B型压接刀片设计--利器，助你事半功倍（设计篇）-1

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　　一  前提

　　前面有单独成文《端子压接规范的快速计算模板制作(上)》对端子B 型压接的压接规范设计做了详细的阐述和说明。因此作为该文的一个拓展和衍生，本文的某些内容或前提就源自于该文，其内容是前后关联和衔接的；因此有些参考基准等内容就是直接来自于此文，不清楚的地方可以去查阅；
　　由于本人经验和资质的原因，对于此方面的了解深度不足，因此很多更专业和技术上的问题，还是会向行内专家进行求证和求助。而此文的核心技术支持来自于罗丙林（微信号：lbl_520，广东惠州冠钜自动化设备有限公司），如有在此方面的技术探讨和求证，可优先直接向其请教；
　　前面定义好了设计标准，为了实现其结果，就需要一个最重要的核心工具：压接刀片。可以说刀片是实现良好的压接效果的最基本和最直接的因素，没有之一。万事开头难，也更像一个火车头，火车跑得快不快，好不好，全靠车头带。车头一出问题或者方向走偏，那么整个产品的车辆也就会随之被带入沟中。磨刀不误砍柴功！好的工具能成就你的需求，让你达到事半功倍的效果。因此，想要做好一个东西，工具的选择和好坏至关重

　　二 摘要
　　1.压接刀片对于端子压接效果起着最直接性的决定作用，也是 B 型压接效果实现的一个先决条件；
　　2.根据压接规范/标准来确定刀片的各参数；
　　3.影响刀片质量的几大主要因素；
　　4. 以 EXCEL 作为模拟各参数运算的工具，并建立简易快捷表格帮忙刀片参数定义；
　　关键词：B 型压接，刀片质量的因素，刀片设计，EXCEL；
　　众所周知，端子的压接是个系统的工程：
　　1.  端子和线缆的匹配要合适；
　　2.  压接刀片：包括尺寸参数以及加工和制作（包括材质，表面处理等）；
　　3.  机器与模具；
　　4.  系统调机：上下合模顺畅；刀片安装居中，不歪斜；刀片的前后位置关系；刀片安装紧实；压接行程等等）
　　但除了第一条是物料设计和选型的原因外，而其他因素也都是间接通过刀片来影响到端子压接的，是难以甚至是无法进行改善和调控的。把刀片的重要性定位优先于设备与其他因素，而进行优先讨论研究也就是这个原因；
　　好的刀片的使用寿命和压接效果，就需要满足以下四个条件：
　　1.刀片设计；
　　2.刀片使用材料；
　　3.刀片的刀口加工效果；
　　4.刀片的表面处理；
　　本文就依次根据以上顺序来进行介绍。但是由于各自的内容比较众多，因此就按照以上四个内容进行单独分篇成文。
　　三  刀片设计
　　影响刀片的四个因素，首当其冲的就是刀片上的尺寸定义：这直接影响了端子压接的外形和效果。并且为了简单方便地介绍，阅读与理解，文中也同时辅助使用了EXCEL 工具， 将各自的关系以列表的方式进行罗列出来：其中也包括相关之间的逻辑关系与运算关系；同时这也是为了方便后续在设计中灵活快速完成图纸模板；相对于端子压接的模拟运算以及其中对应的逻辑关系，刀片上的各种关系和运算就简单很多，而且由于刀片本身的模块化或者半模块化的原因，很多参数也是单独存在，且为定制。这些内容在后续各刀片的计算表中就可以看到；
　　1 范围
　　1.1  此文主要讨论刀片，因此关于其他额外的细节信息需参照对应的专题文章；
　　1.2  此文以针对市面上常用的刀片（如图 1）。各个公司与设备不同需求，所设计和定义刀片也会有所差异，增加的某些额外内容可以作为单独的专题进行讨论，此文也不做一一列举讨论；
　　1.3  文中截取使用的表格中（如表 1），黄色栏位表示常数定值，是根据条件自行输入的，而白色栏位则根据公式自动计算或者引用其他课题文章中的数据而来；
　　1.4  同时也为了方便阅读理解，文中会附上可参考的图片，并用文字进行指出和说明， 但其中的尺寸未必与要讲述的内容或尺寸完全一致；

