Proces presovanja automobilskog visokonaponskog snopa ožičenja

1. Način povezivanja automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja

Općenito, postoje tri glavna načina povezivanja kabela kabelskog svežnja i priključaka za automobilske kabele: zavarivanje, presovanje i mehaničko spajanje, kao što je prikazano na slici 1. Metoda zavarivanja uglavnom usvaja spoj za lemljenje kalaja, koji je pogodan za spajanje i montažu automobilskih ožičenja uprtači sa malim serijama i malim poprečnim presjekom kablova; Ima dug vek trajanja i pogodan je za masovnu obradu, ali zahteva upotrebu kalupa za presovanje za spajanje i montažu; mehanička metoda povezivanja uglavnom koristi pričvršćivače za čvrsto spajanje i fiksiranje terminala konektora i kabela, a montaža je relativno složena i nije pogodna za masovnu proizvodnju.

Trenutno su kablovi za inozemno ožičenje i terminali konektora uglavnom povezani presovanjem, a tehnologija povezivanja je vrlo stabilna i pouzdana. Međutim, proizvodnja automobilskih kabelskih svežnja u mojoj zemlji je još uvijek u fazi razvoja, posebno pouzdana tehnologija procesa povezivanja automobilskih kabelskih svežnja još nije u potpunosti savladana. Prema višegodišnjem iskustvu u povezivanju i montaži automobilskih kabelskih svežnja, među tri načina spajanja zavarivanjem, presovanjem i mehaničkim spajanjem, najprimjenjiviji je način presovanja, a veza je brza, pouzdana, čvrsta i ima dug život. Pogodan je za masovnu obradu. Istraživanje tehnologije crimpinga je najvažnije za pouzdano povezivanje kablova i priključaka za kablove visokog napona automobila.

2 Proces presovanja visokonaponskog kabelskog svežnja automobila

slika

Nazivna struja koju prenosi automobilski visokonaponski kabelski svežanj je velika, do nekoliko stotina ampera, tako da je i promjer odabranog kabela relativno velik, što postavlja veće zahtjeve za kvalitetom presovanja kabela i priključka. Kako bi se osiguralo da kabel i priključak konektora imaju visoku kvalitetu nakon uvijanja i zatezanja, te kako bi se osiguralo da električna svojstva (kao što je nazivna struja) i mehanička svojstva (kao što je sila povlačenja) automobilskog visokonaponskog kabelski svežanj nakon presovanja ispunjava zahtjeve, u nastavku je proces presovanja. Analizirani su glavni faktori koji utiču na kvalitet presovanja kablovskih i konektorskih terminala (uključujući strukturu terminala, način presovanja, visinu presovanja i dužinu presovanja).

2.1 Struktura terminala i metoda presovanja

Trenutno, najčešće korištena struktura terminala konektora automobilskog visokonaponskog snopa ožičenja prikazana je na slici 2. Struktura terminala se može podijeliti na kontaktni dio, srednji dio i dio za presovanje. Kontaktna sekcija služi za osiguranje povezivanja konektora, prijenosa električne energije i signala; srednji dio je prijemno područje između kontaktnog dijela i presjeka, osiguravajući da se kontaktni dio i sam ne deformiraju tokom procesa presovanja, a istovremeno igraju ulogu u pozicioniranju. Jednom kada dođe do deformacije tokom procesa presovanja, to će ozbiljno uticati na performanse kabelskog svežnja automobila; sekcija za presovanje se koristi za spajanje kontaktne površine priključnog terminala i kabla pod spoljnom silom, a njegov kvalitet direktno utiče na električnu provodljivost, silu povlačenja itd. kabelskog svežnja automobila. Oblik izgleda.

