線(xiàn)束插接器用于汽車(chē)電路各連接點(diǎn)的連接，是汽車(chē)上的重要零件，其品質(zhì)好壞直接影響到電力或信號的傳輸效果。插接器在汽車(chē)中占的成本比例較小，但在汽車(chē)使用中若出現品質(zhì)問(wèn)題，往往產(chǎn)生嚴重的后果，且維修成本大幅增加，因此，插接器的品質(zhì)越來(lái)越得到汽車(chē)制造商及零部件供應商的重視。

 

端子退針是線(xiàn)束插接器比較常見(jiàn)的一種失效形式。端子退針是指插接器完成裝配后，端子與護套非正常分離，從而使插接器功能喪失。此種失效形式的形成原因一般包括3個(gè)方面：①端子在護套中的保持力不合格；②對插干涉；③產(chǎn)品應用問(wèn)題。本文根據這3個(gè)方面的原因對插接器端子退針進(jìn)行分析并提出解決方案。

 

1.端子在護套中的保持力不合格

端子在護套中的保持力是指沿軸向使端子與護套分離所需的力。

為避免出現端子退針的現象，插接器的性能試驗標準對端子在護套中的保持力做了嚴格規定：①規格不大于2.8的插接器保持力大于40N；②規格大于2.8的插接器保持力大于60N。

實(shí)踐中較多端子退針現象的產(chǎn)生都是因為保持力不滿(mǎn)足規定。一般來(lái)說(shuō)，端子在護套中的保持力不合格的原因有：結構設計問(wèn)題及材料選擇問(wèn)題。

 

1.1結構設計問(wèn)題

結構設計問(wèn)題主要是指端子和護套的掛接結構設計。這種掛接結構一般是一種彈性結構，分為護套上采用彈性結構和端子上采用彈性結構。

 

1.1.1護套上采用彈性結構

 

護套上采用彈性結構，將端子和護套裝配所需要的彈性結構設計在護套上，在端子和護套裝配過(guò)程中，通過(guò)護套彈舌（設計在護套上的彈性結構）受力變形，實(shí)現端子和護套的裝配。在端子和護套裝配到位后，護套彈舌由于受力解除而恢復至原始狀態(tài)。該護套彈舌和設計在端子上的掛臺結構的配合，保證護套對端子的有效定位。護套彈舌的剪切強度決定了端子在護套中的保持力。剪應力計算公式如下：

 

 

式中：τ———材料所受的剪應力；F———材料剪切方向受力；A———剪切面積；［τ］——材料的許用屈服剪應力。

由公式（1）可知：材料剪切方向承受的最大力與材料的剪切面積成正比，與材料的許用剪應力成正比。護套彈舌設計時(shí)，當材料選定后，材料的許用屈服剪應力即固定不變，要保證產(chǎn)品滿(mǎn)足端子在護套中的保持力（剪切方向受力）要求，需保證護套彈舌的剪切面積滿(mǎn)足要求值。

實(shí)踐中由于考慮到端子和護套的設計間隙，因此剪切面積應按極限惡劣情況計算。端子和護套的設計間隙應能保證在極限惡劣情況下計算出的剪切面積所能承受的屈服剪應力大于要求的端子在護套中的保持力。

 

1.1.2端子上采用彈性結構

端子上采用彈性結構是指將端子和護套裝配所需要的彈性結構設計在端子上，在端子和護套裝配過(guò)程中，通過(guò)端子彈舌（設計在端子上的彈性結構）受力變形，實(shí)現端子和護套的裝配。在端子和護套裝配到位后，端子彈舌由于受力解除而恢復為原始狀態(tài)。該端子彈舌和設計在護套上的掛臺結構的配合，保證護套對端子的有效定位。

端子彈舌的屈服強度決定了端子在護套中的保持力。由公式（1）可知：端子彈舌設計時(shí)，當材料選定后，材料的許用剪應力即固定不變，要保證產(chǎn)品滿(mǎn)足端子在護套中的保持力（剪切方向受力）要求，需保證端子彈舌的剪切面積滿(mǎn)足要求值。

實(shí)踐中由于考慮到端子和護套的設計間隙，除考慮端子彈舌的剪切面積（材料厚度和彈舌寬度）外，應保證極限惡劣情況下，端子彈舌與設計在護套上的掛臺結構具有完整的配合。

 

1.2 材料選擇問(wèn)題

1.2.1護套材料選擇

插接器護套常用材料有：聚酰胺（俗稱(chēng)尼龍）、聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、ABS等。

對于護套彈舌結構，一般主要考慮材料的韌性，根據滿(mǎn)足韌性要求的材料的許用屈服剪應力設計彈舌結構的尺寸。

需要強調的是，材料的許用屈服剪應力應按材料經(jīng)受插接器可能存在的高溫老化、溫度-濕度循環(huán)、化學(xué)液體腐蝕等試驗后的允許值計算。如果按試驗后的許用屈服剪應力值設計彈舌結構無(wú)法滿(mǎn)足要求，則應考慮更換材料或使用二次鎖結構（圖2）來(lái)解決。

當插接器初始保持力正常，試驗后保持力不合格出現退針時(shí)，一般是因為按使用材料的初始許用屈服剪應力設計了彈舌結構造成的。

 

