引言

隨著設(shè)備小型化和電子化趨勢(shì)的推進(jìn)，市場(chǎng)對(duì)于小線經(jīng)端子壓接的需求增加，尤其是在汽車(chē)行業(yè)。TE Connectivity (TE) 對(duì)小線徑的定義為導(dǎo)線橫截面積不超過(guò) 0.35mm2（22 AWG）的導(dǎo)線。

本文將重點(diǎn)介紹開(kāi)筒式F 型壓接概念。一輛典型中型汽車(chē)中，大約 45% 的導(dǎo)線橫截面積不超過(guò)0.35 mm2，在不久的將來(lái)，這個(gè) 比例有望升至 72%。

為了緊跟趨勢(shì)，線束制造商必須提升工藝水 平，以承接更多的小型導(dǎo)線壓接需求。

由于尺寸限制，小線經(jīng)端子壓接帶來(lái)了獨(dú)特的品質(zhì)挑戰(zhàn)。本文將討論其中的一些挑戰(zhàn)，列出常見(jiàn)的質(zhì)檢方法，并概述如何克服小線徑壓接所帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

小線徑壓接的挑戰(zhàn)

由于導(dǎo)線、端子和工具的尺寸較小，小線徑壓接存在一些固有挑戰(zhàn)。以下僅為部分挑戰(zhàn)，但也是用戶(hù)在小線徑壓接中最常遇到的問(wèn)題。

難以在底刀上對(duì)齊端子

由于安裝和工具質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致難以在底刀上對(duì)齊端子。這是由于 底刀較小，端子的目標(biāo)位置也就很小。壓接模具的送料調(diào)整更為 關(guān)鍵，因?yàn)樾枰^小的調(diào)整增量來(lái)將端子放置在需要的位置。

2.端子在料帶上更容易變形

小型端子在料帶上更容易變形或彎曲， 因?yàn)閷⑵涔潭ㄔ诹蠋系亩俗涌赡芊?常脆弱。如果用戶(hù)沒(méi)能合適地儲(chǔ)存、 搬運(yùn)以及正確地上料，則在存儲(chǔ)、布線和送料時(shí)會(huì)使端子在料帶上變形。

3.導(dǎo)線記憶、彎曲度或剛度問(wèn)題

小線徑更易受到記憶問(wèn)題 的影響，也更難以拉直。此外，如果操作人員或機(jī)器夾爪的夾緊位置距離剝離端太遠(yuǎn)，則小型導(dǎo)線可能會(huì)過(guò)度下垂。

4.毛刺問(wèn)題

根據(jù)壓接質(zhì)量規(guī)范，允許的毛刺量通常與端子材 料的厚度相關(guān)。端子制造商通常使用薄材料制造小端子，因此即使是少量的毛刺，其在端子材 料厚度中所占的比例也較高。同樣的毛刺量，在大端子上幾乎看不到，但在小線徑的端子上則非常明顯。

5.壓接不對(duì)稱(chēng)

端子不對(duì)稱(chēng)和毛邊問(wèn)題在小線規(guī)端子上更為常見(jiàn)。壓接工具的微小變化可能會(huì)對(duì)壓接橫截面產(chǎn)生顯著影響。

小線徑壓接檢驗(yàn)

傳統(tǒng)的檢驗(yàn)方法同時(shí)適用于小型導(dǎo)線和大型導(dǎo)線。壓接高度檢查、拉伸試驗(yàn)、目視檢查和橫截面都很重要。我們將簡(jiǎn)要討論前三個(gè)問(wèn)題，然后重點(diǎn)討論橫截面。

壓接高度檢查：檢測(cè)員可以使用壓接高度千分尺檢查小線徑壓接，但要 精確測(cè)量壓接高度通常需要一定的操作技能。臺(tái)式或自動(dòng)檢測(cè)機(jī)通常比千分尺更精確，且測(cè)量重復(fù)性好，尤其適用于小型導(dǎo)線。檢測(cè)員應(yīng)在生產(chǎn)過(guò)程中定期檢查壓接高度，確保整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的一致性。

