引言

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

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

為了緊跟趨勢，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)端子壓接帶來了獨特的品質(zhì)挑戰(zhàn)。本文將討論其中的一些挑戰(zhàn)，列出常見的質(zhì)檢方法，并概述如何克服小線徑壓接所帶來的挑戰(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)，但也是用戶在小線徑壓接中最常遇到的問題。

難以在底刀上對齊端子

由于安裝和工具質(zhì)量問題，導(dǎo)致難以在底刀上對齊端子。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，因為需要較小的調(diào)整增量來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， 因為將其固定在料帶上的端子可能非 常脆弱。如果用戶沒能合適地儲存、 搬運以及正確地上料，則在存儲、布線和送料時會使端子在料帶上變形。

3.導(dǎo)線記憶、彎曲度或剛度問題

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

4.毛刺問題

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.壓接不對稱

端子不對稱和毛邊問題在小線規(guī)端子上更為常見。壓接工具的微小變化可能會對壓接橫截面產(chǎn)生顯著影響。

小線徑壓接檢驗

傳統(tǒng)的檢驗方法同時適用于小型導(dǎo)線和大型導(dǎo)線。壓接高度檢查、拉伸試驗、目視檢查和橫截面都很重要。我們將簡要討論前三個問題，然后重點討論橫截面。

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

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

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。線束制造商必須對其操作員進(jìn)行視覺識別培訓(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，可關(guān)注微信公眾號“汽車線束設(shè)計”，后臺回復(fù)“海報”免費領(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量要求。不同的標(biāo)準(zhǔn)可能對相同的壓接應(yīng)用提出不同的要求。用戶必須了解其特定應(yīng)用的需求。對于小線徑壓接，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，最容易出現(xiàn)的兩個問題是壓接不對稱（通過支撐角度、支撐長度和側(cè)面端距測量）和毛刺問題。這些 問題由多個因素導(dǎo)致。本文將詳細(xì)探討這些因素。

壓接不對稱問題

不對稱性超過規(guī)范允許值時，會導(dǎo)致壓接的電氣或機械性能降低，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，一定程度的不對稱或?qū)ΨQ性變化屬于正常現(xiàn)象，不會影響壓接性能。導(dǎo)致不對稱性的部分變量很難控制，或者無法控制。例如，線股的方向會影響壓接對稱性。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稱。

減少不對稱性時應(yīng)重點關(guān)注的領(lǐng)域是壓接模具和壓接機設(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了底刀中心）或扭曲狀態(tài)，則橫截面極有可能呈現(xiàn)不對稱性。導(dǎo)致端子送料位置不準(zhǔn)的原因是端子送料設(shè)置錯誤或送料裝置性能較差。每次為生產(chǎn)運行設(shè)置壓接模具時，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保證后續(xù)的每次壓接端子都會在底刀的相同位置。送料裝置的質(zhì)量是實現(xiàn)良好的送料重復(fù)性的關(guān)鍵。在小線徑應(yīng)用中，TE 主要采用氣動或伺服送料裝置，因為其重復(fù)性優(yōu)于機械送料裝置。氣動送料的重復(fù)性更高，因為沖程結(jié)束后通常會硬停，用戶可以控制沖程速度，實現(xiàn)更平穩(wěn)地送料。下圖顯示了三種送料類型的可重復(fù)性分布。

高質(zhì)量的氣動送料（綠色分布）針對小線徑應(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)量的氣動送料（黃色分布）針對小線徑應(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，則黃色分布足夠滿足要求，但這在實際操作中極其困難。低質(zhì)量的氣動送料（紅色分布）針對小線徑應(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)量的氣動送料。

如果端子在底刀上呈扭曲狀態(tài)，則端子搬運輸送或壓接模具送料軌道設(shè)置很可能存在問題。在端子運輸過程中裝卸端子和將端子放進(jìn)壓接模具的過程中，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，端子在穿過保護(hù)裝置時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保護(hù)裝置。如果操作員將壓接模具送料軌道調(diào)整得過緊，則軌道會使穿過其中的端子扭曲。因此，應(yīng)確保送料軌道允許端子在送料方向上自由活動，同時最大程度地限制與送料方向垂直的活動。

