保險杠設計的案例
汽車前保險杠大型薄壁注塑模結構分析、設計
前保險杠注塑模熱流道澆口位置見圖5。
圖5 汽車前保險杠設計進膠模流分析
SVG技術是近年來為適應汽車行業對大型平板塑料件以及電子工業對微型薄壁件的需求而開發的一種熱流道成型新技術。與傳統的熱流道澆口技術相比，它有以下優點：
①熔體流動穩定，保壓壓力更加均勻一致，補縮效果顯著，塑件各處收縮率一致，提高了尺寸精度;
②可以消除熔接痕，或將熔接痕形成在非外觀面;
③降低了鎖模壓力和塑件的殘余應力;
④減少了成型周期，提高了模具勞動生產率。
圖6是汽車前保險杠采用熱流道順序閥澆口進膠的模擬數據圖。通過模流分析可以看出，在正常的注射壓力、鎖模力和模具溫度下，熔體流動穩定，塑件質量好，因此模具的使用壽命和產品合格率都能得到充分的保障。
圖6 汽車前保險杠設計進膠模流分析
3、側向抽芯機構設計
由于前保險杠采用內分型的分型面，定模A板的倒扣處的分型線位于動模側斜頂下方，為了避免操作過程中可能出現損壞模具的風險，開模時抽芯步驟必須得到嚴格控制，詳見模具工作過程。本模具采用直頂下設計斜頂，斜頂內又設計橫向斜頂(即復合斜頂)的復雜結構。為抽芯順利，斜頂與直頂要有足夠空間，斜頂與直頂接觸面要設計3°～5°斜度。內分型保險杠注塑模兩側大斜頂和大直頂要設計冷卻水道。內分型保險杠定模側孔要設計定模彈針結構抽芯，見圖2中E處放大圖。這里要說明的是：內分型保險杠注塑模與與一般的注塑模不一樣，開模時塑件不是留在動模再頂出，而是在開模過程中依靠拉鉤同步頂出，定模的側抽芯43在開模過程中彈出，塑件會跟著定模走一段距離，見“模具工作過程”。
4、溫度控制系統設計
前保險杠主體注塑模具溫度控制系統設計的好壞對模具的成型周期與產品質量影響很大。本模具溫度控制系統采用的形式為“直通式冷卻水管+傾斜式冷卻水管+冷卻水井”的形式，詳見圖2。
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轎車保險杠大型注射模設計及CAE
發布者：劉潔 來源：CAD世界網
[摘要]塑料保險杠取代金屬保險扛是汽車行業的發展趨勢，但是塑料保險杠的設計目前仍采用傳統的模具設計方法。因此本文針對轎車前保險杠的制品結構，采用華塑CAE(HSCAE)軟件對轎車保險杠注射模的型腔壓力、熔體溫度及流動前沿進了優化分析及模擬，同時對保險杠注射模的主要參數進行了校核。研究結果表明本文采用的設計方法可以極大提高保險杠注射模設計開發的效率。
[關鍵詞] 保險杠 注射模 熱流道 CAE
1 前言
隨著汽車上業的發展，全金屬保險杠越來越不適應現代汽車在輕量化、高機能化以及與車體造型一體化等方面的要求，尤其在轎車、輕型車上，有用塑料保險杠取代全金屬保險杠的趨勢。作為鋼鐵件的替代產品，汽車塑料保險杠以其造型美觀，重量輕，易于成型，耐腐蝕，成本低，綜合機械性能良好，且容易實現規模化生產等優點在汽車行業占據了一席之地。目前，我國轎車。微型車、輕型車等生產廠家正在逐步實現該產品的更新換代。
2 轎車前保險杠幾何結構分析
圖1所示零件為馬自達轎車前保險杠，零件壁厚3.5mm，通常要求制件表面光滑無缺陷，對其外形精度沒有過高要求。如圖1所示，保險杠形狀為馬鞍形，長1925mm，寬715mm，高538mm，平均壁厚為3.5mm。橢圓形燈孔左右各一，中間為通風柵格，內側加強筋若干。尾部有內側卷曲，因此，需要采用內側抽芯。
保險杠材料要求在較寬的溫度范圍內剛性好，耐沖擊性能好，尺寸穩定性好，耐溶劑性好，涂裝性能好。丙烯綜合什能較好，故在此選用聚丙烯(改性)作為保險杠材料。