拉伸試驗(yàn)：檢測(cè)員通常可以在適用于大型導(dǎo)線的同一設(shè)備上對(duì)小線徑壓接進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。線夾必須能夠夾住端子和導(dǎo)線，且不打滑。如果試驗(yàn)需要， 檢測(cè)員必須小心分離小型導(dǎo)線端接上的絕緣壓接。許多拉伸試驗(yàn)都規(guī)定了試驗(yàn)機(jī)拉動(dòng)樣品的速率，因此可能需要使用電動(dòng)試驗(yàn)機(jī)。

目視檢查：小線經(jīng)壓接的目視檢查標(biāo)準(zhǔn)與大型導(dǎo)線壓接的 目視檢查標(biāo)準(zhǔn)相同，但小型導(dǎo)線可能更難以觀測(cè)到。通常需要充足的光線和放大倍數(shù)才能進(jìn)行充分的目視檢查。線束制造商必須對(duì)其操作員進(jìn)行視覺(jué)識(shí)別培訓(xùn)，明確壓接合格的壓接特性。TE 發(fā)布了一張壓接目視檢查海報(bào)，可關(guān)注微信公眾號(hào)“汽車(chē)線束設(shè)計(jì)”，后臺(tái)回復(fù)“海報(bào)”免費(fèi)領(lǐng)取哦。

橫截面：橫截面完整地呈現(xiàn)了壓接質(zhì)量。TE Connectivity 114-18022 規(guī)范、USCA-21 和 UL 486A-486B 等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范定義了壓接橫截面的可測(cè)量要求。不同的標(biāo)準(zhǔn)可能對(duì)相同的壓接應(yīng)用提出不同的要求。用戶(hù)必須了解其特定應(yīng)用的需求。對(duì)于小線徑壓接，很難創(chuàng)建橫截面，并且需要高質(zhì)量的設(shè)備才能創(chuàng)建良好的橫截面。在分析小型導(dǎo)線壓接的橫截面時(shí)，最容易出現(xiàn)的兩個(gè)問(wèn)題是壓接不對(duì)稱(chēng)（通過(guò)支撐角度、支撐長(zhǎng)度和側(cè)面端距測(cè)量）和毛刺問(wèn)題。這些 問(wèn)題由多個(gè)因素導(dǎo)致。本文將詳細(xì)探討這些因素。

壓接不對(duì)稱(chēng)問(wèn)題

不對(duì)稱(chēng)性超過(guò)規(guī)范允許值時(shí)，會(huì)導(dǎo)致壓接的電氣或機(jī)械性能降低，進(jìn)而使壓接質(zhì)量監(jiān)視器產(chǎn)生變量，并縮短模具壽命。需要注意的是，兩次壓接之間，一定程度的不對(duì)稱(chēng)或?qū)ΨQ(chēng)性變化屬于正常現(xiàn)象，不會(huì)影響壓接性能。導(dǎo)致不對(duì)稱(chēng)性的部分變量很難控制，或者無(wú)法控制。例如，線股的方向會(huì)影響壓接對(duì)稱(chēng)性。線束制造商應(yīng)遵循規(guī)范要求，不要追求每次壓接都完美對(duì)稱(chēng)。

減少不對(duì)稱(chēng)性時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域是壓接模具和壓接機(jī)設(shè)置、工具質(zhì)量和工具狀態(tài)。如果端子出現(xiàn)送料位置不準(zhǔn)（未到底刀中心或者過(guò)了底刀中心）或扭曲狀態(tài)，則橫截面極有可能呈現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)性。導(dǎo)致端子送料位置不準(zhǔn)的原因是端子送料設(shè)置錯(cuò)誤或送料裝置性能較差。每次為生產(chǎn)運(yùn)行設(shè)置壓接模具時(shí)，操作員應(yīng)根據(jù)需要檢查和調(diào)整端子送料設(shè)置。精確、可重復(fù)的送料調(diào)整是將端子置于底刀中心的重要手段。

操作員將端子放在底刀上后，必須依靠送料裝置來(lái)保證后續(xù)的每次壓接端子都會(huì)在底刀的相同位置。送料裝置的質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)良好的送料重復(fù)性的關(guān)鍵。在小線徑應(yīng)用中，TE 主要采用氣動(dòng)或伺服送料裝置，因?yàn)槠渲貜?fù)性?xún)?yōu)于機(jī)械送料裝置。氣動(dòng)送料的重復(fù)性更高，因?yàn)闆_程結(jié)束后通常會(huì)硬停，用戶(hù)可以控制沖程速度，實(shí)現(xiàn)更平穩(wěn)地送料。下圖顯示了三種送料類(lèi)型的可重復(fù)性分布。

