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?接線端子的設(shè)計注意事項

接線端子做為連接器的一種，是電氣行業(yè)中的一個重要組件，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)計尤為重要。 

產(chǎn)品的設(shè)計是集于：產(chǎn)品標準、材料、結(jié)構(gòu)、電鍍、認證、模具、及制造工藝的一種綜合性設(shè)計，端子也不例外。  

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

（二）材料的選擇直接影響到整個產(chǎn)品的性能，是設(shè)計的關(guān)鍵，以塑膠材料為例：如果是以UL94，V-0的阻燃為設(shè)計依據(jù)就要認真審核各家材料物性表的技術(shù)參數(shù)是否能滿足產(chǎn)品的標準，如沖擊耐電壓和耐老化試驗是否能過，在五金材料方面主要是TP的壓片材料選擇尤其重要，因為此壓片既要滿足一定的導(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，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、抗拉強度有關(guān)，彈性模量選擇用材料力學(xué)的第四強度理論公式進行計算。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比，雖然銀的導(dǎo)電率比金要高，但是其化學(xué)穩(wěn)定性沒有金好，所引起的膜層電阻遠遠大于鍍金，所以搞清以上之間的關(guān)系對于我們選擇材料就有指導(dǎo)意義，是產(chǎn)品設(shè)計的前提條件。  

（三）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計也是至關(guān)重要的，這完全是經(jīng)驗方面的東西，無捷徑可走，在這方面各個系列各有特點，如：螺釘防掉、拼接的產(chǎn)品前后呈弧形，長位數(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)的實現(xiàn)是以塑膠材為PA66為前提條件，在這里需要對頸口防掉進行說明，以螺釘為M3為例，M3的螺釘實際外徑是φ2.90mm，所以外殼頸口的尺寸應(yīng)設(shè)計在：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)的問題做一個統(tǒng)計和解決的方案。 

1、拼接產(chǎn)品組合成長位數(shù)的變形問題，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)計時要考慮其拼接隼的受力和變形方向。

2、螺釘防掉的問題，在這方面我建議盡量用頸口防掉，因為它與箍口防掉相比避免了螺釘光桿和箍口處公差精度所帶來的煩惱。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的問題，因按2012年公司螺紋電鍍的標準（鍍層是受到限制，但多大的螺紋對應(yīng)鍍層厚度我認為還有待進一步確定），解決此問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)一項重要的機械性能要求，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的說明了，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，因為在后電鍍工藝過程中無形之中是對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，給客戶在使用的過程中有極不穩(wěn)定的感覺，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，以上這些應(yīng)用行業(yè)對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，所以對五金彈片材料的要求較高。這就要求產(chǎn)品設(shè)計師對結(jié)構(gòu)和選材具有一定的經(jīng)驗。對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對螺釘?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，對于長位數(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3C認證制的開始，國家對電器產(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)的標準有：GB16836-2003《量度繼電器保護裝置安全設(shè)計的一般要求》、GB/T14598.3-1993《電氣繼電器的絕緣試驗》、JB/T 9568-2000《電力系統(tǒng)繼電器、保護及自動裝置通用技術(shù)條件》、國際標準IEC60255-27（CD：2002）《量度繼電器和保護裝置的產(chǎn)品安全要求》、其中GB16836-2003涉及到的安全項目主要包括：機械結(jié)構(gòu)、外殼防護、絕緣配合、發(fā)熱、著火試驗、防觸電、安全標志及安全說明書。  

1、機械結(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動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度，甚至在運動等條件下產(chǎn)品的穩(wěn)定性，以上都是電力行業(yè)中機械結(jié)構(gòu)對端子的要求。

2、外殼的防護要求主要是JB/T 9568-2000對防護等級的規(guī)定，它主要分兩種，一種是固體異物的防護等級，一種是水對設(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，來合選取電氣間隙和爬電距離、從而保護工作人員和產(chǎn)品工作的安全，同時也使產(chǎn)品在過電壓不會發(fā)生絕緣損壞。

4、漏電起痕指數(shù)的要求，產(chǎn)品在使用過程中因固體絕緣材料表面在電場和電解液的作用下，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條件下，漏電起痕指數(shù)高時，產(chǎn)品的爬電距離可以減小，如果產(chǎn)品進入電力行業(yè)請研發(fā)在這方面充分重視。  

5、熱塑性材料在工作中對變形要求，它主要對端子在工作中產(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，造成嚴重事故，所以對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模具來實現(xiàn)，效率高，精度好，維護方便，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，首先對產(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，還有側(cè)抽芯（多的可以是四面）進膠口及方向的設(shè)計，模具次卻系統(tǒng)也是一個很重要的一項，至于有些結(jié)構(gòu)的設(shè)計會受塑膠料類型的影響，絕緣外殼結(jié)構(gòu)的均勻?qū)δ＞叩挠绊懀澳：秃竽Ｉ系蔫偧苊鈱Σ瀣F(xiàn)象，作為產(chǎn)品設(shè)計工程師如果只考慮產(chǎn)品的功能和標準方面會導(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，另外是注塑機的成形工藝，這方面的影響也是很重要的：注塑溫度、成形時間，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。對以上工藝不光只是了解，更重要的是要積累經(jīng)驗，及時總結(jié)，循序漸進。所以在研發(fā)方面大大提升產(chǎn)品項目工程師素質(zhì)和加大項目工程師負責(zé)管理制是實現(xiàn)完成產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵。 

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