聚丙烯汽车保险杠材料的研究◆开发和进展
介绍了国内外聚丙烯汽车保险杠材料的研究和开发状况，通过对目前国内外发展状况的分析，提出了我国加快汽车保险杠专用材料研发的一些对策思考。
２０世纪９０年代以来，世界汽车工业，特别是中国汽车工业不断发展．汽车产量持续增长。随着汽车普及率迅速提高，减轻车身质量、节能降耗及降低成本已成为汽车工业发展的主要目标之一。塑料因具有质轻、耐腐蚀、设计自由度大等特点在汽车上得到了广泛应用。有资料显示．目前汽车工业发达的德国、美国、日本等国的汽车塑料用量已达到１０％一１５％，有的甚至达到２０％以上。美国通用电器公司塑料部认为．今后塑料在汽车工业的年增长率将达１０％一１２％。在车用塑料品种的构成中，欧洲和日本较为相近，主要以聚丙烯（ＰＰ）为主，约占总量的２８％，其中８０％以上用于保险杠生产。这不仅因为ＰＰ成本低，更由于轻量化、可循环再用等独特优势．使ＰＰ成为汽车保险杠材料的主流。我国在汽车塑料化方面起步较晚，目前经济型轿车每车塑料用量达５０—６０ｋｇ，中、高级轿车达６０～８０ｋｇ，有的甚至可达１００ｋｇ；轻、中型载货车塑料用量达５０ｋｇ左右。平均每辆汽车塑料用量占汽车自身质量的５％一１０％，达到国外２０世纪８０年代初、中期水平。
本文将重点综述国内外聚丙烯汽车保险杠材料的研究开发进展。
国内外汽车保险杠材料的研
究开发状况
１．国内状况
随着国内汽车产量的不断增
长，汽车产品档次的不断提高．对
汽车保险杠专用材料的国产化研究
也进入了一个较快的发展时期，其
中聚丙烯汽车保险杠专用材料的研
究、开发是一个重点。中国汽车工
业总公司对此很重视，在“汽车工业
２０００年发展规划”中明确指出“把聚丙
烯改性材料作为汽车工业需要重点
发展的塑料品种之一，把研制、生
产塑料保险杠、仪表板等作为汽车
工业需要重点发展的零部件”。
目前，聚丙烯汽车保险杠专用
材料主要以ＰＰ为主材，并加入一定
比例的橡胶或弹性体材料、无机填
料、色母粒、助剂等经过混炼加工
而成。
■广州本田汽车有限公司钟明强
应用研究院研制成功了适宜作为桑
塔纳轿车聚丙烯保险杠的专用料．
该专用料达到国外同类产品的先进
水平，已取代进口料在工业生产线
上应用。该产品的某些性能如流动
性、拉伸强度、弯曲强度及弯曲模
量等甚至优于进口料，表１给出了该
专用料与荷兰ＤＳＭ公司专用料的性
能比较结果。
以小本体聚丙烯（ＰＰ）为基
料通过与共聚聚丙烯（ＣＰＰ）、
聚烯烃弹性体（ＰＯＥ）、滑石粉
以及其他助剂共混改性制备汽车专
用料。当ＰＰ：ＣＰＰ：ＰＯＥ：滑石粉为
３０：３５：１５：２０时．再配以适量的偶联
剂、氧合抗氧剂、降温母粒等，制
得的共混料完全可以满足汽车保险
杠性能要求。性能参数见表２。
以ＰＰ、ＥＰＤＭ、ＣａＣ０３等为原
料研制的保险杠专用材料的拉伸强
度、弯曲模量值均较高，材料成型
流动性能良好的成型模缩率稳定．燕山石油化工股份有限公司树脂符合汽车保险杠材料及总成性能指表１燕山石化公司专用料与荷兰ＤＳＭ公司保险杠专用料的性能比较
２００７年第２期汽车工艺与材料ＡＴ＆Ｍ５３
万方数据
表２小本体聚丙烯共混改性保险杠专用料产品性能
产品性能数值
熔体流动速率／ｇ?（１０ｍｉｎ）’１６
拉伸屈服强度／ＭＰａ１９
断裂伸长率／％３５０
悬臂梁缺口冲击强度皿Ｊｔｍ“４７
负载下热变形温度（０．４５ＭＰａ）／。ｃ９５
收缩率／％０．９６
标规定、要求。向聚丙烯中加入用材料．性能达到相关指标的要求。Ｏ．１１％的卢晶型成核剂，经过双螺杆采用国产设备、国产聚丙烯．选择合挤出机造粒．制得ｐ晶型聚丙烯。适的工艺和先进的配方，完全可以生结果表明．卢晶型聚丙烯的悬臂梁产出合格的富康轿车用保险杠料，达缺口冲击强度可达３８ｋＪ，ｍ，力学性到了进口料的标准。表３列出了国内能指标达到汽车保险杠的要求。并主要生产或研制单位提供的可供制作通过注射时加入碳酸钙刚性粒子增汽车保险杠的聚丙烯材料的技术指韧母粒的方法，解决了卢晶型ＰＰ模标。
塑收缩率大和表面漆膜附着性差的目前．国内聚丙烯保险杠专用
缺点。材料的研究、开发和应用取得了一以ＰＰ为基体树脂、以ＥＰＲ为定的成果。但是仍存在一些问题．
增韧剂．辅以少量ＰＥ，通过交联改一方面是聚丙烯、增韧剂、色母料性，并添加一定量的刚性无机填料，原材料的研究、开发有待加强．目制成超高；中击强度保险杠专用材料。前许多国内汽车企业．特别是合资在实际应用中，技术工艺容易掌握、企业，这些原料很大程度上依赖进生产工艺稳定、成型性能良好．产品口，故加强这方面的研发力度对国
外形尺寸稳定。同时，制品的主要内汽车工业的国产化程度有重要的
技术质量合乎标准。以ＰＰ为基体树影响；另一方面，政府、企业、高脂，以一种新型聚烯烃热塑性弹性体校应该形成一种良好的合作开发局乙烯一辛烯共聚物ＰＯＥＳ为增韧剂．面，各自担负起应有的责任，打破
乙烯一丁烯共聚物为助增韧剂．用处国外企业的技术垄断和封锁，开发理过的ＣａＣＯ。为无机增刚、增韧填出具有国际技术水准的专用材料。
充剂．通过动态微交联剂的动态微交２．国外状况
联作用．制成了聚丙烯汽车保险杠专国外对塑料汽车保险杠的研究起
表３国内汽车保险杠用聚丙烯材料的技术指标步较早，２０世纪６０年代就已形成商品化生产规模，当时主要选材为ＰＵ和ＰＣ，ＡＢＳ合金，进入２０世纪８０年代后，ＰＰ改性材料成为制作保险杠的首选材料。近年来，随着高分子合金、复合、动态硫化、相容剂及共混理论与技术的发展，ＰＰ改性材料不断适应各种汽车保险杠用材的要求，正在逐步代替其他保险杠材料，使用ＰＰ改性材料生产的保险杠已占７０％。
欧洲保险杠大部分采用可注射成型的ＥＰＤＭ改性ＰＰ材料，２０世纪９０年代初，欧洲约有８５％保险杠用ＥＰＤＭ改性ＰＰ制作．１９９５年提高到９５％。
日本在塑料保险杠的开发方面始终处于世界前列．２０世纪９０年代日本大约８０％的保险杠用改性ＰＰ制成。日本窒素公司开发了一系列用于汽车保险杠的高结晶ＰＰ．日本本田ＣＲ．Ｘ型汽车是世界上较早采用注射模塑法生产改性汽车保险杠的汽车。日产汽车公司和三菱油化公司也研制出由ＰＰ嵌段共聚物、苯乙烯弹性体和聚烯烃系乙丙橡胶３种组分配成的新材料制作的保险杠．该保险杠具有高刚性、耐冲击性、抗损伤并具有良好的光泽、弹性和涂装性。保险杠装车后，在８ｋｍ／ｈ
５４Ｉ汽车工艺与材料ＡＴ＆Ｍ２００７年第２期
万方数据
受冲撞时可不碎裂．并具有复原的弹性。这种材料还具有装饰美观、可注射成型等特点，性能与聚氨酯差不多．成本则降低１０％一２０％。日本三井化学也研制了以由ＰＰ嵌段共聚物、弹性体和滑石粉色目料配成的材料制成的保险杠，综合性能良好。１９９１年，丰田汽车公司将纳米ＰＰ复合材料用于汽车前、后保险杠，使原来保险杠的厚度由４ｍｍ减至３ｍｍ，质量减轻约１，３。
