冷却液壶设计和开发技术规范.docx

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冷却液壶设计和开发技术规范

1目的

本规范为XXXXXXXXX有限公司（以下简称XXXX）在进行冷却液壶新项目数据分析、报价、技术评审、前期数模设计、数模详细设计、模具配合开发、产品试制和性能验证时所依据的基本技术规范和前期质量控制要求。

2适用范围

本规范适用于所有XXXX设计的冷却液壶（即闭式冷却液壶），冷却液壶压力盖的相关规范另行制定，如客户有特殊要求，则遵从客户的标准。

3一般描述

3.1冷却液壶的功能

冷却液壶属于汽车冷却系统零件，主要功能是提供密闭空间储存冷却液；有一定的气体膨胀空间；冷却液壶有一定的承压能力，以提高系统运行压力，从而改善发动机散热效果；汽车运行时高温高压情况下冷却液壶盖正压阀门能够打开，负压时能够有外部空气补充进来，以保护汽车冷却系统零件不被压力破坏。

3.2冷却液壶的组成结构

冷却液壶结构一般由上罐体、下罐体和冷却液壶盖、泄流通道（包括但不限于导流槽、软管）等组成，其中上下罐体采用热板焊接或震动摩擦焊接。

（特殊的零件包含有传感器结构设计，见附图1）。

3.3承压式冷却液壶的制造工艺流程是注塑、热板（震动摩擦）焊接、气密封检测（水密封检测）、装配、包装等，承压式冷却液壶的上下罐体原则上不得使用吹塑工艺进行生产制造。

3.4冷却液壶的工作条件

冷却液温度范围是从-40℃到+135℃，高温性能：

冷却液温度120℃连续，150℃断续，保证正常工作的环境温度一般不超过90℃。

4法规要求

冷却液壶零件必须确保符合中华人民共和国GB-7258机动车运行安全技术条件及其它强制性法规的要求，零件也必须满足汽车客户的指定要求。

5冷却液壶的材料选用和标准

冷却液壶上下壳体材料必须符合客户的材料工程指导要求，根据大多数零件的开发经验，一般宜采用PP，PPGF10，PA66GF30。

PP适用标准为大众的VW44045-PP5和上海通用的STMA015PP/TYPEB；XXXX选用的材料牌号是苏州旭光公司的改性PP5；如客户有特殊要求推荐或者指定原材料，那么遵从客户的选择；

PA6.6GF30尼龙加玻纤的适用标准为TL82025，XXXX选用的材料牌号是XXXX塑料科技公司（；如客户有特殊要求推荐或者指定原材料，那么遵从客户的选择；

如后续有新的材料得到客户的认可，本规范应该及时修订。

6冷却液壶的设计规范

6.1一般原则

1）基本原则为产品必须能够保证脱模。

冷却液壶的轮廓形状应该尽量采用球形或者旋转体外形，这样可以使得内部压力均匀分配，并且相互抵消，如果整车条件不满足也可推荐采用方体或者类似长方体，并且外部和内部不能存在尖的棱角，设置适当的内部加强筋，各个水室通有小孔使得上下和各个腔体连通。

2）冷却液壶设计要保证最低刻度线（即Min线）高于冷却系统的最高线，客户有特殊需求的除外。

6.2冷却液壶的壁厚

冷却液壶的壁厚要求均匀、连续，壶体厚度原则上设计要求一般为3.0到4.0mm（即数模理论抽壳厚度）；冷却液壶的局部拐角和外形无法连续抽壳的局部以及传感器部位，壁厚可以设计为3mm，壁厚的一般公差要求为±0.3mm，客户有特殊要求的除外。

6.3内部加强筋

1）冷却液壶内部加强筋的相互间隔一般为45到80mm，加强筋的端部厚度一般不低于2.5mm，脱模斜度一般不大于1.5°，见附图1；

2）加强筋的侧面应当设置互通窗口，以保证每个小的腔体都能够互通，液体能够自由流动，如果窗口的设置不能开模或者开模难度导致生产效率下降以及质量控制困难时，可以减少互通窗口设计；

窗口的尺寸一般是10到32mm，窗口如果有圆角侧应不小于冷却液壶壁厚，上下罐体窗口离焊接面的间隔不低于12mm，下罐体的窗口与底部壁的间隔一般不大于3mm，客户有要求的除外。

