插接件退端子原因及控制方法研究

茍榮非，易 健

（長(zhǎng)安汽車工程研究總院電裝中心，重慶 401120）

隨著汽車電器功能的日漸增多，用戶可體驗(yàn)到的車用電器的正常與否越來(lái)越明顯。而線束作為串聯(lián)整車各電器零部件的橋梁，實(shí)現(xiàn)各電氣回路的正常連接，需要控制的內(nèi)容也越來(lái)越多。在行業(yè)內(nèi)一直有種說(shuō)法，汽車各板塊問題最多的是電器，而電器中問題最多的部件是線束。所以提升線束設(shè)計(jì)和制造的可靠性顯得重要而又迫切。

針對(duì)汽車線束產(chǎn)品的眾多失效模式，插接件退端子一直是最不可接受、又極難控制的問題。因?yàn)槠浼戎庇^地反映出產(chǎn)品的制造缺陷，又直接導(dǎo)致車輛功能失效。同時(shí)由于退端子影響因素較多，涵蓋設(shè)計(jì)、零部件生產(chǎn)、線束制造、物流等各個(gè)環(huán)節(jié)，所以控制難度較大。系統(tǒng)地對(duì)插接件退端子問題進(jìn)行分析和控制顯得十分必要。

1 退端子的類型

在對(duì)車輛出現(xiàn)的退端子問題進(jìn)行分析時(shí)，比如圖1所示的熔斷絲盒中繼電器退端子問題，首先會(huì)判斷該端子是先退出還是裝入繼電器后被頂出。判斷的方法是觀察熔斷絲盒上的繼電器端子鎖止結(jié)構(gòu)是否被破壞。如鎖止完好，可以將端子重新插接，端子可保持良好的鎖緊狀態(tài)，就可以判斷退端子的原因是產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)未裝配到位；如果鎖止破損，就可以判斷是有外力將端子頂出。不同的判斷方向決定了不同的退端子控制方式。

總的來(lái)說(shuō)，從用戶角度發(fā)現(xiàn)的退端子問題，從其產(chǎn)生的路徑上來(lái)說(shuō)可分為兩類：①端子在護(hù)套中未裝配到位導(dǎo)致退出；②端子對(duì)插時(shí)被頂出導(dǎo)致退出。

第1類偏重于線束產(chǎn)品制造角度問題，第2類更偏重于線束、插接件的設(shè)計(jì)匹配問題。明確了退端子的類型，就可以縮小退端子的控制范圍，減少影響因子，便于鎖定其失效源頭，更準(zhǔn)確地制定控制措施。

圖1 熔斷絲盒中繼電器退端子

2 退端子的控制方法

2.1 端子在護(hù)套中裝配無(wú)退出

端子在護(hù)套中未裝配直觀地說(shuō)就是工人操作失誤，導(dǎo)致不合格品流出。目前的線束制造行業(yè)，端子插入插接件基本靠人工進(jìn)行插入。在線束行業(yè)內(nèi)大家普遍認(rèn)知的端子插入手法為“一插、二聽、三回拉”，最重要的就是“三回拉”，回拉動(dòng)作執(zhí)行的有效性，決定著退端子一次合格率的高低。而員工的操作熟練程度又決定著回拉動(dòng)作的有效性。在行業(yè)內(nèi)提升員工操作熟練度的方法是：?jiǎn)T工在每天生產(chǎn)前，先進(jìn)行回拉操作建立回拉手感，根據(jù)這個(gè)手感來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐?；乩僮鲌?zhí)行的有效性完全由員工的感覺進(jìn)行評(píng)估，其效果肯定會(huì)大打折扣?？紤]到一個(gè)工人每天插入端子數(shù)會(huì)達(dá)到約2000顆，在一個(gè)制造廠內(nèi)每天約有上百萬(wàn)顆端子由人工進(jìn)行裝配插入護(hù)套。所以，光靠人工操作和檢驗(yàn)，已很難避免退端子問題流出至主機(jī)廠。

通過控制工人的操作方式來(lái)控制端子在護(hù)套中裝配無(wú)退出，從實(shí)踐來(lái)看只能短期減低退端子比率，但無(wú)法徹底解決，而工人的流動(dòng)性又使該問題的整改效果產(chǎn)生很大的不確定性，所以需要尋求有效的檢驗(yàn)手段來(lái)識(shí)別端子是否退出，確保有端子未裝配到位時(shí)，可以得到有效識(shí)別。導(dǎo)通設(shè)備上的推擠式探針就是在這樣的需求下應(yīng)運(yùn)而生的。

