线束橡胶件设计规范.docx
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线束橡胶件设计规范.docx
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线束橡胶件设计规范
线束橡胶件设计规范
1、橡胶件概述
1、橡胶件的作用
橡胶件的主要用途是保证电器件在穿过车身等物体时,保证电器件不受损害和保持穿过物体的密封性。
其结构和固定方式也根据固定位置的不同而不同。
目前我公司的橡胶件结构分为有骨架(导向结构,材料多为PA66)和无骨架两种。
固定方式分为单孔和双孔固定两种。
2、橡胶件的特点
高弹性(含双键)、机械强度高、减震、较高的可挠性、耐磨性、不透水、不透气、某些合成橡胶具有耐油、耐热、耐寒、耐燃、耐老化、耐辐射等。
3、橡胶的种类
橡胶一般分为天然橡胶(NR)、氯丁橡胶(CR)、聚氨酯橡胶(UR)、三元乙丙橡胶,简称EPDM。
4、三元乙丙橡胶介绍
三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯以与非共轭二烯烃的三元共聚物,1963年开始商业化生产。
每年全世界的消费量是80万吨。
EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力。
由于三元乙丙橡胶属于聚烯烃家族,它具有极好的硫化特性。
在所有橡胶当中,EPDM具有最低的比重。
它能吸收大量的填料和油而影响特性不大。
因此可以制作成本低廉的橡胶化合物。
5、橡胶件基本结构
目前我公司橡胶件的结构有两种:
有骨架和无骨架(导向结构的材料多为PA66)。
固定方式分为单孔和双孔固定两种。
下图是单孔固定无导向结构橡胶件(A21右前舱线束过孔橡胶件)。
下图是双孔固定带导向结构橡胶件(S21左前门线束过孔橡胶件)。
注:
1--橡胶护套;2--塑料支架(导向结构)
2.设计构想
橡胶件设计主要是根据车身的开孔位置、尺寸以与料厚等因素进行设计和考虑的。
设计时要兼顾成本考虑沿用性和通用性,加强前期设计的参与,尽量按照现有车型车身开孔,同时考虑整车其他产品是否需要在我们的橡胶件上做结构。
同时做好运动分析和校核,确保运动的始末以与过程中无干涉现象发生。
橡胶件典型的安装位置
如下图所示,为典型的橡胶件在车身上的分布位置,设计时尽量在以下位置上布置橡胶件。
橡胶件设计应满足以下要求:
一、橡胶件功能要求
橡胶件应保证产品的密封性、工艺性和耐久性,同时满足外观美观。
二、顾客要求
不能因为橡胶件设计缺陷,导致漏水,干涉,提前老化等。
三、性能要求
橡胶件的材料性能应该满足奇瑞公司企业标准Q/SQR.04.050
3.1橡胶件的设计流程
新开发车型的橡胶件的设计流程一般可归纳为:
一、橡胶件的设计要在整车的设计前期与早介入。
与总布置共同确认橡胶件的开孔位置,其位置的选择要充分考虑线束的可通过性(主要考虑较大插件的尺寸)、密封性、安装工艺和保证产品安装后无扭曲,运动和静止无干涉。
开孔尺寸争取保持与现有车型一致,尽量沿用。
线束用橡胶件开口位置大致分为:
前舱、四门、地板、顶篷和后背门。
其中前舱开孔尽量选择左右两侧,以保证线束走向的连贯性和避让高温区。
四门的开孔要确保车身侧围的开孔高度高于门钣金的开孔高度,防止水流入室内。
由于橡胶件无法做手工件,所以对于橡胶件的数模必须利用3D软件(取几处特殊点:
主要是起始点、1/4点、1/2点、3/4点)做好运动分析校核和评审,方可确认。
二、收集相关设计参数:
由电器部线束组提供过孔线束线径和最大插件尺寸、由总布置提供运动件的开起角度、由车身部提供钣金料厚等,获得有效的设计输入。
三、根据设计输入设计橡胶件工艺数模。
橡胶件与钣金有过盈配合、同径配合和橡胶件孔小于钣金孔配合三种,因此橡胶件的密封性不完全体现在过孔的配合上,而很大程度上依赖于钣金料厚与橡胶件卡槽的过盈配合上。
为了更好的达到密封效果,建议使用过孔配合、钣金料厚与橡胶件卡槽的配合均采用过盈配合。
对于钣金料厚与橡胶件卡槽的配合过盈量建议值:
0.5~1mm。
建议双孔固定的可运动橡胶件壁厚1mm,单孔橡胶件壁厚2mm。
根据3.4.5节要求选用EPDM为的橡胶件材料。
四、将设计好的工艺数模发给总布置,做布置可行性分析,最终出具书面的分析报告(须总布置
签字确认);布置可行性分析没问题后,将数据发放供应商细化和做生产工艺确认;
五、供应商细化后的数据反馈回来,奇瑞设计工程师确认无误后,出二维图纸,将P图录入IMAN
系统中审批(包含3D数模和二维图纸),发放正式数据(须项目经理签字)给供应商,供应商
开模生产送样。
