汽车塑料保险杠的制造工艺

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

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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

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405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100、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。如图2所示：

图2 塑料保险杠

保险杠的几何形状既要考虑其与整车造型的一致，保证美观，也要符合力学特性和吸能特性，确保撞击时的吸振与缓，如图3所示。

图3 汽车前保险杠断面（三）保险杠的作用

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。同时，为了减少轿车在发生侧撞事故时对乘员的伤害，在轿车上通常安装有车门保险杠，以增强车门的防撞冲击力。这种方法实用、简单，对车身结构的改动不大，已经普遍推广使用。早在1993年深圳国际汽车展览会上，参展的本田雅阁将一扇车门剖开一部分，专门露出车门保险杠给观众看，以示其良好的安全性能。安装车门保险杠就是在每扇车门的门板内横置或斜置数条高强度的钢梁，起到车前车后保险杠的作用，做到整部轿车前后左右都有保险杠“护驾”，形成一个“铜墙铁壁”，使得轿车乘员有一个最大限度的安全区域。当然，安装这种车门保险杠对于汽车制造商来讲，无疑会增加一些成本，但对于轿车的乘员来讲，安全性和安全感都会增加了许多。

三、常见的汽车保险杠材料

很多年前轿车前后保险杠还是以金属材料为主，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。

目前国内汽车前后保险杠一般都采用增韧（改性）聚丙烯（PP）材料作为原料注塑成形-聚丙烯Poly(propylene)塑料（俗称PP料），具有熔点高（可达167℃），耐热，密度（0.90g/cm3），是目前通用塑料里最轻的一种，有较高的耐腐蚀性（抗张强度30MPa），其制品的强度、刚性和透明度都相对较好的特点，缺点是耐低温性能差（由抗冲PP共聚物、苯乙烯类弹性体和聚烯烃类橡胶3种组成共混改性材料，具有高刚性、抗冲击、耐划伤和可涂装性，注塑成型保险杠

装车后，受8 km/h的冲撞不碎裂，并具有复原的弹性，性能与PU差不多，成本则降低10%~20%）。

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4 mm降至3mm，制品质量减轻约1/3。目前，北美洲90%以上的保险杠系统都用聚烯烃基材料生产。北美汽车工业热塑性弹性体(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达75%，而使用RIM和PC/PBT材质的保险杠的用量则下降到20%和1%。

还有些保险杠是有其他材料制作的（如玻璃钢、碳素纤维等材料），因其环保性能（可回收）较差或成本较高等因素，均不如改性PP材料制成的保险杠（可塑性和刚性并重、质量轻和薄、成本低一直是制作保险杠首要的追求目标）、，而普通PP料本身的尺寸稳定和耐低温性较差，故今后几年里的制作汽车保险杠的材料还会以改性的PP材料和日渐成熟的热塑性弹性体(TPO)制作为主导。

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，轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠

四、塑料保险杠喷涂工艺

（一）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。（二）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

水分烘干的目的是使经过前处理的保险杠表面充分脱水，获得最佳基体以进行表面喷涂作业。但烘干温度不应过高，因为过度脱水会导致涂层性能大幅下降。（3）表面喷涂

通常保险杠表面涂层由多道作用不同的涂膜组成。现多采用湿喷湿的喷涂方式，这样既可节省能源、简化工艺，又能适应大批量流水线生产的需要。目前比较先进的涂装线由喷漆机器人、双组分供漆、自动换色、工件识别、同步、总