汽車橡膠件設(shè)計指南

電器橡膠件設(shè)計指南橡膠件簡要說明設(shè)計構(gòu)想在各開發(fā)階段橡膠件狀態(tài)及交付物數(shù)模設(shè)計與確認(rèn)材料選擇橡膠件試驗(yàn)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(shè)計隸屬于線束產(chǎn)品的設(shè)計。1，橡膠材料的特點(diǎn)橡膠材料一般具有以下一些特點(diǎn)：高彈性（含雙鍵）、機(jī)械強(qiáng)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(shè)計一般采用的是三元乙丙橡膠，簡稱EPDM。2，橡膠件的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)分為有無骨架（導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，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(dǎo)向結(jié)構(gòu)(A21右前艙線束過孔橡膠件)。

雙孔固定帶導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(S21左前門線束過孔橡膠件)。注:1--橡膠護(hù)套;2--塑料支架(導(dǎo)向結(jié)構(gòu))

二、設(shè)計構(gòu)想1，設(shè)計原則橡膠件的設(shè)計主要是根據(jù)車身的開孔位置、尺寸以及料厚等因素進(jìn)行設(shè)計和考慮的。在設(shè)計時要兼顧成本考慮沿用性和通用性，加強(qiáng)前期設(shè)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(chǎn)品是否需要在我們的橡膠件上做結(jié)構(gòu)。同時做好運(yùn)動分析和校核，確保運(yùn)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(shè)計在保證產(chǎn)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?yàn)橄鹉z件設(shè)計缺陷，導(dǎo)致漏水，干涉，提前老化等。4，性能要求橡膠件的材料性能應(yīng)該滿足奇瑞公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn):Q/SQR.04.050.5，橡膠件數(shù)模的設(shè)計和確認(rèn)6，輸入?yún)?shù)：車身開孔的外形尺寸、料厚和數(shù)模；車門等運(yùn)動件的最大開起角度，關(guān)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(jié)申請單；橡膠件不單獨(dú)認(rèn)可，只要求材料試驗(yàn)。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(shè)計階段整車電路的概念設(shè)計從公司下發(fā)的項(xiàng)目開發(fā)指令開始，對應(yīng)于公司新車型開發(fā)節(jié)點(diǎn)的P2，是整個項(xiàng)目工程正式啟動的開始，也是整個新項(xiàng)目計時和考核的起點(diǎn)，其主要任務(wù)是完成產(chǎn)品技術(shù)方案的可行性分析。此階段的主要工作內(nèi)容是，根據(jù)項(xiàng)目的輸入，如配置表、開發(fā)類型、項(xiàng)目開發(fā)計劃、生產(chǎn)綱領(lǐng)、SOP時間等，確定整車電路的項(xiàng)目組成員、制定產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)計劃、進(jìn)行產(chǎn)品的BenchMark分析、可行性分析、專利查詢，完成重大、典型歷史質(zhì)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(chǎn)品技術(shù)描述、PARTLIST、沿用件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件清單的編制，整車電器原理圖（構(gòu)想）等工作。這個階段主要是和整車技術(shù)、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(biāo)準(zhǔn)備注1產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)計劃制訂了項(xiàng)目設(shè)計開發(fā)計劃2《產(chǎn)品可行性分析報告》產(chǎn)品可行性分析通過

3產(chǎn)品技術(shù)描述第二版產(chǎn)品技術(shù)描述4PARTLIST第二輪總布置設(shè)計及分析完成5《沿用件、標(biāo)準(zhǔn)件、通用件清單》第二輪總布置設(shè)計及分析完成6專利查詢報告專利風(fēng)險排查完成7整車電器二維布置圖第二輪總布置設(shè)計及分析完成8整車線束布置方案第二輪總布置設(shè)計及分析完成2，產(chǎn)品工程設(shè)計階段此階段的主要工作任務(wù)是完成供應(yīng)商的選擇及技術(shù)協(xié)議的簽定，完成整車電路系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計工作，最終形成產(chǎn)品的P階段3D、2D圖紙，并下發(fā)供應(yīng)商。其主要工作內(nèi)容有：A.完成整車電路原理設(shè)計；B.完成整車線束的3D布置；C.完成線束產(chǎn)品設(shè)計；D.簽定技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)備注1DFMEADFMEA已完成2工程技術(shù)定義工程技術(shù)定義已完成3產(chǎn)品開發(fā)跟蹤清單產(chǎn)品開發(fā)跟蹤清單完成4EBOM第一版EBOM發(fā)放完成5產(chǎn)品描述（VTS）第三版產(chǎn)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(jié)，P數(shù)據(jù)發(fā)放完成8技術(shù)協(xié)議完成技術(shù)協(xié)議的簽訂3，設(shè)計驗(yàn)證階段此階段主要工作任務(wù)是產(chǎn)品的試制試驗(yàn)，完成產(chǎn)品設(shè)計的B認(rèn)可工作。主要工作內(nèi)容如下：A.制定DVP計劃并實(shí)施；B.編制并下發(fā)裝配技術(shù)說明書；C.編制整車電器系統(tǒng)檢測規(guī)范并實(shí)施；D.完成產(chǎn)品B階段設(shè)計；E.進(jìn)行產(chǎn)品的OTS認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)備注1P/B圖紙P/B定義（圖紙、標(biāo)準(zhǔn)）錄入系統(tǒng)2裝配技術(shù)說明書裝配技術(shù)書已發(fā)放（生產(chǎn)用）3DVP試驗(yàn)計劃DVP會簽完成，并發(fā)到采購公司及供應(yīng)商4EBOM驗(yàn)證EBOM保持有效5試驗(yàn)報告各種設(shè)計驗(yàn)證已完成6標(biāo)準(zhǔn)件清單（含力矩）完成標(biāo)準(zhǔn)件清單（含力矩）編制7OTS認(rèn)可報告完成零部件的OTS認(rèn)可工作4，設(shè)計完成階段此階段主要工作任務(wù)是完成產(chǎn)品設(shè)計的D認(rèn)可和工裝樣件認(rèn)可工作。主要工作內(nèi)容如下：A.繼續(xù)完成產(chǎn)品的OTS認(rèn)可工作；B.驗(yàn)證EBOM；C.進(jìn)行設(shè)計變更，對部分零部件做產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)備注1設(shè)計變更

