一种电连接器插针装入方法研究

一种电连接器插针装入方法研究

张承宗

贵州航天电器股份有限公司，贵州 贵阳550009

    摘要：文章通过对电连接器插针结构以及插针装入过程特点分析，设计专用筛选夹具，采用 “筛针”的工艺方法进行装针，改变传统的插针装入工艺方法，提高“装针”工序生产效率，提高产品生产效率，满足生产进度要求。

关键词：连接器、插针、筛针

1 前言

电连接器产品需要在月产24万只，按照常规生产工艺（手工装针），产品需要10个月时间才能完成。为满足生产进度要求，需要开展连接器装配工艺研究。改进装配工艺、缩短装配时间、确保产品交付。

2 生产情况

由于产品数量多，产品交付周期短，需要对整个产品装配工艺过程进行分析，整个产品装配工艺过程如表一，从表一看出“装插针”工序是整个装配过程的瓶颈，手工装插针工作量占到65% ，迫切需要对一颗颗装插针工艺进行改进。

表一 连接器生产过程

连接器设计如图1，从图2中看出插针小而短、基座上孔间距小、基座外形小，由于人手指比较大，导致工人拿插针困难；手指把基座孔挡住，看不到基座上的孔，不容易把插针刚好装入基座孔中，从而手工装插针生产效率低。

图1 连接器结构图

一只产品有9颗插针需要装入黑色基座中，需要手工装9次（如图1），导致本工序生产效率低。100只产品需要装900颗插针，加上摆放产品，装好100只产品需要1000个动作（100个是摆放产品动作），需要80分钟才能完成，并且工人劳动强度大，容易疲劳。结合自动化设备装配效率（装入1颗针需要2s），均无法满足进度需求，要提高效率必须考虑一次装入多个点即整体装入模式的建立。

3 研究情况

3.1 连接器结构分析

插针结构：插针设计图如图2，插针两头小、中间大，并且两头直径φ0.5和φ0.6的长短不一致，φ0.5的长3.1，φ0.6的长2.3， 最大外径为φ1.83，从最大外径φ1.83分开对两端质量进行计算，密度ρ=8.8g/mm³【1】。

φ0.5端质量：M=πr²lρ

M1=(3.14×0.25²×3.1+3.14×0.675²×2.6)×8.8

     M1=38.087258（g）

φ0.6端质量：M=πr²lρ

M2=3.14×0.3²×2.3×8.8

M2=5.719824（g）

     由以上计算得知：M1＞M2，所以当插针在自由状态下，都应该总是φ0.5端向下，根据这一特点得知插针装入共同的重要要素，插针可以总朝一个方向，从而可以区分插针方向。

图2 插针

插针站立：由于插针可以总朝一个方向，可以区分插针方向，为了使插针能够站立起来，必须对插针施加外力。由于插针小、数量多、并且不碰伤插针（外力过大时），外力必须小，并且多次施加外力，选择对插针施加外力的最佳方式是采用“筛”，筛针能让每颗插针都站立起来。

插针站立位置：从图1的产品图得知每颗插针站立的位置是：插针之间的距离都是2.54。为了保证插针有站立的空间，必须开槽，让插针站立在槽里，槽里间距为2.54，从而保证方向正确，

产品结构：从图2的产品图得知，插针站立方向是插针装入到基座的方向，需要对插针进行翻转，装入基座后再翻转回来，这样完成“装针”工序，可以对产品进行下工序进行冲压。

3.2 实施过程

3.2.1专用工装

通过对装插针问题分析，采用专用工装进行装插针工序，具体专用工装包括：上筛选板、中筛选板、下筛选板、翻板。由于产品数量多，每个筛选板都能装135只产品，装1215颗插针【1】，具体工装如下：

下筛选板主要功能是通过“筛”让插针站立起来,并且让插针站立到正确的位置，上筛选板都能装135只产品，装1215颗插针，下筛选板上是纵横交错的2种槽。

上筛选板主要功能是把下筛选板筛好的针翻转过来，为装基座作好准备，下筛选板都能装135只产品，装1215颗插针，下筛选板上主要是有1215个孔。

中筛选板主要功能是保护好上筛选板上的插针，并作为基座装入的导向限位模块能很快装好基座，中筛选板都能装135只基座，下筛选板上主要是有135个与按基座外形确定的方孔。

翻板主要功能是把装好插针的产品反过来，能很快装好基座作好准备，翻板能装135只产品，翻板上主要能避开插针的槽。

3.2.2具体装针流程

使用上筛选板、中筛选板、下筛选板、翻板，可以一次装135只产品，装1215颗插针，具体装针流程如图3

图3 研究后装针流程

4 研究结果

设计并加工的专用工装，采取筛针、翻板装针，装135只产品、1215颗插针只平均需要8分钟，其中筛针需要4分钟，装基座需要3分钟，翻板需要1分钟，平均100只产品装插针时间为：8÷135×100=5.926（分钟）。采用手工装插针平均100只产品装插针时间为80分钟，改进后装插针工序生产效率提高13倍（80÷5.926=13.46），由于不需要工人手工接触针，工人劳动强度不大。

由于“装插针”工序效率提高13倍， “装插针”工序在整个装配过程的工作量只占到25%（如表二），工作量占比由以前的65%减少到25%，整个产品的生产工序工作量比较均衡，不存在瓶颈，由以前的每天加工2000件提升到每天12000件，整个产品生产效率提高6倍，由于改进装插针工艺方法后，完成月产24万只产品交付。

表二 研究后电连接器生产过程

5 结束语

通过对连接器插针结构以及插针装入过程特点分析，改变插针装入工艺方法。采用上、中、下筛选板和翻板专用夹具，使用“筛针”的工艺方法进行装针，使装针工序生产效率提高13倍，整个产品生产效率提高6倍，满足生产进度要求，圆满完成生产任务, 对同类型连接器的装配效率提升提供借鉴思路。

参考文献

【1】 成大先，机械设计手册   北京： 化学工业出版社   2008

1