展開 汽車前保險杠 實力分享
前保險杠為外觀件，表面不允許有熔接痕，注射成型時必須把熔接痕趕到非外觀面或消除熔接痕，這是本模具設計的重點和難點之一。本模具采用了8點順序閥熱流道澆口控制技術，即SVG技術，這是本模具采用的另一項先進技術，它通過汽缸的驅動來控制八個熱射嘴的開啟和關閉，由此達到了塑件表面無熔接痕的理想效果。前保險杠注塑模熱流道澆口位置見圖5。
圖5 汽車前保險杠設計進膠模流分析
SVG技術是近年來為適應汽車行業對大型平板塑料件以及電子工業對微型薄壁件的需求而開發的一種熱流道成型新技術。與傳統的熱流道澆口技術相比，它有以下優點。
①熔體流動穩定，保壓壓力更加均勻一致，補縮效果顯著，塑件各處收縮率一致，提高了尺寸精度；
②可以消除熔接痕，或將熔接痕形成在非外觀面；
③降低了鎖模壓力和塑件的殘余應力；
④減少了成型周期，提高了模具勞動生產率。
圖6是汽車前保險杠采用熱流道順序閥澆口進膠的模擬數據圖。通過模流分析可以看出，在正常的注射壓力、鎖模力和模具溫度下，熔體流動穩定，塑件質量好，因此模具的使用壽命和產品合格率都能得到充分的保障。
圖6 汽車前保險杠設計進膠模流分析
3、側向抽芯機構設計
由于前保險杠采用內分型的分型面，定模A板的倒扣處的分型線位于動模側斜頂下方，為了避免操作過程中可能出現損壞模具的風險，開模時抽芯步驟必須得到嚴格控制，詳見模具工作過程。本模具采用直頂下設計斜頂，斜頂內又設計橫向斜頂（即復合斜頂）的復雜結構。為抽芯順利，斜頂與直頂要有足夠空間，斜頂與直頂接觸面要設計3°～5°斜度。內分型保險杠注塑模兩側大斜頂和大直頂要設計冷卻水道。內分型保險杠定模側孔要設計定模彈針結構抽芯，見圖2中E處放大圖。
展開 FIAT汽車前保險杠的形狀優化設計
FIAT公司利用modeFRONTIER對車輛前保險杠進行形狀優化設計，通過優化設計變量（材料屬性，幾何形狀參數）使得在碰撞發生時此保險杠能吸收最大碰撞能量，同時此保險杠質量最輕。采用拉丁超立方方法進行90 F.E. 碰撞模擬計算，然后對結果進行響應面擬合，利用擬合得到響應面通過探索虛擬解優化最終得到一個適合優解，這種方法能夠加快優化的速度。ModeFRONTIER具有豐富的響應面擬合方法，和數據統計挖掘工具，能夠方便的解決超大計算量的優化問題
汽車保險杠碰撞過程的有限元分析
以ＥＱ１４０貨車為例，應用動力有限元軟件ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ對汽車保險杠的碰撞過程進行數值模擬。得 到結構的瞬態動力響應以及變形、速度、碰撞力等參數的時程曲線。清晰地展示了保險杠的變形的全過程，為改進 保險杠的設計提供了參考。
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展開 汽車保險杠模具設計問題點檢討
缺陷：圖示D16后保險桿，行李箱蓋區域中間一點側澆口，產品側面上在上圖所示綠線位置產生壓力痕。
原因：由于方孔的存在，保壓過程中料流繞過方孔，在產品表面引起壓力痕。
方案1：修改筋的形狀（如上圖），切除非裝配區域的筋，減弱方孔對保壓料流的影響。
方案2：修改側澆口形狀（如下圖），設計很長的薄膜側澆口（澆口長度與產品上筋的長度相等），改變料流方向，均勻充填整個行李箱區域的側面。
缺陷：圖示D16前保險桿，上格柵區域中間一點潛伏澆口，兩側兩點潛伏澆口，產品牌照板區域在上圖所示綠線位置產生壓力痕。