据报道．北美汽车工业ＴＰＯ使用量的年增长率超过１０％。２００５年，ＴＰＯ在北美塑料保险杠市场所占份额将达７５％，而ＲｌＭ聚氨酯和ＰＣ，ＰＢＴ则将下降到２０％和１％。美国ＧＭ公司正在广泛采用ＴＰＯ取代ＲｌＭ作保险杠．福特公司正逐步停用
车保险杠的方法，如德国大众汽车
公司采用先粉碎、清洗．然后再造
粒及模塑的方法，这种方法简单可
行、效率高。也有一些公司将回收
的ＰＰ，ＥＰＤＭ汽车保险杠先粉碎，
然后用二甲苯作溶剂分离聚合物的
方法生产ＰＰ，ＥＰＤＭ。日本汽车公
司则先除去保险杠的涂料，然后再
加工成新的汽车保险杠。再生的
ＰＰ，ＥＰＤＭ汽车保险杠与新生产的
ＰＰ，ＥＰＤＭ汽车保险杠一样，可装在
汽车上使用。日本目前８０％保险杠
采用ＰＰ，ＥＰＤＭ制造，欧洲汽车保
险杠材料大多采用德国ＢＡＳＦ的产
品。
表４列出了国外主要生产或研制
单位提供的制作汽车保险杠的聚丙
烯材料的技术指标。
表４国外汽车保险杠用聚丙烯材料的技术指标
已迫在眉睫，协调组织企业、高校
与研究所等多方面力量，逐步做到
保险杠材料的整体自主开发．形成
自己的保险杠材料体系，尽快制订
出我国自己相应的规范、标准，这
对于打破国外企业的技术垄断，加
强国产保险杠材料的技术开发具有
重要作用。
其次，国内汽车企业应承担起相
应的责任．加强与国内相关材料生
产企业和科研机构的沟通与合作，
共同努力开发包括汽车保险杠材料
在内的汽车塑料专用材料，并提高
其技术性能和实用性能，这是未来
国内汽车塑料行业应该努力的方
向。
第三．，政府在这方面应该发挥
更大的作用，通过制定相应的限制
ＰＣ／ＰＢＴ保险杠，克莱斯勒公司长期以来一直使用ＴＰＯ保险杠，并计划用ＴＰＯ取代其他材料。ＴＰＯ在市场上所占份额持续上升的一个重要原因就是材料性能的改善。
目前．ＰＰ／ＥＰＤＭ用于汽车保险杠是汽车工业的发展趋势。国外一些公司开发了许多回收ＰＰ／ＥＰＤＭ汽加快我国汽车保险杠专用材
料研发的对策思考
目前，轿车生产企业都是合资企
业，如上海大众、广州本田、北京
现代等．轿车引进国不同，保险杠
的材料体系和标准也不同。汽车保
险杠原材料国产化和国内技术开发
或优惠政策，鼓励汽车生产企业、
塑料生产企业和塑料研发机构进行
包括汽车保险杠材料在内的汽车
塑料的研究、开发和应用方面的工
作。圃
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重庆XXXXXXX学院毕业设计（论文） 课题名称：汽车塑料保险杠的制造工艺 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 二O 年月
目录 一、前言 3 二、保险杆的简介 3 （一）保险杠的发展演变 3 （二）保险杠的结构组成 3 （三）保险杠的作用 5 三、常见的汽车保险杠材料 5 四、塑料保险杠喷涂工艺 6 （一）工艺流程 6 （二）保险杠喷涂工艺 6 （1）前处理 6 （2）水分烘干 6 （3）表面喷涂 6 五、塑料保险杠的主要作用及优点8 （一）可以控制制造成本8 （二）保险杠转型保护行8 （三）轻微碰撞的自我修复能力9 （四）塑料保险杠防腐蚀效果更好9 六、塑料保险杠的缺点10 七、总结10 八、致谢11
一、前言 随着汽车工业的和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。 保险杠具有安全保护、装饰车辆以及改善车辆的空气动力学特性等作用。从安全上看，汽车发生低速碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；在与行人发生事故时可以起到一定的保护行人的作用。从外观上看，具有装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件；同时，汽车保险杠还有一定的空气动力学作用。 数据来源：中国海关 由上表格可以看出，汽车保险杠在汽车领域中，也是非常重要的一部分。是保障生命安全的一个基础，值得注意。 二、保险杆的简介 （一）保险杠的发展演变 许多年以前，汽车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件看上去十分不美观。 随着汽车工业的发展和工程塑料在汽车工业的大量应用，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路。目前汽车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。轿车的前后保险杠都是塑料制成的，人们称为塑料保险杠。 （二）保险杠的结构组成
图书分类号： 密级： 毕业论文 汽车前保险杆设计与建模 DESIGN AND MODELING FRONT BUMPER CARS
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：日期：年月日 学位论文版权协议书 本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 论文作者签名：导师签名： 日期：年月日日期：年月日
摘要 随着汽车制造业的迅猛发展，全球的汽车制造企业竞争越来越激烈，前保险杠是汽车外饰的重要组成部分，汽车的整体造型和零件的形状，零件之间的装配组合有着很大影响。设计时要结合人机工程，造型，工艺等来使汽车更加美观实用。汽车前保险杠对汽车的影响很大，这些都是众所周知的，它汽车结构的重要结构，汽车的安全装置。最近几年来，汽车在我国的消费量越来越大，同时消费者对于汽车的外观也有很大的要求，由于汽车前保险杠是汽车的外观，所以商家对于它的重视度很高。而我国市场对于汽车前保险杠在需求量也在不断地增加。就现阶段而言，消费者选择汽车，外观占有很大的一部分。而现阶段汽车的前保险杠多多少少都会有一些问题，而这些问题就有可能别人不会选择这款车，与此同时，这款类型的汽车销量就会不好。因此怎样解决这些问题，我们设计前保险杠要首先解决问题。 我们用catia对汽车前保险杠进行了表面的提取与结合，用catia有限元分析软件，首先，我们对汽车的横梁碰撞测试，来了解横梁能够承受的力，对汽车前保险杠失效准则进一步加深了解。 关键词：汽车前保险杠、外观、横梁、碰撞
