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、丙烯以及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。
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。
| 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 | 售检票系统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 | 便携式翻译机 | | | | | | |
3 | Q/SQR.04.050-2004-4.5.8 | 抗断裂强度 | 符合4.4的要求 | 手机支撑架满足接受标准要求 | | 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 | | | | | | | |
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六、确认满足安装要求喇叭网罩
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
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及样条要求》,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) 用电信息采集密度
标准:GB/T 533-91、DIN 53479和ISO 2781-1988
(2) 邵氏A硬度
标准:GB/T 531-92、DIN 53505和ISO 7619-1986
(3) 热空气老化
标准:GB 3512-83、DIN 53508和ISO 188
(4) 压缩永久变形
标准:GB 7759-91、DIN 53517和ISO/R815
(5) 脆性温度
微波合成标准:GB/T 1682-94
(6) 耐臭氧
标准:GB 7762-87、DIN53509-1和ISO 1431/1-1980
(7) 撕裂强度
标准:GB/T 529-91、DIN 53507和ISO 34-1979
(8) 耐磨性