使用CATIA線束模塊進行汽車線束三維數據製作要點

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來源：微信公眾號：線束工程師（ID：Q_Sanman),作者：大榕樹

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在汽車電路中，汽車線束是重要的組成部分。汽車低壓線束連接整車上各個電器件，起到電源分配和信號傳遞的作用，是汽車的神經系統。整車線束三維布置設計是線束設計重要的一部分，關係到線束的安全性和可靠性。目前大部分主機廠均使用CATIA軟體進行線束的3D設計。本文就CATIA線束模塊進行線束三維數據製作過程中一些關鍵問題進行介紹。

一、布置原則

進行線束布置的時候考慮的因素很多，大體上來講，需要綜合考慮整車上各個用電器的安裝位置，相關的邊界數據，周邊的工作環境和裝配維修的工藝可行性等等因素。主要工作內容有線束分段及走向，固定點的設置及固定方式的選擇，搭鐵點位置及同周邊件間隙分析校核等。對於這些內容，進行線束三維數據製作時都應該進行考慮，這裡不作展開的介紹，僅對CATIA線束模塊進行數據製作的內容進行說明。

CATIA線束數據製作原則：

1 滿足整車線束布置要求。

對於這一點，就如前文所說的，需要綜合考慮各個因素，首先要滿足相關的要求。可以製作相關的Checklist表，形成規範，進行一項一項的檢查，這裡不作展開。

2 盡量做到圖物一致性。

關於圖物一致性很多情況下會被忽視，這主要體現在線束段線徑的設置，線束分支的出線方向，及線束段的尺寸。

二、線徑估算

使用CATIA模塊進行線束數據製作時，線束段直徑作為一個重要參數被寫入軟體。後續所有的間隙校核，運動分析都是基於這個值來分析的。因此一旦與實際差異較大的話，勢必導致原有能過滿足安全間隙的要求，到實際裝車時發現已經干涉，甚至裝配不了。

這裡提供一下線束直徑的理論計算方法。

線束段是將所有導線用膠帶或其他包紮物捆紮在一起的一個集合。考慮到膠帶是僅僅纏繞在線束上的，而諸如波紋管等套管類的包紮也需要先確定線束的外徑才能進行選用。因此，計算的時候，我們先將包紮物這一部分先放下。這樣的話，線束段的截面積就等於所有導線的截面積的總和。

因此有：

式中，S表示線束段的截面積，Si表示第i根導線的截面積；

我們將線束段的橫截面默認為一個圓，則有，

式中D為線束段的直徑，Pi為圓周率。

德標導線相比日標導線絕緣壁更薄些，隨著整車電器件不斷增多，德標導線被越來越多的使用。這裡我們也選取德標線舉例進行相關的說明。

值得一提的是，通常說的0.5的導線，0.5僅僅是指的所有銅絲的截面積，並不包含導線外圍的絕緣皮的截面積。因此計算時最大外徑是我們要的參數值。

例子：通過相關原理定義我們已經知曉一段線束有4根0.5的導線，3根1.5的導線，外加2根0.35的導線組成，求這段線束的外徑。

則通過公式1我們可以求出：

S=2x3.1416x（1.4/2）2 +4x3.1416x（1.6/2）2 +3x3.1416x（2.4/2）2 =24.693

由公式2求的D=5.6

1）如果這段線定義的是使用膠帶花纏包紮，膠帶厚度為0.14，此時線束端直徑為D=5.6+0.14x2=5.88，取整數6mm。

2）如果這段線定義膠帶密纏，膠帶厚度為0.14，此時線束段最大處直徑為D=5.6+0.14x2x2=6.16mm，取整數6mm。

3）如果這段線定義波紋管包紮，則根據線束段外徑5.6mm，可以選擇內徑為7mm的波紋管，該波紋管的外徑為10mm，則該線束段外徑認為為10mm。

線束數據設計者，可以通過建議相關帶有計算公式Excel表，也可以根據實際工作的經驗或測量，建立典型車型的相關線束斷各個分支的斷面外徑統計表，這樣可以快速的方便進行線束外徑估算。（關注微信公眾號：Q_Sanman，回復「線束外徑」關鍵字即可以看到分享鏈接）

三、鬆弛度參數

受汽車線束製造工藝的影響，線束的各個標註尺寸都是5的倍數。因此實際將3D數據轉化成2D圖紙時，必須要對各個尺寸進行取整。如果3D數據設計時沒有定義好鬆弛度的話，比如尺寸81mm，實際轉化為2D圖紙尺寸定義為80mm，這必然會影響裝配。甚至基於累計公差的影響會導致線束裝配不了。

要避免這種情況的發生，建議鬆弛度Slack定義為3%~5%。當然也可以根據實際，直接在數據上對線束尺寸進行取整，使3D和2D的尺寸完全進行統一。

關於鬆弛度的詳細定義與介紹，可以參考本公眾號的文章《CATIA汽車線束模塊線束段製作》進行詳細了解（關注公眾號，在首頁技術乾貨-線束設計，文章列表也可以找到）。

四、出線方向

線束進行分支時，需要按照實際的出線方向進行出線，尤其是對於直徑比較大的線束，特別是有粗導線的情況下（彎曲半徑大）。如果出線方向沒有按照實際的進行設計，有時候會導致裝不上的情況。如下圖1所示，不同的出線方向，分支的尺寸不一樣。

五、總結

本文就在使用CATIA軟體進行線束三維設計中的幾個容易忽視的要點進行說明，實際進行線束布置設計中，在考慮各個布置要求的同時，應該一併兼顧，以免進行相關校核的基礎失去意義，造成最終的實物各種干涉，不好裝配的情況發生。