改性聚丙烯汽车保险杠 高材0911 贾建明 行业现状 据有关资料介绍, 1990 年世界每辆汽车平均用PP 料 22. 5kg , 1995 年为38kg ,1998 年达到45kg 。我国在汽车塑料化方面起步较晚, 目前车用塑料仅占整车质量的 5 %～6 % 。随着我国轿车工业的发展及一些引进车型的大量投产, 使国内车用塑料用量平均水平提高到国外80 年代中后期水平。在车用塑料品种构成中,欧洲和日本较为相近, 主要以聚丙烯( PP) 为主, 约占总量的28 % ,其中80 %以上用于生产保险杠。这不仅因为PP 成本低, 更由于轻量化、可循环再用等独特优点。汽车塑料保险杠的发展与各国的立法及技术发展有关。美国在1966 年公布了汽车安全法,规定当车速为5km/ h ( 现已提高到 8km/ h) 时,保障汽车安全构件在汽车冲撞时不碎裂。由此在美国出现了用热塑性聚氨酯( TPU ) 、三元乙丙橡胶( EPDM ) 及反应注塑成型聚氨酯( R IM PU R ) 材料处理的金属保险杠。欧洲许多国家也推出了类似的安全法规,规定车速2. 5km/ h时,保险杠不碎裂。国外许多塑料及汽车厂家都致力于汽车保险杠的研究。目前用作汽车保险杠的材料主要有 PP、PC 、 PC/ PBT 、TPO 。 国外情况。 近年来,随着PP复合技术和塑料成型加工技术的进展,使用PP 改
性材料生产的保险杠已占70 %。改性PP保险杠具有成本低、质量轻、可循环再用等优势,用量正逐渐增大, 并正取代其他各种类型的保险杠。1976年,意大利菲亚特公司采用德国赫斯特公司聚丙烯与乙丙共聚物的共混料制作出世界上第一副保险杠,并使用在F IA T 126型小轿车上。此后, PP 作为一种物美价廉的新型通用塑料在汽车领域内广泛应用。日本在塑料保险杠的开发方面始终处于世界的前列。日本本田CR2X 型汽车是世界上较早采用注射模塑法生产改性汽车保险杠的汽车。日产汽车公司和三菱油化公司也研制了由PP 嵌段共聚物、苯乙烯弹性体和聚烯烃系乙丙橡胶3 种组分配成的新材料制作的保险杠。用该体系生产的保险杠具有高刚性、耐冲击性、抗损伤并具有良好的光泽、弹性和涂装性。将保险杠装车后, 在8km/ h受冲撞时可不碎裂,并具有复原的弹性。 国内情况 我国聚丙烯在汽车工业中的应用起步较晚,远落后于发达国家,目前车用塑料仅占整车质量的5 %～10%。近些年,我国引进了几条轿车
汽车保险杠材料的选择与加工 作者：刘小明 （单位：湖北汽车工业学院） 【Abstract 】Car lightweight technology connotation is: using modern design method and effective way to optimize the automotive product design, or the use of new materials on the premise of ensure the automobile comprehensive performance index, reduce automobile products as its weight, weight loss, in order to achieve comprehensive indicator of consumption, environmental protection and safety. In order to reach the goal of automobile energy conservation and emissions reduction, this paper selected two kinds of sea composite (GMT) to replace the traditional metal materials used in the car bumper, and analyze them assessment, final decision one of these materials. At the same time the processing molding technology were expounded, and finally through the analysis of this material can be used as a car bumper replacement materials. 【key words 】bumper composite GMT MMC.
保险杠设计指南 在轿车上后视镜主要分为前保险杠和后保险杠，属于安全件。在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用。在保险杠的性能试验方面，最主要的是耐侯性能试验、缺口冲击强度试验，落球试验，整车以9公里时速撞击时，保险杠能恢复原状，抗碎石冲击性能等。 保险杠材料的选择是实现其功能的首要条件。一般采用PP+EPDM(PE)的材料，使保险杠具有一定的弹性，可以吸收部分碰撞能量。 A11前、后保险杠的材料选用PP+ PE，其中PE使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，缓冲器用热板焊接到本体上。缓冲器采用蜂窝状结构，使保险杠的缓冲性能发挥到极限。 A11前、保险杠总成重量是9056g，后保险杠总成重量是10332g。 S11前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T15，其中EPDM使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，S11考虑到成本，缓冲器结构相当简单，性能上相对于A11的要差些。 S11前保险杠总成重量是2976 g，后保险杠总成重量是3239 g。 B11前、后保险杠的材料选用PP+ EPDM+T10，其中EPDM使保险杠具有一定的弹性，保险杠结构分为内外两层，本体＋缓冲器，缓冲器用卡扣联接到本体上。前保险杠缓冲器采用中空状结构，材料为GMT，强度很好，有很好的缓冲性能，但价格昂贵。后保险杠缓冲器也采用中空状结构，材料为PC+PBT，强度很好，但保险杠的缓冲性能相对来说不如A11。 B11前保险杠总成重量是3900 g，后保险杠总成重量是5500 g。 前、后保险杠的重量在整车附件中占有绝对的比例，它的重量将会影响到整车的油耗等。因此，在设计时，应根据不同的材料，选用不同的料厚，达到减轻重量的作用。 保险杠的开发周期为6个月，其中2个月用于设计，3个月用于开模，1个月用于匹配。 保险杠的主要失效模式有开裂，装配不良，于大灯干涉、设计工艺性差等。 前保险杠的结构一般采用保险杠外罩＋吸能器＋固定加强板这样的三明治结构而后保险杠结构一般只采用外罩＋加强装置，其中保险杠外罩一般采用PP+EPDM+TX:其中的PP为保险杠外罩的基体，EPDM能够提高保险杠外罩的弹性，而TX的含义是材料中加上x％的滑石粉，主要是提高保险港外罩的刚度。常用料为T20.吸能器一般采用EPP或者是PP发泡结构，起到吸收撞击能量的作用。加强板的材料一般采用GMT压制件，前保采用螺栓固定的结构，而后保一般采用热板焊的结构主要是因为后保比前保少了一个吸能器，这样的结构可以使安装更便捷。现在的欧美法规一般有明确的规定：前后保必须要采用前后大型吸能保险杠，主要是为了满足欧美法规中的后碰撞要求，以及行人保护等相关的法规。其中GMT代表玻璃纤维垫强化热塑材料：其基层为聚丙烯脂增强材料为玻纤垫料，一般可利用直接热冲压技术使板材成型。以上提到的这些材料一般均具有回收再利用的环保效果，可以降低对于环境的污染。 保险杠在设计时一般主要考虑外观上的整体效果，以达到造型的目的，所以对于保险杠的安装方式大多是由设计公司提出粗略的结构，而具体的机构设计是由供应商和正车制造商相互配合来完成，从而使保险杠的结构符合制造和安装工艺。对于车身附件工程师来说安装结构的确定无疑是最重要的，所以在与设计公司及供应商确定机构时必须要仔细考虑制造，安装，喷涂，等众多的因素，除此之外还要考虑相关的法规要求以及标准。 汽车的燃料在燃烧推动机械运转时已经消耗了一大部分动力，而当汽车高速行使时，一
