铆接结构对外壳定位微矩形电连接器的尺寸影响.docxVIP

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铆接结构对外壳定位微矩形电连接器的尺寸影响

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摘要：本文对外壳定位微矩形电连接器的铆接结构进行了研究，建立了仿真模型，对连接器外壳的变形情况进行分析和试验验证，以明确铆接结构对外壳定位微矩形电连接器的尺寸影响。

关键词：电连接器；铆接结构；仿真分析；试验。

引言

为了适应高新科技的发展对计算机提出的体积更小、重量更轻、高密度组装的要求，电子设备在有限的空间内搭载了更多的印制电路板，使设备具备更多功能。外壳定位微矩形电连接器是有效实现印制电路板之间连接与分离功能的一种电子元器件，在航空航天等领域有着广泛的应用，其结构设计的合理性与可靠加固决定着电子设备的互换性、维修性与可靠性。

构成

以J18D系列外壳定位微矩形电连接器为例，该型连接器为上下外壳结构，通过铆管的翻铆实现上下外壳之间的固定，为G类连接器，具体构成如下图所示。

图1连接器构成示意

外壳（1）一般由冷轧碳钢薄板及钢带冲制而成，其一般力学性能要求为：抗拉强度为不小于270MPa，断后延伸率为不小于34%；进行180°弯曲试验后试样外表面不会出现肉眼可见裂纹。

受力分析

在连接器的装配过程中，翻铆工序对外壳（1）施加外力，翻铆过程中通过上模冲头将铆管由内向外翻边，实现固定外壳（1）和外壳（2）。由于翻铆过程中，铆管及外壳会受到来自工装的较大挤压力，铆管将上下外壳完全约束，在此过程中受力产生的形变将会一直保持，可能导致外壳（1）产生形变收缩。

理论分析

上下外壳之间翻铆时，管对外壳（1）和外壳（2）之间产生正压力F1和F2，正压力F1和F2沿着外壳法兰接触面向中间传递形成F3，F3贯穿整个法兰接触面，外壳（2）内腔因有基座进行支撑，不会产生形变，外壳（1）因内腔无支撑，会产生内缩现象。

图2翻铆时产品受力示意

测试

完成电连接器零部件设计及生产，翻铆后检测电连接器内腔尺寸，测试点如下图所示。

图5测试点示意

测试结果如下表所示。

表3连接器加固后内腔宽度尺寸实测

尺寸要求

（mm）

测量位置

1

2

3

4

5

详细规范

理论值

11（+0.15/+0.05）

相对详细规范超差

-0.08

-0.19

-0.25

-0.28

-0.20

仿真分析

根据理论分析结果，通过有限元分析软件模拟翻铆过程，由于接触件在基座合件内属于半自由状态，故仿真分析时不考虑接触件的影响。设定翻铆强度2.4Mpa，仿真分析条件设置如下图所示。

图3仿真分析条件设置

图4外壳（1）形变示意

通过仿真分析可知，翻铆后铆管与外壳（1）之间存在正压力，使外壳对接端口出现了单位面积58.44Mpa～77.67Mpa的压强，导致零件发生形变。

表1仿真前后外壳（1）尺寸变化

测试验证

外壳翻铆后内缩的原因是由于外壳法兰位置存在正压力。为了进一步论证，上下外壳不进行翻铆，直接使用螺钉、垫圈以及螺母穿过法兰孔固定，螺纹拧紧力矩为0.4Nm，组装3套产品，对比测量螺纹锁紧前后尺寸，外壳（1）对接端口部尺寸变形缩小，且变化量为0.19～0.23mm，与翻铆后的尺寸变化量接近。

表2螺钉锁紧前后外壳（1）尺寸

加固对外壳（1）尺寸的影响

验证翻铆后的连接器在安装加固过程中，螺钉拧紧力矩是否会进一步导致外壳内缩，按0.39Nm的力矩进行安装试验，获取连接器外壳变形量。取可以正常交付使用的产品3只，测量对接部位尺寸，并记录；然后使用螺钉、平垫、弹垫、螺母对产品两端法兰孔进行锁紧固定，记录前后数据，发现尺寸未发生变化。因此，翻铆后的电连接器，安装加固过程对螺钉施加拧紧力矩不会导致连接器外壳内缩。

结论

铆接结构会导致外壳定位微矩形电连接器的对接端口部位内缩，应进行尺寸变形的有效控制。

参考文献

无。

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-全文完-