汽车保险杠塑料支架设计_霍保朝

2014中国汽车工程学会年会论文集；汽车保险杠塑料支架设计霍保朝北汽股份汽车研究院【摘要】在当前汽车工业高速发展，行业竞争越来越激烈通情况下无论是车企还是消费者，对汽车外观质量的要求越来越高，并且外观质量的高低也从一定程度上反映了某款车型甚至某个企业的品质形象。汽车保险杠作为最大外饰件，其与周边零部件的安装匹配效果最直观地影响着汽车外观质量的好坏。而决定汽车保险杠匹配效舉的主赛零部件使是保险杠塑料支架，因此，塑料支架的设计结构尤为重要。本文主要通过保险杠支架的结构设计、材料选择、安装定位和工艺等方面来说明一终确定设计方案的设计思路。【关键词】塑料支架设计，结构定位：丄，，，丄，，：，，，。然后根据要求初步确定塑料弓言支架的结构形式；配合周边零部件对塑料玄架进行空间布麗进一步确定支架绩抅；确定塑枓支架材料；进行樓具汽车保瞭紅总成安装到整车上后，其与周边零部件匹配行性分析；进行紧固件选择；确定塑料袁架在车身的固定方的间隙面差的大小及一致性好坏直接影响汽车的外在美观式；缕保验杠总成进行安装、拆卸、承重等受力分析；泰性。由于汽车外造型复杂：多变，且外观质量要求较高，在此配工艺性分析，最终确定设计方案。情况下，保险杠与车身及其他零部件匹配的分缝线也随着造型变得越来越复杂并且对配合间隙、面差及一致性的要求刖怃丨不丄型料文木力茱攻也越来越高传统的保险杠安装方式已不能完全满足当前的下面以某车型前保险杠侧支犟设计为例，对保险杠塑料要求。使甩塑料安装支藥安装方式，因支架可以随千变万支架方寒设计进行说明。首先，明确要求，把此要求化的造型变化，并且在出现保险杠与车身的配合问题財，塑进行分解，确定前保险杠侧边需达到的制造精度及囊配精料亥架可以灵活方使地进行尺寸调整，从而实现较为理想的度，进而初步确定塑料支架应采用的结构形式。配合效果同时，保辑杠塑料安装支架还有着戚本低、质量定义见表“轻等优点，所以被广泛应用于现在新车型开发中。但不同车目丨』保险杠侧支架卡子结构设计型间塑料支架的设计结构形式各异，使保险杠的外观匹配质薰也参差不齐，若要使塑料支架真正起到纖高保脸杠外观匹在塑料支架设计过程中支架卡子的尺寸确定非常关键：，配质囊作用，那么首先应该确定一个清晰的慑计思路。这将直接影响到保隆枉的装配敏果。支架卡子的主要尺寸说卡台有效高度即保验杠与支架卡子在实际装配在保险杠塑料支架设计时要充分考虑各种对最终安装效后接触面的高度）。：果产生影响的因素，每一种可能出规问题的舊况都要作详细卡台整体高度。的分析论后才能开展下一步工作，直到设计方案最终确卡子内侧斜商角度。定。首先，在整车外部造型初步确定后，根据此车激市场定卡子外侧斜商角度位及质量等级寒求，确定外饰保险杠与周边零部件匹配的间卡子外侧斜商距保隆杠翻边卡糟商间隙。瞭、商差的大小及公差和一致性要求即7422014GG-BD038 2014中国汽车工程学会年会论文集表定义前保险杠与翼子板前保险杠与前照灯前保险狂与机舱羞间隙士■±土面差（±依照造型（土翼子板当然，在设计支架卡子时，除了满足以上要求外，还要裉据塵：料重架的材料、壁厚及结构征等作详细的受力分析：计算后才能准确确定各参数的最銥数值。—支架上前保险杠翻边安装点的布置一对支架上卡接点进行布置肘，相邻卡接点之间距离不要过大，也不要太小，最好在。另外，保杠与翼“子板分缝线有转折的位置图中！禽保险杠容易出现塑料支架堡应力趣中现象，所以在转折点两侧尽量都要布置卡在：塑料支架靠近前照灯的一端（图中此处保险杠翻边容易外翘，卡接点布■应尽量靠近支舉觸鄧果由于空图前保险杠侧支架间受跟，塑料支架上无法段计卡接点，要考虑通轼其他方式或采用辅助支架来增加保险杠翻边的安装点。在塑料支架靠各尺寸参数的荽求及未达到要求时的风险见表。近糖罩的一端，卡接点也粟尽量靠近端都，若空间受？