高質(zhì)量的氣動(dòng)送料（綠色分布）針對(duì)小線徑應(yīng)用提供了 2.0 左右的 Cpk。該分布表明，在適當(dāng)?shù)脑O(shè)置下，高質(zhì)量的氣動(dòng)送料可以非常一致地將端子傳送到底刀同一位置上。中等質(zhì)量的氣動(dòng)送料（黃色分布）針對(duì)小線徑應(yīng)用提供了 1.4 左右的 Cpk。如果操作員能將端子完美地置于底刀中心，則黃色分布足夠滿(mǎn)足要求，但這在實(shí)際操作中極其困難。低質(zhì)量的氣動(dòng)送料（紅色分布）針對(duì)小線徑應(yīng)用提供了 0.8 左右的 Cpk。即使操作員能夠?qū)⒍俗油昝赖刂糜诘椎吨行模唾|(zhì)量送料也可能超出送料限制。要保證壓接的一致性，就需要高質(zhì)量的氣動(dòng)送料。

如果端子在底刀上呈扭曲狀態(tài)，則端子搬運(yùn)輸送或壓接模具送料軌道設(shè)置很可能存在問(wèn)題。在端子運(yùn)輸過(guò)程中裝卸端子和將端子放進(jìn)壓接模具的過(guò)程中，都有可能產(chǎn)生變形。在壓接之前，去除變形端子非常重要。此外，端子在穿過(guò)保護(hù)裝置時(shí)可能卡住或在料帶上扭曲。檢查裝置，確保有足夠的空間供端子穿過(guò)保護(hù)裝置。如果操作員將壓接模具送料軌道調(diào)整得過(guò)緊，則軌道會(huì)使穿過(guò)其中的端子扭曲。因此，應(yīng)確保送料軌道允許端子在送料方向上自由活動(dòng)，同時(shí)最大程度地限制與送料方向垂直的活動(dòng)。

壓接不對(duì)稱(chēng)的另一個(gè)重要原因是壓接刀片的磨損。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，壓接刀片的壓接區(qū)域會(huì)出現(xiàn)磨損，進(jìn)而導(dǎo)致無(wú)法再將壓接包腳引導(dǎo)至一致的位置。如果壓接刀片出現(xiàn)磨損，可能導(dǎo)致端子的一只包腳從接點(diǎn)上的另一只包腳下面穿過(guò)，從而造成不對(duì)稱(chēng)。如果每次壓接的橫截面上呈現(xiàn)一致的端子不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象，則可能指示模具設(shè)置問(wèn)題。應(yīng)檢查設(shè)置，確保端子在底刀上居中，且在料帶上沒(méi)有變形。如果壓接過(guò)程中出現(xiàn)周期性的不對(duì)稱(chēng)，則很可能指示壓接刀片磨損或壓接模具送料性能不佳。檢查工具或送料狀態(tài)，并根據(jù)需要更換高質(zhì)量的設(shè)備。

毛邊問(wèn)題

毛邊，也被稱(chēng)為“毛刺”，是在壓接過(guò)程中由壓接上刀和底刀之間擠出的末端材料。線束制造商應(yīng)盡可能減少毛邊，因?yàn)槊厱?huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題。在插入過(guò)程中，毛邊可能妨礙連接器外殼，可能切斷或損壞端子上的密封或熱縮套管，或者可能從端子上脫落，成為導(dǎo)電的碎片。就像對(duì)稱(chēng)性一樣，在許多應(yīng)用中，一定程度的毛邊不會(huì)影響壓接性能，因此遵循壓接規(guī)范中列出的要求非常重要。目標(biāo)是最大程度減少毛邊，但不一定能完全消除。如前所述，大多數(shù)壓接規(guī)范允許一定高度和寬度的毛邊，具體取決于端子材料的厚度。

