外饰塑料油箱盖设计技术规范.docx
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外饰塑料油箱盖设计技术规范
外饰塑料油箱盖设计技术规范（总6页）
编号
代替
密级
商密×级▲
汽车工程研究院设计技术规范
塑料油箱盖设计技术规范
RegulationofFlat,FuelFillDesigning
2006-09-30制订2006-10-30发布
长安汽车工程研究院
前言
汽车的自主开发是中国汽车业健康发展的必经之路。
也是长安车的生存之本。
随着能源的紧缺，降低汽车自身的重量已经成为汽车销售的一大卖点，使得塑料材料的应用也越来越广泛；再加上消费者对外观要求的提高，也进一步使得塑料制品的应用成为一种时尚。
本规范就是在使用塑料油箱盖的前提下对其设计的思路进行探讨。
如有不正确的地方还请多多指教。
本规范由汽车工程研究院车身所负责起草；
本规范由汽车工程研究院项目处进行管理和解释；
本规范主要起草人员：
苏建波、苏忠
编制：
校核：
审定：
批准：
本规范的版本记录和版本号变动与修订记录
版本号
制定/修订者
制定/修订日期
批准
日期
苏建波
2006-09-30
李伟
2006-10-10
塑料油箱盖设计技术规范
1适用范围
本规范适用于长安汽车股份有限公司开发的乘用车、商用车塑料油箱盖（以下简称油箱盖）的设计。
本规范规定了塑料油箱盖在开发设计过程中应遵守一些基本原则和标准，规定了塑料油箱盖开发的一般过程、材料的选择、结构及生产工艺、涂装工艺等。
2引用标准
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
GB11566—1995轿车外部凸出物
3设计内容
3.1设计输入
3.1.1市场定位及设计任务书
根据塑料油箱盖的控制形式一般可分为以下三类：
1、电机自动式控制：
此控制方式需要一个小的电机作为油箱盖的开关控制，操作简便，容易控制，但其价格昂贵，结构复杂，一般用于高档轿车上；
2、手动拉索式控制：
其控制方式是采用一根拉索进行开关控制，结构较为简单，价格比较适中，但零部件相对较多，适用于中档轿车；
3、手拨式开关控制：
此控制形式无需其他任何辅助设备，结构简单，价格低廉，但造型必须设计一个扣手结构，适用于低档经济型轿车。
考虑到本公司在实际车型中的运用情况，本规范主要就手拨式开关控制方式进行详细说明。
3.1.2效果图构造分析
根据造型部门所绘制的效果图进行工程化可行性分析，并提交分析报告，主要包括以下内容：
（1）间隙、断差是否影响设计装配要求：
间隙推荐值为2.5±1.0mm，断差推荐值为0.5±1.0mm；对于手拨式开关控制的类型，其扣手处与车身的最小间隙推荐值为12
mm。
（2）初步评估人机工程及法规的满足情况，其中油箱盖的位置和尺寸需要满足以下要求（如图一）：
3.1.3主断面绘制
塑料油箱盖一般由以下几个部件构成：
油箱盖、固定盒以及密封条（如图二）。
固定盒可以根据车身的结构制作成大盒体和小盒体，密封条根据需要可以安装在油箱盖上也可以安装在固定盒上。
根据油箱盖A级面以及车身、闭锁器（包括锁止机构的实现方式）、油管的信息进行主断面的绘制（如图三）。
在主断面完成后必须对其进行运动校核，确认主断面是否符合要求。
主断面必须明确以下问题：
（1）各零部件之间的搭接关系：
为了方便装配，减少装配的环节，塑料油箱盖与车身一般都是采用卡接的结构形式；
（2）油箱盖的运动分析：
详细的运动分析能够避免油箱盖与其他零部件的运动干涉，为后期的3D制作提供保证；
（3）各零部件之间的间隙断差值。
3.2工程化设计
工程化设计对于塑料油箱盖的质量保证是十分重要的，特别是结构的设计对以后制品的工艺和喷涂质量都有着重要的影响。
塑料油箱盖作为一个运动的结构性能件，转臂的结构设计是整个塑料油箱盖设计中的重点，除了塑料制品设计的一些基本原则必须遵守外，还需要重视以下一些问题：
（1）塑料油箱盖的基本壁厚一般为3mm或3.5mm；
（2）为了保证油箱盖在打开后不会因为自重而下掉，转轴与转轴孔的间隙一般需要保持在0.5mm左右；
（3）扣手的圆角半径不得小于2.5mm；
（4）转臂不仅要顺利实现油箱盖旋转的功能，保证其强度不易折断，还要让喷涂后的油箱盖表面质量提高而不能有缩痕的存在，转臂的结构一般都要对根部进行壁厚细化和加强结构的优化（如图四）；
（5）在工程化结束后，需要对此产品结构进行模流分析，对结构进行优化，分析最佳的浇口位置，以提高产品的质量。
4、生产制造
4.1塑料油箱盖的喷涂
