?摘要：絞線插針(俗稱麻花針)連接器具備較好的抗振動、沖擊能力，同時(shí)以其小型化，接觸可靠等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于各類電器終端和特種裝備中，極大的節(jié)省了裝備的空間，同時(shí)也減輕了裝備的重量。本文對該類連接器的功能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡要介紹，同時(shí)，對該類連接器的一般技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑進(jìn)行了闡述。

01引言

絞線插針連接器通常指采用絞線插針接觸件(俗稱麻花針)作為接觸件的連接器，麻花針是將自身作為彈性接觸體，與剛性體的插孔過盈配合接觸實(shí)現(xiàn)連接，這使得連接器的微型化的想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，讓連接器的超微型化成為可能。麻花針獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有良好的柔性和彈性，接觸可靠性高，耐振動、抗沖擊能力強(qiáng)。在J30J、HJ30J、J29A、J63A 等系列連接器產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用，在航天、航空、兵器、船舶、電子等領(lǐng)域的大量用戶的設(shè)備上均有應(yīng)用。

絞線插針的結(jié)構(gòu)由兩層銅合金絲反向呈螺旋線絞合而成，內(nèi)層通常為3根，外層通常為7根或9根，兩端熔焊成一體，整體外形呈帶手柄鼓形狀?？拷橆^的鼓包中空，在插針插入剛性插孔后受到正壓力從而產(chǎn)生彈性形變，使得鼓包處沿徑向往軸心壓縮，同時(shí)沿著螺旋線方向往軸向伸長，與剛性插孔形成多點(diǎn)接觸，從而實(shí)現(xiàn)可靠的電接觸。

02絞線插針連接器的一般結(jié)構(gòu)

該類產(chǎn)品主要由殼體、絕緣體、絞線插針、插孔、灌封膠等組成，接觸件與絕緣體通常采用灌封膠進(jìn)行粘接固定。

圖1 絞線插針連接器一般結(jié)構(gòu)圖示

其中，殼體主要起防護(hù)作用，在電氣性能上也可以起到屏蔽的作用;絕緣體主要起到電氣絕緣的作用，不同的孔間距可以滿足不同的絕緣耐壓指標(biāo)要求;絞線插針作為核心零部件與剛性插孔配套使用，在對接時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)電信號/功率傳輸?shù)淖饔谩?/span>

圖2 絞線插針對接示意圖

03絞線插針連接器的一般性能指標(biāo)

絞線插針連接器的性能指標(biāo)與一般電連接器的相同，通常包括工作溫度、絕緣電阻、耐電壓、額定電流、振動、沖擊、機(jī)械壽命等。

由于絞線插針的主要特點(diǎn)為小型化，通常應(yīng)用于微矩形連接器，所以該類連接器的額定電流相對較低，一般情況下不高于5A。同時(shí)，由于絞線插針的特殊結(jié)構(gòu)，它的高頻性能更好，往往比普通的剛性插針更適合傳輸高頻信號。

04絞線插針連接器的一般技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑

4.1 絞線插針針頭的一般工序

絞線插針的針頭，是絞線插針的核心零件。其制作工藝相對復(fù)雜，可以通過半自動化設(shè)備、自動化設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，各制造廠商均有各自的過程控制，但是一般工序大同小異。

圖3 絞線插針截面圖示

現(xiàn)階段，針頭的制造過程一般使用專用的自動化設(shè)備生產(chǎn)，主要工序包括分線、絞線、校切焊、墩胖、熱處理、鍍金等。主要工序如下圖所示：

圖4 絞線插針制造一般工序示例

分線工序：選用符合技術(shù)要求的銅合金線絲，常用的材料為錫青銅和鈹青銅線 ，材料本身具有較高減磨性能和耐蝕性，彈性模量較高，且導(dǎo)電性能好，體電阻較低;根據(jù)工藝要求設(shè)置自動繞線設(shè)備的參數(shù)，將銅合金線卷料固定在設(shè)備懸掛架上，然后啟動設(shè)備，自動分線至小線輪。

