CATIA |結(jié)合軟件淺談低壓線束布置
發(fā)布時(shí)間：10/31 —— 2022
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1 CATIA中EHI模塊下的線束設(shè)計(jì)打開Catia，首先需要進(jìn)入到EHA（ Electrical HarnessAssembly） 模塊下，并點(diǎn)擊Geometrical Bundle將一個(gè)Product賦予電器屬性；然后點(diǎn)擊Multi-Branchable Document，之后會(huì)進(jìn)入EHI （Electrical Harness Installation） 模塊，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)圖1對(duì)話框。線束直徑的選項(xiàng)。直徑在設(shè)計(jì)過(guò)程中是非常重要的一個(gè)參數(shù)，設(shè)計(jì)太小會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際裝車的狀態(tài)下線束與周邊環(huán)境干涉；設(shè)計(jì)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)干涉、空間利用率低等情況，所以在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量精準(zhǔn)估算出線徑的大小。同時(shí)，為保證設(shè)計(jì)品質(zhì)，應(yīng)該將惡劣環(huán)境、重要部分的線束段線徑，進(jìn)行30%冗余設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證線束的可靠性。此外，下方的“Section”選項(xiàng)為截面積，“Diameter”和“Section”這兩個(gè)選項(xiàng)為相互關(guān)聯(lián)選項(xiàng)；其中一個(gè)確定之后，就可以根據(jù)S=πR2自動(dòng)生成另外一個(gè)數(shù)據(jù)，將圖1的直徑100mm帶入圓面積公式可得出其截面積約為0.008m2。“Bend Radius for Check”，為線束的彎曲半徑；彎曲半徑的大小，決定了線束在彎曲成型時(shí)受到的阻力大小。在多股束段情況下，將直徑小于16mm （沒有大于8mm2的導(dǎo)線） 線束段的彎曲半徑比例設(shè)置為1，即彎曲半徑=線束直徑；直徑大于16mm小于25mm（或有大平方導(dǎo)線）時(shí)，彎曲半徑比例一般設(shè)置為1.5；直徑大于25mm時(shí)，彎曲半徑比例設(shè)置為2；不可將彎曲半徑比率設(shè)置小于1；小于1的情況，會(huì)使線束受拉力以及應(yīng)力等，影響線束的壽命。直徑大于16mm的情況，大多數(shù)是線束主干、電源線、大平方搭鐵等，在設(shè)計(jì)中需多加注意。下方的“Computer Bend Radius”是和下方的“Build Mode”相關(guān)的，是不可選擇設(shè)計(jì)的。1.3 線束松弛度以及長(zhǎng)度設(shè)計(jì)Slack”為松弛度，其與線束長(zhǎng)度的關(guān)系為L(zhǎng)=L直（1+X%）；其中L直為從2個(gè)固定點(diǎn)之間出線面和入線面之間的直線長(zhǎng)度，X為線束的松弛度。也就是說(shuō)，當(dāng)X=0時(shí)，線束為緊繃狀態(tài)；為了線束可靠性以及可裝配性，通常將松弛度設(shè)置為1。L為下拉表格中的“Length”。這里需要提到一點(diǎn)，某些線束廠在3D轉(zhuǎn)換成2D圖紙時(shí)，會(huì)將3D上的長(zhǎng)度圓整之后轉(zhuǎn)化成2D圖紙，這樣雖然在工藝制造方面提供了極大便利，但是在設(shè)計(jì)上難免會(huì)有些偏差。所以，在設(shè)計(jì)前期，需要將固定點(diǎn)之間的長(zhǎng)度同樣圓整，線束之間的長(zhǎng)度也就自然會(huì)圓整。“External Curve”這個(gè)命令是以現(xiàn)有外部曲線為中心線繪制的一條線束，和創(chuàng)成式里面的掃掠命令大同小異。1.4 線束路徑設(shè)計(jì)
“Route Definition”是定義線束段的路徑。在圖2點(diǎn)擊“Route Definition”就會(huì)出現(xiàn)圖3對(duì)話框。此時(shí)只需要依次點(diǎn)擊定義好電器屬性的固定點(diǎn)或者接插件，就會(huì)自動(dòng)生成線束段。需要注意的是，在某些狀態(tài)下，分支點(diǎn)出線是沒有方向的（或者說(shuō)是T字型包扎）。有方向的線束段和沒有方向的線束段在設(shè)計(jì)中，長(zhǎng)度會(huì)有差別。因此，需要將實(shí)際線束段和設(shè)計(jì)線束進(jìn)行比較分析，或者進(jìn)行工藝上的一些要求。