1.2.2端子材料選擇

插接器端子常用材料有：紫銅、黃銅、青銅。根據它們的硬度情況又可分為軟、半硬、硬3種狀態(tài)。

這3種材料中，紫銅應用較少，一般用于接地孔式或叉式接頭等。黃銅和青銅應用較多。黃銅的導電性能比青銅好，而青銅的硬度和彈性比黃銅好。當使用端子彈舌結構時(shí)，一般應使用青銅。使用黃銅材料經(jīng)常會(huì )出現保持力不足的現象。

 

2 端子對插干涉

端子對插干涉是指插接器的公端和母端在對插過(guò)程中，由于公端子插入母端子非有效區域，從而使插接器出現端子退針等功能喪失現象的失效形式。一般來(lái)說(shuō)，端子對插干涉的原因有：①結構設計問(wèn)題；②端子插拔力問(wèn)題。

 

2.1 結構設計問(wèn)題

涉及到端子對插干涉的插接器結構設計問(wèn)題主要有：插接器的中心距設計問(wèn)題（包括尺寸錯誤或公差過(guò)大等）、端子和護套配合間隙設計問(wèn)題（包括間隙過(guò)大或過(guò)?。┑?。

當結構設計存在問(wèn)題時(shí)會(huì )出現插接器對插過(guò)程中公端子和母端子不對中，這種不對中出現在x方向時(shí)（圖3），會(huì )出現公端子頂在面B的頂部或面C上，程度較輕時(shí)會(huì )造成插接器插拔力偏大，程度嚴重時(shí)會(huì )造成插接器插接過(guò)程出現端子退針。這種不對中出現在y方向時(shí)（圖4），會(huì )出現不應該的母端子露出部分，公端子易頂在母端子露出部分，程度較輕時(shí)會(huì )造成插接器插拔力偏大，程度嚴重時(shí)會(huì )造成插接器插接過(guò)程出現端子退針。

 

例如，某汽車(chē)廠(chǎng)總裝車(chē)間發(fā)動(dòng)機艙熔斷絲盒與線(xiàn)束對插裝配過(guò)程中，曾經(jīng)出現線(xiàn)束端插接器端子頻繁退件且插入力較大，退針發(fā)生比率為15%，插入力大發(fā)生比例為全部。經(jīng)對問(wèn)題件分析，發(fā)現由于與線(xiàn)束端對插的相應熔斷絲盒結構中心距設計問(wèn)題，造成對插過(guò)程中公端子和母端子不對中，從而造成線(xiàn)束端插接器與熔斷絲盒裝配過(guò)程中插入力較大且線(xiàn)束端插接器端子部分退針。對熔斷絲盒相應結構改進(jìn)設計后，該問(wèn)題得以解決。

 

2.2 端子插拔力問(wèn)題

由于裝配性能的要求，插接器端子插拔力應越小越好，而過(guò)小的插拔力將使插接器的接觸電阻增大，導電能力降低。因此，合適的端子插拔力是在保證插接器電性能的前提下滿(mǎn)足插接器裝配性能的要求。為提高端子的導電能力，實(shí)踐中經(jīng)常會(huì )出現端子的插拔力被加大，一般情況下，這會(huì )導致裝配困難。而當端子插拔力大于端子在護套中的保持力時(shí)，則可能導致插接器對插過(guò)程中的端子退針。

 

3 產(chǎn)品應用問(wèn)題

涉及到插接器端子退件的產(chǎn)品應用問(wèn)題，主要是指在線(xiàn)束生產(chǎn)過(guò)程中出現的可能造成端子退針的問(wèn)題。一般包括端子壓接問(wèn)題和端子裝配問(wèn)題。

“香蕉”端子是端子壓接過(guò)程常出現的問(wèn)題。是指由于不當壓接導致的端子過(guò)度彎曲，使端子的接合區和壓接區的中心線(xiàn)不平行，見(jiàn)圖5。

過(guò)度彎曲的程度較輕時(shí)會(huì )造成插接器的插拔力增大，影響裝配性能；程度嚴重時(shí)會(huì )導致插接器對插過(guò)程中公端子無(wú)法插入母端子的有效插入區域，從而造成端子退針。

例如，某汽車(chē)廠(chǎng)總裝車(chē)間后尾燈與線(xiàn)束對插裝配過(guò)程中，曾經(jīng)出現線(xiàn)束端插接器端子頻繁退針，發(fā)生比率為20%，經(jīng)對問(wèn)題件分析，發(fā)現由于端子的不當壓接，出現部分端子過(guò)度彎曲（香蕉端子），從而造成線(xiàn)束端插接器與后尾燈裝配過(guò)程中線(xiàn)束端插接器端子退針。對端子壓接調整后，該問(wèn)題得以解決。

 

4 結論

連接器端子退針的原因包括3個(gè)方面：

①端子在護套中的保持力不合格———一般是設計原因、制造原因或使用材料的原因造成的；

②對插干涉———一般是設計原因或制造原因造成的；

③產(chǎn)品應用問(wèn)題———主要是在產(chǎn)品使用過(guò)程中不合適的使用方法造成的。

實(shí)際使用時(shí)，如果出現端子退針的情況，應先分析形成問(wèn)題的原因，有針對性地加以解決。