保险杠设计规范
Q/LF 45051—2003
保险杠设计规范
1 范围
本标准规定了保险杠技术规范. 本标准适用于的产品开发. 2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的.凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件.
GB/T 1033.1-2008 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第1部分
浸渍法、液体比重瓶法和滴定法
GB/T 1036-2008 塑料 -30℃~30℃线膨胀系数的测定
石英膨胀计法
GB/T 1040.2-2006 塑料 拉伸性能的测定 第2部分：
模塑和挤塑塑料的试验条件
GB/T 13.2-2004 塑料 负荷变形温度的测定 第2部分：
塑料、硬橡胶和长纤维增强复合材料
GB/T 1843-2008 塑料 悬臂梁冲击强度的测定 GB/T 9341-2008 塑料 弯曲性能的测定 GB/T 9342-1988 塑料洛氏硬度试验方法
GB 11566-2009 轿车外部凸出物
GB 15741-1995 汽车和挂车号牌板(架)及其位置
GB 17354-1998 汽车前、后端保护装置 QC/T487-1999 汽车保险杠的位置尺寸
Q/KG 03205-2010 塑料外饰件油漆技术条件
ECE R26 外部凸出物 （ECE R联合国欧洲经济委员会）
3 术语
保险杠：载货汽车和座位数≤20 或车长≤6m 的载客汽车在发生低速正、斜向碰撞时，减轻人员伤亡程度及汽车损坏程度的前后保护装置。 4 目标性能
4.1 在发生接触和轻度碰撞时，能保护车辆，使之不会发生严重损伤。法规要求汽车的前后端保护装置，要保证车辆在发生4km/h 的轻度碰撞时，不会导致车辆的严重损伤。另外，前、后保险杠在保护车辆，减少车辆损伤的同时，还要保护行人，减少行人在碰撞发生时所受的伤害。
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4.2 保险杠外表面必须与造型面一致，两端应向车身表面弯曲。保险杠结构件不得超出造型面以外。 4.3保险杠突出表面不得有锐角、棱角。
4.4 零件设计在满足法规要求及使用要求的前提下，力求做到结构简单可靠，工艺简便合理。 4.5 易装配固定。 5 设计方法
5.1 保险杠开发流程图
CLASS面评审 结构断面设计 结构断面图评审及确认 A面发布 模具方案分析 CAE分析 第一阶段结构设计 总成BOM表确认 零件结构评审 第二阶段结构设计 尺寸链计算 CAE分析 快速样件制作 3D数据及图纸发布 5.2 开发流程详解 5.2.1 CLASS面评审
2D图纸设计 最终阶段结构设计 从造型部门得到CLASS面的数据后，需对CLASS面的质量进行评审。利用CATIA-V5的各种曲面检查功能来检验所生成曲面的质量，如利用斑马线检查功能、断面线曲率图检查功能来判断曲面曲率的分布情况；利用曲面间连接性检查功能来判断曲面间的连接性情况（如点连续、切矢连续、曲率连续等）；利用拔模角分析功能来判断所生成零件模型的制造工艺性情况等，用尺寸测量功能来检查各零件间的设计间隙及面差与DTS的符合性，根据GB 11566-2009《轿车外部凸出物》、ECE R26《外部凸出物》、 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》校核A面的法规符合性。最后根据A面的评审报告对CLASS面进行修整。 输出文件：A面评审报告
5.2.2 结构断面设计
根据周边环境件数据（翼子板、引擎盖、大灯等），参考同类型保险杠的装配方式，确认保险杠与车身的装配关系、连接方式、安装顺序，使用断面形式来体现。
