二十年木工撷取汽车前保险杠结构设计实战经验，特别针对大型管状产品如何结构设计铸件（不间断蔬果）

汽车前保险杠是汽车最重要的外形件之一，不但要具有足够的强度和刚性，汽车发生碰撞事故并能起到宽果，保护车顶，还要追求和车顶造型和谐与统一，并实现本身的高性能为了达到这种目的，目前轿车的前保险杠市场主体都选用了塑胶，俗称塑胶保险杠由压铸铸件口服成形。

一、塑件内部结构预测汽车前保险杠花纹近似于梯形，具体内部结构见图1金属材料为PP+EPDM-T20，TPV取0.95%其中的PP英文名乙烯基，是保险杠的主要金属材料，EPDM英文名三元腈的，它能够提高保险杠灯罩的弹性，而T20是指金属材料中加上20％的粘合剂，它能提高保险杠灯罩的减震性。

塑件的特点是：（1）花纹繁杂，尺寸大，壁厚相对较细，属于小型管状塑件。（2）塑件碰穿、插穿孔多，排障器多，口服成形管壁流动阻力大。（3）塑件内侧有三处合叶，每处的斜面抽芯都相当困难。

图1 汽车前保险杠内部模版二、铸件内部结构预测前保险杠市场主体压铸铸件选用内表观面，通过脉动道，并由顺序阀控制进胶两侧合叶选用大毛蛏套横向毛蛏绯鼻鼠顶的内部结构，最大基本相同2500×1560×1790mm，铸件内部结构参见图2。

图2 前保险杠压铸铸件内部模版1.定模一般来说板；2.承板；3.脉动道板；4.功能定位圈；5.一级天润曲轴嘴；6.阀门；7.阀针；8.二级天润曲轴嘴；9.动模一般来说板；10.方铁；11.球杆一般来说板；12.球杆盖板；13.支撑力柱；14.动模方床台；15.球杆；16.动模版；17.支撑力脚；18.定模方床台；19.定目板；20.斜球杆；21、29.委托生产；22、28.毛蛏；23、34.护木；24、27.动模镶件；25、26.直顶；30.斜球杆；31、39.护杆；32、33、40、41.导向柱；35、36、37.球杆；38.功能定位块；42.耐磨块；43.侧抽芯；44.弹簧；45.螺母块

1、成形零件结构设计本铸件的3D图见图3，铸件结构设计时选用了先进的内表观面控制技术，参见图4其优点是表观夹线隐藏在保险杠的非外形面上，在汽车上装配后看不到，不会影响外形但这种控制技术在难度与内部结构上都要比外表观保险杠繁杂，控制技术风险也较高，铸件成本与铸件价格也会高于外表观保险杠很多，但因外形美观，在高档汽车中被广泛应用，见图3。

图3 前保险杠压铸铸件赖草另外，本塑件有大量腔体，有的是面积还较大，碰穿处结构设计了排气槽与避空槽，插穿角度为大于8 °，这样能增长铸件的寿命，不易产生飞边前保险杠压铸铸件成形零件和模版做成一体，模版金属材料选用预硬压铸铸件钢P20或718都能。

2、浇注系统结构设计本铸件浇注系统选用整体式脉动道系统，它的优点包括装拆方便，加工精度要求不高，没有了漏胶的风险，装配精度可靠，并且后续不需要重复拆装以及维护和修理成本低前保险杠为外形件，表面不允许有熔接痕，口服成形时必须把熔接痕赶到非外形面或消除熔接痕，这是本铸件结构设计的重点和难点之一。

本铸件选用了8点顺序阀脉动道浇口控制控制技术，即SVG控制技术，这是本铸件选用的另一项先进控制技术，它通过汽缸的驱动来控制八个天润曲轴嘴的开启和关闭，由此达到了塑件表面无熔接痕的理想效果前保险杠德圣茹脉动道浇口位置见图5。

图5 汽车前保险杠结构设计进胶模流预测SVG控制技术是近年来为适应汽车行业对小型平板塑胶件以及电子工业对微型管状件的需求而开发的一种脉动道成形新控制技术与传统的脉动道浇口控制技术相比，它有以下优点①管壁流动稳定，保压压力更加均匀一致，补缩效果显著，塑件各处TPV一致，提高了尺寸精度；。

②能消除熔接痕，或将熔接痕形成在非外形面；③降低了锁模压力和塑件的残余应力；④减少了成形周期，提高了铸件劳动生产率图6是汽车前保险杠选用脉动道顺序阀浇口进胶的模拟数据图通过模流预测能看出，在正常的口服压力、锁模力和铸件温度下，管壁流动稳定，塑件质量好，因此铸件的寿命和产品合格率都能得到充分的保障。

图6 汽车前保险杠结构设计进胶模流预测3、斜面抽芯机构结构设计由于前保险杠选用内表观的表观面，定模A板的合叶处的表观线位于动模侧毛蛏下方，为了避免操作过程中可能出现损坏铸件的风险，开模时抽芯步骤必须得到严格控制，参见铸件工作过程。

