CN106532315A - 一种大电流簧片及其生产工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大电流簧片的生产工艺方法，采用高导铜合金材料作为簧片材料，省去簧片热处理工艺，根据材料屈服特性，合理扭转角度，使多根弹性金属条都均匀地包络在插针表面上，形成多面包络并联接触，集线簧插孔接触方式和冠簧结构的优点于一身。本发明一种大电流簧片加工工艺简单、产品具有良好的一致性、生产加工成本较低，同时产品具有外型尺寸相对较小、接触紧密可靠、使用寿命长、额定负载大的优点。

Description

一种大电流簧片及其生产工艺方法

技术领域

本发明涉及接插件，具体涉及一种大电流簧片及其生产工艺方法。

背景技术

接插件是电子元器件连接电路的常用部件，簧片是市场上常用的接插件，目前已有的簧片分为线簧、冠簧。

线簧是一种可靠性、稳定性较好的电连接器接触件，簧片为单叶回转双曲面线，它是利用一组排列成单叶回转双曲面结构的弹性金属丝均匀地包络在插入其内的插针表面上，属于多线包络接触。采用这种线簧结构的插孔接触件由内套、外套、后套、弹性金属丝四部分组成，其内套管内同轴装有排列成单叶回转双曲面的一组弹性金属丝，每一根金属丝的两端伸出内套管的两端口外，并沿内套管外圆柱面向回弯曲，弯曲部由前套和后套的内圆柱面与内套管外圆柱面夹紧，前套、后套两部分经压接连成一体形成外套。

这种线簧结构存在以下不足：1、套接方法接触电阻大、耐拉力差，前后套极容易受拉力从压点脱离，造成衔接故障和事故；2、结构复杂，组合零件较多；3、加工工艺复杂，精度要求高，导致产品合格率低，成本提高；4、弹性金属丝在限定的空间内不可能很粗，使得每根丝难以承受较大电流的冲击；5、使用过程中的断丝现象无法解决。

冠簧是将弹性金属片冲压分割成由若干条两端相连并与端面垂直的金属条组成的栅栏状，然后卷圈并将其中部收腰，形成两头大、中间小的结构，将其装入外套管中经过收口或装上护套后便构成了冠簧插孔。

这种冠簧结构存在下述不足：1、目前已有冠簧主要接触部位是收腰后在中部产生的“腰圆”，当插针插入后，只有腰圆处与插针表面接触，导致接触面积小，难以承受较大电流的冲击；2、材料本身用的是国产铍铜，材料本身导电率低，也因结构限制也不能承载更大电流；3、所用材料厚度只有0.15mm或0.2mm，这样整个成形后的冠簧无法承载更大的电流，只能用于小电流场合，大电流场合无法使用。

目前对簧片的生产工艺普遍采用0.15-0.25mm材料厚度，材料导电率只有18％，在扭转后对簧片进行热处理以达到所需的材料特性，但在热处理过程中，材料回弹无法控制，使簧片形状不一，无法控制产品合格率。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种大电流簧片及其生产工艺方法，本发明能承载大电流，安全可靠，且生产工艺合理，生产效率高。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种大电流簧片生产工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)通过冲压模冲出连续的栅条形弹性金属片；

S2)根据插针直径不同，通过计算得出配合插针直径的圆周；

S3)截取计算得出的圆周长长度的弹性金属片；

S4)卷圆成形，平行于栅条方向将弹性金属片卷成圆筒状；

S5)圆筒状弹性金属片一端固定，另一端绕中心轴线扭转成螺旋形，得到大电流簧片。

进一步的，所述的步骤S5前需计算最小扭转角度，根据所述的弹性金属片的材料屈服值计算出所述的最小扭转角度，步骤S5中扭转的扭转角度大于最小扭转角度。

进一步的，所述的步骤S5可替换为圆筒状弹性金属片绕中心轴线两端同时扭转成螺旋形。

一种大电流簧片，包括簧片本体，所述的簧片本体为一体成型的筒状体；所述的筒状体的筒壁上设有金属条，若干条所述的金属条连接于筒壁两端，其特征在于：所述的金属条与簧片本体筒体轴线呈一夹角，所述的金属条的轴向截面的投影呈双曲线；所述的簧片本体由高导合金铜材料制成。

进一步的，所述的簧片本体的厚度为0.4mm～0.6mm。

进一步的，所述的金属条均匀分布。

进一步的，所述的金属条间隙为0.8～2mm。

本发明的有益效果如下:

1、本生产工艺通过高速冲床冲压成型，冲压效率高，根据插针直径不同，通过计算得出配合插针直径的圆周长，截取相应长短卷成计算好的圆柱形，在通过扭转成形。可根据不同直径插针做不同规格的簧片。优化了加工工艺可以生产不同规格的大电流簧片，降低成本，有利于批量生产。

2、本发明采用的是导电率43％左右，材料厚度为0.4-0.6mm的铜合金，材料厚度厚，并且金属条宽度宽，能接触更大的面积，能承受更大电流。

3、结合材料屈服特性，计算出大于材料屈服值所对应的扭转角度，扭转后保证扭转的角度不会回弹，当插针插入大电流簧片插孔时，插针与簧片插孔中多根独立的弹性金属条接触时形成的圆周径向力，径向力不会大于材料屈服力，加上材料本身具有不热处理及高抗热应力松弛特性就能达到插入而不会使有扭转后簧片回弹变形。保证插针与簧片插孔中多根独立的弹性金属条同时接触，弹性金属条分别紧紧地包络在插针周围，构成多个独立的电流通路，极大地提高了接触可靠性，结构保证承载更大电流及插拔力稳定、可靠性的问题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明的一种大电流簧片结构示意图；

