端子壓接模具的發(fā)展趨勢(shì)

鄒松明

【摘 要】端子壓接是線束生產(chǎn)工藝中最為重要的環(huán)節(jié)之一，作為實(shí)現(xiàn)端子壓接的主要工具——壓接模具，在線束行業(yè)中起著不可替代的作用，它直接影響著線束產(chǎn)品的連接質(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性。在新的生產(chǎn)形勢(shì)下，為保證較高的壓接質(zhì)量，縮短壓接調(diào)試時(shí)間并降低壓接模具的維護(hù)成本，降低線束壓接生產(chǎn)成本，以對(duì)壓接模具的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】線束；端子；壓接；壓接模具

線束是指由銅基材料沖制而成的接觸件端子或連接器與電線電纜壓接后，外面再塑壓絕緣體或外加金屬外殼等，并捆扎形成連接電路的組件，是應(yīng)用產(chǎn)品的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。而端子壓接是線束生產(chǎn)工藝中最為重要的環(huán)節(jié)之一。

在1939年第二次世界大戰(zhàn)期間，連接器和相應(yīng)的線束已開始應(yīng)用。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于汽車、家用電器、計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備和航空等行業(yè)。在上世紀(jì)40年代，壓接技術(shù)在歐美已開始深入研究和應(yīng)用，前AMP公司于上世紀(jì)60年代開發(fā)出圈料開口端子的壓接模具（Applicator）。由于端子壓接生產(chǎn)效率高，操作簡便易于掌握，而且綠色環(huán)保，因此，用壓接取代傳統(tǒng)的焊接是線束與端子連接的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

線束端子的壓接是指在壓接機(jī)提供的動(dòng)力作用下，通過壓接模具使線束中的端子與電線接觸面的強(qiáng)力結(jié)合，并使之滿足線束所需的電氣和機(jī)械性能。因此壓接模具在線束行業(yè)中起著不可替代的作用，它直接影響著線束產(chǎn)品的連接質(zhì)量、穩(wěn)定性和可靠性。高質(zhì)量的壓接模具，不僅備件的使用壽命長，而且調(diào)整方便，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，壓接出的線束產(chǎn)品當(dāng)然也是質(zhì)量高和穩(wěn)定性好。

線束端子的壓接原理是將已撥掉絕緣皮的導(dǎo)線放入端子的芯線包接部位，將端子在機(jī)構(gòu)的作用下，將其送入模具的成型底刀上面，然后通過壓接機(jī)所提供的動(dòng)力，在壓接模具的成型刀片和成型底刀的作用下，端子的包接部位逐漸閉合成型，導(dǎo)線中的各股銅線逐漸變成蜂窩狀，這樣其橫截面積相應(yīng)的變小，在達(dá)到一定的壓縮變形量時(shí)，即可獲得連接的最佳電氣性能和機(jī)械性能。

因此，例如對(duì)某一款開口端子（如圖1），在其他參數(shù)不變的條件下，例如壓接寬度W、上下圓弧值R和Ra，及壓接斜度a，可計(jì)算壓縮后的橫截面積S，再根據(jù)近似方程，可計(jì)算出壓接高度H，再根據(jù)壓縮后的橫截面積S，將其壓縮比也可計(jì)算出來。這樣通過控制模具壓接的壓接高度，來控制其壓縮比，就可以同時(shí)保證端子和電線連接的電氣性能和機(jī)械性能。