The traditional closed-tube terminal and the cable are crimped by one-time crimping. The force during crimping is shown in Figure 3. The entire model can be simplified into a simply supported beam. Although the pressure F on the entire terminal crimping section remains basically unchanged, the moment M (=FL) is also different due to the difference in the length L of the force arm (with the step surface as the fulcrum) (L1>L2>L3) (M1>M2>M3). Prema teoriji sila jednostavno oslonjenih greda, moment savijanja u presjeku za presovanje L/2 je najveći, što rezultira različitim visinama savijanja (tj. visina poprečnog presjeka uvijenog dijela priključnog terminala i terminala nakon kabl je savijen), što čini visinu presovanja različitom. Stvarna kontaktna površina nakon veze je samo vrlo mali dio, koji je samo ekvivalent linijskom kontaktu. Ovo ozbiljno utječe na električna i mehanička svojstva automobilskih visokonaponskih kabelskih svežnja s velikom površinom poprečnog presjeka kabla, visokim zahtjevima za zateznim performansama i velikom dužinom presovanja (tj. dužina kontakta između terminala konektora i kabla nakon presovanja).

Kako bi se osigurala električna i mehanička svojstva automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja nakon presovanja i kako bi se izbjegla kontaktna površina koja je premala zbog različitih visina presovanja u procesu jednokratnog presovanja, nakon optimiziranog dizajna, terminali konektora kabelskog svežnja automobila visokog napona koriste segmentirane terminale. , a njegova struktura je prikazana na sl. Segmentirani terminal i kabel su presovani metodom segmentiranog presovanja. Ova metoda presovanja može smanjiti originalnu dužinu presovanja i uštedjeti prostor dizajna uzastopnim presovanjem dva dijela. Zahtjevi za silu povlačenja i provodljivost.

Metoda konačnih elemenata koristi se za simulaciju i analizu pomaka tradicionalnog zatvorenog terminala za presovanje i optimalno dizajniranog segmentiranog presjeka terminala kada se ista sila primjenjuje na presjeku za presovanje. Rezultati simulacijske analize prikazani su na slici 5. Može se vidjeti da je nakon savijanja istom vanjskom silom, presjek tradicionalnog terminala zatvorene cijevi lučni, a pomak je najveći na 1/2 proksimalnog dijela. krajnja površina, koja je kontaktna površina za presovanje između kabla i kontaktnog terminala; Presjek tipskog terminala je u obliku bubnja, a postoje dva mjesta sa najvećim pomakom. Deformacija u srednjem koraku dva presjeka je relativno mala. Tokom procesa simulacije presovanja, kabel i terminal imaju veću kontaktnu površinu, a srednja visina je veća. Oblik dva niska presjeka za presovanje formira bodljikav oblik, koji jača vezu između kabela i kontaktnog terminala.

2.2 Visina i dužina presovanja

Kako bi se osigurala električna i mehanička svojstva automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja nakon presovanja, pored usvajanja razumne strukture terminala i metode presovanja, u stvarnom procesu presovanja, visina presovanja i dužina presovanja kontaktnih terminala bi također trebale biti biti osiguran.

Ako je visina presovanja previsoka, lako je izazvati preveliki praznini u zoni presovanja, što rezultira nedovoljnom površinom kontakta između kabla i metalnog provodnika priključnog terminala, što ne može zadovoljiti snagu stiskanja koju zahteva automobilska visoko- naponski svežanj (odnosno, terminal i terminal su međusobno povezani). Sila držanja kabla), sila povlačenja i električna provodljivost, pa čak i dovode do nenormalnog radnog stanja crip terminala; ako je visina savijanja preniska, lako je slomiti jezgro kabla ili slomiti metalni provodnik u području savijanja, što nije u skladu sa kabelskim svežnjam automobila. zahtjevi za presovanje. Zbog toga se mora strogo kontrolisati visina presovanja kabla i terminala konektora. Stezaljke konektora se često savijaju pritiskom tačke, ograničavajućim pritiskom i drugim metodama. Općenito, dubina presovanja točkastog presovanja je d/2 (d je vanjski prečnik terminala). U ovom trenutku, iako se svi zazori između kabela i terminala mogu stisnuti, tlačna jama je previše duboka, što će lako dovesti do prekomjerne deformacije jezgre kabela. , je pritisnut pod oštrim uglom, što dovodi do vrha efekta električnog polja, a čak je i jezgra kabla polomljena u teškim slučajevima, što rezultira lošim električnim kontinuitetom i provodljivošću visokonaponskog kabelskog svežnja automobila. Općenito, dubina stiskanja pritiska ograničavanja je d/3. U ovom trenutku, iako je deformacija kompresije relativno ujednačena, vanjski sloj se prvo deformira kada se jezgra kabela od bakrene žice sabije, dok je unutarnji sloj u osnovi nenapregnut, a često se javlja pojava vanjske nepropusnosti i unutrašnje labavosti. , ima određeni utjecaj na njegovu električnu provodljivost.