图2是本发明的一种大电流簧片左视图；

图3是本发明的一种大电流簧片生产工艺方法示意图1；

图4是本发明的一种大电流簧片生产工艺方法示意图2；

图5是本发明的一种大电流簧片接插方式1示意图；

图6是本发明的一种大电流簧片接插方式1剖视图；

图7是本发明的一种大电流簧片接插方式2示意图；

图8是本发明的一种大电流簧片接插方式2剖视图；

图中标号说明：簧片本体1、接插件2、前套3、孔套4、收口21、金属条10、冲压簧片11、卷筒簧片12。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参照图1-4所示，一种大电流簧片生产工艺方法，具体步骤如下：

(1)采用导电率43％左右，材料厚度为0.5mm的高导铜合金作为开级进冲压模的冲压材料，通过高速冲床一天大概能冲金属片大概3万片左右，冲压效率高，连续生产故有效降低成本。

(2)根据插针直径不同，通过计算得出配合插针直径的圆周长，冲出所对应长度的冲压簧片11，如图3所示；并截取相应的长度，如图4所示，通过卷圆治具可以卷出配合插针直径的卷筒簧片12，如此，不同的规格卷筒簧片12可以通过相对应的卷圆治具卷圆成型，故无需更换冲压模具，就能得到不同规格的卷筒簧片12，既可满足规格多样同时也降低生产成本。

(3)计算扭转角度。扭转角度定义为扭转后每根金属条10与卷筒簧片12轴线所成呈的夹角，根据材料屈服特性，扭转角度应大于材料屈服值所对应的最小扭转角。

(4)对卷筒簧片12进行扭转，优选的扭转方式为卷筒簧片12一端固定，另一端绕中心轴线扭转成螺旋形，得到大电流簧片。另一种扭转方式为卷筒簧片12绕中心轴线两端同时扭转成螺旋形。如图1、图2所示，并根据解析几何理论，弹性金属条形成的包络面为单叶回转双曲面，呈两头大、中间小的腰鼓状，中间小的部位即为与插针接触的重要区域。根据客户对插拔力的大小的需求，通过调节扭转的角度的大小来改变簧片的中间小的部位的颈缩情况，以此满足插拔力大小的不同的需求。

(5)由于材料本身就有良好的抗拉强度、屈服力并且高的导电率及抗热应力松弛特性，故无需对扭转后的卷筒簧片12进行热处理，如此即能保证扭转后的角度不会回弹，又节省工艺流程；当插针插入大电流簧片插孔时，插针与簧片插孔中多根独立的弹性金属条接触时形成的圆周径向力，径向力不会大于材料屈服力，加上材料本身具有不热处理及高抗热应力松弛特性就能达到插入而不会使有扭转后簧片回弹变形，确保插针与簧片插孔中多根独立的弹性金属条同时接触，这些弹性金属条分别紧紧地包络在插针周围，构成多个独立的电流通路，极大地提高了接触可靠性。

下面将结合附图5-8，对本发明应用进一步说明：

实施例1

如图5、图6所示，将簧片本体1装入接插件2内孔中，后将前套3装入，接插件2的端部设有收口21，收口21方式采用压铆收口，这种设计保证插针插入时有更好的接触效果，而且簧片本体1固定与接插件2与前套3之间，使用中不会发生复原变形，进一步增大了接触面和接触的良好性能。

实施例2

如图7、图8所示，将簧片本体1装入孔套4内，两端通过激光焊接，如此设计可把接插口做得更小，或将这种结构压入其它产品内，增加产品运用场合，提高了簧片本体1的通用性。

本发明提供一种大电流簧片的生产工艺方法，采用高导铜合金材料作为簧片材料，省去簧片热处理工艺，根据材料屈服特性，合理扭转角度，使多根弹性金属条都均匀地包络在插针表面上，形成多面包络并联接触，集线簧插孔接触方式和冠簧结构的优点于一身。本发明一种大电流簧片加工工艺简单、产品具有良好的一致性、生产加工成本较低，同时产品具有外型尺寸相对较小、接触紧密可靠、使用寿命长、额定负载大的优点。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大电流簧片生产工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1)通过冲压模冲出连续的栅条形弹性金属片；

S2)根据插针直径不同，通过计算得出配合插针直径的圆周长；

S3)截取计算得出的圆周长长度的弹性金属片；

S4)卷圆成形，平行于栅条方向将弹性金属片卷成圆筒状；

S5)圆筒状弹性金属片一端固定，另一端绕中心轴线扭转成螺旋形，得到大电流簧片。

2.根据权利要求1所述的一种大电流簧片生产工艺方法，其特征在于：所述的步骤S5前需计算最小扭转角度，根据所述的弹性金属片的材料屈服值计算出所述的最小扭转角度，步骤S5中扭转的扭转角度大于最小扭转角度。

3.根据权利要求1所述的一种大电流簧片生产工艺方法，其特征在于：所述的步骤S5可替换为圆筒状弹性金属片绕中心轴线两端同时扭转成螺旋形。

4.一种大电流簧片，包括簧片本体(1)，所述的簧片本体(1)为一体成型的筒状体；所述的筒状体的筒壁上设有金属条(10)，若干条所述的金属条(10)连接于筒壁两端，其特征在于：所述的金属条(10)与簧片本体(1)筒体轴线呈一夹角，所述的金属条(10)的轴向截面的投影呈双曲线；所述的簧片本体(1)由高导合金铜材料制成。

5.根据权利要求4所述的一种大电流簧片，其特征在于：所述的簧片本体(1)的厚度为0.4mm～0.6mm。

6.根据权利要求4所述的一种大电流簧片，其特征在于：所述的金属条(10)均匀分布。

7.根据权利要求4所述的一种大电流簧片，其特征在于：所述的金属条(10)间隙为0.8～2mm。