汽車橡膠件設計指南

電器橡膠件設計指南橡膠件簡要說明設計構想在各開發(fā)階段橡膠件狀態(tài)及交付物數(shù)模設計與確認材料選擇橡膠件試驗規(guī)范橡膠件常見問題分析及解決措施一、橡膠件簡要說明電器橡膠件設計隸屬于線束產品的設計。1，橡膠材料的特點橡膠材料一般具有以下一些特點：高彈性（含雙鍵）、機械強度高、減震、較高的可撓性、耐磨性、不透水、不透氣、某些合成橡膠具有耐油、耐熱、耐寒、耐燃、耐老化、耐輻射等。橡膠一般分為天然橡膠（NR）、氯丁橡膠（CR）、聚氨酯橡膠（UR）等。電器橡膠件的設計一般采用的是三元乙丙橡膠，簡稱EPDM。2，橡膠件的結構類型橡膠件的主要用途是保證電器件在穿過車身等物體時，保證電器件不受損害和保持穿過物體的密封性。其結構和固定方式也根據(jù)固定位置的不同而不同。目前我公司的橡膠件結構分為有無骨架（導向結構，材料多為PA66）兩種。固定方式分為單孔和雙孔固定兩種（見下面的圖例）。單孔固定無導向結構(A21右前艙線束過孔橡膠件)。

雙孔固定帶導向結構(S21左前門線束過孔橡膠件)。注:1--橡膠護套;2--塑料支架(導向結構)

二、設計構想1，設計原則橡膠件的設計主要是根據(jù)車身的開孔位置、尺寸以及料厚等因素進行設計和考慮的。在設計時要兼顧成本考慮沿用性和通用性，加強前期設計的參與，盡量按照現(xiàn)有車型車身開孔,兼顧考慮整車其他產品是否需要在我們的橡膠件上做結構。同時做好運動分析和校核，確保運動的始末以及過程中無干涉現(xiàn)象發(fā)生。2，橡膠件功能要求橡膠件的設計在保證產品的密封性、工藝性和耐久性的同時，要兼顧外觀的美感。3，顧客要求不能因為橡膠件設計缺陷，導致漏水，干涉，提前老化等。4，性能要求橡膠件的材料性能應該滿足奇瑞公司企業(yè)標準:Q/SQR.04.050.5，橡膠件數(shù)模的設計和確認6，輸入?yún)?shù)：車身開孔的外形尺寸、料厚和數(shù)模；車門等運動件的最大開起角度，關閉和開起狀態(tài)。7，輸出參數(shù)：橡膠件的布置可行性分析；橡膠件數(shù)模和二維圖紙；橡膠件的布置分析報告；數(shù)據(jù)凍結申請單；橡膠件不單獨認可，只要求材料試驗。三、在各開發(fā)階段橡膠件的狀態(tài)及交付物1，整車電路的概念設計階段整車電路的概念設計從公司下發(fā)的項目開發(fā)指令開始，對應于公司新車型開發(fā)節(jié)點的P2，是整個項目工程正式啟動的開始，也是整個新項目計時和考核的起點，其主要任務是完成產品技術方案的可行性分析。此階段的主要工作內容是，根據(jù)項目的輸入，如配置表、開發(fā)類型、項目開發(fā)計劃、生產綱領、SOP時間等，確定整車電路的項目組成員、制定產品設計開發(fā)計劃、進行產品的BenchMark分析、可行性分析、專利查詢，完成重大、典型歷史質量問題、單元電路圖收集，完成整車電器二維布置圖、整車線束布置方案、產品技術描述、PARTLIST、沿用件、標準件、通用件清單的編制，整車電器原理圖（構想）等工作。這個階段主要是和整車技術、車身的一起討論決定橡膠件的過孔尺寸，形狀。此階段的主要交付物如下：序號交付物名稱交付物標準備注1產品設計開發(fā)計劃制訂了項目設計開發(fā)計劃2《產品可行性分析報告》產品可行性分析通過