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

橡膠件的設(shè)計要在整車的設(shè)計前期及早介入。與總布置共同確認(rèn)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(chǎn)品安裝后無扭曲，運(yùn)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(cè)，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(nèi)。

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(diǎn)：主要是起止點(diǎn)和1/2點(diǎn)）做好運(yùn)動分析校核和評審，方可確認(rèn)。五，橡膠件的設(shè)計流程新開發(fā)車型的橡膠件的設(shè)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(guān)設(shè)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(yùn)動件的開起角度、由車身部提供鈑金料厚度等；

輸入設(shè)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(nèi)線束過防火墻橡膠件(左）172×34三元乙丙0.0574A212A21-3724052前室內(nèi)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(jī)線束過防火墻橡膠件187×67三元乙丙0.1068A2110A21-3724052RA前室內(nèi)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(hù)套170×45三元乙丙0.07S1212S12-3724161后背門線束橡膠護(hù)套128×18三元乙丙0.04S1213S12-3724511左后門線束橡膠護(hù)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(dá)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(shè)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(rèn)）；布置可行性分析沒問題后，將數(shù)據(jù)發(fā)放供應(yīng)商細(xì)化和做生產(chǎn)工藝確認(rèn)；供應(yīng)商細(xì)化后的數(shù)據(jù)反饋回來，奇瑞設(shè)計工程師確認(rèn)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(xiàng)目經(jīng)理簽字）給供應(yīng)商開模生產(chǎn)送樣。制作DVP（見下表）,部門簽字確認(rèn)后,發(fā)放供應(yīng)商和提交項(xiàng)目組。

序號檢測項(xiàng)目測試說明接受標(biāo)準(zhǔn)1熱空氣老化試驗(yàn)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(yàn)Q/SQR.04.050-20075.6符合Q/SQR.04.050-20074.3表2要求3抗撕裂強(qiáng)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(qiáng)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(biāo)的試驗(yàn)內(nèi)容基礎(chǔ)上增加了成品件的試驗(yàn)序號檢測項(xiàng)目測試說明接受標(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)（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(shí)驗(yàn)（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(shí)車評審（部門要有科級或科級以上領(lǐng)導(dǎo)參加,項(xiàng)目組要有項(xiàng)目經(jīng)理和質(zhì)保參加），簽訂評審紀(jì)要確認(rèn)無問題后,在IMAN系統(tǒng)中掛B圖，打數(shù)據(jù)凍結(jié)發(fā)放申請單（須項(xiàng)目經(jīng)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(yīng)商。

橡膠件進(jìn)行材料試驗(yàn)：及時要求廠家按照DVP計劃提交樣條樣塊；按計劃提交試驗(yàn)計劃給部門分項(xiàng)目經(jīng)理和試驗(yàn)員。將供應(yīng)商提交的樣條樣塊按提交的計劃交給材料部進(jìn)行試驗(yàn)。將公司試驗(yàn)中心出具的試驗(yàn)報告提供給線束組，與線束一起做總成OTS認(rèn)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(chǎn)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(dāng)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(jī)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(shè)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(biāo)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(yán)格控制廠家產(chǎn)品的尺寸和材料，要求廠家提供尺寸檢驗(yàn)報告和樣條樣塊。尺寸檢驗(yàn)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(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及樣條要求>>交給公司材料部進(jìn)行材料試驗(yàn)，確保材料符合設(shè)計要求。橡膠材料的性能確認(rèn)主要包括以下幾個方面：密度標(biāo)準(zhǔn)：GB/T533－91、DIN53479和ISO2781－1988邵氏A硬度標(biāo)準(zhǔn)：GB/T531－92、DIN53505和ISO7619－1986熱空氣老化標(biāo)準(zhǔn)：GB3512－83、DIN53508和ISO188壓縮永久變形標(biāo)準(zhǔn)：GB7759－91、DIN53517和ISO/R815脆性溫度標(biāo)準(zhǔn)：GB/T1682－94耐臭氧標(biāo)準(zhǔn)：GB7762－87、DIN53509-1和ISO1431/1－1980撕裂強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)：GB/T529－91、DIN53507和ISO34－1979耐