推擠式探針又稱開關(guān)針或大力探針，相對(duì)于傳統(tǒng)的導(dǎo)通探針而言，推擠式探針由上部與端子接觸的推擠模塊和下部與導(dǎo)通設(shè)備連接的檢測(cè)模塊組成，在檢測(cè)時(shí)只有端子將探針推擠模塊擠壓到檢測(cè)模塊上后，設(shè)備才能對(duì)線路回路進(jìn)行檢測(cè)（圖2）。同時(shí)探針的壓縮力，相對(duì)于傳統(tǒng)的探針壓縮力不大于1.5N而言，其力值更大，但一般不超過15N，具體以端子未裝配到位的止退力值而定。所以當(dāng)端子未在護(hù)套中裝配到位時(shí)，端子無(wú)足夠的止退力將推擠模塊擠壓到檢測(cè)模塊上時(shí)，端子與設(shè)備無(wú)法形成檢測(cè)回路，導(dǎo)通檢驗(yàn)不通過，于是可以有效地發(fā)現(xiàn)端子是否有退出。

圖2 推擠式探針的工作原理

在使用推擠式探針時(shí)，需要注意兩個(gè)問題：①探針與端子接觸位置應(yīng)選擇正確（應(yīng)選擇端子邊緣或端子彎折部位接觸），如果是探針插入端子內(nèi)檢測(cè)，不能使用推擠式探針的模塊，以便造成端子擴(kuò)孔；②推擠式探針在使用過程中，其推擠力會(huì)逐漸縮小，應(yīng)對(duì)探針壓縮力進(jìn)行日常維護(hù)，避免壓縮力過小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)探測(cè)作用。

推擠式探針的應(yīng)用使制造層面上保證端子無(wú)退出變得容易，因?yàn)橛辛藢?dǎo)通設(shè)備上探針對(duì)端子是否到位的100%檢測(cè)，使得制造過程中所出現(xiàn)的端子未裝配到位的問題都能得到有效的圍堵。我們不用再擔(dān)心因端子插入困難、端子正反均能插入、導(dǎo)線壓接飛絲、端子后包口壓接等問題無(wú)法有效規(guī)避和執(zhí)行所帶來(lái)的端子未能裝配到位的隱患。

基于推擠式探針的應(yīng)用和護(hù)套特點(diǎn)（帶二次鎖止和不帶二次鎖止），將端子在護(hù)套中裝配無(wú)退出的控制措施細(xì)化成如下控制路徑，見圖3。通過以下路徑可以確定端子在護(hù)套中裝配無(wú)退出。

圖3 端子在護(hù)套中裝配無(wú)退出的控制方法

需要說(shuō)明的是此處所提到帶二次鎖止的護(hù)套是指帶二次鎖緊端子的附件（TPA），而不是指護(hù)套內(nèi)起限位作用的附件（CPA）。因?yàn)閷?duì)于二次鎖止插接件來(lái)說(shuō)，由于端子受護(hù)套鎖止和TPA鎖止，雙重結(jié)構(gòu)鎖緊，故出現(xiàn)退位的可能性幾乎不存在，但是這樣的結(jié)論是以二次鎖止具備二次鎖緊端子的作用為前提。因?yàn)樵趯?shí)際過程中插接件的設(shè)計(jì)并不是絕對(duì)完美的，往往會(huì)出現(xiàn)二次鎖止的尺寸設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致無(wú)法起到鎖緊端子的作用。所以在應(yīng)用某個(gè)插接件前，如果該插接件具有二次鎖止，就需要對(duì)其鎖止效果進(jìn)行評(píng)估。

對(duì)于二次鎖止的裝配問題，導(dǎo)通臺(tái)上對(duì)二次鎖止的裝配檢測(cè)在行業(yè)內(nèi)已有很成熟的應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用中，有的廠家為了導(dǎo)通檢查和返修的便利，往往會(huì)在導(dǎo)通后再裝配二次鎖止，這樣的裝配工序是存在風(fēng)險(xiǎn)的，因?yàn)槎俗游囱b配到位，并不代表二次鎖止就一定不能裝配到位，而在裝配二次鎖止后無(wú)導(dǎo)通檢查，就無(wú)法識(shí)別端子是否在正確的裝配位置。所以，任何起連接功能的裝配都應(yīng)放在導(dǎo)通檢測(cè)前進(jìn)行。

2.2 端子對(duì)插時(shí)不被頂出

端子對(duì)插時(shí)不被頂出涉及到的控制點(diǎn)相對(duì)較多，這類故障出現(xiàn)的位置往往較集中，也更有規(guī)律性，有的甚至還有批量出現(xiàn)退端子的現(xiàn)象。對(duì)該類故障往下細(xì)分主要有端子保持力不夠和端子對(duì)插時(shí)未對(duì)中兩類。針對(duì)不同類型有不同的控制方法，具體如圖4所示。

圖4 端子對(duì)插時(shí)不被頂出的控制方法

端子保持力不夠主要體現(xiàn)在端子的鎖止結(jié)構(gòu)存在缺陷。有人為返修損壞鎖止結(jié)構(gòu)的情況，也有鎖止結(jié)構(gòu)的尺寸、材料導(dǎo)致鎖緊端子存在缺陷的情況。這類問題在工廠的返修記錄和來(lái)料記錄上較易追溯，可以很快鎖定問題原因并進(jìn)行相應(yīng)的控制。但出現(xiàn)問題后的數(shù)量往往較大，尤其是護(hù)套鎖止結(jié)構(gòu)的材質(zhì)變更后，往往不易被察覺，所以端子在護(hù)套中的保持力應(yīng)作為來(lái)料檢測(cè)內(nèi)容在入廠驗(yàn)收中進(jìn)行體現(xiàn)，避免出現(xiàn)批量問題。