壶体壁厚在3mm左右时，加强筋的间隔距离<45mm；壶体壁厚在4mm左右时，间隔距离<55mm。

因结构原因，当间隔距离>55mm时，中间要加半U型筋。

内部加强筋拔模角度1°～2°。

如需要，筋表面可做减胶槽。

6.4冷却液壶的连接接口

1）冷却液壶的加压和溢气回流接口尺寸如客户无特殊要求，参考大众标准DIN3021-3/FormB设计，尺寸标注参考下图。

通用的参考通用标准。

大众管口标准要求

通用管口技术要求

宝马管口技术要求

特别说明：

针对管接口外径Ø8.0，内径≤Ø5.0,为防止管口在放置或运输途中损坏，无论OE样品是否有铜管（或铝管），XXXX一律都追加安装铜管（或铝管），安装尺寸如下：

6.5冷却液壶的加注口和密封面

加注接口按照客户的要求设计以确保和总装车间的加注系统匹配，加注口必须能够和对应的冷却液壶盖配合安装使用。

密封面的尺寸公差非常重要，必须满足设计要求。

O型圈密封面尺寸，在模具上应先做上公差，逐步修正。

螺纹口为外螺纹的，大径和底径走负公差；螺纹为内螺纹的，大径和底径模具上应为正公差。

螺纹和密封面圆度均<0.2。

螺纹规格多为M52X2.5，M52X3,M63X3，M48X3，M34X3等等。

以下是通用螺纹M52X2.5参考图：

以下是大众螺纹M52X2.5参考图：

6.6冷却液壶的安装定位结构

冷却液壶一般使用3点定位的安装结构型式，也有使用插入燕尾槽结构安装定位的。

至少保证有一个安装位置是螺栓固定的。

安装定位的牢度和可靠性需要得到振动试验验证，振动试验的台架应该和汽车安装支架相似。

6.7脱模斜度

冷却液壶的四周侧壁脱模斜度如无关联设计要求（即与周边零件的合理间隙）或者客户特殊要求，一般不大于2°。

6.8焊接面、焊接凸缘和焊接深度设计

1）针对PP材料，一般采用热板焊接，焊接面设计方式如下三种：

A.当焊接凸缘尺寸D2为5到7mm，焊接宽度D3：

D1

焊接高度H=1.5mm～2mm,溢料槽尺寸见下图7；

B.当焊接凸缘尺寸3

C.当焊接凸缘尺寸D2<3mm时，使用图9结构。

特别注明：

为确保产品外观更加美观，XXXX采用第一种方式设计焊接筋和溢料槽结构。

2）针对PA6.6GF30材料，一般采用震动摩擦焊接：

以上三种焊接方式均适用于XXXX。

6.9泄流通道

溢出的流体应该被转移，不能有潜在危险的伤害发生，溢出和泄压的出口应该定位在冷却液壶适合的位置，其方向不能对用户和其它露出的零部件有伤害；如果确实需要，应提供额外的软管或者导流槽，引导蒸汽排出。

泄流通道最小截面积尺寸目前没有相关数据支持，一般认为大于溢气回流接口的内径截面积尺寸应该是合适的，通道的长度设计应该尽量短，结构设计应合理，避免后续制造产生飞边和变形。