汽车保险杠专用聚丙烯树脂的开发 周健周力 中国石油化工股份有限公司扬子石化分公司塑料厂，江苏省南京市２１００４８ 摘要：在Ｉｎｎｏｖｅｎｅ工艺聚丙烯（ＰＰ）装置上成功开发了汽车保险杠专用ＰＰ树脂Ｋ９０１５，产品主要性能指标达到要求：熔体流动速率为１７．９ ｇ／１０ ｍｉｎ，弯曲模量为６６０ ＭＰａ，拉伸屈服强度为１７．７ ＭＰａ，悬臂梁缺口冲击强度（－２０℃）为６６０ ＭＰａ，热变形温度（０．４５ ＭＰａ）为９２℃。 聚丙烯；汽车保险杠；专用树脂；开发 ＴＱ ３２５．１＋４Ｂ１００２－１３９６（２０１２ ）０４－００４５－０４ ２０１２－０１－３０ ２０１２－０４－２８ 作者简介：周健，１９７０年出生，工程师， １９９３年毕业于江苏化工学院，现从事聚 丙烯生产技术管理工作。联系电话：（０２５） ５７７８２７０１； Ｅ－ｍａｉｌ： ｚｈｏｕｊｉａｎ．ｙｚｓｈ＠ｓｉｎｏｐｅｃ． ｃｏｍ 。
最终将Ｋ９０１５颗粒产品的ＭＦＲ控制在合
＠＠［１］江梅，工清国，聂华．汽车塑料及其制品的发展［Ｊ］，汽车工 艺与材料，２００５ （４）：３７－４１． ＠＠［２］钟明强．ＰＰ汽车保险杠材料的研究开发进展［Ｊ］，上海塑 料，２００６（４）：４１－４６． ＠＠［３］王跃．聚丙烯汽车保险杠的应用与开发进展［Ｊ］，塑料，２００１， ３０（３）；１１－１８．
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｓｐｅｃｉａｌ ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｒｅｓｉｎ ｆｏｒ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｂｕｍｐｅｒ Ｚｈｏｕ ＪｉａｎＺ ｈｏｕ ｌｉ＠＠［４］ Ｗａｎｇ Ｄｅｙｉ， Ｌｉｕ Ｙｕｎ， Ｇｅ Ｘｉｎｇｕｏ， ｅｔ ａｌ． Ｅｆｔｅｃｔ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｃｈｅｌａｔｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｅａｒｌｙ ｆｌａｍｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｉｎｔｕｍｅｓｃｅｎｔ ｆｉｒｅ－ｒｅｔａｒｄｅｄ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｓｙｓｔｅｍｓ［Ｊ］． Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ２００８， ９３（５）： １０２４－１０３０．＠＠［５］ Ｔｊｏｎｇ Ｓ Ｃ， Ｍｅｎｇ Ｙ Ｚ． Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｅｐｏｘｙ ｃｏｍｐａｉｂｉｌｉｚｅｄ ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ６／ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ ｂｌｅｎｄｓ［Ｊ］． Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ， ２００４， ３９（１１）： １７９１ １８０１． ＠＠［６］徐晓伟，吕建，贾锋超，等．阻燃剂对ＵＰ复合材料流变性及 磨损性能的影响［Ｊ］．热固性树脂，２００９，２４（６）：３４－３７．＠＠［７］卢林刚，杨守生，张燕，等．新型磷系阻燃剂１，３，５－三（５，５－ 二甲基－１，３－二氧杂－２－氧代己内磷酰基－２－氧）苯的合成及 热分解动力学研究［Ｊ］．化学学报，２００９，６７（１４）：１６９５－１６９９．Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｈａｌｏｇｅｎ－ｆｒｅｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄｅｄ ｌｏｗ ｄｅｎｓｉｔｙ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｌｕ ＬｉｎｇａｎｇＪｉａｎｇ ＷｅｉＹａｎｇ ＳｈｏｕｓｈｅｎｇＸｕ ＸｉａｏｎａｎＷａｎｇ Ｄａｗｅｉ
汽车前保险杠设计可行性研究 文章简单介绍了前保险杠设计涉及的法规和关键尺寸，对汽车前保险杠设计开发初步可行性分析有一定的指导作用，做好前期的可行性分析，可以大大减少后期的更改量，对项目的进度和最终成功起到决定性作用。 标签：前保杠；法规；关键尺寸 Abstract：This article briefly introduces the laws and regulations as well as key dimensions involved in the design of the front bumper，which will guide the preliminary feasibility analysis of the design and development of the front bumper of the automobile，and do a good job of feasibility analysis in the early stage，which can greatly reduce the amount of change in the later stage and play a decisive role in the progress and ultimate success. Keywords：front bumper；law and regulation；key dimensions 當今汽车保险杠除了保持原有的保护功能外，还追求与车身形状的和谐统一，追求自身的轻量化。