“Tangent management”是該點(diǎn)的方向設(shè)置，可以利用羅盤、現(xiàn)有曲線等進(jìn)行設(shè)置，方向需要根據(jù)線束可能出現(xiàn)的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。下方的“Offset Management at Creation”是虛擬點(diǎn)的添加設(shè)置，在設(shè)計(jì)過(guò)程中會(huì)碰到一些無(wú)法避開的環(huán)境，有時(shí)會(huì)增加一個(gè)虛擬點(diǎn)來(lái)避開環(huán)境；這樣雖然在數(shù)據(jù)模擬中是沒有問(wèn)題的，但是實(shí)際裝車狀態(tài)并非和數(shù)據(jù)模擬的一致，仍然會(huì)造成干涉，這個(gè)虛擬點(diǎn)不建議增加。1.5 線束的形狀以及分支點(diǎn)增加與取消“Bundle Segment Definition”是分支點(diǎn)的增加與取消以及線束的形狀設(shè)計(jì)。線束會(huì)存在多種形狀，比如主干，會(huì)用圓柱體繪制；編織線，會(huì)用長(zhǎng)方體繪制等，根據(jù)實(shí)際情況具體分析。線束大多數(shù)情況下是不可見的，無(wú)法直觀判斷其損壞程度。同時(shí)相比于鈑金、內(nèi)飾，線束是柔性件，產(chǎn)品具有一定的不可控性，因此線束的可靠性相當(dāng)重要。線束布置通常通過(guò)增加固定點(diǎn)、護(hù)線殼以及提高包覆物耐磨等級(jí)等方法來(lái)保證線束的可靠性。1） 線束靜態(tài)的狀態(tài)下，盡量避開鈑金銳邊、支架銳邊以及焊渣等對(duì)線束壽命有影響的環(huán)境件。2） 線束在越過(guò)、穿過(guò)鈑金孔時(shí)，應(yīng)當(dāng)增加橡膠件、異形卡扣等方式來(lái)避免金屬件對(duì)線束的損傷。3） 線束在安全件附近時(shí)，通過(guò)改變分支走向、增加固定點(diǎn)等方式保證間隙在25mm以上。4） 線束在跨區(qū)域布置時(shí)，跨區(qū)域線束段不應(yīng)出分支；若無(wú)法避免，主干應(yīng)當(dāng)留出振動(dòng)量以避免振源將線束扯斷。同時(shí)應(yīng)當(dāng)與振動(dòng)包絡(luò)保持10mm以上的間隙；若無(wú)振動(dòng)包絡(luò)的情況下，應(yīng)當(dāng)保證與本體25mm以上的間隙。5） 線束彎曲角度應(yīng)當(dāng)保持鈍角，同時(shí)轉(zhuǎn)彎處各有一個(gè)固定點(diǎn)以保證線束固定的可靠性。6） 固定點(diǎn)之間的距離應(yīng)保持在200mm以內(nèi)；在直線部位、沒有干涉的情況下，可以保持在300mm以內(nèi)。8） 線束應(yīng)遠(yuǎn)離高溫區(qū)域，比如排氣管、模塊主機(jī)以及前照燈散熱片等。9） 在濕區(qū)，線束接插件應(yīng)當(dāng)屬于防水接插件；線束接插件不能口朝上，避免進(jìn)水。10） 干濕區(qū)交界的地方，干區(qū)線束要比濕區(qū)線束位置高，這樣可以防止?jié)駞^(qū)的水流進(jìn)干區(qū)。11） 除了直接的水預(yù)防，還應(yīng)當(dāng)避免虹吸現(xiàn)象的出現(xiàn)。虹吸現(xiàn)象是利用壓強(qiáng)差，將高處的水，順著管狀之類物件流入低處。因此，濕區(qū)搭鐵應(yīng)當(dāng)用雙臂熱收縮管進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)搭鐵應(yīng)當(dāng)比接插件的位置低。在布置線束時(shí)，除了不能和周邊件干涉外，最重要的就是可裝配性。在裝配線束過(guò)程中一定要考慮到總成的可裝配性。比如儀表線束、頂棚線束等，盡可能不給整車裝配過(guò)程中增加額外的工序及成本。此外，還需要考慮到部件的可裝配性，也就是不能將部件布置在不可見、人手無(wú)法達(dá)到的位置。應(yīng)該將部件布置在人手易于裝配的位置，這樣不會(huì)造成工人裝配疲勞。1） 某些電器件的裝配順序是在環(huán)境之后，例如門飾板開關(guān)、儀表以及中控屏等。中控屏是在儀表板裝上之后再進(jìn)行安裝的，沒有操作空間。對(duì)于此類，我們會(huì)將線束拉出來(lái)，在儀表板外面裝配電器件，裝配完成之后再將電器件和線束一起裝配到儀表板內(nèi)。此時(shí)需要注意兩點(diǎn)：一個(gè)是線束的分支長(zhǎng)度，我們會(huì)將接插件模擬在實(shí)際安裝空間位置，再模擬線束長(zhǎng)度。另一個(gè)是線束裝配到內(nèi)飾板以后，線束是否會(huì)和周邊干涉，線束是否有被磨損的風(fēng)險(xiǎn)。2） 除了上述情況需要增加線束余量，還有一種是卡扣、接插件的裝配路徑與線束路徑不同，通常會(huì)在其束段上增加5mm安裝余量。3） 線束不能在其他零部件的安裝軌跡上，否則會(huì)影響其他零部件的安裝、拆卸或?qū)€束造成損傷。在布置線束時(shí)，應(yīng)當(dāng)隨時(shí)和工藝工程師溝通，若是設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在工藝上無(wú)法實(shí)現(xiàn)，等到生成圖紙之后再去溝通的話，所需要的時(shí)間成本、經(jīng)濟(jì)成本是比較高的。1） 線束固定點(diǎn)之間至少有50mm以上的長(zhǎng)度，這是保證工裝板上的工裝可以安裝。2） 線束分支點(diǎn)距離卡扣至少在30mm以上。以3M膠帶為例，其膠帶寬度一般為18mm，若是分支點(diǎn)到固定點(diǎn)之間的距離小于30mm，則無(wú)法保證線束包扎的可靠性。
只會(huì)使用Catia軟件，還不能說(shuō)自己會(huì)線束布置，只有將仿真軟件使用和實(shí)際相結(jié)合，同時(shí)熟知布置原則，才能被稱為線束布置工程師，才能設(shè)計(jì)出符合要求的線束產(chǎn)品。
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