轿车的前后保险杠基本都采用比重较小、可塑性好的塑料。目前国外发达国家和地区车用塑料已占塑料总消耗量的7-11%,而我国经济型轿车每辆车塑料用量为50~60kg,中型载货车塑料用量仅为40~50kg。预计未来10年内,轿车自身重量还将继续减轻20%。新型轻量化塑料材料的开发与应用将继续成为汽车材料的热点。因此,研究汽车塑料保险杠在汽车上的应用迫切需要。
1 可制造性分析
1.1开模方向和分型线设计
保险杠在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线,检查零件所有断面是否存在无法脱模的负角,尽量避免侧壁凹槽或与脱模方向垂直的孔,以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响,这样可简化模具结构。
1.1.1开模方向确定后,产品的加强筋、卡扣、凸起等机构尽可能设计成与开模方向一致,以避免抽芯减少拼缝线,延长模具寿命。
1.1.2保险杠的开模方向一般为车身坐标x方向,如果开模方向设计成与x轴不一致,则必须在产品图中注明其夹角。
1.1.3开模方向确定后,可选择适当的分型线,以改善外观及性能。
1.2脱模角度
1.2.1适当的脱模斜度可避免产品表面拉伤。光滑表面的脱模斜度应大于0.5°,细皮纹表面大于1°,粗皮纹大于1.5°。汽车保险杠修复
1.2.2收缩率大的制件选用较大的脱模斜度;对于大尺寸制件或尺寸要求高的制件采用较小的脱模斜度。
1.2.3适当的脱模斜度可避免产品顶伤。
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。一般脱模角度与零件深度有关,最小和最大脱模角度可参考表1。但皮纹件脱模角度相对非皮纹件需大些,具体与皮纹深度有关,一般每增加0.025mm皮纹深度需增加1°脱模角度,皮纹深度增加时脱模角度随之加大。
1.3结构合理性设计
保险杠一般均通过螺栓、卡扣等连接件与车身本体或相邻件诸如翼子板等相连。为保证汽车外型的美观和防盗,安装点设计尽量隐藏在产品内部,但同时为方便维修拆卸,设计时更需考虑在更换零件时尽可能少拆或不拆周边零件。当产品尺寸很大时,需要把产品分成几个易加工的单件。江铃福特一款新车保险杠因尺寸太大,如果做成一个整体,模具很难实现,模具费用也会增加很多。最后把该保险杠分成三段,每段加工完后通过螺栓装配在一起,如图1所示。这样提高注塑产品结构的刚性,减少变形,尽量避免平板结构,合理设置翻边,凹凸结构。
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