为了实现这一目标，汽车的前保险杠和后保险杠目前都是用塑料制成的，也就是所谓的塑料保险杠。塑料保险杠外形除了要美观，风格要和车身相衬，还必须满足各种功能和法律法规的要求，各种功能部件和保险杠附件的位置要符合车辆总布置和人机工程学的要求。 在设计初始阶段，先要检查造型是否满足法规要求。工程师必须考虑与保险杠相关的法规和布局要求有：低速碰撞、行人保护、外部凸出物、牌照安装、冷却系统对格栅进气面积要求、前保险杠接近角等。 低速碰撞（GB 17354），前后保险杠低速碰撞的设计要求是在发生接触和轻微碰撞时，不会对车辆造成严重损伤，保护车身、发动机供油系统、排气系统、冷却系统以及相关的灯具等不受到损伤。为了满足该设计要求，保险杠造型的主要设计方向是保险杠蒙皮超出前照灯、雾灯和发动机盖等附件，以便在碰撞时首先接触保险杠以保护其附件。前保险杠正面碰撞，碰撞摆锤与发动机舱盖最前端的间隙，中欧经验值≥50mm，美标经验值≥70mm；侧30度碰撞，碰撞摆锤与前大灯的间隙，中欧经验值≥30mm，美标经验值≥50mm。中欧低速碰撞高度445mm，美标低速碰撞高度406.4-508mm。截面图详见图1低速碰撞布置。 行人保护（GB/T 24550-2009），目前已成为设计方面所关注的重要课题。行人保护中影响保险杠布置和造型的主要是小腿碰撞部分，其主要的评价指标有胫骨加速度G（g）、最大弯曲角度A（°）、最大剪切位移S（mm）。为了实现对小腿碰撞的保护，在前保横梁和前保险杠内表面之间通常布置保险杠吸能块。同时我们会设计吸能空间，前保横梁和前保蒙皮内表面距离（S）越大越好，此空间尺寸的增大可以为小腿碰撞器提供足够的变形空间。为达到标准要求，保险杠整个小腿碰撞区域的该距离尺寸（S）需保证80mm以上。截面图详见图2前保横
汽车塑料保险杠喷涂工艺 塑料保险杠由外板、缓冲材料和横梁3部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为1.5mm左右的冷轧薄板冲压成U形槽。外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁之间用螺丝连接，可随时拆卸。这种塑料保险杠大体上使用聚醋系和聚丙烯系两类材料，采用注射成型。加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接、涂装性能好的优点，在轿车上的用量越来越多。 塑料保险杠具有较好的强度、刚性和装饰性，从性能上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体：从外观上看，高质量的喷涂可以使其很自然地与车体结合在一块，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。 塑料保险杠的喷涂质量要求极为严格，从前处理、喷涂到固化的整个过程都需要进行严格的控制，以保证保险杠的涂装质量。塑料保险杠喷涂大多采用多层喷涂工艺，本文采用“三喷二烘”工艺，以充分发挥油漆耐久性、耐候性的优势。喷涂设备必须保证出色的雾化效果和涂层的均匀性，涂料中金属微粒的分布直接影响涂层的外观效果。质量优秀的涂层具有金属光泽、颜色鲜明、立体感明显。而使用不合适的喷涂设备，会使涂层产生颜色不均、表面有阴影或结合力不好等弊病，大大影响保险杠的装饰效果。 保险杠喷涂工艺 1.工艺流程 工件上线→前处理（预脱脂→脱脂→水洗①→水洗②→纯水洗→吹水）→水分烘干→冷却→转挂→擦净、打磨→火焰处理→静电除尘→喷底漆→流平→喷面漆→流平→喷罩光漆→流平→固化烘干→检查、抛光、检验→工件下线。 2.保险杠喷涂工艺 （1）前处理 前处理直接关系到保险杠的喷涂质量。前处理一方面能提高涂膜的防腐性能、延长工件的使用寿命，另一方面能提高涂膜对基体的附着力，还能使保险杠涂膜具有均一的性能。 （2）水分烘干
浅谈汽车保险杠设计及制造关键技术 随着时代的不断进步，国人对汽车质量提出了更高的要求，因此促进了国产汽车行业的蓬勃发展。众所周知，保险杠的设计直接影响到汽车制造质量，同是也是汽车制造中非常重要的一部分。从当前形势看来，只有加强对保险杠的科学设计，才能确保汽车保险杠的制造质量。本文主要针对汽车保险杠设计以及制造关键技术进行详细分析。 标签：汽车保险杠；设计；制造关键技术 保险杠是汽车的主要部件，在汽车行业不断发展的前提下，保险杠设计以及制造质量不断提高，人们对汽车保险杠的设计要求也随之增高，因此需要不断提高保险杠设计以及制造技术，促进汽车生产技术的有效提高。保险杠设计以及制造技术与汽车使用的安全性能有着密切关系，所以必须要重视这项工作，并加强对汽车保险杠设计以及制造关键技术的详细分析，避免汽车保险杠在设计和制造过程中出现缺陷问题。 1 汽车保险杠的组成分析 1.1 汽车保险杠的蒙皮系统 在汽车保险杠设计的过程中离不开塑料，塑料是保险杠蒙皮系统的主要构成材料，它不但具有高硬度性能，而且在保险杠设计过程中还起到装饰的作用。在汽车在行驶过程中如果发生危险，作为保险杠的蒙皮系统能够发挥很好的缓冲作用[1]，有效保护驾驶者的安全。同时在确保蒙皮系统不受到损坏前提下，还可以最大限度避免安全事故的发生。 1.2 汽车保险杠的横梁系统 横梁是保险杠安全系统中的主要组成部分，可以有效将汽车在碰撞中产生的能量进行分散，并且吸收大量能量，一旦汽车发生碰撞，横梁可以将碰撞情况下所产生的能量进行及时转移，更好的保护了驾驶者自身的安全性。在设计汽车横梁的环节，必须要确保横梁能够有效吸收汽车撞击产生的能量，确保了汽车各个部件的安全。在通常情况下，保险杠横梁重量占到汽车总重量的0.40%，同时它所承受的压力约为1300～1600MPa。 1.3 保险杠的核心系统 保险杠安全设计会直接影响到汽车整体质量，所以在实际设计过程中要加强对每个环节的合理配置和优化，有效提高汽车质量。同时需要对保险杠操作规范进行科学控制，积极融入一些新的设计观念，不断加大对新型材料的应用力度，只有这样才能确保汽车整体质量。
