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01引言 绞线插针连接器通常指采用绞线插针接触件(俗称麻花针)作为接触件的连接器，麻花针是将自身作为弹性接触体，与刚性体的插孔过盈配合接触实现连接，这使得连接器的微型化的想法变为现实，让连接器的超微型化成为可能。麻花针独特的结构特点使其具有良好的柔性和弹性，接触可靠性高，耐振动、抗冲击能力强。在J30J、HJ30J、J29A、J63A 等系列连接器产品上得到了广泛的应用，在航天、航空、兵器、船舶、电子等领域的大量用户的设备上均有应用。 绞线插针的结构由两层铜合金丝反向呈螺旋线绞合而成，内层通常为3根，外层通常为7根或9根，两端熔焊成一体，整体外形呈带手柄鼓形状。靠近针头的鼓包中空，在插针插入刚性插孔后受到正压力从而产生弹性形变，使得鼓包处沿径向往轴心压缩，同时沿着螺旋线方向往轴向伸长，与刚性插孔形成多点接触，从而实现可靠的电接触。 02绞线插针连接器的一般结构 该类产品主要由壳体、绝缘体、绞线插针、插孔、灌封胶等组成，接触件与绝缘体通常采用灌封胶进行粘接固定。  图1 绞线插针连接器一般结构图示 其中，壳体主要起防护作用，在电气性能上也可以起到屏蔽的作用;绝缘体主要起到电气绝缘的作用，不同的孔间距可以满足不同的绝缘耐压指标要求;绞线插针作为核心零部件与刚性插孔配套使用，在对接时能够实现电信号/功率传输的作用。  图2 绞线插针对接示意图 03绞线插针连接器的一般性能指标 绞线插针连接器的性能指标与一般电连接器的相同，通常包括工作温度、绝缘电阻、耐电压、额定电流、振动、冲击、机械寿命等。 由于绞线插针的主要特点为小型化，通常应用于微矩形连接器，所以该类连接器的额定电流相对较低，一般情况下不高于5A。同时，由于绞线插针的特殊结构，它的高频性能更好，往往比普通的刚性插针更适合传输高频信号。 04绞线插针连接器的一般技术实现路径 4.1 绞线插针针头的一般工序 绞线插针的针头，是绞线插针的核心零件。其制作工艺相对复杂，可以通过半自动化设备、自动化设备来实现，各制造厂商均有各自的过程控制，但是一般工序大同小异。  图3 绞线插针截面图示 现阶段，针头的制造过程一般使用专用的自动化设备生产，主要工序包括分线、绞线、校切焊、墩胖、热处理、镀金等。主要工序如下图所示：  图4 绞线插针制造一般工序示例 分线工序：选用符合技术要求的铜合金线丝，常用的材料为锡青铜和铍青铜线 ，材料本身具有较高减磨性能和耐蚀性，弹性模量较高，且导电性能好，体电阻较低;根据工艺要求设置自动绕线设备的参数，将铜合金线卷料固定在设备悬挂架上，然后启动设备，自动分线至小线轮。 绞线工序：通常也是由自动化设备来实现。首先根据工艺要求，设置自动绞线设备的参数，将铜合金线丝送入设备，调整好后自动绞线至绞线盘内，按工艺的要求先绞内芯再绞外芯，绞线后需进行检验。 校切焊工序：该工序是将绞线后的线丝进行切割，并熔焊形成毛坯，为下一步墩胖做准备。现阶段，该工序通常由自动化设备来实现。具体实现路径为：根据工艺要求设置自动校切焊设备的参数，将铍青铜绞线送入设备后自动进行绞线的校直，校直后切断为原始绞线针，并对绞线针两端头进行激光焊接，焊接后由CCD自动检测系统对绞线针长度及其焊点尺寸进行检测，检测合格时，机械手将产品装入合格工位的料筒内，检测不合格时，机械手将产品装入不合格工位的料筒内。 墩胖工序：该工序是绞线插针成型的重要工序，现阶段也可以通过自动化设备来实现。墩胖工序是通过设备振动盘自动上料至夹紧工位定位并固定，再由机械手依据设定参数进行旋转墩胖，形成鼓包。墩胖后转移至CCD检测工位，由CCD自动检测系统对鼓包尺寸进行检测，检测合格时，机械手将产品装入合格工位料筒内，检测不合格时，机械手将产品装入不合格工位的料筒内。 