制作DVP(见下表),部门签字确认后,发放供应商和提交项目组。
设计验证计划和报告
DVP编号:
部门编号:
页码
计划日期:
计划编制人:
零件/总成:
零件号:
部门批准:
项目批准:
车型/年:
平台:
来源:
报告日期:
报告工程师:
测试计划
测试报告
项目
程序或标准
试验描述
接受标准
目标要求
测试责任人
测试时期
样本
日期
样本
实际结果
备注
数量
类型
开始
结束
数量
类型
阶段
1
Q/SQR.04.050-2004-4.5.3
热空气老化试验
符合4.3.1的要求
满足接受标准要求
DV
5
B
2
Q/SQR.04.050-2004-4.5.5
耐臭氧老化试验
符合4.3.2的要求
满足接受标准要求
DV
5
B
3
Q/SQR.04.050-2004-4.5.8
抗断裂强度
符合4.4的要求
满足接受标准要求
DV
5
B
4
Q/SQR.04.050-2004-4.5.10
耐寒性试验
符合4.4的要求
满足接受标准要求
DV
5
B
5
Q/SQR.04.050-2004-4.5.2
拉伸强度、断裂伸长率
符合4.4的要求
满足接受标准要求
DV
5
B
六、确认满足安装要求
通过组织现场实车评审(部门要有科级或科级以上领导参加,项目组要有项目经理和质保
加),签订评审纪要确认无问题后,在IMAN系统中挂B图,打数据冻结发放申请单(须项目经
理签字)给情报资料科。
由情报资料科发放正式数据给供应商。
对橡胶件进行材料试验
与时要求厂家按照DVP计划提交样条样块;按计划提交试验计划给部门分项目经理和试验员。
将供应商提交的样条样块按提交的计划交给材料部进行试验。
八、将公司试验中心出具的试验报告提供给线束组,与线束一起做总成OTS认可,并在IMAN
系统中挂D图。
3.2材料选择
电器橡胶件主要采用的材料是三元乙丙橡胶,简称EPDM。
EPDM有以下几方面优点:
一、耐老化性好
通用橡胶中:
EPDM的耐老化性是最好的。
a耐臭氧性最好:
在含臭氧浓度较高的环境中不会产生裂口
b耐候性好:
能长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用而不会发生龟裂。
c耐热性能:
可以在120℃的环境中长期使用,最高使用温度为150℃。
当温度高于耐热性能:
可以在120℃的环境中长期使用,最高使用温度为150℃时乙丙橡胶开始缓慢分解,但加入防老化剂可以改善乙丙橡胶的高温使用性能,提高使用温度和高温下使用寿命。
二、电绝缘性好:
其具有良好的电绝缘性,特别适于制造电器绝缘制品。
三、低密度和高填充特性
EPDM的密度是所有橡胶中最低的,即同体积的乙丙橡胶制的重量较其它橡胶重量轻,且可
以大量填充油和填充剂,降低了成本,且对物理机械性能影响不大。
四、良好的耐低温性能和冲击弹性
其弹性仅次于NR。
低温下可保持较好的弹性和较小的压缩变形。
根据的不同的使用环境和设计需要,可以兼顾考虑其他的材料。
五、实用配方
适用于线束护套的配方体系举例(非充油型):
EPDM生胶100炭黑40
硫黄0.25增塑剂20
活性剂7交联剂2
分散剂2组合防老剂3.5
3.3橡胶件的技术要求
(1)橡胶件与钣金孔配合尺寸,圆孔:
橡胶件直径应大于钣金孔直径1mm,椭圆孔:
橡胶件的外廓尺寸应大于钣金外廓尺寸1mm;
(2)橡胶件的公差范围按所开孔直径(φ)的范围分,如下:
φ<6其上偏差为+0.2,下偏差为-0.2;
6<φ<30其上偏差为+0.3,下偏差为-0.3;
30<φ<120其上偏差为+0.5,下偏差为-0.5;
120<φ其上偏差为+0.65%φ,下偏差为-0.65%φ。
(3)橡胶件表面应光滑有光泽,无气泡,无裂痕,无飞边、毛刺等缺陷;
(4)橡胶件应满足-30℃—120℃温度交变环境下,在0-50HZ频率循环振动200个小时,橡胶件不应出现断裂、开裂,老化,漏水等缺陷;
(5)橡胶件装上线束后,固定到相应的钣金孔处,置于水中24小时,不应泄漏。
(6)前舱橡胶件置于150℃环境中,70小时,表面无老化现象、无裂纹,室内橡胶件置于125℃环境中,70小时,表面无老化现象、无裂纹。
(7)橡胶件与钣金配合宽度和钣金的厚度相同。
(8)在橡胶件表面上易看到的位置标识">EPDM<",字体高度为3mm。
(9)钣金开孔要满足线束上所有的插件都能穿过该孔,钣金孔的半径应大于线束中最大接插件外廓圆半径3mm以上,如下图所示。
3.4.橡胶件的测试规范
橡胶件的检测和考核指标主要包括3个方面:
尺寸、材料和可靠性。
因此在整车试装阶段要严格控制厂家产品的尺寸和材料,要求厂家提供尺寸检验报告和样条样块。
尺寸检验报告用以核对尺寸的正确性(前期做好抽样检查),样条样块按照公司《非金属材料实验标准与样条要求》,交给公司材料部进行材料试验,确保材料符合设计要求。
