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摘要：汽车后扰流板，也称尾翼，其作用除了作为一种汽车空气动力性部件，可显著影响汽车的动力性、燃油经济性、操纵稳定性、舒适性等外，还对汽车外形的美观起到装饰作用，其质量的好坏直接影响汽车整车的外观。汽车后扰流板通常采用注射成型，。基于此，本文主要对注塑成型后扰流板的设计及应用进行分析探讨。
关键词：注塑成型；后扰流板；设计；应用
1、前言
后扰流板是装在车辆尾部的装饰板。我们通常所说的“尾翼”在行业里的叫法为后扰流板，通常多见于运动型车辆上。随着汽车工业的发展，越来越多的轿车、MPV、SUV甚至微型车等都加装了后扰流板。后扰流板以前多用于高配车型，随着人们审美观的转变，现在很多汽车厂家已经规划高中低车型的标配零件。
2、后扰流板总成设计
目前，后扰流板主要有吹塑成型、双层板注塑+焊接成型、单层板注塑成型3种成型工艺。在这里主要介绍单层板注塑成型。
2.1吹塑成型后扰流板
吹塑成型后扰流板结构简单，成型工艺简单，目前在汽车生产中的应用较广泛。但是该工艺工序多，分为吹塑、钻孔、补灰、打磨、喷涂、装配。其中，吹塑后的产品需要100%进行打磨；钻孔一般不会出现零件损坏的现象，打磨是后扰流板很重要的一道工序，其合格率可以达到55%以上，不合格零件主要在喷涂完底漆后发现，不会造成零件报废。不合格的产品需要重新进行打磨、喷涂，装配工艺与注塑的扰流板一致，一般不会造成产品的损坏。从扰流板打磨后的工序来看，后扰流板整体的一次性合格率不足50%。因吹塑工艺的材料利用率较低，所以导致该工艺成型产品的成本都非常高。外观表面质量较差是因为在实际生产过程中，型面较复杂区域产品壁厚严重不均匀，所以产品局部强度较低，同时它为中空结构，产品重量较重，单价成本较高。优势在于产品结构简单，模具成本低。
2.2双层板注塑+焊接成型扰流板
双层板注塑+焊接成型扰流板目前在轿车、MPV、SUV等乘用车上应用较为广泛，该工艺的工序主要为注塑、焊接、喷涂、装配。产品一次性合格率可达到95%以上。该工艺的优势在于造型多变，在设计时基本不会对造型有太多限制。因该工艺既要注塑又要使用振动摩擦焊，所以需要增加一台注塑设备和一台振动摩擦焊设备。零件单件成本较高，设备投入也较大。与吹塑扰流板相比较，其外观感知质量更好，一次性合格率可达到95%以上。但是，该结构需要2层板，产品重量较重，单件成本较高，需要投入两副注塑模具、一台焊接工装、一台焊接设备，因此工装和设备投入较大。
2.3单层板注塑成型后扰流板
单层板注塑成型后扰流板的成型工艺简单，工序为注塑、喷涂、装配。产品整体合格率可达到99%以上。产品重量轻、成本低，符合轻量化的设计理念，符合今后汽车发展的趋势。本文以某X车型后扰流板总成为例，重点介绍该成型结构。
2.3.1后扰流板总成的组成
后扰流板总成的子零件主要由后扰流板主体、胶条、镶嵌螺栓、卡扣合件、密封垫组成，根据布置及外观配置要求确认高位制动灯总成、后喷嘴总成是否布置在后扰流板总成上。如果布置在后扰流板总成上，则需要增加紧固螺母及相应的线束黏结胶带或线束卡位结构。表面处理根据外观配置图确认是否需要皮纹、喷涂、套色。
2.3.2后扰流板总成设计
后扰流板总成采用6颗卡扣合件和2颗螺栓与尾门外板连接，装配时先将中间6颗卡扣沿卡扣轴线方向拍入，卡扣卡入车身后再将尾门打开并用螺母将两端打紧。此安装方式简单、快捷。扰流板上端比尾门外板面差低1.0mm，两端与侧围面差为3mm。
2.3.2.1后扰流板主体设计