隨著端子材料厚度的減少，可允許的毛邊量也不斷減少。毛邊是因壓接上刀和底刀之間的間隙而形成的。而保持一定的間隙又是必要的，可以在各種壓接高度下防止工具撞擊。不過(guò)，較小的壓接應(yīng)用應(yīng)采用較小的間隙。下圖顯示了不同壓接寬度下，可產(chǎn)生明顯毛刺的間隙尺寸。請(qǐng)注意，產(chǎn)生毛邊的過(guò)程還涉及一些其他因素，但這些是加工工具幾何形狀的一般指導(dǎo)原則。

關(guān)于減少毛邊，最容易控制的因素是工具質(zhì)量、工具磨損和工具對(duì)準(zhǔn)。使用高質(zhì)量的壓接工具在所有壓接應(yīng)用中都是非常重要的，而對(duì)小線徑壓接而言更是非常必要的。要將工具間隙控制到此種精度水平，需要結(jié)合設(shè)計(jì)和制造方法，只有特定的工具制造商可以實(shí)現(xiàn)。不合格的工具缺乏必要的尺寸控制，無(wú)法最大程度地減少工具間隙和避免干涉。

毛刺的產(chǎn)生有兩種類(lèi)型：初始毛刺和使用過(guò)程中逐漸產(chǎn)生的毛刺。如果工具制造商設(shè)計(jì)和制造的工具合適，則其將具備良好的初始毛刺尺寸。但是，如果該工具沒(méi)有選用合適的材料和電鍍選項(xiàng)，則隨著時(shí)間的推移，其將不再具備良好的毛刺控制性能。工具磨損是持續(xù)影響毛刺的最重要因素。除了壓接刀片壓接區(qū)域，壓接刀片上與端子包腳接觸的一面也會(huì)發(fā)生磨損。這種磨損會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生，因此壓接刀片會(huì)在工具的使用壽命中逐漸產(chǎn)生越來(lái)越多的毛邊。

壓接刀片的磨損尤其需要特別關(guān)注，因?yàn)檫@會(huì)成倍地增加工具間隙。由于壓接刀片的兩端都會(huì)發(fā)生磨損，所以如果壓接程序?qū)⒄麄€(gè)間隙推到一邊，那么工具間隙將會(huì)翻倍。這也是使用高質(zhì)量工具非常重要的一個(gè)原因。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，所有工具都會(huì)磨損，但是高質(zhì)量工具的耐用性通常大大高于低質(zhì)量工具。高質(zhì)量工具要選用適當(dāng)?shù)牟牧虾碗婂冞x項(xiàng)，以保障長(zhǎng)期性能。為了避免頻繁且費(fèi)用高昂的工具更換和潛在的質(zhì)量偏差，只能選用高質(zhì)量工具。

工具對(duì)準(zhǔn)是影響毛刺的另一個(gè)重要因素。用戶(hù)應(yīng)避免壓接程序?qū)⒄麄€(gè)間隙推到壓接上刀和底刀接口的一邊，而這需要從工具校準(zhǔn)開(kāi)始。例如，使用壓接上刀和底刀進(jìn)行端子壓接，壓接寬度為1.4 mm [.055”]，總工具間隙為0.1 mm[.004”]。如果壓接過(guò)程將整個(gè)間隙推到一邊，端子很可能出現(xiàn)明顯的毛邊。

如果工具在整個(gè)壓接過(guò)程中保持正確對(duì)中，并在兩側(cè)均勻分配間隙，則端子可能不會(huì)出現(xiàn)明顯的毛邊。用戶(hù)應(yīng)在安裝時(shí)對(duì)準(zhǔn)壓接上刀和底刀，而這需要遵循校準(zhǔn)程序。即使壓接模具存在容差，通常也不足以允許用戶(hù)在不使用校準(zhǔn)程序的情況下將壓接上刀安裝到壓接模具掛頭上。

產(chǎn)生毛刺的另一個(gè)原因是碰撞。因?yàn)檩^小的工具需要較小的間隙，所以在壓接高度和干涉處的工具分離距離很小。如果用戶(hù)不遵循正確的程序，小線徑壓接的工具比大型導(dǎo)線的壓接工具更容易發(fā)生碰撞。用戶(hù)在調(diào)整壓接模具上的壓接高度時(shí)，應(yīng)始終從高位往下調(diào)整。此外，用戶(hù)不應(yīng)在底刀上沒(méi)有端子和導(dǎo)線的情況下進(jìn)行壓接。最后，在不使用壓接模具時(shí)，始終使用防撞環(huán)，以避免壓接上刀和底刀意外接觸。工具碰撞的結(jié)果包括過(guò)量產(chǎn)生毛邊和壓接區(qū)域兩端的損壞。一旦發(fā)現(xiàn)工具碰撞的情況，用戶(hù)應(yīng)立即更換工具。

