類型

因?yàn)樾履茉雌嚿系母邏捍箅娏鞯倪B接器，一般電流都高達(dá)100~400A左右，所以這就要求連接器具備通大電流的能力，其連接器的接觸件性能穩(wěn)定性就顯得非常的重要，我們目前能看到較多的接觸方式，上文我們提到了一些典型代表廠家的設(shè)計(jì)方式，因?yàn)榭紤]到大電流，目前市場(chǎng)上主流的方式還是 “簧式”結(jié)構(gòu)較多，有“冠簧式、線簧式、扭簧式等等，當(dāng)然冠簧式還分內(nèi)、外冠簧；。內(nèi)冠簧通常安裝在插套的內(nèi)孔中，與陽(yáng)級(jí)插針組成接觸對(duì)，外冠簧通常安裝在陽(yáng)級(jí)插針的外圓柱面上，與圓柱形插套組成接觸對(duì)，沒(méi)有找到合適的圖片，下圖找了兩張表帶式的內(nèi)外安裝示意；

“線簧式”的設(shè)計(jì)方式?jīng)Q定其接觸的面積相比“冠簧式”更好，這個(gè)地方我說(shuō)的線簧式是其材料由金屬絲繞組而成，而并非片式繞組成線狀；

每家的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)都有所不同，但是原理上都是基于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給彈性材料的圓周觸點(diǎn)施加正壓力與陽(yáng)性插針接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)有效電傳輸；

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理論分析

對(duì)于冠簧的理論內(nèi)容，有兩個(gè)指標(biāo)非常重要，一個(gè)是接觸電阻，另外一個(gè)就是正壓力

接觸電阻

我們都知道接觸電阻是考察電接觸及傳輸可靠性的一項(xiàng)重要的指標(biāo)，接觸電阻的大小完全取決于具體應(yīng)用，在特定的使用環(huán)境下，接觸電阻越低，接觸可靠性一般越高。接觸電阻由收縮電阻、膜層電阻和導(dǎo)體電阻組成。導(dǎo)體電阻通常較小可以忽略不計(jì)，主要是由收縮電阻和膜層電阻組成；

收縮電阻

電連接，兩個(gè)相互接觸的表面不可能是光滑的面接觸，在微觀情況下，任何光滑的表面都是凹凸不平的，當(dāng)電流通過(guò)這些凹凸不平的觸點(diǎn)時(shí)，接觸面積減少，電流會(huì)收縮(或集中)，電流密度會(huì)增大，進(jìn)而產(chǎn)生收縮電阻；影響收縮電阻大小的因素非常多，比如這些斑點(diǎn)的形狀、數(shù)量、分布、包括電鍍工藝等等，而且還和正壓力也有很大的關(guān)系；

膜層電阻

說(shuō)膜層電阻其實(shí)就是由接觸件的表面膜層被空氣種一些污染物附著，并穿破了表面層和金屬基體直接接觸形成的，這個(gè)又叫“隧道效應(yīng)”。其實(shí)電流如果較小，如果小到mV或者mA級(jí)是根本無(wú)法擊穿膜層的，所以國(guó)標(biāo)里測(cè)量接觸電阻時(shí)，才有針對(duì)低電平的接觸的，之前一個(gè)朋友問(wèn)我，什么是連接器的自清潔效應(yīng)，其實(shí)就是利用了大電流可以擊穿灰塵等異物的原理，其實(shí)原理很簡(jiǎn)單，就是局部的觸電點(diǎn)產(chǎn)生較大的焦耳，產(chǎn)生較大的熱量融化或分解掉異物，當(dāng)然也會(huì)形成一些新的異物，再次不做多的敘述，感興趣的朋友可以自行搜集一些資料研究研究；

對(duì)于一些高精密傳輸?shù)刃袠I(yè)，膜層電阻或者收縮電阻都已經(jīng)做了非常細(xì)的理論和實(shí)際研究，大量的數(shù)據(jù)測(cè)試也了解很多的規(guī)律，感興趣的朋友可以自行了解看看；有條件的朋友可以就下圖的公司在不考慮的材料的塑性變形的情況下，算一下你設(shè)計(jì)的簧的接觸電阻和實(shí)際測(cè)量的差距有多大；

