?接線端子的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

接線端子做為連接器的一種，是電氣行業(yè)中的一個(gè)重要組件，起著不可替代、不可忽視的作用，因工程技術(shù)人員在檢修時(shí)首先也是從接口檢查，也就是端子入手，因此接線端子的設(shè)計(jì)尤為重要。 

產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是集于：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、材料、結(jié)構(gòu)、電鍍、認(rèn)證、模具、及制造工藝的一種綜合性設(shè)計(jì)，端子也不例外。  

（一）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)起著總的指導(dǎo)思想，幾乎所有的考慮都以它為依據(jù)，我們端子設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)首先以UL和CSA為準(zhǔn)，不過(guò)在有些電氣參數(shù)方面也可以以其他標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，如高低溫試驗(yàn)。 

（二）材料的選擇直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的性能，是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，以塑膠材料為例：如果是以UL94，V-0的阻燃為設(shè)計(jì)依據(jù)就要認(rèn)真審核各家材料物性表的技術(shù)參數(shù)是否能滿足產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)，如沖擊耐電壓和耐老化試驗(yàn)是否能過(guò)，在五金材料方面主要是TP的壓片材料選擇尤其重要，因?yàn)榇藟浩纫獫M足一定的導(dǎo)電率（電流）又要有一定的彈性，在選擇材料方面給我們的工程師帶來(lái)了困難，而恰恰在此方面正是連接器廠商在彈性元器件所追求的趨勢(shì)，許多生產(chǎn)五金材料的廠家正在這方面努力，導(dǎo)電率直接影響到溫升和接觸電阻，彈性的好壞與材料的化學(xué)元素、彈性模量、硬度、抗拉強(qiáng)度有關(guān)，彈性模量選擇用材料力學(xué)的第四強(qiáng)度理論公式進(jìn)行計(jì)算。材料的導(dǎo)電率越大接觸電阻就越小溫升就越低，插拔力與接觸電阻成二次曲線的關(guān)系，接觸電阻主要分：壓縮電阻、膜層電阻、體積電阻（導(dǎo)體本身的電阻）。其中膜層電阻占總電阻的70～80%，也是影響連接器壽命的主要因素，應(yīng)給予充分重視，就以端子鍍金和鍍銀來(lái)比，雖然銀的導(dǎo)電率比金要高，但是其化學(xué)穩(wěn)定性沒(méi)有金好，所引起的膜層電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鍍金，所以搞清以上之間的關(guān)系對(duì)于我們選擇材料就有指導(dǎo)意義，是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的前提條件。  

（三）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的，這完全是經(jīng)驗(yàn)方面的東西，無(wú)捷徑可走，在這方面各個(gè)系列各有特點(diǎn)，如：螺釘防掉、拼接的產(chǎn)品前后呈弧形，長(zhǎng)位數(shù)變形等，壁厚不均勻造成的縮水變形等，螺釘?shù)姆赖糁饕幸韵聨追N：三條筋防掉、箍口防掉，頸口防掉，沖壓防掉，因受技術(shù)工藝的影響頸口防掉采用不多，而大多數(shù)采用頸口防掉，以上結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)是以塑膠材為PA66為前提條件，在這里需要對(duì)頸口防掉進(jìn)行說(shuō)明，以螺釘為M3為例，M3的螺釘實(shí)際外徑是φ2.90mm，所以外殼頸口的尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)在：φ2.5～φ2.6，外殼頸口的厚度應(yīng)在0.4～0.5mm，且螺釘頭部下應(yīng)有一段小于外殼頸口的光桿，這樣才能保證螺釘可以順利旋進(jìn)螺紋里面，在生產(chǎn)工藝也應(yīng)該做相應(yīng)的調(diào)整，下面就各系列產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)方面出現(xiàn)的問(wèn)題做一個(gè)統(tǒng)計(jì)和解決的方案。 

1、拼接產(chǎn)品組合成長(zhǎng)位數(shù)的變形問(wèn)題，產(chǎn)生的主要原因也是因結(jié)構(gòu)不合理導(dǎo)致兩拼接隼在前后上下左右受力不平衡，所示在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮其拼接隼的受力和變形方向。