　　2  刀片设计
　　2.1  如图（2）提取和确认端子侧面尺寸信息；
　　2.1.1    前夹片的长度：L 前；
　　2.1.2    后夹片的长度：L 后；
　　2.1.3    窥视孔的长度：L 窥；
　　2.1.4    前夹片和后夹片之间的高低差：M；
　　2.1.5    后夹片底部伸出夹片的长度：L 后下；
　　总所周知，针对某些大平方或者厚胶皮的线缆，如果要保持其轴心基本共线，因此就必须让后夹片更低于前夹片。否则打出来的线导体就立刻变成了Z 字形的歪脖子，影响电线性能及其寿命；当然，这个尺寸设计是端子设计时就需要考虑的，不需要我们在设计刀片时才去识别。而我们只需要根据其端子图纸确定好其尺寸即可，但是在刀片开发的时候，M 和L 后下这两个尺寸必须关注，这也是比较容易忽视的内容；

　　2.2  确认刀片厚度：根据端子图纸上的端子侧面的各段尺寸，确认刀片厚度以及相互之间的对应关系；根据上下内外的顺序，依次对刀片厚度的定义关系进行解说。但首先得对照图 2 掌握夹片与刀片厚度的对应关系，这样才不会对后续中各种参数感到迷糊：

　　其次，需要熟悉压接外观标准，比如喇叭口之类的特征。这些特征要求决定了刀片的特征与厚度；喇叭口有前后之分，在很多标准中，前喇叭口不作为重点管控，也没有特别强行要求。特别是在小端子的压接过程中，由于其本身的尺寸特性，对刀片的安装定位精度就更高了，所以能实现其前后喇叭口特征的难度就大很多。而且在产品的功能和影响，前喇叭口远低于后喇叭口，所以该点作为非重要管控点；但是，在刀片开发考虑时，就尽量能考虑周全，至少不是坏事。
　　2.2.1  上内刀：重点考虑的就是尽量完成前夹片上喇叭口的特征，即尽量让压接点能居中而不会偏移；
　　T 内上=μ上前+μ前喇叭口+T 内上压+μ后喇叭口+μ上后 ------------------------------ 公式 1
　　L 前=μ前喇叭口+T 内上压+μ后喇叭口 --------------------------------------------------- 公式 2
　　2.2.1.1    μ前喇叭口：前喇叭口长度，一般可定义为 0~0.5mm，如前文所说，特别小的端子，其前喇叭口可以省略，因此该尺寸可以为 0；
　　2.2.1.2   μ后喇叭口：后喇叭口长度，这个一般可以定义为 0.2~0.5mm.而且市面上见到的所有标准都有对此有要求，所以这个尺寸就不能为 0；
　　2.2.1.3    μ上后：在理论上，上内刀无法保证完全和前夹片尾端平齐，而且根据图中
　　压接模拟可知：上外刀的刀头高度是高于上内刀的刀头。因此为了确保刀片能完全盖住后喇叭口，会有两种方法：
　　A.上内刀的外刀面会稍微宽于喇叭口长度，即此时的上内刀后倒角为μ后喇叭口+ μ上后；
　　B.因为上外刀的刀头是高于上内刀，所以此处的喇叭口已经有了形成空间，所以此时的刀面是可以短于喇叭口端部。即μ后喇叭口-μ上后；所以，以上两者均是可行的。当然在 后文的表格中定义时，μ上后的数据就可为正可负；
　　2.2.1.4    T 内上压：压接前夹片的长度；
　　2.2.1.5    μ上前：上内刀前端面超出前夹片的长度，也是为了确保端子的前喇叭口能 生成的补给；
　　2.2.1.6    T 内上：上内刀的总厚度；
　　2.2.2  下内刀：  
　　T 内下=μ下前 1+μ下前 2+L 前 ------------------ 公式 3
　　L 窥=L 后下+μ下后 2------------------------------ 公式 4
　　μ下前 2=μ上前--------------------------------------公式 5
　　2.2.2.1    μ下前 1：下内刀相对前夹片的伸出长度，理论上此尺寸要稍微大于μ上前，也是为了确保端子底部能全体承重，防止端子受力向下弯曲变形；
　　2.2.2.2    μ下前 2：即上内刀的μ上前；
　　2.2.2.3    T 内下：下内刀厚度；
　　2.2.3  上外刀：
　　T 外上=L 窥+L 后+σ外+μ上-------------------- 公式 6
　　2.2.3.1   σ外：外刀厚度大于端子后夹片的尺寸；也是为确保端子后夹片能整体被刀头压住；
　　2.2.3.2   T 外上：上外刀厚度；
　　2.2.4  下外刀：
　　T 外下=L 窥+L 后+σ外-----------------------------公式 7
　　σth 下=σth------------------------------------------公式 8
　　2.2.4.1 σ外：此处简化可以定义外刀厚度超过后夹片的尺寸是一样的，但是也可以各自分别定义，但是其核心一样是刀片的厚度必须全部盖住夹片；
　　2.2.4.2  σth 下：是前后夹片的高低差，此尺寸的考量是为确保端子水平的，根据实际的端子可知，该尺寸也是非常小的，因此某些厂家为了简化处理，不在刀头上进行高低差尺寸处理，而是直接将下外刀的安装孔设定为长圆孔，就是为了方便刀片的上下轻微调节；
　　由此可知，尺寸M(Y 轴高低差)和L 后下（X 轴高低差)这两个尺寸的考察，是为了考虑端子下刀的厚度与位置关系就是为了让端子在压接前，端子在下刀上能平稳地水平放置着， 而不会倾斜或者翘曲。也时为了确保在压接时，端子底部受力也时整体平面受力，而非倾斜地让端子底部某个点受力，从而导致其变形或者受损。这也是为了确保后续端子在组装到连接器中能正常组装和使用（翘曲严重的端子，其端子的宽度就会超过端子孔高度，而导致难以穿入，同时也会导致成品的公端子口或母端子的端子孔偏离轴中心，而导致影响插拔使用等一系列后续的机械电气性能下降或不良风险）；根据以上，可以使用EXCEL 表格将各自的对应关系连贯起来，如表 1 所示：