壓接不對稱的另一個重要原因是壓接刀片的磨損。經(jīng)過長時間使用，壓接刀片的壓接區(qū)域會出現(xiàn)磨損，進(jìn)而導(dǎo)致無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上的另一只包腳下面穿過，從而造成不對稱。如果每次壓接的橫截面上呈現(xiàn)一致的端子不對稱現(xiàn)象，則可能指示模具設(shè)置問題。應(yīng)檢查設(shè)置，確保端子在底刀上居中，且在料帶上沒有變形。如果壓接過程中出現(xiàn)周期性的不對稱，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。

毛邊問題

毛邊，也被稱為“毛刺”，是在壓接過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，因為毛邊會導(dǎo)致一些問題。在插入過程中，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。就像對稱性一樣，在許多應(yīng)用中，一定程度的毛邊不會影響壓接性能，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，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。請注意，產(chǎn)生毛邊的過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)計和制造方法，只有特定的工具制造商可以實現(xiàn)。不合格的工具缺乏必要的尺寸控制，無法最大程度地減少工具間隙和避免干涉。

毛刺的產(chǎn)生有兩種類型：初始毛刺和使用過程中逐漸產(chǎn)生的毛刺。如果工具制造商設(shè)計和制造的工具合適，則其將具備良好的初始毛刺尺寸。但是，如果該工具沒有選用合適的材料和電鍍選項，則隨著時間的推移，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發(fā)生磨損。這種磨損會隨著時間的推移而發(fā)生，因此壓接刀片會在工具的使用壽命中逐漸產(chǎn)生越來越多的毛邊。

壓接刀片的磨損尤其需要特別關(guān)注，因為這會成倍地增加工具間隙。由于壓接刀片的兩端都會發(fā)生磨損，所以如果壓接程序?qū)⒄麄€間隙推到一邊，那么工具間隙將會翻倍。這也是使用高質(zhì)量工具非常重要的一個原因。經(jīng)過長時間使用，所有工具都會磨損，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，以保障長期性能。為了避免頻繁且費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。

工具對準(zhǔn)是影響毛刺的另一個重要因素。用戶應(yīng)避免壓接程序?qū)⒄麄€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”]。如果壓接過程將整個間隙推到一邊，端子很可能出現(xiàn)明顯的毛邊。

如果工具在整個壓接過程中保持正確對中，并在兩側(cè)均勻分配間隙，則端子可能不會出現(xiàn)明顯的毛邊。用戶應(yīng)在安裝時對準(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)生毛刺的另一個原因是碰撞。因為較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。用戶在調(diào)整壓接模具上的壓接高度時，應(yīng)始終從高位往下調(diào)整。此外，用戶不應(yīng)在底刀上沒有端子和導(dǎo)線的情況下進(jìn)行壓接。最后，在不使用壓接模具時，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，用戶應(yīng)立即更換工具。

導(dǎo)線放置問題

對于用戶或機器來說，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)線布置問題的主要原因。如果用戶或機器夾具夾持導(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。用戶或機器夾具在夾持剝線端時應(yīng)盡可能保持穩(wěn)定。導(dǎo)線通常以盤繞的方式儲存，無論是在線筒里還是在線軸上。繞線的過程會使導(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。

隨著時間的推移，導(dǎo)線可能會產(chǎn)生曲度記憶，導(dǎo)致曲度難以消除。因此，用戶應(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，因此調(diào)整矯直機，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)壓接帶來了一系列獨特的挑戰(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堅持追求最佳的工具質(zhì)量，幫助線束制造商實現(xiàn)最高品質(zhì)的壓接。

以下是實現(xiàn)高質(zhì)量小線經(jīng)壓接的六個要點：

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、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保證端子不會在料帶上產(chǎn)生變形。

3.正確對準(zhǔn)工具

當(dāng)用戶將壓接上刀和底刀安裝到壓接模具中時，必須使它們彼此對齊。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.小心搬運端子

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

5.監(jiān)控工具狀況

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

6.注意導(dǎo)線放置問題

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

審核編輯：劉清