絞線工序：通常也是由自動化設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。首先根據(jù)工藝要求，設(shè)置自動絞線設(shè)備的參數(shù)，將銅合金線絲送入設(shè)備，調(diào)整好后自動絞線至絞線盤內(nèi)，按工藝的要求先絞內(nèi)芯再絞外芯，絞線后需進(jìn)行檢驗(yàn)。

校切焊工序：該工序是將絞線后的線絲進(jìn)行切割，并熔焊形成毛坯，為下一步墩胖做準(zhǔn)備?，F(xiàn)階段，該工序通常由自動化設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。具體實(shí)現(xiàn)路徑為：根據(jù)工藝要求設(shè)置自動校切焊設(shè)備的參數(shù)，將鈹青銅絞線送入設(shè)備后自動進(jìn)行絞線的校直，校直后切斷為原始絞線針，并對絞線針兩端頭進(jìn)行激光焊接，焊接后由CCD自動檢測系統(tǒng)對絞線針長度及其焊點(diǎn)尺寸進(jìn)行檢測，檢測合格時(shí)，機(jī)械手將產(chǎn)品裝入合格工位的料筒內(nèi)，檢測不合格時(shí)，機(jī)械手將產(chǎn)品裝入不合格工位的料筒內(nèi)。

墩胖工序：該工序是絞線插針成型的重要工序，現(xiàn)階段也可以通過自動化設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。墩胖工序是通過設(shè)備振動盤自動上料至夾緊工位定位并固定，再由機(jī)械手依據(jù)設(shè)定參數(shù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)墩胖，形成鼓包。墩胖后轉(zhuǎn)移至CCD檢測工位，由CCD自動檢測系統(tǒng)對鼓包尺寸進(jìn)行檢測，檢測合格時(shí)，機(jī)械手將產(chǎn)品裝入合格工位料筒內(nèi)，檢測不合格時(shí)，機(jī)械手將產(chǎn)品裝入不合格工位的料筒內(nèi)。

需要說明的是，墩胖工序的生產(chǎn)過程直接決定針頭接觸件的鼓包尺寸，當(dāng)鼓包相關(guān)設(shè)置參數(shù)發(fā)生設(shè)置錯誤，或設(shè)備機(jī)械手出現(xiàn)故障時(shí)可能會導(dǎo)致鼓包尺寸出現(xiàn)偏小問題，但現(xiàn)階段，有些自動化設(shè)備加入了CCD自動檢測系統(tǒng)，能夠自動識別鼓包尺寸，當(dāng)檢測發(fā)生不合格時(shí)，不合格產(chǎn)品會被篩選至不合格品料筒內(nèi)，從而極大地提高了產(chǎn)品一致性。

圖5 針頭專用自動化設(shè)備墩胖過程圖示

熱處理工序：熱處理工序是保證絞線插針可靠性的重要工序。熱處理過程，必須要嚴(yán)格按照鈹銅的溫度曲線進(jìn)行加工生產(chǎn)，并應(yīng)盡量保證每個麻花針經(jīng)過熱處理后都能獲得穩(wěn)定的、一致性較好的彈性，熱處理后必須抽樣進(jìn)行硬度檢測。

鍍金工序：該工序是為了提升絞線插針的耐磨性、導(dǎo)通性、耐鹽霧性等可靠性。鍍金層不易氧化，具有極高的抗化學(xué)腐蝕性能，同時(shí)，表面鍍金的接觸件具有較低的接觸電阻;良好的金鍍層，是絞線插針可靠接觸的必要前提。

4.2 絞線插針連接器的一般工序

絞線插針連接器的制造過程大部分為半自動化加手工作業(yè)，工序一般包括下線、剝頭、壓針、壓線、清洗、刻字、裝接觸件、粘絕緣體、灌封、校正、組裝附件、生產(chǎn)檢驗(yàn)、入庫等。一般工序流程如下圖所示：