艮，也表各尺寸参数的要求及未达到要求时的风险可以考虑通过在翼子板上難增加安装点的方式来固定保险杠翻边参数要求风若蒙皮翻边高度，会使保翼于板、’虞翻边高度险杠拆装都比较困难甚至无法照；安装若保险杠卡接力太小，容易脱落若、保险杠卡接力过大，会造成保险杠拆装困难，甚至在拆卸时会导致保险杠翻边保险杠若°保险杠翻边容易。脱落‘若。，保险杠翻边难以装配至」位图前保险安装示意图若⑷糾。保险杠安装时推支架上前保险杠的定位结构设计，忘°“”人困难对于保险杠翻边的定位一般设计在支架中间位置，但对于此车的分缝线——从前往后为斜向若保险杠翻边在推下趋势，并且前部有转折向上的弧线，后部比较平坦（图人时由于行程受限而卡接不到那么定位点应该设计在中间偏前的位置，这样能‘‘‘影响保險杠与翼子板敢匹配更好地控制匹配效果，定位结构（图。此绾构便于保险效果杠装配，定位也比较可对于定位，由2014中国汽车工程学会年会论文集；于保杠此部分在左右方向比较软，所以要多增加一些定：形式控制。但这种设计存在一点不足，就是在保险杠装配时位点，每个卡子内侧面与位宁保险杠翻边输的凸台组合使难以保证每个压片都在蒙皮翻边的上侧，如果压片顶住了保用作定图。对于：定位，采金杠翻边或者被挤压到了翻边下侧，会造成保险杠装配不到用支架上每个卡接点两侧条形筋来实现保廢杠下琅位。由于位，影响匹配效層甚至损坏保险杠。此车采用的方法是保在这个方向上塑料支架要承受一定的保险杠重量，所以此处险杠翻边上表面增加限位翁直接頂到翼子板翻边上，实现保结构要具有一定的强度，结拘強度是否满足要求可以通过模险杠翻边的上限位，与支架上条状館组合使用实规定拟汽车行驶颠簸後态下保险杠侧面所产生的下沉力和交变应位（图、释在设计塑料支架定位结构时，也要依据上力来计算。对于保虹的上限位，可以采用支架设计压片的文提到的原则预留设计余量。翼子板〉保险杠定位塑料支架亡图前保险侧面安装示意图」母连接的方式需要在翼子挺上焊接凸焊或螺母，连接可胃〒靠但成本较高；铆钉连接的方式成本不高，重量较轻，但支架难以拆卸，拆卸时容葛损杯翼子植；自攻钉与：鬆料蟪母的连接安装操作简单，拆卸方便，因此此车型采用了这种安装厂方案。支架在翼子板上定位，采用定位销方式直接定位到翼厂、麵杠子板上（图。定位前保险杠侧支架材料选择于此她象皮与翼子板配要求较因此对塑料袁架的精度要求也较高所以要遥择」种强度好、变形量小、耐久性能强谓材料，一般备选材料有、和等。综合考虑成本及性能满足等爾素后，此车图前保险安装示意图（一）型采用了作为塑料支架的材料翼子板前保险杠侧支架模具及工艺可行性分析根据所确定结构和材料对證料支架：迸行獏具可行性分析，包括本体脱模角度是否满足要求、滑块机构是否有空间一—“可以布置、加興筋是否可以注塑浪满等，按分析结果对结构作进一步优化。保险杠对支架的装配工艺性进行分析：是否有足够的安装工具空间，安装力矩应该多大，其装配顺序如何，安装件对其他塑料支架零部件的拆装是否有影响。根据分析结果对原设计结构进行优化。此车型在支架的下侧留出翼子板安装螺栓的工具空间图，方使饕子樣骑整或拆卸。图前保险安装示意图（二）以上步骤逐一确定后，前保险杠侧支架的设计方案巳基本完成，然后根据所确定的设计方案进行快速成型件和软模前保险杠侧支架自身安装定位结构设计件制作实件相比数模可以更直观地映问题。用试制零件‘‘‘‘进行装车验征，友时发现问题和不足，进行数据优化最终对于支架在翼子瑕上的突装，一般采用的形式有螺栓确定设计方案（图。螺母连接、铆钉连妾、自攻螺钉塑料螺母连接等。螺栓螺‘：744 2014CG-BD038 2014中国汽车工程学会年会论文集翼子板图前保侧支架的安装图前保险杠侧支架、八应按照清晰的设计思路，从结构设计、安装定位、材料选择、工艺制造和成本等各方面进行详细的考虑分析，并逐一保险杠塑料支架设计的结构形式直接影响保险杠与车身验证，最后完成塑料支架的方案设计，使保险杠支架可以灵及周边零件的安装匹配质量，因此在进行塑料支架设计时，活傷真正起到高保险杠外观匹配质量的作用。