3產品技術描述第二版產品技術描述4PARTLIST第二輪總布置設計及分析完成5《沿用件、標準件、通用件清單》第二輪總布置設計及分析完成6專利查詢報告專利風險排查完成7整車電器二維布置圖第二輪總布置設計及分析完成8整車線束布置方案第二輪總布置設計及分析完成2，產品工程設計階段此階段的主要工作任務是完成供應商的選擇及技術協(xié)議的簽定，完成整車電路系統(tǒng)的詳細設計工作，最終形成產品的P階段3D、2D圖紙，并下發(fā)供應商。其主要工作內容有：A.完成整車電路原理設計；B.完成整車線束的3D布置；C.完成線束產品設計；D.簽定技術協(xié)議；E.完成EBOM編制；本階段的主要交付物為：序號交付物名稱交付物標準備注1DFMEADFMEA已完成2工程技術定義工程技術定義已完成3產品開發(fā)跟蹤清單產品開發(fā)跟蹤清單完成4EBOM第一版EBOM發(fā)放完成5產品描述（VTS）第三版產品描述完成6圖紙清單圖紙清單已完成生效72D、3D圖紙數(shù)字樣車凍結，P數(shù)據(jù)發(fā)放完成8技術協(xié)議完成技術協(xié)議的簽訂3，設計驗證階段此階段主要工作任務是產品的試制試驗，完成產品設計的B認可工作。主要工作內容如下：A.制定DVP計劃并實施；B.編制并下發(fā)裝配技術說明書；C.編制整車電器系統(tǒng)檢測規(guī)范并實施；D.完成產品B階段設計；E.進行產品的OTS認可工作此階段的主要交付物如下：序號交付物名稱交付物標準備注1P/B圖紙P/B定義（圖紙、標準）錄入系統(tǒng)2裝配技術說明書裝配技術書已發(fā)放（生產用）3DVP試驗計劃DVP會簽完成，并發(fā)到采購公司及供應商4EBOM驗證EBOM保持有效5試驗報告各種設計驗證已完成6標準件清單（含力矩）完成標準件清單（含力矩）編制7OTS認可報告完成零部件的OTS認可工作4，設計完成階段此階段主要工作任務是完成產品設計的D認可和工裝樣件認可工作。主要工作內容如下：A.繼續(xù)完成產品的OTS認可工作；B.驗證EBOM；C.進行設計變更，對部分零部件做產品優(yōu)化；D.完成D圖發(fā)放。本階段的主要交付物為：序號交付物名稱交付物標準備注1設計變更

2D圖D圖發(fā)放完成3EBOMEBOM保持有效4DFMEADFMEA保持有效5OTS認可零部件100%完成OTS認可四，數(shù)模設計與確認

橡膠件的設計要在整車的設計前期及早介入。與總布置共同確認橡膠件的開孔位置，其位置的選擇要充分考慮線束的可通過性（主要考慮較大插件的尺寸）、密封性、安裝工藝和保證產品安裝后無扭曲，運動和靜止無干涉。開孔尺寸爭取保持與現(xiàn)有車型一致，盡量沿用。線束用橡膠件開口位置大致分為：前艙、四門、地板、頂篷和后背門。其中前艙開孔盡量選擇左右兩側，以保證線束走向的連貫性和避讓高溫區(qū)。四門的開孔要確保車身A、B柱的開孔高度高于門鈑金的開孔高度，防止水流入室內。

由于橡膠件無法做手工件，所以對于橡膠件的數(shù)模必須利用3D軟件（取幾處特殊點：主要是起止點和1/2點）做好運動分析校核和評審，方可確認。五，橡膠件的設計流程新開發(fā)車型的橡膠件的設計流程一般可歸納為：