　　压接完毕后的端子外观要求可以参照相关的压接外观标准，特别是喇叭口之类的要求， 也更决定刀片的厚度和位置关系。当然做喇叭口特征，除了使用刀片厚度来决定外，也有使用刀片的倒角来完成此特征；
　　目前大部分刀片生产企业都是以磨台阶或者以降低上内刀的厚度来达到压接喇叭口的效果。这种方式简单方便，但是磨台阶倒角会导致刀口压接受力面小以及刀口根部强度变弱，从而导致刀片容易崩断，影响刀片压接寿命。

　　2.3  确认刀片正面尺寸：其实刀片的核心尺寸也就只有那几个：其他的尺寸也只是辅助性的，具体细节在以下正文中详细描述和对应说明；但是为了展示整个刀片的尺寸，所以在下列各表中基本会将刀片上的所有尺寸都体现出来；
　　2.3.1  上内刀：
　　总所周知，以下几个参数基本是必备需要掌握的要素：
　　2.3.1.1  拔模斜角θ1：为了端子压接导引以及完成之后的端子退模，一般是 3~4°；
　　2.3.1.2    收口倾斜角度θ：为了确保端子夹片在压接收口时的角度，一般也是 3~4°；
　　2.3.1.3    压接半径的定义系数 K：一般取值为 0.26~0.27；
　　2.3.1.4    压接半径 rc：和系数 K 以及压接宽度 CW 标准相关联：K*CW；
　　2.3.1.5    收口宽度 Wd：即确保端子夹片在压接时必须能被收缩到刀口中，即拔模斜面的最下面宽度必须要大于端子夹片未压接时的张口宽度；
　　2.3.1.6    压接半径距离刀片两肩底部距离 H：必须要大于后文中对应下刀的压台高度，否则压接时，上下刀会有干涉，而导致刀片崩裂；
　　具体的对应关系与计算方式如表 2 所示：

