注射成形与RIM成形的比较情况如下表所示:
成形方法
适用材料
锁模力
循环时间
主要特点
注射成形
PP系列
二甲氨基系列
合成橡胶系列
约2000-3200t
约1-1.6min
效率高
RIM成形
聚氨酯系列
约100-160t
约2.5-4min
设备、模具费用较低
四、保险杠设计应遵循的原则:
(1) 满足国家各项强制性法规要求。
(2) 满足造型设计师的设计风格。
(3) 满足客户的企业标准。
(4) 在满足撞击条件下,力求小型化、简单化和低成本。
(5) 满足撞击条件下,提高其装饰性,采用一体化设计方法。
(6) 保险杠结构设计和材料的使用应充分体现轻量化设计要求。
(7) 塑料吸能式保险杠是保险杠设计的主流。
(8) 保险杠罩面柔软化以及形状设计应充分考虑对行人的安全保护。
五、保险杠的设计流程
六、保险杠设计流程介绍
(1)市场调查、客户需求研:在此阶段,要分析需要设计的车型的市场定位及所有竞争车型的情况,同时了解客户对设计的总体要求,并且分解到具体零件的设计要求上。
(2)设计风格定位:设计风格可以有运动型、家庭型、舒适型、豪华型、亲和型等等,在确定风格后,就可以决定保险杠上的特征。
(3)造型方案初始效果图:通常设计师要绘制很多张设计效果图,通过评审,提炼后完成5 张效果图提供给客户选择。最终完善效果图:在参考了客户的选择之后,完成一到两张能够达到照片效果的效果图。需要应用一些电脑软件来完成。
(4)最终完善效果图:在这一阶段, 需要有工程设计的信息输入,完成初始曲面后可以 用 于加工初始油泥模型。有了11个主断面的信息,可以决定油泥加工原料的尺寸。
(5)TAPEDRAWING:用粘贴胶带在1:1的图纸上绘制保险杠的外形和特征,将效果图的信息转换到车身空间上。
(6)完成roughsurface:在这一阶段,需要有工程设计的信息输入,完成初始曲面后可以用于加工初始油泥模型。有了5个主断面的信息,可以决定油泥加工原料的尺寸。
(7)制作sittingbuck & clay :SITTING BUCK是根据汽车车身的尺寸,用木材、FOAM BLOCK、POLYWOOD等材料制作与车身一致的框架用于放置油泥模型。油泥模型的制作需要很高的技巧和创造性的工作。一般油泥完成后需要进行评审,评审时通常需求对保险杠进行一些装饰,如在表面裹缚表皮或喷涂油漆,使得其外观接近实际产品。在制作油泥模型时,需要有保险杠布置、制造工艺、装配工艺等多方面的信息输入。油泥模型的精度一般可达到±2mm,德国大众公司往往将模型的精度控制在1毫米,但需要时间和费用。
(8)扫描clay模型:可以用多种方法扫描油泥模型,如接触式的三坐标扫描,激光扫描和高 精度光学照相机拍照等,可以采集到反映油泥模型形状的数学点云。
(9)Asurface造型:高质量的A 表面是产品具有高质量外观和配合的基础。对CLASS A SURFACE的要求不同主机厂有不同的要求,不同的CAD软件能够达到不同的精度。ALLIAS和ICEAM SUF是主要的CAD软件,相比较CEAM SUF更专业一些。CLASSA曲面质量 可以用CAD软件的高光、反射线、高斯曲率等工具检查曲面是否有波纹,面片之间是否有缝隙和是否曲率连续。CLASS A曲面的精度要达到0.01毫米,相切的面片的角度偏 差不超过1.4 分(0.02 度 )。通常也可以将所有面片连成一个SKIN,然后偏一个厚度,生成一个壳体,如果能够成功,说明曲面的缝隙和连续性是可以接受的。在这个阶段必须注意的是,CLASS A 曲面必须完全按照结构设计提供的断面,并且完成所有可 见面上的圆角和第一个翻边,定义所有的间隙大小,这样可以保证工程师在以后的造型中完全按照造型师的设计。
(10)Asurface发布:在CLASS A 曲面发布之前,一般需要用数控加工一个模型,与油泥模型比较。只是因为在做CLASS A 表面时,往往都根据扫描点云作一些微调, 需要在发布前在作一次检查。
(11)设计必须满足相关法规: QC/T487-1999 汽车保险杠的位置尺寸
GB17354-1998 汽车前、后端保护装置
GB 15741-1995 汽车和挂车号牌板(架)及其位置
GB17354-1998 汽车前、后端保护装置
GB11566-1995 汽车外部凸出物
GB/T12537-1990 汽车牵引性能试验方法
(12)保险杠结构布置:塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁等三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成,横梁用厚度为1.5毫米左右的冷轧薄板冲压而成U型槽;外板和缓冲材料附着在横梁上,横梁与车架纵梁螺丝联接,可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料,大体上使用聚脂系和聚丙烯系两种材料,采用注射成型法制成。
(13)断面设计:(以某MPV为例子)
A) Y=0断面,表达保险杠上下主要安装点和保险杠与格栅的关系。
B)为保险杠辅助安装点断面。
C)为保险杠主要测下安装点断面。
D)为保险杠辅助安装点,该MPV用来安装挡泥板。
E)为保险杠定位点。
F)为保险杠主要侧上安装点。
G) 该为保险杠和保险杠骨架侧连接点。
H)为保险杠与防擦条连接点。
I)为保险杠和保险杠骨架连接点。
J)为保险杠左上主要安装点。
K)为保险杠主要上安装点。
有以上11原理断面, 保险杠的基本设计概念就完成了,这些断面要提供给油泥制 作, 决定初始油泥的尺寸。
(14)检查A面是否满足相关结构要求:检查保险杠A面的光顺性;检查A面是否能够加满足保险杠设计所需的料厚;在结构设计的过程中,可能发现一些造型的错误可以输出给外表面造型。
(15)产品建模:这个阶段是设计的关键阶段,将在后文详细介绍一些断面的设计方法。完成产品建模设计可以说保险杠的设计的80%已经完成,它包括所有零部件的工作方式,安装方式,空间布置等。
(16)支架及附件建模:根据断面要求及空间布置形式,以及保险杠的整体结构进行支架和附件等的三维数模建立,最终完成保险杠整体结构的设计。
(17)产品工程图纸:产品工程图纸的作用随着CAD技术的提高而不断的减弱,工程图 纸上可以只包括一些技术信息、关键装配尺寸公差信息、GD&T信息,所有的产品尺寸可以在3维模型上得到。现在有些软件甚至可以在3维模型上标注GD&T信息。这些信息主要是为了检验产品,制作产品检具提出要求。
七、断面介绍(以某MPV保险杠为例)
A) 保险杠应避免尖锐的特征线过渡到翼子板上, 特征的最小园角为2mm.,保险杠上下主要安装点也是保险杠中间定位点,一般先装该孔螺栓,但是必须要有几个主要螺栓连接安装点的前提下,也可采用卡扣连接。
B) 该位置安装点为相对于Y=0对称布置,为保险杠辅助安装点,一般采用M8~12螺栓连接,也可采用卡扣连接。
C) 该位置安装点为相对于Y=0对称布置,为保险杠主要安装点,一般采用M8~12螺栓连接。