后扰流板柱上设计有6颗卡扣、2颗镶嵌螺栓，高位制动灯总成布置在后扰流板主体上，高位制动灯与后扰流板设计上周圈间隙为均匀的0.5mm，面差为均匀的0.5mm，高位制动灯面低于后扰流板主体表面，以保证装配后外观感知质量。后扰流板主体两端及上端均设计有丙烯酸泡面，丙烯酸泡面可以避免后扰流板主体与车身直接接触而产生异响或者刮漆的问题，同时也可以弥补后扰流板主体与车身的间隙，降低车辆在行驶过程中产生的风噪。后扰流板主体与侧围面差为3.0mm，与尾门外板的面差为1.0mm，后扰流板主体表面低于侧围和尾门外板表面。此设计方式可以降低车辆在行驶过程中的风阻、风噪及后轮的抓地力，增强车辆在高速行驶过程中的平稳性，同时可以降低油耗。
2.3.2.2后扰流板镶嵌螺栓的安装结构设计
镶嵌螺栓的安装座直接设计在后扰流板主体的内表面上，为了防止后扰流板主体表面产生缩印，安装座的根部采用局部减薄的方式。镶嵌螺栓的安装结构采用卡入式结构，卡入式的结构是后扰流板主体注塑、喷涂完成后再将镶嵌螺栓装配到后扰流板主体的安装座中。
安装座周边壁厚设计为2.5～3.0mm，为避免后扰流板主体表面产生缩印，安装座根部厚度设计为0.8～1.2mm。安装座周边做加强筋以增强支撑座的强度。安装座上装配镶嵌螺栓，为了使镶嵌螺栓更容易装配，镶嵌螺栓头部与安装座采用小面接触，在安装座上做出尺寸为1.2mm的筋条以支撑螺栓。此结构可以使镶嵌螺栓容易卡入且不易松脱。镶嵌螺栓头部与安装座周边的间隙为0.5mm，可以防止打螺母时螺栓跟着旋转，螺柱与安装座周边的间隙为0.2mm，以保证镶嵌螺栓装配后的位置度。为了达到足够的装配强度，包裹螺栓头部分的塑料厚度为2.5～3mm，太薄容易开裂及变形，太厚了表面会产生缩水。
为了防止在打紧螺母时螺栓旋转及镶嵌螺栓的头部方向装错，螺栓头采用正方形结构，镶嵌螺栓头部尺寸为14mm×14mm×2mm，根据压紧厚度选择螺栓长度为18mm。
为了便于镶嵌螺栓能够顺利地卡入支撑座中，将装配镶嵌螺栓的入口设计成与装配方向呈45°的夹角，以起到导向作用，导向入口处的最小尺寸为6.4mm。同时，为了防止镶嵌螺栓在装配后脱落，将入口根部设计为5.8mm，使其与镶嵌螺栓单边有0.1mm的过盈量，可以防止镶嵌螺栓装配后松脱。
镶嵌螺栓此安装结构的设计不但满足了后扰流板的安装要求，同时对后扰流板的整体有加强作用，可以有效防止后扰流板上、下端面收缩、变形。卡入式的结构与直接注塑在塑料件中的结构相比其优势更加明显，除了能够解决外观不美观的问题外，还解决了生产效率低、零件报废率高的问题，避免了因镶嵌螺栓在模具中放不到位而损坏模具的风险。
2.3.2.3后扰流板卡扣合件的安装结构设计
后扰流板卡扣合件的安装座结构与镶嵌螺栓的安装座设计理念相似，同样是既考虑受力要求又兼顾外观要求，因此安装结构也是采用镶嵌结构。与镶嵌螺栓不同的是，该位置用塑料卡扣装配在后扰流板安装座上，而不是用金属镶嵌件。卡在后扰流板安装座上做出装配塑料卡扣用的安装座，安装座上有2个三角形结构限制卡扣，三角形的高度为0.3mm，塑料卡扣卡入经过小三角结构时的最大过盈量单边为0.3mm，允许移动量为周圈1mm，以防止塑料卡扣脱落。为方便塑料卡扣装配，塑料卡扣底部同样采用小面接触，塑料卡扣与安装座的间隙为0.1mm。为增强强度，安装座上安装配合面的处厚度为2.5mm，安装座的周边做加强筋，安装座其他尺寸可按镶嵌螺栓安装座尺寸设计。
卡扣合件的安装结构与镶嵌螺栓的安装方式相比成本较低，装到整车上时不需要螺母紧固，只需要在钣金上做出相对应的圆孔即可轻松固定。但其缺陷是强度弱、卡扣容易断裂、存在漏水的风险，而且时间久了零件容易松动、拆卸后不能多次使用。为了防止后扰流板在卡扣位置上下晃动，在卡扣上部、上端面下部10mm的位置设计有限位销及缓冲胶套。
3、结语
后扰流板总成的设计方式已经得到了广泛的应用和验证，很好地实现了零部件的功能和装配要求。
参考文献：