油箱盖的喷涂有离线喷涂和在线喷涂两种方式：
离线喷涂就是采用一般塑料制品的喷涂方式即由生产厂家进行喷涂。
在线喷涂就是塑料油箱盖随着白车身一起在主机厂进行电泳喷涂，这种喷涂方式能够解决离线喷涂所造成的色差问题，但是由于要随白车身一起经过高达180℃左右的喷涂生产线（如图五），所以对生产材料的选择提出了很高的要求，且废品率较高，要求制品本身能够带电。
目前长安公司都是采用在线喷涂的方式进行。
4.2材料的选用：
作为塑料油箱盖，一般需要具备以下的基本特性：
（1）有足够的强度；
（2）具有耐油性，能对加油过程中的油不产生溶涨；
（3）能在与车身一起涂装过程中经受180℃左右的高温并保证不变色；
（4）保证油箱盖在涂装后与车身之间的色差△E≤1；
（5）在线喷涂还要求材料具有导电性。
鉴于以上的一些特点，特别是对高温和导电性的要求，推荐选用GE公司生产的GTX系列材料（GTX973或GTX979）。
这两种材料性能指标如下：
GTX973性能指标表：
序号
内容
代表值
单位
测试方法
1
拉伸强度（50mm/min）
60
MPa
ISO527
2
断裂伸长率（50mm/min）
30
%
ISO527
3
拉伸模量1（mm/min）
2300
MPa
ISO527
4
弯曲强度（2mm/min）
90
MPa
ISO527
5
弯曲模量（2mm/min）
2300
MPa
ISO527
6
缺口冲击强度（+23°C）
15
kJ/m2
ISO180/1A
7
简支梁冲击强度（+23°C）
15
kJ/m2
ISO179/1eA
8
收缩率
1.4-1.8
%
ASTMD955
9
密度
1.1
g/cm3
ISO1183
10
吸水性（23°C/50%RH）
0.02
%
ISO62
11
MVR（at280°C/5.0kg）
12
cm3/10min
ISO1133
12
体积电限率
1.E+03-1.E+04
Ohm-cm
GEMethod
GTX979性能指标表：
序号
内容
代表值
单位
测试方法
1
拉伸强度（50mm/min）
55
MPa
ISO527
2
断裂伸长率（50mm/min）
50
%
ISO527
3
拉伸模量1（mm/min）
2100
MPa
ISO527
4
弯曲强度（2mm/min）
80
MPa
ISO527
5
弯曲模量（2mm/min）
2150
MPa
ISO527
6
缺口冲击强度（+23°C）
17
kJ/m2
ISO180/1A
7
简支梁冲击强度（+23°C）
20
kJ/m2
ISO179/1eA
8
收缩率
1.5-1.9
%
ASTMD955
9
密度
1.08
g/cm3
ISO1183
10
吸水性（23°C/50%RH）
—
—
—
11
MVR（at280°C/5.0kg）
11
cm3/10min
ISO1133
12
体积电限率
1.E+03-1.E+04
Ohm-cm
GEMethod
另外还针对所选用的材料还需要进行如下的实验：
（1）塑料件导电性及表面粗糙度检测
（2）涂膜外观状态检测
按照五工厂现场喷涂工艺，将塑料油箱盖试板用喷涂机器人喷白色中涂，然后在140℃烘烤30分钟，打磨后喷涂闪光星河银面漆，在140℃条件下烘烤30分钟后进行漆膜性能测试。
（3）耐温性检测
将已经喷涂好面漆的试板在180℃条件下烘烤30分钟后，观察试板状态。
（4）测试内容
项目
指标
检测方法
表面粗糙度
/
粗糙度仪
电阻值
≤100MΩ
万用表
涂膜常规性能
外观
无流挂、颗粒、缺漆、麻点、飞边、毛刺等
目测
硬度（中华牌铅笔）
≥HB（底材：
塑料）
≥H（底材：
钢板）
GB/6739-1996
色差△E（45°）
≤3
色差仪
光泽
≥90（60°）光面板
GB1743-79
附着力
（1mm间距）
0~1级（底材：
塑料）
0级（底材：
钢板）
GB/T9286-1998
耐温性
/
180℃×30min
4.3生产工艺注意事项
GTX系列材料是PPO和PA的合金，而其中所含的尼龙具有较大的吸水性（4.2%ISO62），且随着空气湿度的增大，吸水量也随之增大。
水分的增加会提高注塑的难度，使产品表面产生银文和缩痕等不良问题，严重影响产品的质量，所以在注塑前对GTX材料进行干燥除湿是十分必要的。
生产过程中，需要在120±10℃的设计定温度下，对物料进行6小时以上的持续烘烤。
且模具温度一般控制在120±10℃。
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