圖6 絞線插針連接器一般工序圖示

下線工序：該工序一般首先對導(dǎo)線的規(guī)格牌號、外觀及顏色進(jìn)行確認(rèn)，并依據(jù)計(jì)劃和工藝要求用下線機(jī)或人工進(jìn)行剪裁后綁扎。

剝頭工序：該工序一般使用熱剝鉗將導(dǎo)線一端的絕緣層去除一定長度，以便后續(xù)工序壓接到位。

壓針工序：該工序多采用自動化設(shè)備完成。設(shè)備工作時(shí)，通過不同震動盤分別將針頭和針體零件上料至夾緊工位定位并固定，再由機(jī)械爪盤依據(jù)設(shè)定參數(shù)轉(zhuǎn)移至壓接工位壓接，壓接后轉(zhuǎn)移至CCD檢測工位對壓接尺寸進(jìn)行檢測，檢測合格的產(chǎn)品送入合格工位，不合格產(chǎn)品送入不合格工位。

壓線工序：該工序使用壓接鉗對導(dǎo)線和絞線插針進(jìn)行壓接，良好的壓接是保證信號可靠傳輸?shù)那疤帷?/span>

清洗工序：該工序通常使用超聲波清洗機(jī)對基座、外殼等零件進(jìn)行超聲波清洗，以盡量得到干凈的零件，提升產(chǎn)品裝配的可靠性。

刻字工序：該工序一般使用激光打標(biāo)機(jī)對連接器的外殼進(jìn)行商標(biāo)、型號、批次號、孔位號標(biāo)識進(jìn)行激光標(biāo)刻。應(yīng)注意，該工序通常在零件上實(shí)施。

裝接觸件工序：該工序?qū)⒔佑|件裝入基座相應(yīng)孔位，并用工具壓緊，以保證接觸件裝配到位。

粘絕緣體工序：將絕緣體組件裝入殼體，使用膠粘劑進(jìn)行粘接，從而實(shí)現(xiàn)絕緣體與殼體間的固定。

灌封工序：使用輔助工具將膠粘劑灌入連接器灌膠腔，應(yīng)注意膠液與外殼灌膠側(cè)端面平齊，無氣泡雜質(zhì)。

校正工序：對灌封后的接觸件位置度進(jìn)行檢查，如有明顯針頭貼壁或嚴(yán)重不居中等現(xiàn)象，應(yīng)按相關(guān)要求使用工具對針頭進(jìn)行校正。

組裝附件：該工序一般使用鉚接工裝將附件鉚接固定在連接器相應(yīng)位置，以便連接器后續(xù)使用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)鎖緊、安裝固定。

生產(chǎn)檢驗(yàn)：該工序主要對連接器外觀、電性能、機(jī)械性能等進(jìn)行檢驗(yàn)，以保證生產(chǎn)完的連接器為合格產(chǎn)品。

05結(jié)語

國內(nèi)絞線插針連接器的研制、生產(chǎn)已經(jīng)走過了30多個春秋，從實(shí)現(xiàn)零的突破到現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于航空、航天、電子、船舶等各個領(lǐng)域，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一個質(zhì)的飛躍。

現(xiàn)階段，國內(nèi)廠家的生產(chǎn)方式各不相同，有以手工制造為主的，也有以自動化設(shè)備制造為主的。雖然一般生產(chǎn)工序大同小異，但控制參數(shù)各不相同，從而產(chǎn)品的品質(zhì)也不一而同。

隨著人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，未來的絞線插針連接器專用自動化設(shè)備將很可能實(shí)現(xiàn)全工序(包括針頭制造與連接器裝配)的自動化生產(chǎn)，從而將進(jìn)一步的提升該類產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。相信在不久的將來，絞線插針連接器的發(fā)展將會更上一層樓。