原因：由于牌照安裝柱腳的存在，保壓過程中料流經過柱腳，在產品表面引起壓力痕。
方案：產品頂面加材料，側面減材料，改變料流方向，移動壓力線的位置
缺陷：圖示B7L前保險桿，在翼子板區域存在縮印。
原因：原始數據上設計有防縮槽，目的是為了避免此轉角區域出現縮印。但沒有達到預期的效果，卻產生了縮印缺陷。
措施：取消防縮槽設計（MagotanCC項目上已經得到驗證）。
缺陷：圖示B7L前保險桿，上格柵三點側澆口位置產品表面出現“八”字氣痕。
原因：流道經過區域壁厚不均勻，兩側厚中間薄。
措施：建議修改產品，增加連接區域的產品厚度，最好是中間厚，兩側薄。
缺陷：圖示B7L后保險桿，在翼子板區域存在縮印。
原因：原始數據上設計有防縮槽，目的是為了避免此轉角區域出現縮印。但沒有達到預期的效果，卻產生了縮印缺陷。
展開 汽車保險杠模具設計總結
汽車保險杠模具設計總結
保險杠模具設計要點總結
保險杠模具設計要點總結
汽車保險杠模具設計問題點總結
而模具結構設計相比而已難度沒那么大，最復雜的結構往往都是簡單的結構的疊加與變化，模具結構對于外行人看來只是“一層窗戶紙”，捅破這層窗戶紙，模具結構往往“一通百通” 。
2.模具扣機結構課能學到什么？
模具扣機結構在一些多次開模，開合模順序控制，多次頂出，同步頂出等結構上應用非常廣泛。針對一些設計師對于扣機結構的使用模棱兩可，不知如何取舍等實際情況針對性的整理本套課程包含：面板先開扣機，面板后合扣機，托板先開扣機，托板后合扣機，托板后開扣機，保險杠同步拉鉤扣機，二次頂出開模扣機，二次頂出回位扣機，四次開合模扣機等。這些系列內容包含了目前工廠各種常用扣機結構，視頻都是總結+實操，全程模擬開合模的動作，并提供完整3D及標準件庫供大家學習。
如需咨詢視頻請聯系小編：
謝工 QQ：644803033 微信：18128013590
展開 汽車保險杠模具設計要點總結
汽車保險杠模具設計要點總結
日系車外分型保險杠設計精華
日系車外分型保險杠設計精華
汽車前保險杠支撐沖壓工藝改進及模具設計
前保險杠支撐是前保險杠的兩個重要支撐件，直接關系到車的外觀及安全性，為保證前保險杠的裝配精度和裝配質量，決定對前保險杠支撐進行整改。
2 工藝分析
圖1所示為前保險杠支撐制件圖(左、右對稱)，材料為SAPH310,料厚3.2mm。該制件形狀復雜，∮12mm及∮9mm孔是用來安裝前保險杠的裝配孔，前保險杠足1.5mm的不銹鋼制件，若兩個孔處的型面不平整及∮12mm孔處的型面角度不對，以及型面1與型面2的開檔尺寸不對，都將造成前保險杠變形、開裂。若∮12mm及∮9mm孔位置不準確，將造成前保險杠位置錯變，會與前防板發生面差不均勻現象，甚至影響車燈的安裝，影響整個車前臉的外觀質量。∮16mm孔及R8mm缺口不僅是裝配前保險杠總成的定位孔，也是前保險杠總成與車體連接的固定孔，所以要求該型面3平整及孔位相對∮12mm及∮9mm孔的空間位置準確。為了保證型面1平整，原上藝增加一套校平模。
原沖壓工藝為：①左、右件分別壓形；②左、右件分別切邊沖R8mm孔；③左、右件分別沖∮16mm及∮9mm孔；④左、右件分別彎曲小邊；⑤左、右件分別翻邊；⑥左、右件分別沖∮12mm孔；⑦校平。在生產過程中，經過使用發現，種沖壓工藝由于是非對稱成形，模具受力很不均勻，造成模具磨損厲害，使間隙增大，影響制件精度，且造成模具壽命降低。非對稱成形使制件很不穩定，各型面和各裝配孔位置都難以保證，此沖壓工藝使模具數量多(需11副模具)，制作周期長，操作工序多，生產效率低，增加了生產成本。而且此工藝壓形斤，后續下序中的型面定位固型腔比較淺而不準確．使各孔位置及各孔空間位置難以保征，型面1和型面2的開口尺寸極不穩定，也難以保征各型面的平整及∮12mm孔所在凸臺的成形角度和形狀。