圖1 壓接參數(shù)示意簡圖

一般開口端子的F型壓接模具由：機(jī)架、沖壓滑塊單元、端子送料塊單元和壓接底刀單元組成。

機(jī)架不僅起著壓接模具底板能快速固定于壓機(jī)上的作用，而且給沖壓滑塊精密的導(dǎo)向，使之在壓機(jī)的動(dòng)力下能順暢且精密的上下運(yùn)動(dòng)。沖壓滑塊上裝有壓機(jī)接頭、壓接高度調(diào)節(jié)裝置、壓接刀片和凸輪條等。端子送料塊單元主要起著端子的導(dǎo)向定位作用，在壓機(jī)的動(dòng)力下，通過壓機(jī)接頭帶動(dòng)沖壓滑塊上下移動(dòng)，同時(shí)在沖壓滑塊上所安裝的凸輪條作用下，使端子在送料塊單元上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定精確的送料。底刀單元主要由壓接底刀、料帶切刀和端子支撐墊塊等組成，在壓接刀片和壓接底刀的作用下實(shí)現(xiàn)壓接，確保滿足各壓接參數(shù)的要求。

壓接高度等參數(shù)穩(wěn)定可靠，主要由壓接高度調(diào)節(jié)裝置、端子送料結(jié)構(gòu)和壓接刀片及底刀決定。目前很多公司驗(yàn)收模具時(shí)，一般要求CMK>1.33甚至1.67。

為保證較高的壓接可靠性，近幾年很多壓接設(shè)備在近壓接底刀單元處裝有壓力感應(yīng)監(jiān)控裝置，以實(shí)現(xiàn)在線過程監(jiān)控。送料機(jī)構(gòu)為氣動(dòng)結(jié)構(gòu)，這與傳統(tǒng)機(jī)械式送料結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試方便，且送料精度高。例如知名品牌TE、JAM天海等。

但是由于未來這幾方面的影響：（1）線束工廠小批量多批次的訂單逐漸增多，所花費(fèi)的搬運(yùn)調(diào)試成本不斷增加；（2）人力勞動(dòng)成本的不上上升；（3）客戶品質(zhì)要求不斷提高，對(duì)壓接質(zhì)量和刀片壽命等都要求在線檢測(cè)和紀(jì)錄，并對(duì)壓接的不良品能及時(shí)地自動(dòng)處理。

因而以提高效率和利用率降低線束生產(chǎn)成本驅(qū)動(dòng)為目的的智能化設(shè)置將是下一個(gè)趨勢(shì)，例如TE公司已開始推出的SystemIII壓接模具，就初步具有部分這些特點(diǎn)。

其主要表現(xiàn)在：

（1）智能讀取處理各參數(shù)，可配有一個(gè)感應(yīng)芯片，裝入對(duì)應(yīng)配置的壓接機(jī)器時(shí)，能夠自動(dòng)讀取所需壓接的端子料號(hào)和電線的料號(hào)、壓接高度等壓接規(guī)格參數(shù)。

（2）伺服自動(dòng)初始化調(diào)整送料爪的初始位置。配有伺服式送料機(jī)構(gòu)，能夠初始化復(fù)位端子送料抓的位置，且送料精度可大幅提高。

（3）壓接端子的小型化。由于線束及連接器安裝空間的挑戰(zhàn)越來越大，使得端子越來越小。因而，其壓接寬度也就越小，對(duì)壓接刀片的機(jī)械加工、拋光和電鍍等工藝要求也就越高。

（4）與壓機(jī)配套自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)置壓接高度。根據(jù)從壓接模具芯片上讀取的壓接參數(shù)，通過端子壓接力的對(duì)比來調(diào)整并達(dá)到壓接規(guī)范的要求，并通過壓力監(jiān)控器來監(jiān)控其壓接質(zhì)量。

（5）對(duì)壓接的不良品進(jìn)行預(yù)處理，以防止與良品混料。并根據(jù)壓力監(jiān)控器所擬算出的壓接趨勢(shì)圖，給出一定的預(yù)處理建議和提示。

（6）對(duì)壓接模具維護(hù)的智能管理。在壓接生產(chǎn)的同時(shí)，自動(dòng)記錄壓接模具及壓接刀片所使用的次數(shù)，與設(shè)定的刀片壽命進(jìn)行比對(duì)，并給出相應(yīng)的維護(hù)提示、記錄和管理。 [科]

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