前言

汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部安全的装置。多年前，制作保险杠是用厚度为3毫米以上的钢板冲压成U形槽钢，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。

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上。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的和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前制作轿车前后保险杠的材料采用了工程塑料，人们称之为塑料保险杠。塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁三部分组成。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成U形槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝连接，可以随时拆卸下来。这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚酯系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。例如标致轿车的保险杠，采用了聚酯系材料并用反应注射模成型法做成。

而大众的奥迪、高尔夫、上海的桑塔纳、天津的夏利等型号轿车的保险杠，采用了改性聚丙烯系材料，用注射成型法制成。国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。

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，浑然一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外型的重要部件。，时长

1.产品外观分析

从上面的图中可以看到，产品形状有点特殊，具有U型的大外形，内侧有用于安装的倒扣片，且这个倒扣片上有安装孔，这就是所谓的内分型，同时，产品的二侧有很多小孔，这给模具的设计带来了很大的困难。假如是小型的产品，譬如说模具的重量在一吨以下的，这样的产品设计是再普通不过的了。问题是现在产品比较大，模具的重量很重，一般都在30~40顿左右，有些抽芯机构的设计便不可以按比例像小模具那样做，这样的设计难度就很大。以后我会分别向大家介绍。

汽车保险杠注塑模具经历了很多个版本，说老实话，基本都是在国外的模具结构的基础上发展起来的，现在已经发展到很先进的程度，由于劳动力成本越来越高，模具加工和注塑成型的自动化程度已经发展到很高的水平，可以这样说，一套完善的保险杠注塑模具，可以算得上一本注塑模具的百科全书了。我今天给大家介绍一套保险杠模具，希望可以抛砖引玉，对大家有一点点帮助。

首先我们要考虑的是产品成型时，相对于注塑机产品位置怎么放的？这是最原始的问题，也是最重要的原点，这与产品的成型方式、注射的形式、热流道的设计、模具各部分的运动方式都有决定性的关系。一般是按图1的方法来放置。因为注塑机的运动方向是水平方向。但是模具设计的习惯是将注塑机的定模侧定为向上的，甚至有些模具厂将定模称为上模和前模，所以我们将注塑机的开合方向定为动、定模开模方向。

2.进胶系统设置

塑料保险杠产品比较大，重量一般在4~5千克以上，塑料的流程比较长，往往在毫米以上。浇口的数量和位置是决定一套模具成败的。假如以前没有设计过类似的保险杠的浇口系统，要设计出合理的射胶系统是比较困难的，最麻烦的是融接痕，比较难处理，有的时候注塑出来还看不到，一喷涂就露馅了。这需要借助专业的模流分析软件和专业的模流分析师来找到合理的热流道方案。

　　　

浇口直接在制品上不好，会严重影响外观。现在常见的浇口方案是二侧的扁平浇口，宽20左右，厚度2.5。做出产品后再剪平。但是这款保险杠有点特殊，侧面有一条带通孔的深槽，上图的浇口不合适。（这里要看3D）

　　

　最后还是考虑将浇口对着产品中间的装饰条的位置，用7个针阀式的热嘴。

　　　下面是台湾科盛公司对这款保险杠产品的分析结果。

经过多次的评估和专家的反复论证，并且参考类似保险杠模具的设计方案，最后决定采用如上图的热流道方案。生产实践证明，这是个成熟和可靠的方案。

3.保险杠模具结构

外形尺寸为：XX。总重量为36.5吨

动模是比较复杂的，外观如下图，分机构后面有详细的介绍。

但是细节处理的道理还是很深，后面有详细的说明。

为了成型保险杠侧面的装配用的小孔，定模腔一定有一些凸起，用来成型这些孔。将这些凸起抽出来的机构有很多种，比较常用的和简单的是弹针机构，见下图

这是一个很经典的结构，加工也很方便。其中弹针座的设计很值得推介。见下图

图中弹针座靠小挡块定方向，并且靠一条槽定弹针体的方向加工非常简单。固定在动模上的斜铲在模具打开时，斜铲上的斜面离开弹针座，由于弹簧的作用，弹针头就会从产品中抽出来。但是现在有个严重的问题，弹针是穿过凹模来成型产品上的小孔的，有的人称之为“隧道式抽芯”。见下图

弹针座与斜铲的贴合面成15度，现在问题来了，当斜铲随动模移开10毫米时，弹针会弹出10Xtan15°=2.68毫米。但是制品是包紧在动模上的，当这个2.68毫米在抽开的过程中，制品假如随动模移动就会被在凹模里的正在打开，而且没有完全抽出的弹针刮破或者拉变形了。怎么办？这时就需要在斜铲离开弹针座的一小段距离时（大概20毫米），产品要牢牢地留在凹模里。