2、螺釘防掉的問(wèn)題，在這方面我建議盡量用頸口防掉，因?yàn)樗c箍口防掉相比避免了螺釘光桿和箍口處公差精度所帶來(lái)的煩惱。而且結(jié)構(gòu)可靠公差容易控制。  

3、螺釘及帶螺紋鋼件在電鍍后鹽霧試驗(yàn)的問(wèn)題，因按2012年公司螺紋電鍍的標(biāo)準(zhǔn)（鍍層是受到限制，但多大的螺紋對(duì)應(yīng)鍍層厚度我認(rèn)為還有待進(jìn)一步確定），解決此問(wèn)題在電鍍工藝正常的情況下有兩種方法，選擇正確的封孔劑和采用鍍層分多次電鍍，這兩種方法都是要覆蓋螺釘產(chǎn)生的用肉眼所看不到的孔隙。采用鍍層分多次電鍍成本較高，所以建議用第一種方法，而此方法的關(guān)鍵是在于封孔劑配方的研究。 

4、插拔力的問(wèn)題，此方面所涉及到的內(nèi)容較多，它與材料、電鍍、結(jié)構(gòu)和所應(yīng)用的行業(yè)都有關(guān)系，是連接器行業(yè)一項(xiàng)重要的機(jī)械性能要求，插拔式端子更是如此，材料的選擇就插拔力而言受導(dǎo)電率（電流）和接觸電阻及溫升的限制。在這里就不再做詳細(xì)的說(shuō)明了，電鍍主要是受鍍層的種類和是否預(yù)鍍的影響。 

一般而言，在相同材料和結(jié)構(gòu)下預(yù)鍍后壓片要比先沖壓再電鍍的壓片在插拔力方面要穩(wěn)定，因?yàn)樵诤箅婂児に囘^(guò)程中無(wú)形之中是對(duì)五金材料做了硬化處理，而在先沖壓就正好消除了這種現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)方面主要考慮是壓片與引針的接觸，引針與壓片的接觸大都是線接觸，這就造成在配合時(shí)出現(xiàn)插的一瞬間突然很大，而后又突然變小，給客戶在使用的過(guò)程中有極不穩(wěn)定的感覺(jué)，影響其壽命，如果把壓片與引針的接觸在結(jié)構(gòu)方面改成面接觸，那么就既解決了插拔力的問(wèn)題又減小了接觸電阻和溫升。  

（四）產(chǎn)品的應(yīng)用：主要應(yīng)用在照明，通訊，安防等行業(yè)。而插拔式端子的應(yīng)用行業(yè)是最為主泛的，如變頻，防暴，數(shù)控面板，門禁控制器，傳感器，PLC，儀器儀表，電源，伺服驅(qū)動(dòng)，以上這些應(yīng)用行業(yè)對(duì)插拔式端子的共同的要求是：插拔力要平穩(wěn)，接觸電阻要小，要能滿足一定的壽命和疲勞度，所以對(duì)五金彈片材料的要求較高。這就要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)師對(duì)結(jié)構(gòu)和選材具有一定的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于柵欄式端子主要應(yīng)用在：電源，繼電器（特別是雙層端子），變頻器，電梯行業(yè)（較少），空調(diào)。 

此系列端子的要求是在壓線時(shí)對(duì)螺釘?shù)呐ちσ筝^高，螺釘退到最高位的距離要大于最大壓線范圍，對(duì)于長(zhǎng)位數(shù)的端子不能有翹曲變形，螺釘?shù)目垢g性要求較高。  

（五）：隨著我國(guó)3C認(rèn)證制的開(kāi)始，國(guó)家對(duì)電器產(chǎn)品的安全，電磁兼容的要求提出了更高的要求，與之相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有：GB16836-2003《量度繼電器保護(hù)裝置安全設(shè)計(jì)的一般要求》、GB/T14598.3-1993《電氣繼電器的絕緣試驗(yàn)》、JB/T 9568-2000《電力系統(tǒng)繼電器、保護(hù)及自動(dòng)裝置通用技術(shù)條件》、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC60255-27（CD：2002）《量度繼電器和保護(hù)裝置的產(chǎn)品安全要求》、其中GB16836-2003涉及到的安全項(xiàng)目主要包括：機(jī)械結(jié)構(gòu)、外殼防護(hù)、絕緣配合、發(fā)熱、著火試驗(yàn)、防觸電、安全標(biāo)志及安全說(shuō)明書。  

