汽車保險杠的相關設計及制造問題研究

魯健

摘 要：近幾年來，隨著社會經濟的不斷發展，汽車產量也在進一步增加，相應的汽車制造行業得到了迅猛的發展，同時，對于汽車保險杠的需求量也在逐步上升?；诳萍蓟l展的時代背景，消費者對于汽車的安全性能提出了更為嚴格的要求?；诖?，本文主要對汽車保險杠的相關設計和制造問題進行深入研究和探討。

關鍵詞：汽車保險杠;相關設計;制造問題

前言：對于汽車保險杠而言，其不單純是汽車的安全防護裝置，在汽車造型裝飾中，還起到了重要的協調作用，集裝飾性和功能性于一身，屬于非常重要的一個法規安全件。在現如今開展車型設計開發的過程中，保險杠不但要滿足保護行車和行人安全的功能，還要保證外部裝飾的美觀性，確保與整體車的造型完全吻合一致，只有如此，才能更好的滿足消費者的現實需求。

1 汽車保險杠設計

1.1保險杠設計原則

首先，就是安全性能，車輛在行駛過程中，發生碰撞時，保險杠可以起到一個非常重要的緩沖吸能作用，使撞擊帶來的車輛影響盡可能降低，保障乘客的生命安全，使行人在受到撞擊時的傷害進一步減少，保護行人生命安全;其次，就是提高車輛空氣動力性能，通過對空氣流動方向的改變，使整車的流暢性提升上來，使整車的油耗得以降低;再次，不論是色彩，還是外形，又或者是質感上，都要與整個車的造型保持完全一致，而且達到一種渾然一體的效果，將整車的造型風格體現出來;最后，就是要遵循便于安裝和維修的原則，滿足人機工程要求。

1.2保險杠設計流程

對于保險杠設計流程而言，從最初的項目啟動開始，然后到整體保險杠全面設計完成結束的整個過程。以具體工作任務不同為依據，通常會分為以下幾個階段，第一階段就是模型階段，第二階段，就是CAS階段，第三階段就是A面階段，第四階段，就是工程設計階段，最后一個階段，就是驗證階段。

在整體選擇主題節點之后，要進入到設計階段，首先就是設計保險杠的結構，要對保險杠與其他車身部件的搭接配合關系和定位限位關系進行優先考慮，然后在開展后續的安裝結構設計，最后，再設計保險杠系統的本體。

1.3結構設計

對于整個汽車而言，最大的塑料覆蓋件就是保險杠本體，與此同時，不論是車輛的造型，還是相應的空氣動力性特點，又或者是相關法律法規，都會影響到保險杠的設計。在對保險杠開展外形設計的過程中，要確保其可以融合到整個車身之中，與車體形成一個整體，并且與其他部分可以形成一種連續感，不可脫離整體車身。

正常情況下，保險杠與車身整體連接過程中，一般都會將螺栓、卡扣等連接件應用進來，進行連接。為了使汽車外型的美觀性和防盜性得到有效的保證，對于安裝點的設計，盡量在產品的內部隱藏起來，與此同時，為了使后續的維修和拆卸更加方便，在具體設計的過程中，對更換零件時，要遵循盡量少拆或者不拆周邊零件的原則。

如果實際的產品尺寸非常大，則要進一步劃分產品，為幾個容易加工的單件。以江鈴福特的一款新車為例，其保險杠的尺寸非常大，如果將其作為一個整體，則很難實現，而且相應的成本費用也會進一步增加，經過研討和分析之后，將保險杠進一步劃分為三段，在加工完每一段之后，應用螺栓，將其裝配在一起，這樣可以時注塑產品結構的剛性提升上來，最大化的降低變形，使平板結構得以避免，對翻邊和凹凸結構進行合理的設置。

2 汽車保險杠制造

2.1制件的壁厚確定

在制作汽車保險杠的過程中，必須要保證壁厚的均勻性，而且實際的厚度要保持適當性，如果厚度不同，則要進行逐步過渡。不論是任何一種塑料，都要保證具備一定的壁厚范圍，正常情況下的范圍，就是0.5到4mm，如果實際的壁厚，已經超出了4mm，就會出現冷卻時間過長的問題，導致縮痕進一步產生，所以，要考慮整體改變實際的產品結構。最大化滿足要求的同時，還要盡可能地減少壁厚。壁厚存在不均勻的問題，表面會出現嚴重的縮印問題，舉例來講，PP、PA等更具備顯著性。對于汽車的外飾件而言，在制造過長中，要保證厚度可以控制在2.5mm左右，上下浮動不可超過0.5mm。

2.2加強筋設計

在制造汽車保險杠的過程中，保證加強筋應用的合理性和科學性，可以使產品剛性提升上來，最大化的降低變形可能性。正常情況下，加強筋的厚度，要小于產品壁厚的三分之一，如遇到特殊情況，也要保證不大于產品厚度的二分之一，如若不然，表面就會產生嚴重的縮痕現象。對于加強筋的單面斜度而言，正常情況下，要保證大于1.5度，避免出現頂傷問題。對于多條加強筋而言，要保證得當的布置，還要保證相互錯開，彼此之間的距離也要不小于4t.對于筋的高度而言，不可過大，要低于3t，如若不然，就會出現筋部受力過大，導致破損的情況發生。

2.3支撐面

在制造過程中，如果將整個面，作為零件的支撐面，如果存在一點的變形，都會使其與車身的配合受到影響，所以，要將凸邊或者局部凸起的支角應用進來，作為重要的支撐面。

2.4孔

在保險杠制作過程中，最不可或缺的就是各種孔，在設置的過程中，要將不減弱產品機械強度的部位選取進來，保證相應的模型可以更加方便磨具制造。對于孔和壁這兩者而言，彼此之間要保證一定的距離，對比孔徑，孔至邊界的距離最少要是其1.5倍。

結語：總而言之，對于汽車而言，非常重要的一個被動安全件，就是汽車的保險杠，在汽車眾多的安全防護裝置中，屬于非常重要的一項內容，可以最大化的減輕撞擊，避免受到刮碰。保險杠還具備一定的裝飾性，整體的剛性和強度也非常大，基于社會經濟的不斷發展，汽車工業的迅猛發展，人們對于汽車要求在不斷提高，相應的對于行人保護要求也在不斷提高，所以，在對保險杠進行設計的過程中，也要不斷提高要求。在具體制造過程中，也要提高制造的精確度，遵循相應的設計原則，開展針對性的制造，確保實際制造出來的保險杠可以滿足車體性能要求，同時，又能與車身保持線條流暢性，最終提升汽車的整體性能，最大化的保障乘客和行人的生命安全。

參考文獻：

[1]劉志東.機器人技術在塑料保險杠智能生產調度中的應用及效率研究[J].塑料工業，2021，49（04）：93-96+128.

[2]KEBBOUCHE Zahia，TAIRI Abdelaziz，SAFI Brahim.阿爾及利亞汽車工業生產的兩種卡車保險杠生命周期比較評估（英文）[J].Journal of Resources and Ecology，2020，11（04）：378-387.

[3]韋孟洲，莫毅，王彰云.鋁合金薄壁橢圓管替代傳統吸能泡沫材料的保險杠吸能結構改進[J].輕合金加工技術，2020，48（01）：45-49+59.

[4]何欣龍，王繼芬，李青山，何亞，姜曉佳，李超，彭山珊.基于多層感知器-Fisher判別分析的車用保險杠紅外光譜鑒別[J].中國測試，2019，45（05）：74-78+92.