總布置、車身部共同分析、確定橡膠件固定孔的開孔位置；

收集相關設計參數(shù)：由電器部線束組提供過孔線束線徑和最大插件尺寸、由總布置提供運動件的開起角度、由車身部提供鈑金料厚度等；

輸入設計橡膠件工藝數(shù)模。下面是目前部分車型的橡膠件車身孔與橡膠件的孔徑（供參考）序號零件號零件名稱數(shù)量所配鈑金孔規(guī)格材料重量用于車型1A21-3724051前室內線束過防火墻橡膠件(左）172×34三元乙丙0.0574A212A21-3724052前室內線束過防火墻橡膠件(右）172×34三元乙丙0.0373A213A21-3724182雨刮線束橡膠件1φ30三元乙丙0.011A214A21-3724521右后門線束橡膠件150×24三元乙丙0.032A215A21-3724511左后門線束橡膠件150×24三元乙丙0.0375A216A21-3724271后地板線束橡膠件1φ33三元乙丙0.015A217A21-3724081左右前門線束橡膠件260×30三元乙丙0.045A218A21-3724321后保險杠線束橡膠件1φ33三元乙丙0.009A219A21-3724181發(fā)動機線束過防火墻橡膠件187×67三元乙丙0.1068A2110A21-3724052RA前室內線束過防火墻橡膠件(右）172×34三元乙丙0.039A21右舵11S12-3724181ECU線束橡膠護套170×45三元乙丙0.07S1212S12-3724161后背門線束橡膠護套128×18三元乙丙0.04S1213S12-3724511左后門線束橡膠護套1φ20三元乙丙0.04S12

從上面的數(shù)據(jù)不難看出橡膠件與鈑金有過盈配合、同徑配合和橡膠件孔小于鈑金孔配合3種,因此橡膠件的密封性不完全體現(xiàn)在過孔的配合上,而很大程度上依賴于鈑金料厚與橡膠件卡槽的過盈配合上.為了更好的達到密封效果,建議過孔的配合、鈑金料厚與橡膠件卡槽的配合均采用過盈配合。

設計好的工藝數(shù)模發(fā)給總布置，做布置可行性分析，最終出具書面的分析報告（須總布置簽字確認）；布置可行性分析沒問題后，將數(shù)據(jù)發(fā)放供應商細化和做生產工藝確認；供應商細化后的數(shù)據(jù)反饋回來，奇瑞設計工程師確認無誤后，出2維圖紙，將P圖錄入IMAN系統(tǒng)中審批（包含3D數(shù)模和二維圖紙），發(fā)放正式數(shù)據(jù)（須項目經理簽字）給供應商開模生產送樣。制作DVP（見下表）,部門簽字確認后,發(fā)放供應商和提交項目組。

序號檢測項目測試說明接受標準1熱空氣老化試驗Q/SQR.04.050-20075.4符合Q/SQR.04.050-20074.3表1、表2要求2耐臭氧老化試驗Q/SQR.04.050-20075.6符合Q/SQR.04.050-20074.3表2要求3抗撕裂強度Q/SQR.04.050-20075.9符合Q/SQR.04.050-20074.3表2要求4壓縮永久變形Q/SQR.04.050-20075.5符合Q/SQR.04.050-20074.3表1要求5

