一种用于嵌件成型制作汽车连接器的PIN针及其加工工艺的制作方法

本发明涉及一种用于嵌件成型制作汽车连接器的pin针及其加工工艺。

背景技术：

1、pin针（又称插针、端子针）是连接器中用于导电及信号传输的金属元件。

2、其性能直接决定连接器的电气可靠性、机械寿命和环境适应性。传统pin针多采用碳化钨硬质合金或铜合金材料，通过机加工或粉末冶金成型，再经表面处理制成。在汽车连接器领域，尤其是涉及嵌件成型（insert molding）工艺时，pin针需要预先放置在注塑模具中，与塑料壳体一体注塑成型，这对pin针的尺寸精度、定位稳定性以及与塑料的结合力提出了极高要求。

3、目前，现有技术中的pin针通常采用分体式结构设计，即接触部、卡接部和焊接部分别加工，再通过过盈配合、铆接或激光焊接等方式组装成整体。然而，这种分体式结构存在以下显著缺陷：

4、（1）连接可靠性差：分体式结构依靠机械配合或焊接连接，在汽车发动机舱内高频振动、温度剧烈波动（-40℃～150℃）的严苛环境下，连接处极易产生微动磨损、应力松弛甚至松脱，导致接触电阻增大或信号中断，严重影响行车安全。

5、（2）嵌件成型定位困难：分体式pin针在注塑模具中难以实现精确、稳定的轴向和径向定位。注塑时高速高压的塑料熔体冲击易使pin针发生偏移、弯曲或“冲歪”，造成包胶不均、外露尺寸超差，废品率高。

6、（3）密封防渗性能不足：分体式结构的接缝处存在微观间隙，注塑时塑料难以完全填充，且使用过程中水分、盐雾等腐蚀性介质易沿接缝渗入连接器内部，导致绝缘电阻下降或电化学腐蚀。

7、（4）加工与装配工序复杂：分体式零件需分别进行车削、冲压、热处理、电镀等工序，再经人工或自动化组装，步骤繁多，累计公差大，生产效率低，成本高，难以满足汽车行业大规模、高一致性生产需求。

8、（5）电镀工艺受限：分体结构各部件需单独电镀或组装后整体电镀，前者增加工序，后者则因不同材质（如硬质合金与铜合金）电位差导致镀层不均匀，影响接触电阻和耐腐蚀性。

9、针对上述问题，虽有部分现有技术尝试采用一体式车削成型，但受限于刀具可达性和材料去除率，难以加工出带有复杂卡槽、限位台阶和焊接部异形轮廓的细长pin针，且车削产生的残余应力易导致产品变形。此外，现有工艺对pin针总长、各卡槽宽度、弧形槽等关键尺寸缺乏系统性参数优化，导致产品一致性和模具适配性不足。

技术实现思路

1、本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种用于嵌件成型制作汽车连接器的pin针及其加工工艺的技术方案，将pin针本体、卡接部和焊接部设置为一体成型结构，彻底消除了传统分体式设计中因过盈配合或焊接而存在的松脱风险，确保了pin针在嵌件成型及后续汽车使用过程中的结构完整性和连接可靠性，尤其适用于存在振动和温度变化的严苛车载环境，连接可靠性与结构稳定性显著提升。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种用于嵌件成型制作汽车连接器的pin针，其特征在于：包括

4、pin针本体，pin针本体的端部设有pin针头，pin针头与pin针本体组成接触区域；

5、卡接部，卡接部设于pin针本体的另一端；

6、以及焊接部，焊接部通过衔接部连接于卡接部。

7、该pin针提供了清晰的功能分区，确保其能同时满足与对配端子接触（接触区域）、在嵌件成型模具中精准定位（卡接部）以及与线缆或电路板连接（焊接部）的多种需求，奠定了产品整体功能的基础。

8、进一步，pin针头的端面与焊接部的端面之间的距离为l1，80mm≤l1≤85mm，确保了该pin针能够适配特定型号的汽车连接器外壳和嵌件成型模具的尺寸要求，保证了安装的适配性。

9、进一步，pin针本体的端面与卡接部之间的距离为l2，25mm≤l2≤27mm，保证了pin针与对配端子有足够的接触面积，从而确保了稳定、低电阻的电接触性能。

10、进一步，卡接部包括第一限位部、第二限位部、阻挡部和固定部，第一限位部靠近pin针头，第二限位部和阻挡部位于固定部与第一限位部之间，通过设置多个限位部和阻挡部，实现了在嵌件成型过程中对pin针进行轴向和径向的多重、精确定位，有效防止注塑压力下pin针发生位移或偏斜。

11、进一步，第一限位部与第二限位部之间设有第一卡槽，第一卡槽的宽度为l3，3.5mm≤l3≤4mm，使其能够与模具中的定位机构精确配合，提供了可靠的轴向定位，防止pin针在注塑时被冲出或顶回。

12、进一步，第二限位部与阻挡部之间设有第二卡槽，第二卡槽的宽度为l4，3.5mm≤l4≤4mm，增强了pin针与成型塑料之间的结合力，并能有效防止液体沿pin针表面渗入连接器内部。

13、进一步，阻挡部与固定部之间设有第三卡槽，第三卡槽的宽度为l5，2.2mm≤l5≤2.5mm，该卡槽与注塑成型后的塑料形成互锁结构，起到了锚固作用，极大地增强了pin针在连接器中的保持力，有效防止其因受到外力而被拉出或转动。