正壓力

除了接觸電阻以外，我們還需要考慮其正壓力的數(shù)值，正壓力一般指施加在接觸點(diǎn)的正向壓力，一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)數(shù)值的計(jì)算通常是和你的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及材料本身的彈性模量進(jìn)行核算的，比如我們通常使用的鈹青銅的彈性模量是E=127400MP,我們一般會(huì)根據(jù)材料的彈性模量數(shù)值然后依據(jù)結(jié)構(gòu)接觸形式畫圖其力學(xué)模型；帶入數(shù)值進(jìn)行計(jì)算； 但是隨著技術(shù)的發(fā)達(dá)，這種方式逐步已經(jīng)被淘汰，目前很多的三維設(shè)計(jì)軟件都包含了力學(xué)的仿真分析，我們可以直接利用對(duì)你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行仿真分析，然后根據(jù)分析的結(jié)果不斷改良你的設(shè)計(jì)，直到達(dá)到你想要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；

設(shè)計(jì)

冠簧的設(shè)計(jì)需要從能夠?qū)崿F(xiàn)增大有效接觸面積的方向去思考設(shè)計(jì)方式，這個(gè)地方的設(shè)計(jì)更多的偏向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大多數(shù)簧類或者其它類似方式都采用了“多橋”連接的形式，基于圓周的向心正壓力因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)彈性會(huì)保持一致，所以目前主流的此方式居多，當(dāng)然大多數(shù)的這種方式也可以通過(guò)快速?zèng)_壓成形實(shí)現(xiàn)批量化作業(yè)；下圖是MC的方式，感興趣的朋友可以自行研究一下；因?yàn)楸旧碓诼毤爸R(shí)有限，很難就某一種案例展開(kāi)分析，如果有朋友感興趣，也可以加我微信，可以就具體方案進(jìn)行討論；對(duì)于接觸來(lái)說(shuō)，理論的研究是很難的，在企業(yè)里或者商業(yè)化作業(yè)很多時(shí)候結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新更為重要，要想具備結(jié)構(gòu)創(chuàng)新就需要不斷的積累學(xué)習(xí)，并且需要具備跨行也應(yīng)用的思維，通俗點(diǎn)來(lái)說(shuō)，就是能否將一些其它成熟行業(yè)的局部技術(shù)在特定環(huán)境下應(yīng)用或者疊加到新的行業(yè)里來(lái)；

材料、電鍍

通常接觸的材料分為基體材料和電鍍材料，因?yàn)樾枰紤]其優(yōu)良的導(dǎo)電性能，以及性價(jià)比；目前市場(chǎng)上以銅基材居多，但是接觸件需要一定的彈性性能，所以一般復(fù)合金屬材料居多，以錫青銅、鈹青銅等居多；通常我們看見(jiàn)大電流的接觸都是鍍銀鍍金，其實(shí)鍍層不止一層，一般來(lái)說(shuō)，我們會(huì)在基體上先鍍一層鎳作為底層，固化薄膜層，增加附著里及耐磨性，鎳底的厚度一般下限為3um若采用滾鍍或掛鍍，厚度會(huì)更高， 我們研究發(fā)現(xiàn)， 在電鍍鎳阻擋層前增加鍍銅打底工藝,?這樣對(duì)減少鍍層孔隙、增強(qiáng)鍍層防變色效果特別明顯，所以建議鎳底層之前再鍍一層銅，效果會(huì)很好，然后再鍍貴金屬表層，其實(shí)如果有條件，我建議一般鍍層可以采用3~5層疊加形式電鍍，每一層可以根據(jù)材料的不同特性來(lái)補(bǔ)償不同的特性，從而接近實(shí)現(xiàn)理想化的電傳導(dǎo)；