硬度、拉伸強度、斷裂伸長率Q/SQR.04.050-20075.3符合Q/SQR.04.050-20074.3表1要求6

耐制動液(依照EA25要求)Q/SQR.04.050-20075.7符合Q/SQR.04.050-20074.3表2要求7耐防凍液(依照EA45)要求Q/SQR.04.050-20075.7符合Q/SQR.04.050-20074.3表2要求9低溫脆性Q/SQR.04.050-20075.8符合Q/SQR.04.050-20074.3表2要求現(xiàn)旗云院橡膠件DVP中，在原企標的試驗內容基礎上增加了成品件的試驗序號檢測項目測試說明接受標準10成品件耐臭氧性能GB7762(40±1)℃×(50±5)pphm×70h不允許有明顯顏色變化，形狀變化，可彎曲，彎曲后不允許有裂紋、縮痕11成品件耐熱性能實驗（前艙橡膠件）GB/T3512耐熱性能150℃x70h，不允許有明顯顏色變化，形狀變化，可彎曲，彎曲后不允許有裂紋、縮痕12成品件耐熱性能實驗（非前艙橡膠件）GB/T3512耐熱性能125℃x70h，不允許有明顯顏色變化，形狀變化，可彎曲，彎曲后不允許有裂紋、縮痕14試片密度GB/T533A成品件密度為試片密度±0.02

安裝要求：通過組織現(xiàn)場實車評審（部門要有科級或科級以上領導參加,項目組要有項目經理和質保參加），簽訂評審紀要確認無問題后,在IMAN系統(tǒng)中掛B圖，打數(shù)據(jù)凍結發(fā)放申請單（須項目經理簽字）給情報資料科.由情報資料科發(fā)放正式數(shù)據(jù)給供應商。

橡膠件進行材料試驗：及時要求廠家按照DVP計劃提交樣條樣塊；按計劃提交試驗計劃給部門分項目經理和試驗員。將供應商提交的樣條樣塊按提交的計劃交給材料部進行試驗。將公司試驗中心出具的試驗報告提供給線束組，與線束一起做總成OTS認可，并在IMAN系統(tǒng)中掛D圖。六，材料選擇電器用橡膠件主要采用的材料是三元乙丙橡膠，簡稱EPDM。選用材料的依據(jù)是：1，耐老化性能通用橡膠中：耐老化性是最好的

a耐臭氧性最好：在含臭氧濃度較高的環(huán)境中不會產生裂口

b耐候性好：能長期在陽光、潮濕、寒冷的自然環(huán)境中使用而不會發(fā)生龜裂。

c耐熱性能：可以在120℃的環(huán)境中長期使用，最高使用溫度為150℃。當溫度高于耐熱性能，可以在120℃的環(huán)境中長期使用，最高使用溫度為150℃時乙丙橡膠開始緩慢分解，但加入防老化劑可以改善乙丙橡膠的高溫使用性能，提高使用溫度和高溫下使用壽命。2，電絕緣性其具有良好的電絕緣性，特別適于制造電器絕緣制品。3，低密度和高填充特性其密度是所有橡膠中最低的，即同體積的乙丙橡膠制的重量較其它橡膠重量輕，且可以大量填充油和填充劑，降低了成本，且對物理機械性能影響不大。4，低溫性能和沖擊彈性其彈性僅次于NR。低溫下可保持較好的彈性和較小的壓縮變形。根據(jù)的不同的使用環(huán)境和設計需要，可以兼顧考慮其他的材料。七，橡膠件的測試規(guī)范

橡膠件的檢測和考核指標主要包括3個方面：尺寸、材料和可靠性。因此在整車試裝階段要嚴格控制廠家產品的尺寸和材料，要求廠家提供尺寸檢驗報告和樣條樣塊。尺寸檢驗報告用以核對尺寸的正確性（前期做好抽樣檢查），樣條樣塊按照公司<<非金屬材料實驗標準及樣條要求>>交給公司材料部進行材料試驗，確保材料符合設計要求。橡膠材料的性能確認主要包括以下幾個方面：密度標準：GB/T533－91、DIN53479和ISO2781－1988邵氏A硬度標準：GB/T531－92、DIN53505和ISO7619－1986熱空氣老化標準：GB3512－83、DIN53508和ISO188壓縮永久變形標準：GB7759－91、DIN53517和ISO/R815脆性溫度標準：GB/T1682－94耐臭氧標準：GB7762－87、DIN53509-1和ISO1431/1－1980撕裂強度標準：GB/T529－91、DIN53507和ISO34－1979耐