[1]朱忠华 . 张雷 . 许志寶 . 祝文举 . 杨静 . 刘东峰 . 汽车后扰流板对外气动性能影响的研究 [J]. 《汽车技术》2017年5期
[2]杨慧龙 . 汽车扰流板的优化设计 《城市建设理论研究（电子版）》 2014年18期
关键词：注塑成型；后扰流板；设计；应用
1、前言
后扰流板是装在车辆尾部的装饰板。我们通常所说的“尾翼”在行业里的叫法为后扰流板，通常多见于运动型车辆上。随着汽车工业的发展，越来越多的轿车、MPV、SUV甚至微型车等都加装了后扰流板。后扰流板以前多用于高配车型，随着人们审美观的转变，现在很多汽车厂家已经规划高中低车型的标配零件。
2、后扰流板总成设计
目前，后扰流板主要有吹塑成型、双层板注塑+焊接成型、单层板注塑成型3种成型工艺。在这里主要介绍单层板注塑成型。
2.1吹塑成型后扰流板
吹塑成型后扰流板结构简单，成型工艺简单，目前在汽车生产中的应用较广泛。但是该工艺工序多，分为吹塑、钻孔、补灰、打磨、喷涂、装配。其中，吹塑后的产品需要100%进行打磨；钻孔一般不会出现零件损坏的现象，打磨是后扰流板很重要的一道工序，其合格率可以达到55%以上，不合格零件主要在喷涂完底漆后发现，不会造成零件报废。不合格的产品需要重新进行打磨、喷涂，装配工艺与注塑的扰流板一致，一般不会造成产品的损坏。从扰流板打磨后的工序来看，后扰流板整体的一次性合格率不足50%。因吹塑工艺的材料利用率较低，所以导致该工艺成型产品的成本都非常高。外观表面质量较差是因为在实际生产过程中，型面较复杂区域产品壁厚严重不均匀，所以产品局部强度较低，同时它为中空结构，产品重量较重，单价成本较高。优势在于产品结构简单，模具成本低。
2.2双层板注塑+焊接成型扰流板
双层板注塑+焊接成型扰流板目前在轿车、MPV、SUV等乘用车上应用较为广泛，该工艺的工序主要为注塑、焊接、喷涂、装配。产品一次性合格率可达到95%以上。该工艺的优势在于造型多变，在设计时基本不会对造型有太多限制。因该工艺既要注塑又要使用振动摩擦焊，所以需要增加一台注塑设备和一台振动摩擦焊设备。零件单件成本较高，设备投入也较大。与吹塑扰流板相比较，其外观感知质量更好，一次性合格率可达到95%以上。但是，该结构需要2层板，产品重量较重，单件成本较高，需要投入两副注塑模具、一台焊接工装、一台焊接设备，因此工装和设备投入较大。
2.3单层板注塑成型后扰流板
单层板注塑成型后扰流板的成型工艺简单，工序为注塑、喷涂、装配。产品整体合格率可达到99%以上。产品重量轻、成本低，符合轻量化的设计理念，符合今后汽车发展的趋势。本文以某X车型后扰流板总成为例，重点介绍该成型结构。
2.3.1后扰流板总成的组成
后扰流板总成的子零件主要由后扰流板主体、胶条、镶嵌螺栓、卡扣合件、密封垫组成，根据布置及外观配置要求确认高位制动灯总成、后喷嘴总成是否布置在后扰流板总成上。如果布置在后扰流板总成上，则需要增加紧固螺母及相应的线束黏结胶带或线束卡位结构。表面处理根据外观配置图确认是否需要皮纹、喷涂、套色。
2.3.2后扰流板总成设计
后扰流板总成采用6颗卡扣合件和2颗螺栓与尾门外板连接，装配时先将中间6颗卡扣沿卡扣轴线方向拍入，卡扣卡入车身后再将尾门打开并用螺母将两端打紧。此安装方式简单、快捷。扰流板上端比尾门外板面差低1.0mm，两端与侧围面差为3mm。
2.3.2.1后扰流板主体设计
后扰流板柱上设计有6颗卡扣、2颗镶嵌螺栓，高位制动灯总成布置在后扰流板主体上，高位制动灯与后扰流板设计上周圈间隙为均匀的0.5mm，面差为均匀的0.5mm，高位制动灯面低于后扰流板主体表面，以保证装配后外观感知质量。后扰流板主体两端及上端均设计有丙烯酸泡面，丙烯酸泡面可以避免后扰流板主体与车身直接接触而产生异响或者刮漆的问题，同时也可以弥补后扰流板主体与车身的间隙，降低车辆在行驶过程中产生的风噪。后扰流板主体与侧围面差为3.0mm，与尾门外板的面差为1.0mm，后扰流板主体表面低于侧围和尾门外板表面。此设计方式可以降低车辆在行驶过程中的风阻、风噪及后轮的抓地力，增强车辆在高速行驶过程中的平稳性，同时可以降低油耗。