銀變色的問(wèn)題

銀跟金的性質(zhì)明顯不同。由于銀的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,?在大氣環(huán)境中對(duì)含硫氣體極為敏感,?很容易與硫反應(yīng)生成黑色硫化銀。在光的催化作用下,?銀的變色反應(yīng)速度會(huì)加快。其變色過(guò)程為生成黃點(diǎn)一形成黃斑。黃斑變黑、整個(gè)鍍層表面呈棕褐色，其實(shí)在沒(méi)有做銷售之前，從來(lái)沒(méi)有認(rèn)真的想過(guò)這個(gè)問(wèn)題，我相信任何一家做連接器的廠家都出現(xiàn)過(guò)端子氧化變色問(wèn)題，一部分原因來(lái)源于電鍍工藝，另外一部分原因來(lái)源于環(huán)境和儲(chǔ)存

比如說(shuō)你在電鍍的時(shí)候如果采用光亮劑來(lái)增加你的表面光潔度，那么因?yàn)楣饬羷┒嗪艟蜁?huì)加快氧化的速度，同時(shí)它還會(huì)增加表面的電阻率，不利于傳導(dǎo)；以及如果你的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電鍍很難均勻化，也會(huì)導(dǎo)致你的氧化速度加快；

很久之前在設(shè)計(jì)充電槍的時(shí)候發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非常有趣的現(xiàn)象，充電槍的端子非常的容易發(fā)黑變色，后來(lái)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)密封的防護(hù)蓋采用的是橡膠件，而端子的局部空間被封死在了這個(gè)區(qū)域，而橡膠大多有硫化過(guò)程，所以隨著室外溫度增高，就會(huì)快速的出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象；

所以我們建議儲(chǔ)存保證時(shí)最好可以真空包裝或者采用蠟紙包裝放干燥器儲(chǔ)存。

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仿真

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對(duì)于接觸簧片的設(shè)計(jì)，仿真分析對(duì)于設(shè)計(jì)而言非常重要，我們可以借助一些分析軟件，比如ABAQUS、 ANSYS等來(lái)模擬分析產(chǎn)品的 接觸電阻、插拔力、插拔力和電性能變化、載荷溫度分布、包括材料的塑性變形等；很大時(shí)候我們是沒(méi)有辦法通過(guò)理論設(shè)計(jì)來(lái)有效的判斷你的設(shè)計(jì)的，軟件分析的方式可以有效的校核你設(shè)計(jì)的變差，從而可以不斷的修正你的設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)于企業(yè)而言，可以最大化的節(jié)省研發(fā)成本，及時(shí)間成本；

總結(jié)

接觸對(duì)的文章 以拋磚引玉的方式就寫到這里了，如果有朋友感興趣，我們可以私下探討交流。

雖然這種接觸簧很小，但是它相當(dāng)于連接器的核心，經(jīng)常在市場(chǎng)上跑發(fā)現(xiàn)，我們國(guó)內(nèi)目前很多時(shí)候其制作設(shè)備還停留在上個(gè)世紀(jì)，有的甚至比我年紀(jì)都大，沖壓成形等設(shè)備老舊，精度等級(jí)不高，而這種產(chǎn)品又是非常講究一致性、穩(wěn)定性、高精度的；很多時(shí)候不是設(shè)計(jì)師做不出來(lái)，而是你的精度高了，結(jié)構(gòu)復(fù)雜了，其國(guó)情和商業(yè)成本不允許，所以我們“定義”的好工程師還需要懂制造，很多時(shí)候的讓步造就了靈感的缺失； 做過(guò)傳統(tǒng)汽車插件的朋友都知道，其實(shí)你如果要實(shí)現(xiàn)批量化、穩(wěn)定性高的，一定是需要專機(jī)設(shè)備及專門的自動(dòng)化產(chǎn)線的；最近和一些主機(jī)廠的朋友聊天得知國(guó)內(nèi)一些企業(yè)也逐步開(kāi)始上一些高精密產(chǎn)線，相信隨著行業(yè)的不斷升級(jí)，我們的基礎(chǔ)工業(yè)也會(huì)得到一個(gè)質(zhì)的提升，汽車行業(yè)是一個(gè)萬(wàn)象包容的行業(yè)，有幸能夠成為其中一份子，貢獻(xiàn)自己一份努力；最后放一張安費(fèi)諾的產(chǎn)品線圖；