输出文件：断面数据（包括装配关系、连接方式）、装配顺序要求
5.2.3 结构断面评审及确认
组织设计公司、供应商、总装工艺相关人员对断面的结构和装配关系进行评审，检查零件的可制造性、总成的结构形式、材料、加工制造工艺、拔模方向等关键参数，并形成评审会议纪要。
输出文件：结构断面评审纪要
5.2.3 A面发布
通过对A面的曲面质量、制造可行性、装配可行性进行评审后，A面正式发布。
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输出文件：最终A面数据 5.2.4总成BOM表确认
根据确认的断面结构，输出总成件的BOM清单，明确设计零件的原材料和零件的数量及总成关系，确定新开发件和借用件。
输出文件：零件的初始BOM清单。
5.2.5 结构设计第一阶段
根据已发布的A面和结构断面，进行产品的结构设计第一阶段设计。输出的数据不需要进行导角以便于修改。数据中应包括产品的分型线的位置、脱模方向等信息，并考虑零件的制造工艺性、结构的强度、安装工艺性、部件之间的装配间隙。设计时需按照项目规定的3D建模标准进行。
输出：完成度为40％的3D数据。
5.2.6 CAE分析
根据技术要求及法规，开始进行CAE分析，具体项目为：模态分析、静力强度分析、吸能装置的低速碰撞试验等；
输出：CAE各项报告、保险杠结构改进方案。
5.2.7 模具方案分析
组织供应商对完成度40%的数据进行分析，评审模具的可行性，包括是否有足够的拔模角、有无UDNERCUT存在、滑块的运动空间是否足够、确定各成型滑块的数量和运动方向。
输出：零件的模具可行性报告、脱模方向、滑块方向确认。
5.2.8 零件结构评审
组织总装工艺部门，针对完成度40％的数据进行结构评审，主要侧重点为：结构的牢固性与可靠性、对制造工艺的影响、是否需要增加工艺性结构，结构的优化方案等；
输出：零件的结构评审表、优化方案。
5.2.9 结构设计第二阶段
根据CAE的分析报告和改进方案、模具可行性报告、结构评审表，对3D数据进行进一步的修整优化。
输出：完成度为80％的3D数据。
5.2.10 尺寸链计算
根据技术要求中的公差表的要求，对关键尺寸进行尺寸链计算，完成整车公差到各零部件的分配。 输出：保险杠的定位基准图、尺寸公差表。
5.2.11 CAE分析
根据技术要求及法规，对完成度80％的数据再次进行CAE分析，具体项目为：模态分析、静力强度分析、吸能装置的低速碰撞试验等；
对关键零件件进行模流分析，如保险杠、格栅、电镀条、支架等，确定浇口位置及形式。 输出：CAE分析报告、优化建议、MOLDFLOW报告。
5.2.12 快速样件制作
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根据完成度80％的3D数据，进行快速样件的制作，数量一般为1~2套，对可装配性、与周边环境件的匹配性进行验证。
输出：快速样件匹配报告、改进建议
5.2.13 结构设计最终阶段
根据CAE的分析结果及快速件的装配情况，对3D数据进行最终优化。 输出：完成度100％的3D数据
5.2.14 2D图纸的设计
完成2D图纸的设计。2D图纸上必须反映以下内容：总成的爆炸图、BOM清单、材料要求、装配要求、关键尺寸控制、定位基准点、尺寸公差表、符合标准等。
输出：2D工程图纸
5.2.15 3D数据、2D图纸提交并发布
输出：正式的3D数据及2D工程图纸。
5.3 外部突出物法规校核内容：
参照《GB11566-1995轿车外部凸出物》和《ECE R26外部凸出物》中所规定内容，保险杠外表面必须与造型面一致，两端应向车身表面弯曲，且与车身之间间隙应小于20mm。 5.3.1保险杠本体位置的外部突出物尺寸要求如下表1：
