散漫說,線束工程師經(jīng)常會遇到電器功能不穩(wěn)定或者失效問題,這種問題大多和端子接觸不良相關(guān)。端子接觸不良問題產(chǎn)品的原因有很多,比如連接器變形、連接器的配合間隙過大,連接器固定不可靠、安裝位置不正確、端子接觸位置有異物、裝配過程損壞、插拔力過小等等。本文就端子變形、插接件結(jié)構(gòu)及選型、過程設(shè)計及控制三方面做分析和探討。以下為正文。
一、端子變形問題
線束端子變形的情況主要有以下幾種:
1、母端端子彈性結(jié)構(gòu)變形導(dǎo)致與公端子的虛接,如下圖。
圖:母端端子變形實(shí)例
2、公母端子接觸位置有雜質(zhì)進(jìn)入影響端子導(dǎo)通性能。
3、公端子變形(前傾后仰、左右歪斜)問題,見下圖。
圖:公端端子變形實(shí)例
公端端子變形(前傾后仰、左右歪斜)一般會造成以下問題:
A、護(hù)套對接時端子折彎或折斷;見下圖
圖:護(hù)套對接導(dǎo)致的端子彎折
B、端子進(jìn)入其他空隙,造成斷路、短路或虛接。
公端端子變形(前傾后仰、左右歪斜)一般由制造、包裝、裝配不合理造成。但與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及設(shè)計選型也有一定的關(guān)系。
公端端子在護(hù)套內(nèi)可以看做懸臂梁結(jié)構(gòu)。端子歪斜即為懸臂梁在受力方向上的撓度變化。根據(jù)撓度的計算公式,撓度與受力大小及受力點(diǎn)距支撐點(diǎn)尺寸成正比,與截面積和彈性模量(受材質(zhì)影響)成反比。則可分析出,端子選型在以下方面會影響端子變形量:
A、端子寬度和厚度小
一般小端子,尤其是1.5及以下1.0、0.64型端子,端子針形部位的厚度一般只有0.6mm,所以端子寬度越小,端子的抗彎強(qiáng)度越低,就越容易造成彎曲。
B、端子材質(zhì)軟
端子材質(zhì)一般為銅、黃銅、磷青銅、合金銅、鋼等,銅的硬度最小,材質(zhì)直接影響彈性模量,所以端子越軟,起抵抗變形的能力越差,就越容易造成彎曲。
C、端子尺寸長
端子尺寸越長,則力臂越長,端子頂端受力時,造成的頂端形變量就越大。
在結(jié)構(gòu)方面預(yù)防端子變形的對策方案:
1、盡量選擇寬度較大的端子,但不利于小型化和輕量化的要求;可考慮將端子根部做寬或增加加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu)。
圖:端子根部結(jié)構(gòu)
2、選擇材質(zhì)較硬的磷青銅或合金端子,但這類端子導(dǎo)電性稍差;一般將折疊的針形端子更換為一體式針形端子。
圖:一體式針形端子
圖: 各銅材質(zhì)物理參數(shù)
3、接觸面積合理的情況下盡量選擇短的端子,或增加結(jié)構(gòu)減短受力尺寸,如在端子頂端增加防彎曲結(jié)構(gòu)。
圖:帶端子防彎結(jié)構(gòu)的護(hù)套
在公母端護(hù)套的匹配上,選用端子寬度越小的端子,端子的垂直度要求越高。所以越小的端子,對插后在護(hù)套內(nèi)的穩(wěn)定性要求越高。
端子歪斜對端子與護(hù)套的匹配方面的影響有:
1、端子與護(hù)套的匹配性差
端子在護(hù)套內(nèi)的晃動量大,不管水平方向還是豎直方向,如果超出母端的孔位邊界,就容易造成對接時端子被頂彎的現(xiàn)象。
2、端子側(cè)向受力
一般出現(xiàn)在處于護(hù)套邊緣的端子,由于線束捆扎在護(hù)套尾部為三角形或側(cè)出線型,兩側(cè)的端子受側(cè)向的拉力相對較大,若護(hù)套與端子的匹配性較差,這些部位的端子就會出現(xiàn)偏離母端對接孔位的現(xiàn)象。
3、護(hù)套孔位數(shù)量多,插入力大
護(hù)套的孔位數(shù)量越多,公母端對插力越大,同時由于護(hù)套體積大,易造成作業(yè)時的非垂直對接,公端端子被母端護(hù)套對接時碰觸退針或者擠壓變形。
對策方案:
1、公母端護(hù)套廠家與端子廠家保持一致,禁止混配。
2、選擇帶二次鎖止結(jié)構(gòu)的連接器,減小端子晃動量。
3、優(yōu)選帶有導(dǎo)向和防錯結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的,尤其是母端孔位應(yīng)有對接導(dǎo)向結(jié)構(gòu)(如漏斗形斜面)。同時公端子頂端設(shè)計為針尖狀。
圖:端子插口的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)
4、適當(dāng)放寬護(hù)套尾部裸線余量,減小兩側(cè)導(dǎo)線受力。尤其注意側(cè)出線護(hù)套,遠(yuǎn)端導(dǎo)線要有一定彎度。
圖:護(hù)套尾部裸線余量推薦選擇
5、多孔位護(hù)套盡量選擇帶助力結(jié)構(gòu)護(hù)套,該類護(hù)套對接速度慢,端子受力較均勻,且一般只有公母端垂直安裝后,助力結(jié)構(gòu)才能使用。
圖:拉桿型護(hù)套
A 前工程工藝
1、端子壓接參數(shù)設(shè)計不合理,端子頭前仰后傾。
此類問題比較容易發(fā)現(xiàn),發(fā)生的概率較小,有的端子圖紙也會給出比較合理的高寬值選型要求。
圖:端子壓接不良
2、端子絕緣壓接形狀選型不合理
端子絕緣部位的高寬值設(shè)定及壓接形狀設(shè)計不合理,會造成端子在護(hù)套內(nèi)的晃動量較大,進(jìn)而導(dǎo)致端子容易在護(hù)套對接時偏離對接孔位。
圖:端子絕緣壓接形狀示例
B 后工程工藝
1、公端子的前插率低