线束橡胶件设计原则

线束橡胶件设计原则（全）1. 概述2. 术语及缩写：NR:天然橡胶CR:氯丁橡胶EPDM:三元乙丙橡胶3. 定义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。4. 职责：4.1产品工程师负责橡胶件设计工作。4.2 CAE工程师负责动态分析。5. 橡胶件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。6.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。7.橡胶的种类橡胶一般分为天然橡胶（NR ）、氯丁橡胶（CR ）、硅橡胶（TV ）、三元乙丙橡胶（EPDM ）。7.1天然橡胶的特性：具有良好的弹性和机械强度，有优异的耐曲挠性，有较高的撕裂强度和 良好的耐寒性。缺点：耐老化性不大好，不耐油和臭氧，易燃。7.2氯丁胶的特性：耐臭氧、耐热老化、耐油等性能较好，具有难燃性和自熄性；但耐低温性不好。7.3硅橡胶的特性：耐热性、耐寒性和耐侯性较好；缺点是不耐油。7.4三元乙丙的特性：耐侯性、耐臭氧、耐热、耐腐蚀性、耐酸碱等性能都较好，而且拥有高 强度和高伸缩率；缺点：粘接性较差，且弹性没天然橡胶好，耐油性差。比较而言，三元乙丙的综合性能较好，所以现在汽车线束用橡胶件一般选用三元乙丙 材料。&常用线束橡胶件的使用位置及作用主要分以下类别：地板类胶套，防火墙类胶套，前后门胶套，尾门胶套。PA66 ）。固9.橡胶件基本结构目前常用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定方式分为单孔和双孔固定两种。9.1下图是单孔固定无导向结构橡胶件（右前舱线束过孔橡胶件）。9.2下图是双孔固定带导向结构橡胶件（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）10. 汽车过孔橡胶密封件设计标准 10.1 过孔密封件与车身饭金装配标准。10.2 过孔密封件与板金密封标准。10.3 过孔密封件与板件密封标准。11. 汽车波纹管橡胶件设计标准111满足线束通过性线束过孔最大部位以任意的方式穿孔，都与孔边缘一般保持单 边5mm的间距，最小 间距在3mm以上。112满足密封性和保持力11.2.1胶套装配后，在饭金孔径向方向，饭金面法向方 向都需要有过盈量，一般在径向方向上 过盈量0.5mm,饭金面法向方向过盈量在 0.5-1.2mm。11.2.2胶套翻边高度一般在0.8-1.5mm，翻边高度需要根据饭金厚度确定11.2.3确保密封性，在饭金孔周围一般要有单边5-8mm的平面。11.2.4胶套最大外围尺寸比饭金孔尺寸大单边 5-9mm,饭金必要安装平面需比胶套 最大外围尺寸单边至少大2mm。11.2.5饭金孔内侧结构尺寸，根据饭金孔大小，拉脱力大小等信息对内部结构进行倒角、圆弧处理以方便安装。113满足使用寿命11.3.1过孔胶套两种失效模式（FEMA ）:11.3.1.1胶套内的线束在胶套未破损的情况下断裂，11.3.1.2胶套内的线束完好情况下，外层胶套破损。11.3.2.1保证胶套中线束的使用寿11.3.3.1线束占胶套内部空间以四分之11.3.3.2为保证线束在胶套内的延展11.3.2胶套的使用寿命保证两方面的寿命： 命，11.3.2.2保证胶套的使用寿命。11.3.3为保证护套寿命，设计要素如下： 三为宜。线束到胶套内壁最小间隙3mm ,性，一般采用线束在胶套的一端固定，另一端不做约束的形式。11.3.3.3为增加胶套的延展性，胶套中部一般设计为波纹型，波峰与波谷间5mm。胶套波纹管套的延展 性最大在1:1.3, 一般在延展1.15为最佳状态11.3.3.4因关门状态比开门状态所占的时间多很多，所以一般设计胶套波纹管套 在关门时处于自然状态（无拉伸无压缩），开门时处于变形状态。也有出于美观考虑，将开门状态时胶套波纹管套状态设计为自然状态的车型。胶套自然状态胶套常关闭状态。安装后无拉伸压缩状态11.3.3.5 一般波纹管套在开关门时，变形形式有轴向弯折和轴向旋转两种形式。轴向旋转形式无论是内部线束的变形量还是外部胶套的变形量都是很小的，使用11.3.3.6波纹管套的厚度一般定为1mm全1.5mm11.3.3.7在数模设计阶段需对车门的开启关闭过程进行校对，保证胶套在此过程中不存在干涉情况，一般通过导向结构，对波纹管套在此过程中的偏向进行引导，避免出现干涉11.4满足装配要求11.4.1满足装配时的操作空间，在装配时能够较舒适地装配。11.4.2控制过盈量，法向过盈量一般不超过1.5mm,轴向不超过1mm,并通过翻边结 构，满足过盈量的同时，减小装配阻力。11.4.3胶套头部设计以穿越饭金小1-2mm,并进行圆角处理，减小装配时阻力。12.设计构想橡胶件设计主要是根据车身的开孔位置、尺寸以及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，确保运动的始末以及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：121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。12.2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。123性能要求橡胶件的材料性能应该满足要求。