6.10压力盖安装扭矩要求

如无特殊要求，一般扭矩控制在1.0N.m与4.0N.m之间。

建议区间应在1.0N.m～2.5N.m，实际工作中，超过2.5N.m，生产流水线工作人员会报怨。

扭矩的产生主要依靠O型圈的摩擦力和盖上通点与壶口限位凸台的摩擦力产生。

特别注意：

螺纹盖（拆去阀体）与螺纹口不应有摩擦力产生。

6.11未注尺寸公差和圆角

未注尺寸公差如无特殊要求，推荐参考GB/T14486-2008塑料模塑件尺寸公差，零件未注圆角尺寸为R1到R2。

7标记和可追溯性

冷却液壶零件上应当标明：

1）XXXX产品总成号、

2）产品OE编号、

3）材料标识、

4）在模具制造可行的前提下，对于单个上下壳体都应该有生产的月份标识日期标；

5）对于一模多腔产品，则需要刻印模腔号；

6）对于外购件，产品上需有供应商代码标识；

7）对于产品总成，应采用针式打标、喷墨打标、激光打标将产品生产日期具体到生产当天。

特别注明：

1-6项标记刻印，尽可能避免做在皮纹面上，以免造成标记无法看不清楚。

8工装和模具

8.1注塑模具的评审

注塑模具制造商在进行模具制造以前，必须由XXXX模具工程师对模具设计进行评审、确认，产品工程师参与对模具设计方案的评审，确保模具设计满足产品尺寸和性能要求。

8.2原材料的收缩率

注塑模具设计需要的材料收缩率由模具制造商根据XXXX提供的原材料自行测定。

以下缩水率可作为参考值：

材料

缩水率

一般取值

PP

1.014-1.018　

1.016

PPGF10

1.008-1.015

1.012

PA6.6GF30

1．004-1.007

1.005

8.3焊接模具的评审

焊接模具的上、下夹框应有定位销配合。

焊面应有足够的支撑力，管口支架需要避让时，应增加滑块支撑。

上、下壶体夹持移动时，壶体不应脱落或倾斜。

产品在焊接模具中前后左右不允许位移。

产品在焊接加热时禁止有粘模现象。

产品在焊接时，焊面应时时刻刻保持平整，不得有翘曲现象，加热熔化面应均匀。

焊接模具的设计需在得到XXXX产品工程师和现场制造工程师的批准后方可制造。

9检具

检具的设计需在得到XXXX产品工程师和检具工程师的批准后方可制造。

10零件试生产

注塑模具和焊接模具制造完成后，应当安排试生产，第一次试生产的零件原则上不得用于客户工程交样，但可以用于前期单项的性能测试评估；

第一次注塑试模零件，应当实测关键尺寸，对比数模，检查结构有无疏漏和错误，零件有无毛边、缩水、烧焦、翘曲变形等缺陷，工程样件时必须确认得到改进。

第一次焊接零件时，应当用适当的方法解剖零件，查看焊接质量，尤其是内部加强筋部位的焊接是否有错位、扭曲、歪斜，以上缺陷必须得到解决（比如通过调整焊接温度、深度和压力等参数），解剖零件不少于3次，其中工艺参数稳定后至少解剖一次。

第一次试模的注塑零件和焊接的总成零件应当至少各保存一件，并用油性笔予以标记日期、状态。

零件接口、装配和关键尺寸全检合格和设计性能试验验证合格后才能进行工程交样。

11性能验证

承压冷却液壶零件应当满足开发工程标准中的性能要求和产品性能试验大纲要求，并按照试验大纲进行性能试验。

以下性能试验不论客户是否有要求，必须进行试验验证：

序号

试验项目

试验方法

试验要求

1

泄漏试验

将气压从0升到200Kpa并保持15s，检查冷却液壶有无泄漏

无泄漏

2

压力蠕变试验

将100%冷却液加温到130ºC，用堵头堵住加注口，同时冷却液壶入口压力为140Kpa～160kpa压力并在罐内流动，冷却液壶置于80ºC环境温度下；试验进行200小时

无泄漏、无破裂、无影响密封性能的变形

3

振动试验

将50%冷却液和50%水混合液加注到MAX线，同时在振幅2.4mm、频率15Hz条件下，上下振动100h。

如能找到共振点，应以共振点进行振动试验。

无泄漏、无破裂

4

爆破试验

环境温度下爆破压力试验，在室温下将壶体内气压从0Kpa开始以约10KPa/秒速率上升,直至壶体破裂

≥500KPa

以上项目，试验样件数量为6只，先进行泄漏试验，其余分3组进行其它项目试验；

防冻液类型：

乙二醇型防冻液（乙二醇纯度90%，温度范围-40°C~135°C）

如客户有特殊要求，则遵从客户的标准。

此试验结果不作为客户零件认可的必要条件，可提交客户参考。

12参考和引用的标准

VW44045---聚丙烯（PP）成品部件材料技术条件

STMA015---聚丙烯烃-通用注塑级

DIN3021-3---HoseclampsSpringBandClamps（SBC）Part3:

System:

springband

clamp/hose/spigot

GMW15310---CoolantSystemSurgeTankAssembly

SMTC2313002－2010（V1）---膨胀冷却液壶ExpansionTank

SMTC90001－2009（V2）---汽车零部件产品标识的一般规定

GB/T14486-2008---塑料模塑件尺寸公差