表1） 外边缘曲率半径保险杠区域 （mm） 保险杠阴影区域 保险杠阴影区域以外 保险杠上突出高度＜5mm安装件 保险杠上突出高度＜1.5mm安装件 ≥5 ≥2.5 棱角应圆滑 无要求 保险杠阴影区域的确定方法见图1 备注
5.3.2保险杠上栅格位置的外部突出物尺寸要求见下表2：
表2） 栅格宽度（mm） ＞40 25~40 ≤25
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外边缘曲率半径（mm） ≥2.5 ≥1 ≥0.5 备注 中网突出车身外表面5mm以上的部分 Q/LF 45051—2003
5.3.3保险杠阴影区域确定方法：
汽车竖直方向投影的轮廓线相一致的保险杠在一刚性平面，在此平面从其轮廓线向内20mm的环形区域即为保险杠阴影区域。具体确定方法见下图1：
图1
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5.4 材料：
保险杠的本体材料应具备以下特点：
a) 具有较小的表面硬度，能减轻行人受伤； b) 弹性好，具有较强的抗塑性变形的能力；
c) 减振作用良好，在弹性范围内能吸收较多的能量； d) 耐侯性好
e) 具有良好的耐酸碱性及热稳定性。 f) 原材料价格低廉
综合以上因素，陆风车前后保材料均采用了PP+EPDM（聚丙烯+三元乙丙橡胶），材料性能见表3：
表3）
项目 比重(g/cm3) 拉伸强度（Mpa） 断裂伸长率％ 弯曲弹性模量（Mpa） 线膨长系数(－30℃～80℃) 热变形温度（℃）（0.45Mpa） 络氏硬度（R）
5.5 表面喷涂：
为了使前后保险杠起到更好的装饰作用，保险杠表面需要进行喷涂，塑料件油漆性能要求见《塑料件油漆标准》
5.6 未注尺寸公差要求：
未注尺寸公差要求见表4： 表4）
基 本 尺 寸(mm) x﹤5 5≤x﹤10 10≤x﹤50 50≤x﹤120 120≤x﹤250 250≤x﹤500 500≤x﹤800 800≤x﹤1000 1000≤x 曲5﹤R ±0.15 ±0.2 ±0.3 ±0.55 ±0.8 ±1.1 ±1.5 ±1.7 ±0.5% ±0.2 6
指标 0.94±0.03 ≥20 ≥450 ≥950 ≥15×10－5 ≥108 75°±5° 试验方法 GB/T 1033.1-2008 GB/T 1040.2-2006 GB/T 1040.2-2006 GB/T 9341-2008 GB/T 1843-2008 GB/T 1036-2008 GB/T 1634.2-2004 GB 9342-1988 悬臂梁冲击强度（－30°）（Mpa） ≥12 尺 寸 公 差 Q/LF 45051—2003
率5≤R﹤10 半10≤R 径 壁厚 角度 ±0.4 ±0.5% ±0.2 ±0. 50
5.7 前后保功能附件及其尺寸要求 有关安装前后保功能附件的内容如下： 5.7.1 LOGO标牌 5.7.2 牌照安装板
a) 参照GB15741-1995 规定：不得影响车辆设计接近角和离去角。安装于前号牌架上的号牌，应垂直于或近似垂直于车辆纵向对称平面；前号码牌允许后倾≤15°；
b) 后号码牌允许后倾≤30°（上边缘离地高度≤1.2m），后号码牌允许下俯≤15°（上边缘离地高度＞1.2m） ；
c) 后号码牌可视范围：水平面左右各30 °，铅垂面上下各15°； d) 前后保号码牌安装尺寸按 GA36-92《中华人民共和国机动车号牌》规定 5.7.3 前后拖钩孔盖：用于遮盖前后保避让拖车钩工作空间的装置
5.7.4 散热器进气口：为加大散热器及空调冷凝器的冷却风量，提高散热效率，在前保险杠上设计有一冷却风进气口。
5.7.5 倒车雷达：JB3919-85规定：标准电压为12V及24V各类汽车用倒车报警器，倒车时发出断续警告讯号声，以免发生倒车交通事故。倒车雷达的离地高度以及两个倒车雷达的间距由电器室负责提供。 5.7.6 回复反射器：GB4785-98规定：通过外来光源照射后的反射光，向位于光源附近的观察者表明车辆存在的装置。