1、機(jī)械結(jié)構(gòu)安全要求端子在化學(xué)方面和結(jié)構(gòu)材料方面及帶電的運(yùn)動(dòng)部件要保證人身安全，如外殼的棱角，五金方面的毛刺，及各零部件的連接強(qiáng)度，甚至在運(yùn)動(dòng)等條件下產(chǎn)品的穩(wěn)定性，以上都是電力行業(yè)中機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)端子的要求。

2、外殼的防護(hù)要求主要是JB/T 9568-2000對(duì)防護(hù)等級(jí)的規(guī)定，它主要分兩種，一種是固體異物的防護(hù)等級(jí)，一種是水對(duì)設(shè)備和產(chǎn)品造成的危害。 

3、絕緣配合要求主要是根據(jù)所用材料、工作電壓及環(huán)境污染等級(jí)，來(lái)合選取電氣間隙和爬電距離、從而保護(hù)工作人員和產(chǎn)品工作的安全，同時(shí)也使產(chǎn)品在過(guò)電壓不會(huì)發(fā)生絕緣損壞。

4、漏電起痕指數(shù)的要求，產(chǎn)品在使用過(guò)程中因固體絕緣材料表面在電場(chǎng)和電解液的作用下，形成導(dǎo)電通路，從而使外殼絕緣材料的絕緣性能下降，影響產(chǎn)品的安全。如果在相同絕緣電壓等級(jí)條件下，漏電起痕指數(shù)高時(shí)，產(chǎn)品的爬電距離可以減小，如果產(chǎn)品進(jìn)入電力行業(yè)請(qǐng)研發(fā)在這方面充分重視。  

5、熱塑性材料在工作中對(duì)變形要求，它主要對(duì)端子在工作中產(chǎn)生的溫升和接觸電阻，它引起的高溫使外殼變形變軟，從而使電短路，造成嚴(yán)重事故，所以對(duì)端子的載流部件材料的選擇顯的很重要。

6、防觸電要求，在結(jié)構(gòu)方面操作元件不應(yīng)帶電，與內(nèi)部連接的端子不應(yīng)是可以觸及到的，這方面主要是對(duì)螺釘扭力可靠性的要求，應(yīng)防止與可觸及的端子的螺釘，導(dǎo)線意外松動(dòng)而短路。如接地端子的要求：Ⅰ類安全產(chǎn)品的接地電阻不應(yīng)大于0.5Ω。  

（六）模具方面，至少在連接器行業(yè)幾乎所有重要的零部件都是通過(guò)模具來(lái)實(shí)現(xiàn)，效率高，精度好，維護(hù)方便，端子主面主要以塑膠模和五金連續(xù)模為主，塑膠模方面：主要在于設(shè)計(jì)，首先對(duì)產(chǎn)品分模面的選擇是很重要的，他決定模具自身結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，還有側(cè)抽芯（多的可以是四面）進(jìn)膠口及方向的設(shè)計(jì)，模具次卻系統(tǒng)也是一個(gè)很重要的一項(xiàng)，至于有些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)會(huì)受塑膠料類型的影響，絕緣外殼結(jié)構(gòu)的均勻?qū)δ＞叩挠绊?，前模和后模上的鑲件要避免?duì)插現(xiàn)象，作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師如果只考慮產(chǎn)品的功能和標(biāo)準(zhǔn)方面會(huì)導(dǎo)致模具的正常生產(chǎn)和外觀現(xiàn)象，要兼顧模具制造加工工藝，另外是注塑機(jī)的成形工藝，這方面的影響也是很重要的：注塑溫度、成形時(shí)間，鎖模力、注塑速度等。

（七）其他制造工藝，端子所用到其他的零件的制造工藝還有：儀表、鑄造、熱處理等。對(duì)以上工藝不光只是了解，更重要的是要積累經(jīng)驗(yàn)，及時(shí)總結(jié)，循序漸進(jìn)。所以在研發(fā)方面大大提升產(chǎn)品項(xiàng)目工程師素質(zhì)和加大項(xiàng)目工程師負(fù)責(zé)管理制是實(shí)現(xiàn)完成產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵。 

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