在设计的早期就考虑降低产品形成的物耗能耗，优先目标是无污染、可降解、可回收、可重复利用。

3保险杠制造关键技术

3.1制件的壁厚确定。应尽量壁厚均匀、厚度适当、不应有突变，厚度不同时应逐渐过渡。各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm 时，将引起冷却时间过长，产生缩痕等问题，应考虑改变产品结构。满足要求时尽量减小壁厚。壁厚不均会引起表面缩印。如PP、POM、PE、PA 更为显著。汽车外饰件一般壁厚取2.5+0.25mm，大型件如保险杠取3+0.25mm 至3.5+0.25mm。

3.2加强筋设计。加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。加强筋的厚度一般不大于产品壁厚的1/3，特殊条件下(如满足强度要求的前提下)需小于产品壁厚的1/2，否则引起表面缩痕。加强筋的单面斜度应大于1.5度，以避免顶伤。多条加强筋相互错开、布置得当，之间的距离大于4t(t 为塑件件壁厚)。筋的高度低于3t，不易过大，否则会使筋部受力破损。

3.3支撑面。若用整个面作为零件的支撑面，稍有变形就会影响与车身的配合。因此实际常采用凸边或者局部凸起的支角作为支撑面。

3.4孔。保险杠上的各种孔必需设置在不减弱产品机械强度的部位，其形状也需方便模具制造。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。

3.5保险杠材料性能要求。韧性高:在低速下发生碰撞时，要防止行人受伤及车辆损坏。外观方面:设计自由，不发生热变形，对环境不敏感，耐划伤，不出现裂纹、缩孔、易于喷涂。

结束语

汽车保险杠设计是一项综合性工作，其包括汽车保险杠蒙皮系统、横梁系统、缓冲吸能系统以及行人保护装置系统等，在设计的过程中，需要做好设计理念的优化工作。本文对汽车保险杠系统的组成进行了介绍，还对设计的理念进行了分析，对保险杠制造关键技术进行了探讨，希望对相关设计人员提供一定帮助，提高汽车保险杠的制造质量，保证其各项功能的正常发挥。保险杠具有缓冲、保护等功能，其可以保证驾驶员、乘客以及行人的生命安全，设计人员要保证其功能的正常发挥。

参考文献

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[3]严志云,谢鹏程,丁玉梅,杨卫民.注射成型典型缺陷形成的原因及解决措施[J].模具制造，2010(3).

浅谈汽车保险杠设计及制造关键技术

杨帆

（沈阳汽车工业学院，辽宁沈阳110000）

摘要：本文对汽车保险杠设计的理念以及方法进行了介绍，还对保险杠制造的关键技术进行了探讨，希望对相关工作人员提供一

定帮助，合理优化保险杠的设计流程，要提高工作的效率，还要保证保险杠的制造质量，保证其应用的效果，这样才能促进汽车行业更好的发展。

关键词：汽车；保险杠；设计；制造；关键技术24··