導(dǎo)線放置問(wèn)題

對(duì)于用戶(hù)或機(jī)器來(lái)說(shuō)，小型導(dǎo)線通常比大導(dǎo)線更難以在端子中定位。導(dǎo)線的柔韌性和彎曲度是導(dǎo)致導(dǎo)線布置問(wèn)題的主要原因。如果用戶(hù)或機(jī)器夾具夾持導(dǎo)線的位置距離剝線端太遠(yuǎn)，則電線可能下垂，難以一致地放置到端子中。用戶(hù)或機(jī)器夾具在夾持剝線端時(shí)應(yīng)盡可能保持穩(wěn)定。導(dǎo)線通常以盤(pán)繞的方式儲(chǔ)存，無(wú)論是在線筒里還是在線軸上。繞線的過(guò)程會(huì)使導(dǎo)線產(chǎn)生彎曲或翹曲。芯徑越小，曲度半徑越小，也越難以消除曲度。

隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)線可能會(huì)產(chǎn)生曲度記憶，導(dǎo)致曲度難以消除。因此，用戶(hù)應(yīng)盡可能保持導(dǎo)線筆直，以便可以準(zhǔn)確地將其放置在端子中。由于內(nèi)部繞線的半徑比外部繞線的半徑小，因此導(dǎo)線彎曲問(wèn)題通常在線筒或線軸的末端更為明顯。許多導(dǎo)線制造商在導(dǎo)線送料處提供了導(dǎo)線矯直機(jī)，因此調(diào)整矯直機(jī)，以消除彎曲是至關(guān)重要的。TE還建議使用芯徑最大的線筒或線軸，以盡量減少小型導(dǎo)線的初始彎曲量。

總結(jié)

小線經(jīng)壓接帶來(lái)了一系列獨(dú)特的挑戰(zhàn)，但合適的應(yīng)用工具能夠幫助線束制造商克服這些挑戰(zhàn)。TE Connectivity堅(jiān)持追求最佳的工具質(zhì)量，幫助線束制造商實(shí)現(xiàn)最高品質(zhì)的壓接。

以下是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量小線經(jīng)壓接的六個(gè)要點(diǎn)：

1.僅可使用高質(zhì)量工具

高質(zhì)量工具包括壓接模具、壓接機(jī)、壓接上刀和底刀。壓接模具須易于安裝，并保持質(zhì)量穩(wěn)定。用戶(hù)必須選擇能夠保證初始質(zhì)量和使用壽命的壓接上刀和底刀。

2.正確設(shè)置壓接模具送料

用戶(hù)必須將端子置于底刀上的中心位置，且送料設(shè)置也必須保持在該位置上。送料軌道必須k保證端子不會(huì)在料帶上產(chǎn)生變形。

3.正確對(duì)準(zhǔn)工具

當(dāng)用戶(hù)將壓接上刀和底刀安裝到壓接模具中時(shí)，必須使它們彼此對(duì)齊。僅僅將壓接上刀安裝到壓接模具上是不夠的，還必須執(zhí)行校準(zhǔn)程序。

4.小心搬運(yùn)端子

端子在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中極易變形。因此，應(yīng)做好卷筒的維護(hù)和搬運(yùn)，避免端子變形。

5.監(jiān)控工具狀況

任何工具都會(huì)隨著時(shí)間的推移而磨損，最終導(dǎo)致壓接結(jié)果不合格。通過(guò)監(jiān)控工具狀況，用戶(hù)可以在工具出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題之前更換工具。

6.注意導(dǎo)線放置問(wèn)題

在嘗試將導(dǎo)線放入端子時(shí)，導(dǎo)線記憶或彎曲是一個(gè)重要問(wèn)題。因此，應(yīng)盡量使用直徑最大的線芯，并使用導(dǎo)線矯直機(jī)，以最大程度地減小導(dǎo)線記憶效應(yīng)。

審核編輯：劉清