端子线束(汽车线束连接器端子退针技术)
1导言
汽车线束由端子、护套、电线、连接器、胶带、波纹管、PVC管、热缩管、保险丝、保险盒等附件组成,起到整车神经 的作用,传递信号,执行电能 。由于线束在整车中的作用不同,分为发动机线束、前部线束、仪表线束、底盘线束、车门线束和顶部线束(图1) 。
图1汽车线束分布
2针退出
线束是汽车的神经 系统,在整车运行过程中负责传递电压、信号和大量数据 。尤其是在互联网和大数据的背景下,不仅要求线束载体起到通断的作用,而且对数据传输速率和响应能力提出了更高的要求 。同时,由于线束空的物理布局有限,给其售后维修带来了更大的挑战 。
端子引脚拔出(图2)是线束常见的故障模式 。退针是指端子没有到达预期位置,从而使连接器功能失效 。汽车线束主要依靠人工操作,控制难度可想而知 。为了更好的预防和控制端子退针问题,主要从以下几个方面进行控制:设计选型、工艺保护、端子压接、装配、电测、装配 。
图2连接器针头拔出示意图
3设计选择
质量是设计制造出来的,不是测试出来的 。关于预防终端退针,预防要从设计和选型开始,这里列出五点注意事项(图3) 。
①插入力(图3):端子装配难度 。端子预组装连接器中的电阻越小,就越容易预组装到位 。所以选型时之一个评价指标就是插入力 。插入力越小,组装就越容易,并且末端针头退出的风险就越小 。
图3插入力示意图
②保持力(图4):端子离护套的直线拉力(即保持力),保持力越大,连接器相互插接时越不容易被推出,此处考虑到设计选型指标,可以选择保持力较高的连接器和端子 。
图4夹持力示意图
③晃动量(图5):公母接头对接时,端子在护套内的晃动量会明显影响端子的弹出 。为了降低配合时的退针风险,在设计选型时尽量选择作为统一厂家的端子和连接器(目的:保证端子和连接器配合时晃动量最小) 。
图5摇动量示意图
④到位声音:端子组装到位时的声音 。目前行业依靠人工操作进行终端预装,存在终端退针风险 。如何让员工更好的认可终端预装到位,这里引入一个考核指标,即声音到位,高于环境声(环境声级应为30dB-50dB):湿度前7dB,湿度后5dB,或者供需双方约定 。
⑤端子孔的防误结构(图6):当端子插入方向错误时,端子无法插入端子孔或绝缘支架和密封件暴露在端子孔外 。在解决问题的过程中,我们发现有些端子也可以错误的方向插入连接器,在回拉时不容易识别 。因此,在设计选型时要考虑端子插错方向的难易程度,以保证在端子装错方向时端子不能到位 。
图6端子孔防误结构测试示意图
4过程保护
端子退针有两个影响因素:一是弹片变形,二是端子歪斜 。两者在过程中都受到外力作用,导致末端变形 。为了保护端子弹片不被异物变形,端子压接后端子头要用保护杯保护(图7),保护杯只有在组装时才能取下 。线束组装后,应使用密封带或保护装置(图8)密封公端护套,以防止端子在运输过程中因异物而歪斜 。
图7保护杯示意图
图8密封保护示意图
5端子压接
端子压接是汽车线束生产过程中的关键环节 。其主要工艺流程是将电气系统与端子连接起来,利用机床技术将端子与电路结合起来 。端子压接也是线束生产过程中端子退针的影响因素 。“香蕉”端子是端子压接过程中常见的问题,是由于压接模具的问题造成的(图9) 。端子弯曲压接组装时,轻则连接器插拔力增大,重则公端子无法插入母端子的有效区域,端子会掉出 。调整压接设备上的限位销可以解决这类问题 。
图9香蕉终端示意图
案例:总装车间报告某型号交流插座对接过程中发生端子退针,端子有两种状态 。通过对比发现,故障端子呈香蕉形 。经过验证,在将故障端子调整直后,对接中没有出现退针现象,然后在调整压接设备的限位销后,问题得到彻底解决 。
图10故障终端示意图
6祖丽
线束装配主要依靠人工操作 。为了更好的降低终端组装不到位的风险,业内普遍遵循“一插二听三拉”的原则 。一插指的是端子插入,二听指的是端子插入到位的声音,三拉指的是端子插入后拉动端子看是否出来 。一个每天插入终端数千次的员工容易产生操作疲劳 。为了更好的形成员工的肌肉记忆,我们做了调整:休息“拉”,这里的拉是指在操作岗位设置拉力机,员工在轮班开始前后需要用手拉测力计,以保证员工的插入力度形成肌肉记忆;二是“看,插两次,听三次,回拉四次”,增加了“看”来识别端子变形和香蕉端子,保证插入时插入方向正确 。
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