各工艺注意点原料检验: 塑料粒子等原材料：测量其熔融指数，它能反映塑料原材料的流动性及熔体粘度的相对值。另外就是比重。通过比重测量能很迅速的大致判定材料是否符合规格。熔融指数（Melting Index）：融熔指数测定仪图 热塑性塑料在一定温度和压力下，熔体在十分钟内通过标准毛细管的重量值，以（g/10min）来表示。熔融指数是聚合物加工中表征材料可加工性的一个重要指标，在工业上常采用它来表示熔体黏度的相对值：流动性好，MI大；流动性差，MI小。（注：MI是melt index）是一项反映熔体流动特性及分子量大小的指标。热塑性树脂在温度为190℃，时间为10分钟，负荷为2160克时，通过直径为0.2厘米（0.825英寸）的流变仪小口时以克计的熔体通过量。工业上常用该值以区分不同牌号的聚乙烯树脂，亦用该值来估价丙烯酸类、ABS、聚苯乙烯、聚酰胺等树脂。一般来说，MI值越低，树脂的分子量越高。聚乙烯树脂的熔融指数通常在0.1-20左右。 原材料入库：重点为库房的环境要求：如温度、湿度及其环境的保持，油漆类是较敏感的物品，先进先出必须得到保证。 原材料干燥：关注点为干燥的温度、时间，特别注意供应商对回料的使用。通常行业对此回料控制不超过20%。 注塑成型：模具温度、保压压力、注塑压力涂装 喷涂支架状态：支架无脱焊、变形，支架位置正确，产品与支架匹配，产品无划伤、变形、撞伤。 除尘及表面静电处理:压力、距离 表面火焰处理：混合燃气压力、混合比注塑成型 注塑压力涂装保压压力
模具温度 喷涂支架状态 除尘及表面静电处理：喷枪气体压力0.6 ± 0.05MPa、距离15-20cmυ 表面火焰处理：表面温度控制在35℃以下υ 喷涂：空气压力0.6±0.05MPa 、温度（夏：24±2℃，春秋冬：24±2℃）、湿度（夏：60± 15%，春秋冬：60±5% ）υ 干燥：温度85-90℃、时间40min以上υ 汽车里不加滑石粉的保险杠大大的有..国外的许多车型都用PP+EPDM材料.像BASELL,POLYONE等企业就有许多这样保险杠专用料牌号. 但目前国产车与在国内生产的外国车大都是都是T10,T15,T20,甚至还有T25的. 至于有个同仁说国产车也有没有加滑石粉的,可能是因为某些个汽车配套厂 对材料不熟悉,误把保险杠的收缩率开到1.5及以上了,所以不得不把死马当成活马医.在做材料改性时时常有这样的事情发生. 国产的汽车的保险杠材料主要参考大汽车,通用,福特公司的材料标准,,以奇瑞为 例是全搬大众标准为自用.当然东风参考雪铁龙标准为多. 至于滑石粉的里面的材料作用以增刚,降低收缩.起尺寸稳定为目的. 顺便推荐南京塑泰全新一代PP相容剂（ST-5）,高枝率,低气味,无黑点,无凝胶的PP接枝产品.用于PP保险杠里有助于滑石粉分散,使得产品外观圆润,显著提高产品的刚性,增强及偶联效果.提高产品的极性有助于喷涂.
前言保险杠设计指南
1、简要说明 1.1该部分综述 1.1.1产品简介 汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力，保护车身前后部的安全装置，有着很强的造型美观功能，追求和车体造型的和谐统一。 随着汽车工业的发展,汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革 新的道路.今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外,还要追求与车体造型和谐与统一,追求本身的轻量化. 为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。保险杠是重要的外观件安全件。保险杠在碰撞时充分吸收能量，保护车辆的功能件能正常工作，行人碰撞时，降低对人体的伤害程度。 现今，汽车保险杠一般为塑料组成，可以达到美观、吸能、和轻量化的目的，是乘用车的重要外饰件 1.1.2产品分类 塑料保险杠由外板蒙皮、缓冲材料和横梁三部分组成。外板蒙皮和缓冲材料由塑料材料制成，横梁为厚度为1.5ｍｍ的钢板冲压，可以有多层板焊接而成。 1.2设计该产品的目的 塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体；从外观上看，可以很自然的与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。 1.3适用范围 塑料保险杠适用于乘用车前后端。
前言1.4零部件构成图 S18前保险杠构成图
S18后保险杠构成图 1.5产品开发工艺介绍 通常情况下本体注塑成型，横梁冲压成型，发泡式缓冲器发泡成型。1.6产品开发流程介绍 产品开发有10个阶段，从P0到P9。 开发设计阶段的流程，在本设计指南中不过多介绍，主要说明一下开发阶段从P3以后的主要流程。 1、试制阶段：试制的目的是对设计进行验证，并对设计进行确认； 2、模具、检具开发阶段：经过试制阶段，对设计进行验证，并对设计进行改 进后，可以对设计进行确认。此后，进行零件正式模具的开发； 3、正式模具件装车验证，进行产品改进，并相应调整、修改模具，使产品更 加完善，品质更好； 4、发放造型样板，制作外观件； 5、制定材料、总成试验大纲，进行零部件材料、性能试验； 6、对产品进行“工装样件认可”（OTS认可）。至此，完成产品的开发工作。***注：需要特别强调的是，在开发阶段，无论是对试制零件，还是正式模具件，都要对此进行必要的尺寸检查，确认符合图纸和数据后，才可进行装车验证。否则，所有的验证工作，就没有正确的依据。*** 2、设计构想（思想、理念） 2.1设计原则 2．1.1相关法规 低速碰撞： NA & Europe Mandatory Bumper Low Speed Impact Regulations
汽车保险杠的高分子材料选择与加工 魏伊伦 (湖北汽车工业学院) 摘要：高分子材料是现代高新技术发展的重要材料，是21世纪重点开发和应用的新型材料。其在汽车上的应用也是显而易见的。本文主要比较了PC，PET，PP材料的主要性能以及汽车保险杠的选材，介绍了国内PP汽车保险杠及专用料的发展状况,以及汽车保险杠的成型方法和回收利用。 关键词：PC PET PP 汽车保险杠;专用料;成型方法;回收 Abstract :Polymer materials is a modern high-tech development and pilot basis, the focus is the development and application of 21 new materials. Its application in the car is obvious.The development s of PP bumper and special purpose raw materials at home and abroad ,as well as the molding methods and recycling of the bumpers are int roduced. 1 前言 汽车保险杠是吸收和缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。