端子對(duì)插時(shí)未對(duì)中的問題在實(shí)際案例中發(fā)生較多，這類問題的原因不易發(fā)現(xiàn)，對(duì)于公母端子位置設(shè)計(jì)不匹配來(lái)講，通過簡(jiǎn)單的尺寸校核就可發(fā)現(xiàn)問題，設(shè)計(jì)校核成本低，但若未發(fā)現(xiàn)，后期修模整改成本則較高，所以在選用插接件，尤其是零部件公端開模前，需要對(duì)公母端的接觸設(shè)計(jì)位置進(jìn)行校核，降低退端子風(fēng)險(xiǎn)。而對(duì)于端子歪斜來(lái)講，涉及的故障因素較多，下面重點(diǎn)介紹端子歪斜的控制方法。

端子歪斜在實(shí)際案例的研究來(lái)看，分為3類：轉(zhuǎn)運(yùn)過程碰歪、壓接彎曲、導(dǎo)線對(duì)端子的拉扯。

1）轉(zhuǎn)運(yùn)過程碰歪又分線束廠制造轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)碰歪和線束廠發(fā)送到整車廠裝配過程中碰歪，對(duì)于這兩個(gè)不同的轉(zhuǎn)運(yùn)階段，應(yīng)用不同的控制方法對(duì)防止端子歪斜進(jìn)行控制。

在線束廠制造過程中，對(duì)于轉(zhuǎn)運(yùn)過程中出現(xiàn)的歪斜，通過導(dǎo)通臺(tái)上的防歪矯正治具，對(duì)端子歪斜情況進(jìn)行檢驗(yàn)并矯正（圖5）。而對(duì)于線束總成配送到整車廠裝配的過程中，則應(yīng)用增加護(hù)蓋的方式防止端子歪斜（圖6），這種塑料護(hù)蓋不但價(jià)格便宜，并且還可以回收重復(fù)利用。

圖5 導(dǎo)通臺(tái)上的防歪校正治具

圖6 端子防歪保護(hù)護(hù)蓋

2）壓接彎曲故障，顧名思義來(lái)源于壓接造成的端子上翹、下垂、扭曲等。壓接彎曲本身屬于壓接品質(zhì)的控制范疇，可以參見其它壓接管理資料獲得相應(yīng)的控制方法。在這里簡(jiǎn)單說(shuō)明下，通過實(shí)際生產(chǎn)對(duì)比來(lái)看，有應(yīng)用端子固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的模具（通俗點(diǎn)說(shuō)將端子先按住，再壓接），對(duì)消除端子壓接彎曲故障效果明顯。

3）導(dǎo)線對(duì)端子的拉扯問題，是由于線束在設(shè)計(jì)或制作時(shí)，造成插接件尾部導(dǎo)線受力過猛，將插接件尾部導(dǎo)線的受力傳遞到端子，造成端子在護(hù)套中偏離其正常的插接位置。其控制核心應(yīng)放在如何降低插接件尾部導(dǎo)線的受力，總的來(lái)說(shuō)就是給尾部導(dǎo)線“松綁”。其控制方法從線束走向設(shè)計(jì)來(lái)看，線束分支點(diǎn)的位置選擇應(yīng)確保插接件尾部導(dǎo)線對(duì)插順暢，插接件對(duì)接的線束分支點(diǎn)應(yīng)在插接件對(duì)插平面上方（圖7）。

另一個(gè)為插接件尾部導(dǎo)線“松綁”的方式是控制插接件尾部導(dǎo)線膠帶包裹的距離，避免膠帶纏繞過緊導(dǎo)致導(dǎo)線受力。一般按照?qǐng)D8所示的距離要求對(duì)線束產(chǎn)品進(jìn)行制造。

圖7 連接插接件的線束分支點(diǎn)位置選擇

圖8 插接件尾部導(dǎo)線未包裹的距離

3 結(jié)束語(yǔ)

插接件退端子的原因多種多樣，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)針對(duì)具體問題進(jìn)行相應(yīng)的分析和控制，按照本文所述的控制方法可以快速、高效地解決實(shí)際問題。基于行業(yè)內(nèi)普遍將端子裝配中的“回拉”執(zhí)行是否到位作為常規(guī)的控制內(nèi)容。那如何保證回拉操作更有效呢？在實(shí)踐中，我們摸索出以下兩種方法：①端子插入手法由“一插、二聽、三回拉”改為“一插、二聽、三放、四回拉”；②端子回拉需以肘關(guān)節(jié)為支點(diǎn)操作。以上兩種方法的出發(fā)點(diǎn)都是將員工操作動(dòng)作分解、量化，便于標(biāo)準(zhǔn)化執(zhí)行和員工操作規(guī)范性檢查，可以快速降低退端子的一次裝配故障率，減少退端子比率，提升線束產(chǎn)品整體可靠性。

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