S obzirom na nedostatke metode točkastog pritiska i metode ograničavanja pritiska, preporučuje se da se nakon optimiziranog dizajna koristi kombinacija pritiska ograničavanja i metode stiskanja točkastog pritiska za kontrolu dubine stiskanja do 0.4d , kako bi se efikasno komprimirali terminali i kablovi. Ako je dužina presovanja preduga, sila stiskanja će biti prevelika, a u isto vrijeme materijal će se gubiti, tako da će strukturna stopa iskorištenja područja presovanja biti niska; Snaga savijanja (tj. sila zadržavanja terminala na kablu) potrebna za visokonaponske kabelske svežnjake također rezultira preniskom električnom provodljivošću. Stoga, dužina presovanja kabla i terminala konektora mora biti strogo kontrolisana. Obično je formula za izračunavanje dužine presovanja La:

Gdje je: FT sila povlačenja odgovarajućeg terminala, odnosno sila povlačenja kablova različitih veličina (standardni zahtjevi su prikazani u tabeli 1); Fz je sila trenja na kontaktnoj površini između terminala i kabela; R je poluprečnik kabla nakon presovanja.

Tabela 1 Standardni zahtjevi za silu izvlačenja kablova različitih veličina

2.3 Test performansi savijanja

Kako bi se dalje razumio utjecaj strukture terminala, metode presovanja, visine presovanja i dužine presovanja u tehnologiji presovanja na električna i mehanička svojstva automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja nakon presovanja, automobilski kabelski svežanj sa nazivnom strujom od 200 A (odabrano Površina poprečnog presjeka kabla je 25mm2, a maksimalna prolazna struja je 300A) kao primjer, a provedeno je eksperimentalno istraživanje performansi presovanja relevantnog automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja. Tabela 2 prikazuje proces presovanja koji se koristi za svaki uzorak automobilskog visokonaponskog snopa žica u testu performansi presovanja visokonaponskog kabelskog svežnja automobila. Uzorak 1 usvaja tradicionalni proces presovanja, a uzorak 2 usvaja optimiziranu strukturu terminala i proces presovanja. Način spajanja, dužina presovanja i tradicionalna visina presovanja, uzorak 3 usvaja optimalno dizajniranu strukturu terminala, metodu presovanja, visinu i dužinu presovanja. Rezultati ispitivanja performansi presovanja automobilskog visokonaponskog snopa ožičenja prikazani su na slici 6. Može se vidjeti da su električna i mehanička svojstva uzorka 3 najbolja. Ovo pokazuje da optimizirani dizajn procesa presovanja može osigurati visok kvalitet i visoke performanse nakon presovanja automobilskih visokonaponskih kabelskih svežnja.

Tabela 2 Tehnologija presovanja koja se koristi za svaki uzorak automobilskog visokonaponskog svežnja žica

3. Zaključak

Polazeći od zahtjeva za performansama i upotrebnih karakteristika automobilskih visokonaponskih kabelskih svežnja, ovaj rad analizira glavne faktore (struktura terminala, način presovanja, visina presovanja i dužina presovanja) koji utiču na kvalitet presovanja kablova i priključaka konektora u procesu presovanja. i predložene prijedloge dizajna optimizacije. Kroz relevantni test performansi presovanja automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja, potvrđeno je da segmentirano krimpovanje ima bolja mehanička svojstva od presovanja cijelog presjeka, a metoda presovanja koja kombinuje pritisak ograničavanja i pritisak u točki se koristi za razumnu kontrolu visine i presjeka dužine kako bi se osigurale bolje mehaničke i električne performanse automobilskih visokonaponskih kabelskih svežnja.