对汽车或驾驶员在冲撞受力的时候，产生缓冲的作用。保险杠材料失效的现象比较复杂，但强度不足引起的失效现象主要还是屈服和断裂两种现象，对于保险杠系统通常以屈服形式失效。保险杠在设计时主要考虑车辆行驶冲撞时防止车辆损坏。在选用材料是，需要流动性好，耐热，耐化学药品性能好，表面硬度高，耐老化性能，耐磨性能好。 2 保险杠的选材比较 在选择材料时，根据保险杠性能要求，提供PC，PBT，改性PP材料作为主要选择对象。 2.1 PC材料 PC材料为聚碳酸酯，聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。 综合性能优异，尤其具有突出的抗冲击性、透明性和尺寸稳定性，优良的机械强度和电绝缘性，较宽的适用温度范围（-60——120℃）。 PC材料性能： 冲击性能：PC的冲击强度在通用工程塑料乃至所有热塑性塑料中都是很突出的。平均分子量为（2.8——3.0）×104时冲击强度最大。 耐蠕变性：PC的耐蠕变性在热塑性工程塑料中是相当好的，优于尼龙和聚甲醛。因吸水而引起的尺寸变化很小。尺寸稳定性优良。 疲劳强度：PC抵抗周期性应力循环往复作用的能力很差。 应力开裂：PC制品的残留应力和应力开裂现象是个较为突出的问题。 耐碱性差：氨、胺或其10%水溶液即可使它迅速皂化降解。 摩擦磨耗：摩擦系数较大，耐磨性较差。 热性能：长期使用温度范围是-60——120℃。
橡塑产品配方设计 一、产品：PP汽车保险杠 二、配方组成（质量份）： 原料质量份成份价格PP（T30S）100 树脂原料12150元/t POE（8200）20 增韧剂17100元/t 碳酸钙12 填充剂560元/t 抗氧剂1010 1.3 抗氧剂44800元/t 双马来酰亚胺0.8 交联剂54000元/t PE蜡 2 润滑剂7783元/t 三、设计思路： 聚丙烯（PP）具有良好的综合力学性能,耐热性，耐化学药品性，绝缘性，加工性能和较低的密度，成本低廉,故其发展速度较快，但是PP本身脆性（尤其是低温脆性）较大，耐光性差、易老化，韧性不好，用于韧性要求较高的产品时必须对PP进行增韧改性。 四、增韧剂： POE（8200）：聚烯烃弹性体(Polyolefin elastomer)，是具有窄相对分子质量分布和均匀的短支链分布的热塑性弹性体。 POE具有较小的内聚能，较高的剪切敏感性，加工时与聚丙烯的相容性好，其表观切变粘度对温度的依赖性与PP接近，对PP增韧效果显著。 POE有着良好的回弹性和柔韧性，且其硬度很低，耐寒性极佳，POE增韧PP后，提高PP的常温和低温下的冲击强度，带给材料良好的综合性能。 POE分子结构与三元乙丙橡胶(EPDM)相似，因此POE也会具有耐老化、耐臭氧、耐化学介质等优异性能，通过对POE 进行交联，材料的耐热温度被提
高，永久变形减小，拉伸强度、撕裂强度等主要力学性能都有很大程度的提高。 五、填充剂 碳酸钙CaCO3:无毒、无臭、无刺激性，通常为白色。碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在90%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。 六、抗氧剂 抗氧剂1010：四[β-（3，5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊四醇酯。白色结晶粉末，化学性状稳定，可溶于苯、丙酮、氯仿，微溶于乙醇，不溶于水。熔点110.0～125.0℃，含量≥98.0%，密度1.15。 1、抗氧剂1010对聚丙烯、聚乙烯有卓越的抗氧化性能。可有效地延长制品的使用期限。 2、抗氧剂1010挥发性小，不易迁移，耐抽出性好、热稳定性高、持效性长，不着色，不污染、无毒，与大多数聚合物具有很好的相容性。 3、抗氧剂1010能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性。 七、交联剂 双马来酰亚胺：(简称BMI)，通式：是以马来酰亚胺(MI)为活性端基的双官能团化合物，以其优异的耐热性、电绝缘性、透波性、耐辐射、阻燃性，良好的力学性能和尺寸稳定性，成型工艺类似于环氧树脂等特点，被广泛应用于航空、航天、机械、电子等工业领域中，先进复合材料的树脂基体、耐高温绝缘材料和胶粘剂等。
科技论坛 保险杠是汽车的重要组成部件之一，随着汽车制造业的不断发展，保险杠的设计以及制造质量越来越高，汽车制造业对保险杠的需求量越来越大，这对保险杠的制造单位提出了更好的要求，其必须不断的完善技术，还要提高生产的效率。汽车保险杠的设计与制造影响着汽车使用的安全性，所以，汽车保险杠的制造单位一定要重视这项工作，本文对汽车保险杠的设计以及制造关键技术进行了分析，希望对相关设计人员提供一定帮助，避免汽车保险杠出现缺陷问题。 1保险杠系统的构成 1.1保险杠蒙皮系统。汽车保险杠蒙皮系统是一般是由塑料材料构成的，其有着较高的强度，还具有装饰效果，在车体出现碰撞后，保险蒙皮系统可以起到缓冲的作用，可以有效的保证司机以及乘客的安全，还要保证车体零件不会出现损坏。保险杠是汽车外观的重要组成，其可以提高汽车外形的美观性，还可以增加车身设计的内涵。 1.2保险杠横梁系统。保险杠梁系统是汽车有效的安全系统，其实现碰撞能量的传递，可以吸收车体碰撞后的能量，利用横梁与纵梁可以将碰撞的能力传递给A 柱、侧围门槛等部件。在对保险杠进行设计时，需要做好主衡梁吸能元件的设计工作，要保证低速碰撞不会对汽车贵重零件造成破坏。保险杠横梁约占汽车总重量的0.3%，其抗拉强度需要达到1200-1500MPa 左右，所以，制造厂需要保证钢板的抗拉强度达到这一标准。 1.3保险杠吸能泡沫系统。吸能泡沫可以保证车体低速碰撞时，车身不会出现严重的变形情况，可以保护保险杠蒙皮，还可以保护车灯，还可以缓冲汽车对行人产生碰撞力。泡沫件是由塑料粒子发泡形成的，在设计的过程中，需要考虑泡沫密度以及压缩强度。 1.4行人保护系统。行人保护系统是由智能安全保障系统、行人安全气囊等部件组成的，行人保护横梁可以避免汽车在发生碰撞后碾压行人的脚，在设计保险杠时，要做好行人保护系统的优化工作，要注意泡沫件刚度以及间隙，还要减少发生碰撞时，行人膝盖的弯曲程度，这样才能降低对行人造成的伤害。 1.5保险杠系统的核心功能。保险杠系统的核心功能与汽车各个系统设计的质量有着较大的关系，设计人员需要做好蒙皮系统、横梁系统、缓冲吸能系统以及行人保护装置的优化工作，这样才能保证行车的安全性，才能为乘客以及司机提供安全保障。在对汽车保险杠系统进行设计时，要保证操作的规范性，还要以保证行车的安全为原则，要对设计理念进行创新，还要融入环保的理念，应用新型的环保材料，这样才能实现保险杠系统的完善与优化，才能做到对碰撞能量的传递，对结构变形进行吸能。 