13.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：131橡胶件 的设计要在整车的设计前期及早介入。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。四门的开孑b要确保车身侧围的开孑孔高度高于门饭金的开孑孔高度，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。132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、由车身部提供饭金料厚等，获得有效的设计输入。133根据设计输入设计橡胶件工艺数模。橡胶件与饭金有过盈配合、同径配合和橡胶件孔小于饭金孔配合三种，因此橡胶件的密封性不完全体现在过孔的配合上，而很 大程度上依赖于饭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、饭金料厚与橡胶件卡槽的配合均采用过盈配合。对于饭金料厚与橡胶件卡槽的配合过盈量建议值：0.51mm。建议双孔固定的可运动橡胶件壁厚 1mm，单孔橡胶件壁厚2mm。根据要求选用EPDM为的橡胶件材料。不允许任何流体或类似的工艺材料（粘合剂、润滑剂等）在接近端子/壳体的地方装配 部件（如扣眼）。根据客户所使用的工艺材料的放行必须通过最初的取样来证明。13.4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；13.5供应商细化后的数据反馈回来，工程师确认无误后，出二维图纸，将图录入 系 统中审批（包含3D数模和二维图纸），发放正式数据给供应商，供应商开模生产送 样。制作DVP,部门签字确认后，发放供应商和提交项目且。136确认满足安装要求通过组织现场实车评审，签订评审纪要确认无问题后，在系 统中挂图，打数据冻结发放申请单给采购。由采购部发放正式数据给供应商。137对橡胶件进行材料试验 及时要求厂家按照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 产品部进行试验。13.8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， 并在系统中挂图。14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141 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120C的环境中长期使 用，最高使用温度为150C。当温度高于 耐热性能：可以在120C的环境中长期使 用，最高使用温度为150C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。14.2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。143 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。14.4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。145实用配方适用于线束护套的配方体系举例（非充油型）：15橡胶件的技术要求15.1橡胶件与饭金孔配合尺寸，圆孔：橡胶件直径应大于饭金孔直径1mm，椭圆孔:橡胶件的外廓尺寸应大于饭金外廓尺寸1mm ;152橡胶件的公差范围按所开孔直径（血）的范围分，如下：06其上偏差为+0.2,下偏差为-0.2 ;6030其上偏差为+0.3,下偏差为-0.3 ;306120其上偏差为+0.5, 下偏差为-0.5 ; 120EPDM,字体高度为3mm。159要满足线束上所有的插件都能穿过该孔，饭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15.10插入力&拔出力16.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），样条样块按照相应标准 中样条，交给公司产品部进行材料试验，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：（当客户有标准的时候采用客户标准， 客户无要求的时候采用以下标准）16 1 密度标准：GB/T53391、DIN 53479 和 ISO 27811988162 邵氏 A 硬度 标准：GB/T531 92、DIN 53505 和 ISO 7619-1986 163 热空气老化标准：GB351283、DIN 53508 和 ISO 188164 压缩永久变形 标准：GB775991、DIN 53517和ISO/R815 165脆性温度标准：GB/T1682-94 166耐臭氧标准：GB7762 一87、DIN53509-1 和 ISO 1431/1-1980 167 撕裂强度标准：GB/T52991、DIN 53507 和 ISO 341979168 耐磨性标准：GB 986788s DIN 53516 和 ISO 4649-1985 169拉伸强度/断裂伸长率标准：GB/T528 16.10耐液体试验标准： GB/T1690-92和ISO 1817-1985 1611扩孔试验扩孔3倍10min最大延伸率 250%