本铸件选用直顶下结构设计毛蛏，毛蛏内又结构设计横向毛蛏（即复合毛蛏）的繁杂内部结构为抽芯顺利，毛蛏与直顶要有足够空间，毛蛏与直顶接触面要结构设计3°～5°斜度内表观保险杠德圣茹两侧大毛蛏和大直顶要结构设计冷却水道内表观保险杠定模侧孔要结构设计定模弹针内部结构抽芯，见图2中E处放大图。

这里要说明的是：内表观保险杠德圣茹与与一般的德圣茹不一样，开模时塑件不是留在动模再顶出，而是在开模过程中依靠拉钩同步顶出，定模的侧抽芯43在开模过程中弹出，塑件会跟着定模走一段距离，见“铸件工作过程”4、温度控制系统结构设计

前保险杠市场主体压铸铸件温度控制系统结构设计的好坏对铸件的成形周期与产品质量影响很大本铸件温度控制系统选用的形式为“直通式冷却水管+倾斜式冷却水管+冷却水井”的形式，参见图2本铸件的冷却水道的结构设计要点如下：①动模内部结构较为繁杂，热量又较为集中，要重点冷却，但冷却水道必须与球杆、直顶、毛蛏孔保持至少8mm的距离。

②水道之间的间距取50～60mm，水道距型腔面取20～25mm③冷却水道能做直孔就不要做斜孔，斜度小于3度的斜孔，直接改为直孔④冷却水道长短不能相差太大，以保证模温大致均衡5、导向功能定位系统结构设计本铸件属于小型管状德圣茹，导向功能定位系统结构设计的好坏直接影响塑件的精度和铸件的寿命。

本铸件选用了方床台与1 °精功能定位导向功能定位，其中动模侧选用了4支方床台80×60×700（mm），动、定模之间选用了4支方床台180×80×580（mm）位置参见图2和图3在表观面功能定位方面，本铸件在两端选用了2个锥面功能定位内部结构（又称内模管位），锥面倾斜角度为5°。

6、脱模系统结构设计塑件是小型管状零件，脱模必须平稳、安全本铸件中间位置选用了直顶与顶针顶出，顶针直径12mm因为接触面积小，难回位，易导致顶针与定模型腔面相碰，所以内表观保险杠尽量结构设计直顶，少选用顶针由于推件多，脱模力和推件复位力都较大，故脱模系统选用2个液压油缸作为动力来源。

油缸位置见图7图中尺寸L是需要延迟的距离，它与定模合叶尺寸有关，一般取40~70mm由于动模型芯表面不平整，所有顶针和司筒的一般来说端都结构设计了止转内部结构三、铸件工作过程由于此保险杠德圣茹选用了内表观控制技术，A板的合叶位表观线位于动模侧毛蛏下方，为了避免操作过程中可能出现损坏铸件的风险，铸件的工作过程要求很严，下面从合模开始谈谈其步骤和注意事项。

①在合模前，顶针板处于和铸件盖板相距50mm的状态，如此才能保证A板合叶处不碰到突出于大毛蛏上的横向小毛蛏，并保证A板能顺利通过压紧复位杆来完成合模动作见图7图中A1处表示A板表观面压6支复位杆复位，A2是6支复位杆，A3是8个红色弹簧，用于保证球杆板处于推出50mm的状态。

图7②定模A板将球杆板和毛蛏压回复位，见图8。

图8③开模前需对顶出油缸进行预先施加压力，以保证整个顶出系统和A板能同步打开。开模时，A板和顶针板首先同步打开60mm，以保证塑件和横向小毛蛏全部脱离A板的合叶面。见图9。

图9④定模A板继续开模，动模内顶针板保持60mm的顶出状态不变，以到达A板与直顶分离的作用，见图10。

图9⑤定模打开到所需的空间后，动模内顶针板继续推出至164mm，此时的横向小毛蛏导杆到达护木的变换角度的拐点处，塑件合叶面脱离铸件如果此时塑件有粘小毛蛏的现象，直接用手将塑件拉出铸件，反之，则顶针板继续推出至210mm的最终位置，见图11。

图11⑥如果产品略粘小毛蛏，推出到164mm即完成顶出，取下产品，直接循环到第①步骤，以防止产品被横向小毛蛏拉回，导致无法取下产品，见图12。

图12⑦如果塑件不粘横向小毛蛏，则顶针板继续推出至210mm，完成脱模后取下塑件，循环到第①步骤，见图13。

图13四、总结1、本铸件选用了内表观控制技术，保证了塑件的外形美观2、铸件选用了“复合毛蛏”的二次抽芯内部结构，解决了塑件繁杂部位斜面抽芯的问题3、铸件选用八点针阀式顺序阀脉动道浇注系统，解决了小型管状塑件的管壁填充问题。

4、铸件选用了液压作为脱模系统动力，解决了塑件脱模力大、推件复位难的问题实践证明，该铸件内部结构先进合理，尺寸准确，是汽车铸件中经典之作铸件自放产以来，斜面抽芯动作协调可靠，塑件质量稳定，达到了客户要求微信搜索公众号UG NX塑胶模结构设计关注学习不迷路，点击主页可查看更多蔬果内容！