a) 横向：离车辆纵向对称平面最远的发光面上的点到车辆外缘端面间的距离应≤400mm；回复反射器内边缘间的距离应≥600mm。
b) 高度：离地高度250mm~900mm，特殊情况下允许250mm~1500mm。 c) 纵向：装在车后
d) 几何可见度：水平向内、向外各30 °；垂直上下各15 °，若离地高度 ＜750mm，则水平面以下的垂直方向角可减至5 °。
5.7.7 前后雾灯： GB4785-98规定：用于改善在雾、雪、雨或尘埃情况下道路照明的灯具，以及从车辆后方观察，使得车辆更为易见的灯具。
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前雾灯
a) 横向：离车辆纵向对称平面最远的视表面面上的点到车辆外缘端面间的距离应≤400mm； b) 高度：离地高度≥250mm。在Z方向上，整个视表面应在近光灯表卖最高点以下 c) 纵向：装在车前
d) 几何可见度：水平向内10°，向外45 °；垂直上下各5 ° 后雾灯
a) 横向：若只有一个雾灯，应装置于车身前进方向左侧或纵向对称平面上。 b) 高度：离地高度250mm~1000mm。 c) 纵向：装在车后
d) 几何可见度：水平向内、向外25 °；垂直上下各5 °。 后牌照灯： GB4785-98规定：用于照明后牌照板空间的装置 a) 照明区域：440X140mm b) 任意位置的光入射角≤82 °
c) 照明区域可见范围：水平面左右各30 °，铅垂面上下各5°；
5.8 保险杠结构设计注意事项
保险杠仍遵循一般塑料件结构设计方法，以下为需注意事项 5.8.1 圆角
所有转折处需要圆弧过渡，这样不仅美观且能增加机械强度，还能让融料在型腔里更容易流动，相反如果不圆角处理，在转折处，会造成内应力集中，影响强度。前后保在翼子板和后侧围处翻边圆角经验值为0.8mm，该处圆角增大易造成视觉上的间隙增大。 5.8.2 壁厚
保险杠壁厚一般为3~3.5mm，太厚的保险杠冷却时间长，影响速度；太薄保险杠强度弱。另壁厚要均匀，避免突变。因为薄的地方先冷却，有突变的地方容易有裂纹，如实在不能均匀，就要求设计成平滑过渡。 5.8.3 脱模角度
无皮纹件：≥ 0.25°,通常为0.5°。 如果允许，尽量大些，一般为0~3°； 皮纹件：细皮纹≥ 1.5°，粗皮纹≥3° 5.8.4 加强筋
在不增大厚度的前提下增加加强筋能增大保险杠的强度。在设计加强筋的时候须注意几点a) 壁厚
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一般为保险杠厚度的0.6~0.8倍，如果超过保险杠的厚度，容易产生缩水；b) 高度宜在壁厚的5倍以内，否则脱模应力过大容易导致加强筋损坏；c) 加强筋设计方向应该与材料融流方向一致；d) 如果有很多加强筋，应该均匀分布 e) 尽量避免在大面积的中心位置设计加强筋，实在要加，要设计沟槽，否则有流痕。 5.8.5 孔
孔应该尽量开在不降低保险杠机械强度的地方，其次开孔后应该不增加开模的难度，还有孔和孔的距离以及孔和边缘的距离一般大于孔径。 5.9 保险杠牌照安装座设计注意事项
5.9.1 注意研发车型需出口的国家并做相应的设计，主要出口国家的牌照外形和安装尺寸见下图2：
图2 单位：mm
5.9.2 当保险杠牌照安装位置型面的曲率半径＜6000mm时，需在安装位置制作一个凹凸面，或增加一个牌照安装座。
5.9.3 当保险杠牌照安装位置型面的曲率半径≥6000mm时，可以让牌照直接贴在保险杠蒙皮上，而不需要起小圆柱或凹凸面，以免破坏保险杠的整体造型。
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