汽车前保险杠注塑模设计
日期： 2016年5月17日 【摘要】 汽车的前保险主要以塑料为首选材料，因为塑料具有柔韧性好，耐冲击性能好等特点，所以在车车事故，车人事故中，降低了车主损失和减少行人所受伤害，同时保险杠选择塑料也降低了汽车的自重。汽车保险杠承载了重要的责任，所以在塑料的选材和注塑模的设计上要保证塑件的物理性能和力学性能，在碰撞中起到应有的作用。本文主要介绍了汽车保险杠的注塑模设计的主要流程，也分析了塑件的选材和注塑机的选取，并对注射量与锁模力进行校核。这次设计用到UG,CAD等绘图软件，3D建模软件,对模具装配图进行绘制，巩固在校期间对于相关知识的学习。
目录
引言 1
一、汽车保险杠零件图与三维图设计 2
1.1零件图合理性分析 2
1.2零件外形 2
1.3塑件形状分析 2
二、保险杠的材料选择 4
2.1选材原则 4
2.2选材方法 4
2.3掌握材料的性能特征 4
三、 注塑模设计 5
3.1模具结构分析 5
3.2型腔布局 6
3.3型腔和型芯设计 6
3.4分型 7
3.5浇注系统 8
3.6冷却系统 9
3.7推出机构 10
四、模具的装配 11
五、注塑机的选择与校核 12
5.2最大注射量校核 12
5.3锁模力的校核 13
5.4注射压力校核 13
六、保险杠的质量检查 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
伴随着我国的发展，我国的汽车产业发展到了一个新的高度，汽车与我们的生活日益密切，而保险杠作为汽车的重要组成部分，既保护着车子也保护着人们。汽车保险杠的设计及注塑水平需要很高的水平，汽车保险杠承载了保护车主，减少对行人伤害的重要责任，它是汽车防护与美观的重要组成。责任所在，所以汽车保险杠要能够在碰撞中起到缓冲作用，尽可能把损失降到
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
最低，同时也要适应雨天，高温等恶劣天气，需要具有耐腐蚀，耐高温，便于生产制造，降低成本和降低维护的难度。塑料作为轻量化材料表现良好，所以汽车保险杠主要为塑料材质，其由横梁，外板，缓冲材料构成，保险杠和汽车车架通过螺丝连接，既方便更换，也方便平时的保养。通常保险杠通过注射成型，渗入合金材料，使得保险杠的刚性，韧性都有很好的提高，在使用过程中更加安心。外观方面浑然天成，和车体形成一体，美观而具有装饰性。
一、汽车保险杠零件图与三维图设计
1.1零件图合理性分析
保险杠应根据实际使用来考量，优先保证其的结构刚性，注射时的方便性，减低生产成本；其次也要保证其的美观性，外形的复杂程度，空间的合理布局。
零件结构复杂，长度为1731mm，宽为419.5mm，平均壁厚约为3.5mm，尺寸精度为IT4级；属于大型薄壁零件；零件表面有很多孔和加强筋，塑料熔体流动时会产生额外阻力，影响充填；塑件边缘有倒扣，会影响脱模。
1.2零件外形
UG建模图如图11所示：
图11 UG建模图
保险杠三视图如图12所示：
图12 三视图
1.3塑件形状分析
保险杠的结构造型得根据实际情况的具体使用来确定，例如车辆的豪华程度，使用地方，内饰配置等。保险杠形状还得切合实际，满足现有的加工条件，制定合理的加工工艺。塑件的形状分析如下：
（1）汽车保险杠需要保证和汽车本体连接稳定，满足配合公差与间隙大小，下端设置两个，上端设置4个固定点，如图13所示：
图13 前保险杠的7个固定点
（2）汽车的前保险杠后面需要连接汽车本体，前面需要和汽车的大灯相连，在前大灯位置设有一个支架和一个紧固点，如图14所示：
图14 前大灯支架和固定点
（3）塑件为薄壁零件，为保证结构强度，设有几处加强筋，如图15所示：
图15 加强筋