后面会讲到，保险杠产品是靠成型顶块顶出来的，这些成型顶块都是依附在一块大推板上的，我们要想办法在动、定模分开的前20毫米时，将大推板拉住，由依附在大推板上的成型顶块将产品牢牢地顶在凹模里。当弹针彻底抽出产品后，大推板再带着依附在它上面的所有机构并且带着成型后的保险杠产品离开凹模。按这个逻辑，就设计出了一个很巧妙的机构：限位拉钩。

2）限位拉钩的大体的结构看下图

限位拉钩分二部分，在定模一侧的我称为弹钩，动模一侧的称为拉钩（或者称为拉杆），我们先来看看定模侧的弹钩组合。

从上图可以看到，弹钩体的斜面是露出的，弹钩体的后面有一个空间，以便模具合模时拉钩体的斜面铲过去，拉钩体上的耐磨块的斜面就贴住了这个斜面。

这组斜面有点学问，由于弹簧的作用，这对斜面是紧贴在一起的，当拉力太大时，斜面有可能滑开，这里有个摩擦角的概念，钢和钢的摩擦角是7.5度，从理论上讲，这个斜面的角度小于7.5度就可以了，现在我们采用的是5度。确保限位拉钩可以将大推板拉开，产品侧面的孔不会被扯变形。

在动、定模分开20毫米后，弹针抽出后，动模继续后移。怎样使得拉钩体和弹钩分开？这也是限位拉钩设计的核心。请看下图

核心的设计是二块带凸轮槽的板，我们称为槽板。

从上图可以看到，开模时滚轮在凸轮槽里导动，使得拉钩脱开，合模时，导向块使得拉钩被逼紧，使得弹钩上的斜面和拉钩上的斜面贴紧。达到开模时大推板上的所有机构与凹模同步，开模20毫米后又马上脱开。

定模弹针和限位拉钩二组机构是相关联的结构，总的目的是为了产品侧面小孔的抽芯。

4.保险杠内分型结构

这个部分的抽芯是保险杠模具的技术核心，其动作原理也比较复杂，下面我来做详细的解说。首先看模具的结构，见下图

为了解说方便，我给各部件起了简单的名称，见上图。上内缩和下外缩是依附在大滑块上的，见下图。

现在我们来搞清楚各个部件的相互关系，首先，槽板1、2、3是固定在模座上的，可以认为是不动的。滑块是依附在大推板上的，它随大推板向上运动，由于导向块和T块的作用，在向上运动的同时向里运动。见下图。

上内缩和下外缩是依附在大滑块上的，见上图，同时由于钩叉的作用，钩住了槽板，他们在运动的时候受到槽板1、2、3的限制。产生了内分型的动作。

由于下外缩上有成型小孔的凸起，它拉住产品，以便上内缩可以和产品顺利分开。

到了这里，好像可以吐一口气了，最难的内抽芯出来了，其实不然，还有麻烦的地方，看下图。

这个产品还被下外缩上的很多凸起卡住，无法出来，怎么办，有些小型的企业就将这些凸起侧面的斜度做大，出模的时候用人工扯出来。

这样的操作我想我们的工人是有很大的反感的。现在有一个方法，可以很简单地解决这个问题。

在模具结构里，盖住大滑块的上面一个部件，我称为大顶块。

大顶块也是依附在大推板上的，所以大滑块和大顶块在开模方向是同步的，不同的是大滑块有向内的滑动，也就是说，大滑块的顶部与大顶块的底部有横向的相对运动，在这里可以做点文章。

我们设置了这样一个简单的弹针，为了方便称呼，我们称呼为二次顶针。件下图

二次顶针是装在大顶块的底部的，

大滑块顶部设置了铲块

　　　机构非常简单，过程就是，大滑块顶部的铲块铲动大顶块底部的二次顶杆的球头（也可以做成为斜面），二次顶杆将产品顶出（10毫米）。这也是这套保险杠注塑模具的一个看点，给机械手或者机器人取件提供了方便。

4）保险杠侧面一排小方孔抽芯，请看产品图

在普通的模具上，抽芯这样的孔是再简单不过了，可是我们这套模具很大，36.5吨，假如做普通的滑块，模具重量至少再加5吨，那是没有意义的，现在我们设计了一个简单的机构，定名为侧抽组合。

侧抽组合是依附在大滑块上的，见下图

左侧抽组合的构成非常简单，看下图

由侧抽本体、槽板、带卡槽的拉杆和斜导向组成。槽板是固定在动模大镶件上的。

在大滑块向里滑动时，由于槽板的作用，拉杆上的卡槽限制了侧抽组合向里运动，除了随产品一起被大推板向开模方向运动外，同时会按斜导向的方向抽离开产品，达到侧抽芯的作用。

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