2.3.2.2后扰流板镶嵌螺栓的安装结构设计
镶嵌螺栓的安装座直接设计在后扰流板主体的内表面上，为了防止后扰流板主体表面产生缩印，安装座的根部采用局部减薄的方式。镶嵌螺栓的安装结构采用卡入式结构，卡入式的结构是后扰流板主体注塑、喷涂完成后再将镶嵌螺栓装配到后扰流板主体的安装座中。
安装座周边壁厚设计为2.5～3.0mm，为避免后扰流板主体表面产生缩印，安装座根部厚度设计为0.8～1.2mm。安装座周边做加强筋以增强支撑座的强度。安装座上装配镶嵌螺栓，为了使镶嵌螺栓更容易装配，镶嵌螺栓头部与安装座采用小面接触，在安装座上做出尺寸为1.2mm的筋条以支撑螺栓。此结构可以使镶嵌螺栓容易卡入且不易松脱。镶嵌螺栓头部与安装座周边的间隙为0.5mm，可以防止打螺母时螺栓跟着旋转，螺柱与安装座周边的间隙为0.2mm，以保证镶嵌螺栓装配后的位置度。为了达到足够的装配强度，包裹螺栓头部分的塑料厚度为2.5～3mm，太薄容易开裂及变形，太厚了表面会产生缩水。
为了防止在打紧螺母时螺栓旋转及镶嵌螺栓的头部方向装错，螺栓头采用正方形结构，镶嵌螺栓头部尺寸为14mm×14mm×2mm，根据压紧厚度选择螺栓长度为18mm。
为了便于镶嵌螺栓能够顺利地卡入支撑座中，将装配镶嵌螺栓的入口设计成与装配方向呈45°的夹角，以起到导向作用，导向入口处的最小尺寸为6.4mm。同时，为了防止镶嵌螺栓在装配后脱落，将入口根部设计为5.8mm，使其与镶嵌螺栓单边有0.1mm的过盈量，可以防止镶嵌螺栓装配后松脱。
镶嵌螺栓此安装结构的设计不但满足了后扰流板的安装要求，同时对后扰流板的整体有加强作用，可以有效防止后扰流板上、下端面收缩、变形。卡入式的结构与直接注塑在塑料件中的结构相比其优势更加明显，除了能够解决外观不美观的问题外，还解决了生产效率低、零件报废率高的问题，避免了因镶嵌螺栓在模具中放不到位而损坏模具的风险。
2.3.2.3后扰流板卡扣合件的安装结构设计
后扰流板卡扣合件的安装座结构与镶嵌螺栓的安装座设计理念相似，同样是既考虑受力要求又兼顾外观要求，因此安装结构也是采用镶嵌结构。与镶嵌螺栓不同的是，该位置用塑料卡扣装配在后扰流板安装座上，而不是用金属镶嵌件。卡在后扰流板安装座上做出装配塑料卡扣用的安装座，安装座上有2个三角形结构限制卡扣，三角形的高度为0.3mm，塑料卡扣卡入经过小三角结构时的最大过盈量单边为0.3mm，允许移动量为周圈1mm，以防止塑料卡扣脱落。为方便塑料卡扣装配，塑料卡扣底部同样采用小面接触，塑料卡扣与安装座的间隙为0.1mm。为增强强度，安装座上安装配合面的处厚度为2.5mm，安装座的周边做加强筋，安装座其他尺寸可按镶嵌螺栓安装座尺寸设计。
卡扣合件的安装结构与镶嵌螺栓的安装方式相比成本较低，装到整车上时不需要螺母紧固，只需要在钣金上做出相对应的圆孔即可轻松固定。但其缺陷是强度弱、卡扣容易断裂、存在漏水的风险，而且时间久了零件容易松动、拆卸后不能多次使用。为了防止后扰流板在卡扣位置上下晃动，在卡扣上部、上端面下部10mm的位置设计有限位销及缓冲胶套。
3、结语
后扰流板总成的设计方式已经得到了广泛的应用和验证，很好地实现了零部件的功能和装配要求。
参考文献：
[1]朱忠华 . 张雷 . 许志寶 . 祝文举 . 杨静 . 刘东峰 . 汽车后扰流板对外气动性能影响的研究 [J]. 《汽车技术》2017年5期
[2]杨慧龙 . 汽车扰流板的优化设计 《城市建设理论研究（电子版）》 2014年18期