（4）保险杠和汽车本体连接和固定方式主要以螺钉的形式，在保险杠四周留有固定用的螺钉孔，如图16所示：
图16 螺钉孔
二、保险杠的材料选择
2.1选材原则
本次保险杠的选材有一共3点要求：
（1）优秀的工艺性能要求；
（2）标准的使用性能要求；
（3）合理的制造成本要求。
2.2选材方法
熟练的了解各种塑料的特性，在特殊情况下（高温，腐蚀，水泡）塑料的适应程度，与塑料的收缩率在注射过程中的影响，选材要满足选材原则，具有耐腐蚀，耐冲击，价格合理等优点。
2.3掌握材料的性能特征
选材要全方面的了解各种塑料的优缺点，要对各种材料进行分析，合理择优，以保证去符合保险杠的要求，可以加入合金元素，改善塑料特性，使其使用性能更加优秀。
保险杠的常用选材有两种，一种是改性聚丙烯，一种是ABS材料，他们的基本特性如下：
其一改性聚丙烯（pp）特性:
拉伸强度≥14
缺口冲击强度≥15
高温（90±1℃）不变脆，不影响功能及外观
持久放在（150±2℃）循环空气中200h，样条裂纹
其二ABS材料特性：
拉伸强度≥14
缺口冲击强度≥18
冲击强度无断裂
高温（90±1℃）不变脆，不影响功能及外观
持久放在（80±2℃）循环空气中400h，样条裂纹
本次设计选用pp作为首选材料，pp在同等塑料中，耐热性最为优异，它的热变形温度高达80℃，所以保险杠可以适应日常高温变化。在注射过程中，pp熔化后流动性能好，填充型腔时不易堵塞，便于一次成型，但是刚性不够，脱模之后产生老化是其缺点。
pp塑料抗疲劳，抗开裂性能也不错，能够承受很高弯曲程度，pp塑料相比于pe，韧性更好，质量更小，奶腐蚀性更优，所以想比较下，选取pp作为保险杠的材料。
PP塑料的收缩率约为1%2.5%，所以pp塑料的公差等级为MT4，
使用ProE 3.0的分析测量实体功能，可动计算出制件的体积为体积4223966。
由测出的体积，还有制件用到的塑料的密度，我们可以计算每个制件不算质量，
=ρ=4223.966×0.95=4012.7677g
注塑模设计
3.1模具结构分析
模具的尺寸为2240x1192x1080mm，模具结构如图31所示：
图31 前保险杠总装图
目录
引言 1
一、汽车保险杠零件图与三维图设计 2
1.1零件图合理性分析 2
1.2零件外形 2
1.3塑件形状分析 2
二、保险杠的材料选择 4
2.1选材原则 4
2.2选材方法 4
2.3掌握材料的性能特征 4
三、 注塑模设计 5
3.1模具结构分析 5
3.2型腔布局 6
3.3型腔和型芯设计 6
3.4分型 7
3.5浇注系统 8
3.6冷却系统 9
3.7推出机构 10
四、模具的装配 11
五、注塑机的选择与校核 12
5.2最大注射量校核 12
5.3锁模力的校核 13
5.4注射压力校核 13
六、保险杠的质量检查 13
总结 14
参考文献 15
谢辞 16
引言
伴随着我国的发展，我国的汽车产业发展到了一个新的高度，汽车与我们的生活日益密切，而保险杠作为汽车的重要组成部分，既保护着车子也保护着人们。汽车保险杠的设计及注塑水平需要很高的水平，汽车保险杠承载了保护车主，减少对行人伤害的重要责任，它是汽车防护与美观的重要组成。责任所在，所以汽车保险杠要能够在碰撞中起到缓冲作用，尽可能把损失降到
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
最低，同时也要适应雨天，高温等恶劣天气，需要具有耐腐蚀，耐高温，便于生产制造，降低成本和降低维护的难度。塑料作为轻量化材料表现良好，所以汽车保险杠主要为塑料材质，其由横梁，外板，缓冲材料构成，保险杠和汽车车架通过螺丝连接，既方便更换，也方便平时的保养。通常保险杠通过注射成型，渗入合金材料，使得保险杠的刚性，韧性都有很好的提高，在使用过程中更加安心。外观方面浑然天成，和车体形成一体，美观而具有装饰性。
