保险杠设计规范【启飞汽车设计】-连载篇01
保险杠设计规范
1 范围
本规范规定了汽车保险杠在开发设计过程中应遵守一些要求和标准,规定了保险杠开发的一般过程、材料的选择、车门内饰板的分块、结构及生产工艺等。
本规范适用于注塑成型为主生产工艺的M1、N1类车辆。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本规范,然而,鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。
GB11566—1995 轿车外部凸出物
GB15741—1995 汽车和挂车号牌板及位置
GB17354—1998 汽车前、后端保护装置
GA36—1992 中华人民共和国机动车号牌
GB1589-1989 汽车外廓尺寸界限
3 设计内容
3.1 设计输入
3.1.1 市场定位及结构组成的确定
根据市场部对整车的市场定位和造型部门的外部效果图、确定保险杠的风格档次以及结构组成。保险杠总体上分为四个档次,具体见表一:
表一: 保险杠档次分类
保险杠档次描述 | 适宜车型 | |
1 | 整体注塑成型,只包含前后保险杠本体,不涂装 | 微车、低档轿车 |
2 | 整体注塑保险杠,包含前护栅、进风口网格栅、侧支架,含涂装 | 中、低级轿车,微车 |
3 | 整体注塑保险杠, 可包含前护栅、网格栅、侧支架、牌照支架、装饰条、保险杠骨架、吸能泡沫横梁、含涂装 | 中、高级轿车 |
4 | 整体注塑成型保险杠,可包含前护栅、网格栅、侧支架、牌照支架、装饰条、保险杠骨架、吸能结构装置、含涂装 | 高级轿车 |
根据造型部门所绘制的效果图进行制造可行性分析,并提出意见以供造型部门对效果图进行修改。制造工艺可行性分析,主要包括:
● 分析产品大小及所需设备和制造工艺
● 各部件分块线的控制和质量保证难易程度
● 各相关部件的组装方法
● 装配工艺及质量保证难易程度分析评估
3.1.3保险杠装配方式、制造工艺以及材料的确定
a)保险杠的装配方式根据结构类型可以分为以下几种(见表二):
表二: 保险杠的装配类型
装配类型 | 结构形式 | 备注 |
保险杠直接与车身连接 (见图1) |
保险杠本体直接与车身连接。保险杠上部有3—5个固定点;下部有2—3个固定点;与翼子板或侧围需有2-3个固定点;并设计有定位销,安装点布置要均匀,防止出现受力不均匀。 | 结构简单,成本较低。但与翼子板和侧围之间的间隙和段差不易控制 。 |
保险杠包含骨架与车身连接 |
保险杠主体与保险杠骨架通过超声波焊接等方式相连,再整体与车身连接,固定点布置要求同上。 |
成本较高,结构复杂,需考虑塑料焊接工艺对设计的约束,产品的结构强度较高 |
保险杠包含横梁与车身连接(见图2) | 将车身的碰撞横梁改为塑料件与保险杠相连接,二者一同组装到车身上。由于保险杠横梁取代了原车身碰撞横梁的作用,在保险杠横梁上可安装金属支架通过螺栓同车体连接,固定点布置要求同上。 | 由于保险杠横梁取代了车身的碰撞横梁,可以达到较好的缓冲吸能效果。但其对吸能材料性能要求高,成本也较高。 |
保险杠侧边通过支架与车身连接(见图3) |
保险杠通过安装在车身上的侧固定支架与车身连接。 |
这样更容易保证保险杠侧边与翼子板和侧围的间隙均匀性且不易产生断差,但结构复杂以及成本较高。 |



b)保险杠主要制造工艺为注塑成型,其它一些保险杠附件(如网格栅,骨架等)和保险杠的装配可采用了其它热塑料焊接工艺,具体见表三:
表三:保险杠常用制造工艺
序号 | 生产工艺 | 工艺说明 | 备注 |
1 | 注塑成型 | 通用工艺、根据产品尺寸选用不同注塑设备进行产品制造 | 保险杠绝大多数零件均为注塑成型 |
2 | 超声波焊接 | 采用低振幅、高频率(超声)振动能量进行焊接,适于各种尺寸件的焊接 | 用于骨架,网格栅等和保险杠的连接 |
3 | 热板焊接 | 多用于两个件形状较为平直,对外观质量要求较高的部件 | 较少使用 |
4 | 塑料电镀 | 通过化学方法在塑料表面附着金属镀层,起装饰作用 | 主要用于前护栅和装饰条,材料需选用电镀级ABS。 |
5 | 涂装 | 在保险杠上涂附漆膜,起装饰作用,并提高制品的耐候性,耐水,耐油性和防化学药品性 | 绝大多数保险杠需要涂装处理。 |
c)在造型阶段就需要对保险杠各部件的材料以及料厚进行定义(具体见表三),保险杠主体材料的性能指标可参见表四,其它部件材料性能指标可与供应商讨论确定。
表四:保险杠各部件常用材料和基本料厚
名称 | 常用材料 | 基本料厚 |
保险杠骨架 | PA+GF或改性PP | 3.0mm |
保险杠主体 | PP+EPDM | 2.8—3.5mm |
保险杠侧支架 | PP+GF或者PA+GF | 2.5mm |
保险杠横梁 | PC/PBT | 4.5-6mm |
进风口格栅 | PP+EPDM | 2.0mm |
装饰条 | 改性PP | 2.5mm |
前护栅 | 电镀级ABS或ABS | 2.5mm |
牌照支架 | PA+GF或PP+GF | 2.5mm |
表五:保险杠主体材料性能指标
项目 | 指标 | 试验方法 |
比重 | 0.91±0.02 | GB1033-92 |
拉伸强度 (Mpa) | ≥18 | GB/T1040-92 |
断裂伸长率 % | ≥400 | GB/T1040-92 |
弯曲弹性模量 (Mpa) | ≥900 | GB9341-88 |
悬臂梁冲击强度(-30º) | ≥6 | GB/T1843-96 |
线膨胀系数(-30ºC-80ºC) | ≤15x10-5 | GB/1036-89 |
热变形温度(ºC)(0.45Mpa) | ≥100 | GB1634-79 |
洛氏硬度(R) | 75º±5º | GB9342-88 |
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