散漫说,线束工程师经常会遇到电器功能不稳定或者失效问题,这种问题大多和端子接触不良相关。端子接触不良问题产品的原因有很多,比如连接器变形、连接器的配合间隙过大,连接器固定不可靠、安装位置不正确、端子接触位置有异物、装配过程损坏、插拔力过小等等。本文就端子变形、插接件结构及选型、过程设计及控制三方面做分析和探讨。以下为正文。
一、端子变形问题
线束端子变形的情况主要有以下几种:
1、母端端子弹性结构变形导致与公端子的虚接,如下图。
图:母端端子变形实例
2、公母端子接触位置有杂质进入影响端子导通性能。
3、公端子变形(前倾后仰、左右歪斜)问题,见下图。
图:公端端子变形实例
公端端子变形(前倾后仰、左右歪斜)一般会造成以下问题:
A、护套对接时端子折弯或折断;见下图
图:护套对接导致的端子弯折
B、端子进入其他空隙,造成断路、短路或虚接。
公端端子变形(前倾后仰、左右歪斜)一般由制造、包装、装配不合理造成。但与产品的结构以及设计选型也有一定的关系。
公端端子在护套内可以看做悬臂梁结构。端子歪斜即为悬臂梁在受力方向上的挠度变化。根据挠度的计算公式,挠度与受力大小及受力点距支撑点尺寸成正比,与截面积和弹性模量(受材质影响)成反比。则可分析出,端子选型在以下方面会影响端子变形量:
A、端子宽度和厚度小
一般小端子,尤其是1.5及以下1.0、0.64型端子,端子针形部位的厚度一般只有0.6mm,所以端子宽度越小,端子的抗弯强度越低,就越容易造成弯曲。
B、端子材质软
端子材质一般为铜、黄铜、磷青铜、合金铜、钢等,铜的硬度最小,材质直接影响弹性模量,所以端子越软,起抵抗变形的能力越差,就越容易造成弯曲。
C、端子尺寸长
端子尺寸越长,则力臂越长,端子顶端受力时,造成的顶端形变量就越大。
在结构方面预防端子变形的对策方案:
1、尽量选择宽度较大的端子,但不利于小型化和轻量化的要求;可考虑将端子根部做宽或增加加强筋结构。
图:端子根部结构
2、选择材质较硬的磷青铜或合金端子,但这类端子导电性稍差;一般将折叠的针形端子更换为一体式针形端子。
图:一体式针形端子
图: 各铜材质物理参数
3、接触面积合理的情况下尽量选择短的端子,或增加结构减短受力尺寸,如在端子顶端增加防弯曲结构。
图:带端子防弯结构的护套
在公母端护套的匹配上,选用端子宽度越小的端子,端子的垂直度要求越高。所以越小的端子,对插后在护套内的稳定性要求越高。
端子歪斜对端子与护套的匹配方面的影响有:
1、端子与护套的匹配性差
端子在护套内的晃动量大,不管水平方向还是竖直方向,如果超出母端的孔位边界,就容易造成对接时端子被顶弯的现象。
2、端子侧向受力
一般出现在处于护套边缘的端子,由于线束捆扎在护套尾部为三角形或侧出线型,两侧的端子受侧向的拉力相对较大,若护套与端子的匹配性较差,这些部位的端子就会出现偏离母端对接孔位的现象。
3、护套孔位数量多,插入力大
护套的孔位数量越多,公母端对插力越大,同时由于护套体积大,易造成作业时的非垂直对接,公端端子被母端护套对接时碰触退针或者挤压变形。
对策方案:
1、公母端护套厂家与端子厂家保持一致,禁止混配。
2、选择带二次锁止结构的连接器,减小端子晃动量。
3、优选带有导向和防错结构较强的,尤其是母端孔位应有对接导向结构(如漏斗形斜面)。同时公端子顶端设计为针尖状。
图:端子插口的导向结构
4、适当放宽护套尾部裸线余量,减小两侧导线受力。尤其注意侧出线护套,远端导线要有一定弯度。
图:护套尾部裸线余量推荐选择
5、多孔位护套尽量选择带助力结构护套,该类护套对接速度慢,端子受力较均匀,且一般只有公母端垂直安装后,助力结构才能使用。
图:拉杆型护套
A 前工程工艺
1、端子压接参数设计不合理,端子头前仰后倾。
此类问题比较容易发现,发生的概率较小,有的端子图纸也会给出比较合理的高宽值选型要求。
图:端子压接不良
2、端子绝缘压接形状选型不合理
端子绝缘部位的高宽值设定及压接形状设计不合理,会造成端子在护套内的晃动量较大,进而导致端子容易在护套对接时偏离对接孔位。
图:端子绝缘压接形状示例
B 后工程工艺
1、公端子的前插率低