需要说明的是，墩胖工序的生产过程直接决定针头接触件的鼓包尺寸，当鼓包相关设置参数发生设置错误，或设备机械手出现故障时可能会导致鼓包尺寸出现偏小问题，但现阶段，有些自动化设备加入了CCD自动检测系统，能够自动识别鼓包尺寸，当检测发生不合格时，不合格产品会被筛选至不合格品料筒内，从而极大地提高了产品一致性。  图5 针头专用自动化设备墩胖过程图示 热处理工序：热处理工序是保证绞线插针可靠性的重要工序。热处理过程，必须要严格按照铍铜的温度曲线进行加工生产，并应尽量保证每个麻花针经过热处理后都能获得稳定的、一致性较好的弹性，热处理后必须抽样进行硬度检测。 镀金工序：该工序是为了提升绞线插针的耐磨性、导通性、耐盐雾性等可靠性。镀金层不易氧化，具有极高的抗化学腐蚀性能，同时，表面镀金的接触件具有较低的接触电阻;良好的金镀层，是绞线插针可靠接触的必要前提。 4.2 绞线插针连接器的一般工序 绞线插针连接器的制造过程大部分为半自动化加手工作业，工序一般包括下线、剥头、压针、压线、清洗、刻字、装接触件、粘绝缘体、灌封、校正、组装附件、生产检验、入库等。一般工序流程如下图所示：  图6 绞线插针连接器一般工序图示 下线工序：该工序一般首先对导线的规格牌号、外观及颜色进行确认，并依据计划和工艺要求用下线机或人工进行剪裁后绑扎。 剥头工序：该工序一般使用热剥钳将导线一端的绝缘层去除一定长度，以便后续工序压接到位。 压针工序：该工序多采用自动化设备完成。设备工作时，通过不同震动盘分别将针头和针体零件上料至夹紧工位定位并固定，再由机械爪盘依据设定参数转移至压接工位压接，压接后转移至CCD检测工位对压接尺寸进行检测，检测合格的产品送入合格工位，不合格产品送入不合格工位。 压线工序：该工序使用压接钳对导线和绞线插针进行压接，良好的压接是保证信号可靠传输的前提。 清洗工序：该工序通常使用超声波清洗机对基座、外壳等零件进行超声波清洗，以尽量得到干净的零件，提升产品装配的可靠性。 刻字工序：该工序一般使用激光打标机对连接器的外壳进行商标、型号、批次号、孔位号标识进行激光标刻。应注意，该工序通常在零件上实施。 装接触件工序：该工序将接触件装入基座相应孔位，并用工具压紧，以保证接触件装配到位。 粘绝缘体工序：将绝缘体组件装入壳体，使用胶粘剂进行粘接，从而实现绝缘体与壳体间的固定。 灌封工序：使用辅助工具将胶粘剂灌入连接器灌胶腔，应注意胶液与外壳灌胶侧端面平齐，无气泡杂质。 校正工序：对灌封后的接触件位置度进行检查，如有明显针头贴壁或严重不居中等现象，应按相关要求使用工具对针头进行校正。 组装附件：该工序一般使用铆接工装将附件铆接固定在连接器相应位置，以便连接器后续使用时可以实现锁紧、安装固定。 生产检验：该工序主要对连接器外观、电性能、机械性能等进行检验，以保证生产完的连接器为合格产品。 05结语 国内绞线插针连接器的研制、生产已经走过了30多个春秋，从实现零的突破到现在广泛应用于航空、航天、电子、船舶等各个领域，已经实现了一个质的飞跃。 现阶段，国内厂家的生产方式各不相同，有以手工制造为主的，也有以自动化设备制造为主的。虽然一般生产工序大同小异，但控制参数各不相同，从而产品的品质也不一而同。 随着人工智能和大数据技术的不断发展与应用，未来的绞线插针连接器专用自动化设备将很可能实现全工序(包括针头制造与连接器装配)的自动化生产，从而将进一步的提升该类产品质量的一致性。相信在不久的将来，绞线插针连接器的发展将会更上一层楼。 线束未来专业于：为汽车线束企业及设计人员提供创新、设计、开发、工艺、生产、质量、标准、实验等为核心的服务平台，包括设计/开发经验分享、产品替代库、技术文档、技术标准、技术视频、求职招聘、企业信息等服务。免责声明：本网站的部分内容，来源于其他网站的转载，转载目的在于传递和分享更多信息，并不代表本平台赞同其观点和对其真实性负责，版权归原作者所有，如有侵权请联系我们删除。 |
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