展開 塑膠模具汽車保險杠內分型
在汽車注塑模具中，針對汽車保險杠產品，模具設計時通常會采用先進的內分型面技術。其優點是分型夾線隱藏在保險杠的非外觀面上，在汽車上裝配后看不到外觀夾線，不會影響產品外觀。但這種技術在難度與結構上都要比外分型保險杠復雜，技術風險也較高，模具成本與模具價格也會高于外分型保險杠很多，但因外觀美觀，在中高檔汽車中被廣泛應用。
如下圖所示，產品兩頭采用直頂+斜頂的機構進行脫模。
下圖所示產品底部藍色處采用在大斜頂上設計直頂的結構，使產品在頂出時以防產品頂出時同斜頂走。
此側倒扣采用斜頂上斜頂的結構：
扣位采用在直頂上做隧道彈塊的結構進行脫模：
頂出機構分三級頂出：
（1）第一級頂出采用4個油缸頂出同前模同步運動頂出60MM，4個拉鉤為輔助機構；
（2）第二級頂出然后油缸繼續頂出70MM；
（3）第三級頂出用2個小油缸做二次頂出30MM，方便取件。
為了保證開模時斜頂跟前模一起同步運動,以使產品變形而脫模，當頂出機構同前模同步運動60MM后, 前／后模部分分離,這樣保護了模具,也保證了產品不會被拖傷！
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展開 汽車保險杠
汽車設計者從交通事故中發現，汽車發生側面碰撞的案件比較多，尤其是路面濕滑或車速較快的情況下，因各種原因造成汽車攔腰碰撞的可能性大大增加。因此，近幾年有關防側撞的安全問題已經引起人們的關注，有些國家還制定了嚴格的汽車防側撞安全條例，規定汽車要實施防側撞的安全措施。
轎車上實行防側撞的安全措施有二種常見方法，一種是從設計上改進轎車車廂的結構，使其能起到分散 側撞沖擊力的作用；另一種是安裝車門保險杠，增強車門的防撞沖擊力。后一種方法實用， 簡單，對車身結構的改動不大，已經普遍推廣使用。早在93深圳國際汽車展覽會上，參展的本田雅閣牌轎車將一扇車門剖開一部分，專門露出車門保險杠給觀眾看，以示其良好的安全性能。
安裝車門保險杠，就是在每扇車門的門板內橫置或斜置數條高強度的鋼梁，起到車前車后保險杠的作用，做到整部轎車前后左右都有保險杠“護駕”，形成一個“銅墻鐵壁”，使到轎車乘員有一個最大限度的安全區域。當然，安裝這種車門保險杠對于汽車制造商來講，無疑會增加一些成本，但對于轎車的乘員來講，安全性和安全感都會增加了許多。
展開 基于optistruct保險杠多學科優化 ￥50
涉及到保險杠的分析有：保險杠正面碰撞剛性墻，保險杠約束模態分析，靜力學分析。
響應：節點集合x向位移，質量響應，一階模態頻率，加載點的合位移。
變量：section 2mm plate的料厚變量記為a（1.5<a<3），section 2.5mm bumper的料厚變量記為b（2<b<3.5）
約束條件：1、碰撞工況下，節點集合x向位移不超過65mm；2、一階模態頻率不低于125Hz；3、靜力學分析中，加載點的合位移不超過0.8mm。
目標函數：質量最小。
厚度迭代動畫
碰撞工況動畫
模態結果動畫
靜力學分析結果
具體操作部分見收費內容部分，相關模型及腳本文件見附件。凡購買本案例的朋友針對收費內容部分有疑問，可以一起交流。
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