插针止夹弹性疲劳特性研究
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摘 要：以止夹弹性疲劳特性研究为基础，三芯电机连接器插针止夹为研究对象，通过插针止夹弹性疲劳特性试验，验证止夹的弹性疲劳度，为后续连接器产品设计开发提供理论基础。
关键词：插针止夹;结构特征;弹性疲劳
Abstract： Based on the research on the elastic fatigue property of the clamp， the pin clamp of the three core motor connector is taken as the research object. Through the elastic fatigue property test of the pin clamp， the elastic fatigue degree of the clamp is verified， which provides the theoretical basis for the subsequent connector product design and development.
引言
止夹结构的接触件，可在不须分离绝缘体与壳体的情况下借助工装进行取卸、装送、更换，避免接触件更换时，将绝缘体由壳体内拆出，增加维护成本。接触件与绝缘台之间需要一个稳定的保持力固定，端子保持力作为机械性能中重要的一部分对连接器的性能起到至关重要的作用，端子保持力通过止夹实现，则对于连接器插针止夹的弹性疲劳特性研究十分必要。
1 止夹弹性疲劳特性分析
本文采用三芯电机连接器插针插孔进行实验。在绝缘体的各孔室内均有一止夹室，止夹依靠自身弹力靠紧孔壁卡住两端不外滑，并承受一定的轴向力。
1.1 插针止夹基本结构
止夹在电连接器中是将接触件夹持在绝缘体内的重要部件，根据其作用、装配工艺和使用情况止夹采用具有较高弹性、一定的强度和硬度、一定的抗腐蚀性、良好的加工工艺性、良好的防磁性等特点的铍青铜带。
止夹以倒刺形式固定于插针中前部凹槽内，插针接触端直径10.00mm，插针卡台直径18.00mm，插针压接端直径15.00mm，止夹直径为12.20mm，止夹高11.50mm，止夾外径15.60mm，倒刺与插针卡台距离8.30mm。
绝缘台具有卡台，绝缘台卡台最小内径14.00mm，外径15.40mm，绝缘台的结构能够体现对插针端子固定的功能，以保证插针端子在运输、储存及工作中不会因为机械振动冲击及连接器间相互配合插入力而导致的连接器松动脱落、连接失败。
1.2 止夹弹性疲劳特性分析
在端子的插针退针过程中，利用止夹发生形变来完成插针与绝缘台之间的固定作用，在止夹受到外部力挤压的过程中，表现出弹性形变。形变量的大小直接影响到止夹对插针是否具有足够的固定力，对连接器电气性能与机械性能的稳定性具有十分重要的影响。具体研究插针止夹在插针退针过程中的形变量进行研究，讨论止夹的弹性疲劳特性。
（1）插针过程。由于插针止夹为倒刺结构，且以弹片形式保证止夹的弹性性能。在进行插针作业过程中，用力将带有止夹的插针按插头端子的顺序插入绝缘台内，由于绝缘台凸台最小内径直径小于止夹倒刺直径，则使止夹受到凸台对止夹的一个向心力而导致倒刺发生向圆心收缩的形变，继续将插针往内推送，当止夹倒刺全部通过绝缘台卡台之后，由于绝缘台内部直径变大，大于止夹倒刺直径，止夹倒刺的挤压力被释放，止夹受挤压过程停止，形变结束，止夹恢复原形状，则重新变为倒刺直径大于凸台的直径，实现插针不能往后退针，并且插针中部自带凸台与止夹倒刺形成一个凹槽，将绝缘台凸台卡在中间，实现插针与止夹配合固定于绝缘台中（如图1）。（2）退针过程。退针过程则需要选取工装进行辅助，将退针器从插针接头端插入已装好的绝缘台中，利用退针器的口径小于绝缘台凸台直径的结构，将止夹倒刺挤压产生形变，使止夹倒刺被挤压以后的直径小于绝缘台直径，向下挤压弹簧棒，利用弹簧棒的推力将插针退出绝缘台（如图2）。
2 止夹弹性疲劳实验
2.1 实验方案设计
试验对象：三芯电机连接器Z001插针止夹、K001插孔止夹。
试验方法：手动对三芯电机连接器插针与插孔进行退针作业。
测量方法：使用3D投影对止夹形变量进行精确测量。
2.2 试验步骤
（1）在试验开始前，分别测量Z001、K001止夹原始数据。（2）在常温常压下，使用退针器进行手动退针作业，分别测量退针5次、10次、20次、40次后Z001、K001插针止夹形变量。
2.3 试验报告
根据表实验中止夹形变量进行数据分析，分析结果如图3、图4所示，止夹形变量最大的期间为0次到5次之间，5次之后退针止夹形变量较小，变化较为平缓。
基于图3、图4止夹形变量进行进一步的数据分析，得出实验结果：试验结果显示在0-5次期间退针，止夹形变量较大，最大形变量到达1.02622mm、形变率达11.82%，退针次数达到40次之后，形变量较小，最大形变量仅为0.12198mm，形变率仅为1.57%。由此可以得出，止夹由最开始的弹性形变在退针5次之后转变成为塑性形变，在40次退针试验之后，止夹最小直径为15.282mm，与绝缘台凸台直径14.00mm相比，仍然能够满足止夹的固定性，验证了该止夹的合格性。
3 结束语
本文针对现阶段公司产品的设计要求，就止夹疲劳特性做了具体研究，以满足产品设计合理性，提高产品质量稳定性，更好的满足客户需求。
（1）针对插针与绝缘台之间的固定问题，对插针止夹、插孔止夹以及绝缘台的结构进行了分析。（2）通过对插针退针的过程进行分析，以及止夹的疲劳特性进行的研究，对止夹疲劳特性进行了试验，并详细记录了止夹形变量。（3）对止夹形变量进行深入分析，得到插针止夹在退针过程中的形变量大小以及形变率的止夹变形曲线。
插针止夹形变量在5次以内止夹形变量最大，弹性性能最好，此后，止夹退针后形变量基本保持不变。所以在进行连接器安装及维修时，应尽量避免插针反复插针、退针操作，5次以内为最佳，以此保证止夹能够维持最优弹性性能以达到最优的卡针效果，符合连接器工艺设计需求，满足设计的合理性。
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