橡胶材料的性能确认主要包括以下几个方面:
(1)密度
标准:
GB/T533-91、DIN53479和ISO2781-1988
(2)邵氏A硬度
标准:
GB/T531-92、DIN53505和ISO7619-1986
(3)热空气老化
标准:
GB3512-83、DIN53508和ISO188
(4)压缩永久变形
标准:
GB7759-91、DIN53517和ISO/R815
(5)脆性温度
标准:
GB/T1682-94
(6)耐臭氧
标准:
GB7762-87、DIN53509-1和ISO1431/1-1980
(7)撕裂强度
标准:
GB/T529-91、DIN53507和ISO34-1979
(8)耐磨性
标准:
GB9867-88、DIN53516和ISO4649-1985
(9)拉伸强度/断裂伸长率
标准:
GB/T528
(10)耐液体试验
标准:
GB/T1690-92和ISO1817-1985
我公司对电器橡胶产品的要求参见下表:
门线束EPDM常规检测项目
试验大纲标准依据
Q/SQR04.050-2007EPDM510A15C12F13G21
序号
试验项目
标准值
试验方法
样品要求
1
密度
无指标
GB/T533A
2
邵氏硬度(HA)
50±5
GB/T531
150×150×2mm的试样块,与样柱Φ29×12.5mm
橡胶护套成品件
3
拉伸强度Mpa
10min
GB/T528
4
断裂伸长率%
400min
GB/T528
5
耐老化性125℃×70h
GB/T3512
5.1
邵氏硬度变化(HA)
0~+10
GB/T531
5.2
拉伸强度变化率%
-20max
GB/T528
5.3
断裂伸长率变化率%
-30max
GB/T528
6
压缩永久变形(100℃×22h)%
50max
GB/T7759
7
耐臭氧性50±5pphm40℃×70h×拉伸20%
无龟裂
GB7762
8
抗撕裂KN/m
20min
GB/T529
9
低温脆性-40℃×3min
无龟裂
GB/T1682
成品件
1
密度
试片密度±0.02
GB/T533A
2
耐热性能125℃×70h
不允许有明显的颜色,形状变化。
可弯曲,弯曲后不允许有裂纹,缩痕。
GB/T3512
3
耐臭氧性能50±5pphm×40℃×70h
GB7762
前舱线束EPDM常规检测项目
试验大纲标准依据
Q/SQR04.050-2007EPDM510A15C12F13G21
序号
试验项目
标准值
试验方法
样品要求
1
密度
无指标
GB/T533A
2
邵氏硬度(HA)
50±5
GB/T531
150×150×2mm的试样块,与样柱Φ29×12.5mm
橡胶护套成品件
3
拉伸强度Mpa
10min
GB/T528
4
断裂伸长率%
400min
GB/T528
5
耐老化性150℃×70h
GB/T3512
5.1
邵氏硬度变化(HA)
0~+10
GB/T531
5.2
拉伸强度变化率%
-20max
GB/T528
5.3
断裂伸长率变化率%
-30max
GB/T528
6
压缩永久变形(100℃×22h)%
50max
GB/T7759
7
耐臭氧性50±5pphm40℃×70h×拉伸20%
无龟裂
GB7762
8
抗撕裂KN/m
20min
GB/T529
9
低温脆性-40℃×3min
无龟裂
GB/T1682
成品件
1
密度
试片密度±0.02
GB/T533A
2
耐热性能150℃×70h
不允许有明显的颜色,形状变化。
可弯曲,弯曲后不允许有裂纹,缩痕。
GB/T3512
3
耐臭氧性能50±5pphm×40℃×70h
GB7762
3.5橡胶件常见问题分析
下表是橡胶件常见的几种问题,可以在橡胶件设计时参考,避免同样问题的发生。
序号
问题
原因分析
解决措施
1
橡胶件装配后动态干涉
前期没有做动态分析或者分析不充分
结合实车装配情况重新校核,整改。
可手工制作几种状态的橡胶件试装后再确认整改方案
2
装配困难
硬度过大;设计装配空间过小
重新定义硬度;增加导向骨架结构,减小安装阻力
3
橡胶件出现龟裂、老化
材料不合格;壁厚过薄
随机检查样件的材料,责令厂家更改合适的材料;增加橡胶件的壁厚
4
密封性不好
卡口的配合尺寸设计不良;位置选择不好,过涂装时过孔被涂抹PVC胶,导致橡胶件与钣金配合不良
更改卡口尺寸,保证卡口与钣金过盈配合,具体过盈值要根据产品公差而定;在过涂装之前将橡胶件的过孔加工艺堵件保护
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- 橡胶件 设计规范