一、汽车保险杠零件图与三维图设计
1.1零件图合理性分析
保险杠应根据实际使用来考量，优先保证其的结构刚性，注射时的方便性，减低生产成本；其次也要保证其的美观性，外形的复杂程度，空间的合理布局。
零件结构复杂，长度为1731mm，宽为419.5mm，平均壁厚约为3.5mm，尺寸精度为IT4级；属于大型薄壁零件；零件表面有很多孔和加强筋，塑料熔体流动时会产生额外阻力，影响充填；塑件边缘有倒扣，会影响脱模。
1.2零件外形
UG建模图如图11所示：
图11 UG建模图
保险杠三视图如图12所示：
图12 三视图
1.3塑件形状分析
保险杠的结构造型得根据实际情况的具体使用来确定，例如车辆的豪华程度，使用地方，内饰配置等。保险杠形状还得切合实际，满足现有的加工条件，制定合理的加工工艺。塑件的形状分析如下：
（1）汽车保险杠需要保证和汽车本体连接稳定，满足配合公差与间隙大小，下端设置两个，上端设置4个固定点，如图13所示：
图13 前保险杠的7个固定点
（2）汽车的前保险杠后面需要连接汽车本体，前面需要和汽车的大灯相连，在前大灯位置设有一个支架和一个紧固点，如图14所示：
图14 前大灯支架和固定点
（3）塑件为薄壁零件，为保证结构强度，设有几处加强筋，如图15所示：
图15 加强筋
（4）保险杠和汽车本体连接和固定方式主要以螺钉的形式，在保险杠四周留有固定用的螺钉孔，如图16所示：
图16 螺钉孔
二、保险杠的材料选择
2.1选材原则
本次保险杠的选材有一共3点要求：
（1）优秀的工艺性能要求；
（2）标准的使用性能要求；
（3）合理的制造成本要求。
2.2选材方法
熟练的了解各种塑料的特性，在特殊情况下（高温，腐蚀，水泡）塑料的适应程度，与塑料的收缩率在注射过程中的影响，选材要满足选材原则，具有耐腐蚀，耐冲击，价格合理等优点。
2.3掌握材料的性能特征
选材要全方面的了解各种塑料的优缺点，要对各种材料进行分析，合理择优，以保证去符合保险杠的要求，可以加入合金元素，改善塑料特性，使其使用性能更加优秀。
保险杠的常用选材有两种，一种是改性聚丙烯，一种是ABS材料，他们的基本特性如下：
其一改性聚丙烯（pp）特性:
拉伸强度≥14
缺口冲击强度≥15
高温（90±1℃）不变脆，不影响功能及外观
持久放在（150±2℃）循环空气中200h，样条裂纹
其二ABS材料特性：
拉伸强度≥14
缺口冲击强度≥18
冲击强度无断裂
高温（90±1℃）不变脆，不影响功能及外观
持久放在（80±2℃）循环空气中400h，样条裂纹
本次设计选用pp作为首选材料，pp在同等塑料中，耐热性最为优异，它的热变形温度高达80℃，所以保险杠可以适应日常高温变化。在注射过程中，pp熔化后流动性能好，填充型腔时不易堵塞，便于一次成型，但是刚性不够，脱模之后产生老化是其缺点。
pp塑料抗疲劳，抗开裂性能也不错，能够承受很高弯曲程度，pp塑料相比于pe，韧性更好，质量更小，奶腐蚀性更优，所以想比较下，选取pp作为保险杠的材料。
PP塑料的收缩率约为1%2.5%，所以pp塑料的公差等级为MT4，
使用ProE 3.0的分析测量实体功能，可动计算出制件的体积为体积4223966。
由测出的体积，还有制件用到的塑料的密度，我们可以计算每个制件不算质量，
=ρ=4223.966×0.95=4012.7677g
注塑模设计
3.1模具结构分析
模具的尺寸为2240x1192x1080mm，模具结构如图31所示：
图31 前保险杠总装图
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