　　其他的尺寸就基本为常规尺寸，可根据以上重要尺寸可以得知；最后如图5：在对应下刀尺寸定义完毕后，务必需要将上下刀模拟合模装配，以确定上刀的两肩不会干涉到下刀两肩侧，否则就需要进行细微调整；特别时上刀肩膀内侧与下刀肩膀外侧的倒圆角，是最容易忽视和出错的地方；

　　2.3.2  下内刀：
　　同理，关键参数如下：
　　2.3.2.1  宽度 We：该尺寸来自于端子底部圆弧宽度，如图 6 中的 1.47 这个尺寸；

　　2.3.2.2    压接底座半径 R：同 2.3.2.1 一样；
　　2.3.2.3 深度 h：基本为 2.3.2.2 尺寸的 10%~15%；
　　2.3.2.4 同理，如图 7：下刀的压座本身为细长结构，容易断裂，为了让其更加结实和稳定，将其脖子稍微进行倒角处理，以增加其根部强度；如图中尺寸θ1，具体尺寸设定是如图 5 模拟条件下，上下刀不干涉为原则；

　　需要注意的是刀口R 和刀口角度的设计与某些细节：
　　1. 下内刀需要内侧倒角来防止压出端子翘头。但是外侧接触外刀的面，如果端子后夹片和前夹片有段差，也需要加工角度来衔接，这样压出的端子下面链接顺畅自然！

　　2. 下内刀厚度尽量放大 0.5 毫米。
　　3. 同理，细节上下刀半径与肩两侧切记不可直接相接为尖锐夹角，这不论是在机械结构设计中还是其他任何产品的结构设计中，都是大忌：因为这样的结构缺陷和风险如下：
　　3.1    首先就是刀片锋利，人员容易受伤；
　　3.2    其次就是加工难以完成；
　　3.3    这样的刀尖，更容易受损，影响刀片寿命。
　　所以最好如图 8 所示，两侧打平为一个宽度约为 0.1~0.15mm 的小平台，将尖角特征除去；
　　以上参数确定后，刀片上所有的参数就如表 3 所示：

　　同时这里可以传授一点经验：刀口引导面角度≥6 度时，下刀要加大 0.02mm。比如 1.8 的刀口的上内刀，下刀可以做到 1.82 宽度，这样压出来的端子基本没有毛刺。同时引导角度越大，下刀宽度也要适当的增加。这其中的原理如下：
　　上下刀在端子压接时，不可能完全封闭闭合，在过程中两侧就会有一定的间隙，如图9 中的 X 和 Y，此时就会有毛边产生，这也是 B 型端子压接中所必然出现的。但是，根据诸多压接标准，由 X 和 Y 产生的毛边是不能太大（具体可以去查阅各种标准规范），所有就只能尽量减小 X 和 Y 的间隙，因此才有了以上的经验之谈；

　　3.  模板定义：
　　根据前面的简单计算，就已经把刀片上的各参数全部提取了，剩下就是根据刀片上相关尺寸，把所有对应的数据链接展示在对应尺寸附近；这样，前面完成了对尺寸的定义后，带整个外形尺寸的刀片图就自动显示完成出来了，同时左侧也有对每个参数的说明，也便于识图者直观方便理解；如下：

　　通过以上的思路和方法，就能初步掌握端子压接刀片设计要领；
　　(待续)
　　由于知识有限，所整理的内容还不足，还需要行业内专家能抛砖引玉提供更多的信息一起完善此系统理论。
　　最后，特别鸣谢“线束世界－端子设计，端子压接群”中的：
　　线束世界总编：Jimmy Zhou
　　（微信号：zhouqingwen7）
　　线束世界副总编：Tommy Zhang
　　（微信号：arale0927）
　　冠钜自动化设备有限公司：罗丙林
　　（微信号：lbl 520）
　　Stanley(陆明超)
　　（微信号：lustanley）
　　参考文献：
　　[1] 无；

来源：网络转载

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