2保险杠系统的设计理念 2.1轻量化材料的选择。保险杠系统的设计需要遵循轻量化的原则，要降低汽车的油耗，还要采用强度以及刚度较高的材料，为了减轻汽车的重量，要使用轻质材料，可以采用铝合金或者复合材料。设计人员在选择材料时，要以经济、环保、节能为原则，还要保证应用技术的可行性，保证材料的使用性能与零件的设计功能相适应。首先考虑材料要求（满足功能、经济、节能、环保、可回收等要求），通过可行性分析，基于数据库与以往案例库进行候选材料的选择与确定；然后着手功能性分析，实现功能并且结构合理。 2.2安全设计。保险杠安全设计的主要内容是碰撞能量的传递路径以及吸能区域的优化分布。保险杆系统必须进行多项碰撞试 验、摆锤试验，确保行车安全。对于前保险杠系统，必须谨慎合理地设计散热器系统与保险杠横梁、蒙皮与保险杠横梁、蒙皮与泡沫件的安全距离，以及优化吸能泡沫件的设计；对于后保险杠系统，一方面确保乘员空间的保护，另外还必须保障后碰燃油系统的安全。保险杠系统结构设计的影响因素：离地间隙、接近角、离去角、前后悬长度、前纵梁间距等关键设计约束。 2.3绿色设计。绿色设计体系需遵从环境准则、技术准则、经济性准则与人机工程准则。绿色设计的总体要求：在产品生命周期里，能源消耗最小化，废弃物排放量最小化，对生态系统的危害最小化。绿色设计的目标是最大努力地减小环境冲击，实现“低碳经济”，因此在保证性能的前提下，在设计的早期就考虑降低产品形成的物耗能耗，优先目标是无污染、可降解、可回收、可重复利用。 3保险杠制造关键技术 3.1制件的壁厚确定。应尽量壁厚均匀、厚度适当、不应有突变，厚度不同时应逐渐过渡。各种塑料均有一定的壁厚范围，一般0.5～4mm，当壁厚超过4mm 时，将引起冷却时间过长，产生缩痕等问题，应考虑改变产品结构。满足要求时尽量减小壁厚。壁厚不均会引起表面缩印。如PP、POM、PE、PA 更为显著。汽车外饰件一般壁厚取2.5+0.25mm，大型件如保险杠取3+0.25mm 至3.5+0.25mm。 3.2加强筋设计。加强筋的合理应用，可增加产品刚性，减少变形。加强筋的厚度一般不大于产品壁厚的1/3，特殊条件下(如满足强度要求的前提下)需小于产品壁厚的1/2，否则引起表面缩痕。加强筋的单面斜度应大于1.5度，以避免顶伤。多条加强筋相互错开、布置得当，之间的距离大于4t(t 为塑件件壁厚)。筋的高度低于3t，不易过大，否则会使筋部受力破损。 3.3支撑面。若用整个面作为零件的支撑面，稍有变形就会影响与车身的配合。因此实际常采用凸边或者局部凸起的支角作为支撑面。 3.4孔。保险杠上的各种孔必需设置在不减弱产品机械强度的部位，其形状也需方便模具制造。孔与壁之间应保持一定距离，孔至边界最小至少是孔径的1.5倍。 3.5保险杠材料性能要求。韧性高:在低速下发生碰撞时，要防止行人受伤及车辆损坏。外观方面:设计自由，不发生热变形，对环境不敏感，耐划伤，不出现裂纹、缩孔、易于喷涂。 结束语 汽车保险杠设计是一项综合性工作，其包括汽车保险杠蒙皮系统、横梁系统、缓冲吸能系统以及行人保护装置系统等，在设计的过程中，需要做好设计理念的优化工作。本文对汽车保险杠系统的组成进行了介绍，还对设计的理念进行了分析，对保险杠制造关键技术进行了探讨，希望对相关设计人员提供一定帮助，提高汽车保险杠的制造质量，保证其各项功能的正常发挥。保险杠具有缓冲、保护等功能，其可以保证驾驶员、乘客以及行人的生命安全，设计人员要保证其功能的正常发挥。 参考文献 [1]李永泉,李峰,孙晋.基于Moldflow 的汽车保险杠注射成型分析[J].中国塑料，2010(7). [2]童尧,秦宗慧.注射成型工艺参数的混合优化[J].现代塑料加工应用，2010(3). [3]严志云,谢鹏程,丁玉梅,杨卫民.注射成型典型缺陷形成的原因及解决措施[J].模具制造，2010(3). 浅谈汽车保险杠设计及制造关键技术 杨帆 （沈阳汽车工业学院，辽宁沈阳110000） 摘要：本文对汽车保险杠设计的理念以及方法进行了介绍，还对保险杠制造的关键技术进行了探讨，希望对相关工作人员提供一 定帮助，合理优化保险杠的设计流程，要提高工作的效率，还要保证保险杠的制造质量，保证其应用的效果，这样才能促进汽车行业更好的发展。 关键词：汽车；保险杠；设计；制造；关键技术24··
XXXXX有限公司 保险杠设计规范 编制： 校对： 审核： 批准： 2015-08-05发布 2015-08-10实施 XXXXX有限公司发布
目录 1简要说明 (3) 2设计构想 (4) 2.1 前后保险杠开发周期 (4) 2.2 满足法规要求 (4) 2.3 安装布置及断面分析 (9) 2.3.1 功能定义及安装构想 (9) 2.3.2 典型断面分析 (10) 2.3.3安装强度分析： (11) 3.保险杠的材料及结构 (13) 3.1 保险杠材料的选择 (13) 3.2保险杠结构 (13) 3.3我司现有车型保险杠结构 (13) 4保险杠设计注意事项 (15) 4.1保险杠在设计结构中需注意的问题 (15) 4.2 保险杠的设计经验值 (17) 5 间隙、公差分析 (18) 5.1大灯同前保险杠间隙 (18) 5.2保险杠同翼字板间隙 (18) 5.3保险杠同前格栅的间隙 (18) 5.4保险杠本体同缓冲块 (18) 6制造工艺可行性（要求供应商确认） (18) 6.1工艺分析方法 (18) 6.2工艺方法 (18) 7主要性能要求 (18) 7.1材料试验要求 (18) 7.2 性能试验要求 (18) 7.3油漆涂层试验 (19) 8 失效模式 (19)
1简要说明 保险杠属于安全件。在车辆碰撞时起到吸收碰撞能量，降低对人体的伤害程度的作用。其主要功能有： ①、保护功能，在汽车发生纵向及角部碰撞时，保险杠应能吸收部分能量，以保护车身，整车照明系统、冷却系统、发动机盖、行李箱盖等；行人保护功能，在保险杠内装防撞梁和缓冲块，更好的保护行人碰撞时小腿的伤害值； ②、装置功能，在保险杠上，有的装置着灯具、雷达、牌照架及牌照等件，要给予足够的空间和装置条件；为车辆冷却系统提供换气通道； ③、美化功能； ④、提高空气动力特性，保险杠正面迎风面积较大，对空气动力特性的影响也大。前保险杠的最佳化设计对减小正面迎风阻力系数和升力系数效果明显。侧视图方向上，矩形断面保险杠的阻力最大，凸形断面的保险杠阻力较小。 俯视图形状上，应消除棱角与修饰端头形状，以求同车身本体形状相匹配，这样可以减少气流剥离和涡流的产生。另外，保险杠的前端向前延伸可以减小阻力和升力，保险杠与车身本体间隙不宜大。在前保险杠下部设置阻风板一类的形状，也对改善空气动力特性有作用。 类似于 侧视图矩形断面的保险杠 类似于侧视图凸形断面的保险杠 保险杠 底部导流板，改善空气动力特性