14、进一步，pin针头的端部设有定位孔，pin针头与pin针本体之间设有弧形槽，定位孔为后续电镀工序的悬挂提供了便利，同时也是自动化产线中识别和抓取产品的定位基准；弧形槽则作为应力释放结构，能有效分散pin针头在插拔过程中受到的弯曲应力，防止其根部断裂。

15、进一步，pin针头本体、卡接部和焊接部为一体成型结构，其材质采用紫铜，采用紫铜材质并一体成型，既保证了优异的导电导热性能，又从根本上消除了分体结构存在的连接强度和松脱风险，显著提升了产品的电气连接可靠性和使用寿命。

16、一种如上述的用于嵌件成型制作汽车连接器的pin针的加工工艺，其特征在于包括如下步骤：

17、s1、割料

18、a、把型材放入割料机的定位工装上，调整型材位置，送至送料夹块，依次启动割料机的气缸、电机和水泵，并确认割料宽度，按下启动按钮自动割料，第一次切割下的料头放入报废框，测量第二次割下的产品，直至检测合格，控制进给量400～600mm；

19、b、在下料过程中及时整理流下来的产品在，用气枪吹去表面皂化液，检查外观，整齐放入流转箱内输送至下一个工位；

20、s2、粗车

21、a、将车床的液源压力控制在2.5～4.5mpa，将皂化液浓度控制在4～6%；

22、b、将割料后的产品的焊接部与衔接部放进铜套后，再放入夹具，产品推到底定位，再夹紧工件，按下启动开关，车床自动对接触区域与卡接部进行粗车车削；

23、c、将车削完成的产品取出，整齐放置在周转箱中，用气枪清理夹具刀具上的铜沫，并检查各刀具；

24、d、将车削后的产品的接触区域与卡接部放进铜套后，再放入夹具，产品推到底定位，再夹紧工件，按下启动开关，车床自动对焊接部与衔接部进行粗车车削；

25、e、将车削完成的产品取出，整齐放置在周转箱中，用气枪清理夹具刀具上的铜沫，并检查各刀具；

26、s3、挤压成型

27、a、清洁冲床上的台面及模具，将步骤s2完成的产品放置在冲模定位槽内，端面与模具定位面贴合，按压按钮，冲床下压完成冲压切边，形成所需的焊接部和衔接部，待冲床的液压机完全回位后，将产品从下模具中取出，整齐放置在周转箱内；

28、b、清理附着在上模具的废料，用气枪清理下模具，第一模腔和第二模腔内无铜沫异物；

29、s4、精车

30、a、首先将挤压成型后的产品的接触区域放入铜套，通过夹具进行夹紧固定，并将卡接部和焊接部裸露在外面，车床的液源压力控制在2.5～4.5mpa，将皂化液浓度控制在4～6%，通过车床进行精车车削，依次形成固定部、第三卡槽、阻挡部、第二卡槽、第二限位部、第一卡槽和第一限位部，精车车削时，车床采用外圆刀和外槽刀，外圆刀的转速为1800r/min，进给量为0.08～0.1mm/r，外槽刀的转速为1200r/min，进给量为0.03～0.1mm/r；

31、b、然后将加工后的产品的焊接部放入铜套，使接触区域裸露在外部，车床的液源压力控制在2.5～4.5mpa，将皂化液浓度控制在4～6%，通过车床进行精车车削，依次形成pin针本体和pin针头，并沿pin针头和pin针本体之间钻取弧形槽，再沿pin针头的端部钻取定位孔，精车车削时，车床采用外圆刀、金刚石外圆刀、钻头和倒角刀，外圆刀的转速为1600r/min，进给量为0.1～0.15mm/r，金刚石外圆刀的转速为1800r/min，进给量为0.03～0.06mm/r，钻头的转速为1800r/min，进给量为0.03～0.1mm/r，倒角刀的转速为2000r/min，进给量为0.1～0.2mm/r；

32、d、最后用气枪清理刀具上的铜沫，检查各刀具是否损坏；

33、s5、固定孔钻孔

34、将精车后的产品放入数铣结合定位工装内，液源压力控制在2.5～4.5mpa，将皂化液浓度控制在4～6%，启动按钮，对固定部上通过成型钻钻取固定孔，成型钻的转速为1500r/min，进给量为50～100mm/r，钻孔结束后，取出产品并放入周转箱中，用气枪清理铜沫；

35、s6、电镀硬银

36、将钻孔后的产品进行抛轮去毛刺处理，处理后通过悬挂绳穿过固定孔后放入电镀槽进行镀银。

37、该加工工艺通过精确控制各工序中的工艺参数，形成了一个协同作用的整体工艺方案，不仅实现了产品的一体化高效生产，更重要的是，这些参数的综合控制确保了最终产品能够达到前述各项尺寸精度和表面质量要求，从而保证了pin针的整体性能。

38、进一步，步骤s3中的冲床包括底板、顶板、下模具和上模具，下模具通过底座连接于底板，上模具连接于顶板，顶板通过液压缸连接于底板的上方，下模具的顶面设置有相互连通第一模腔和第二模腔，第一模腔内设置有压紧组件、第一安装板和倾斜块，第一安装板可拆卸连接于第一模腔内，两个第一安装块之间固定连接有下压块，下压块的顶面上设置有下冲模定位槽，倾斜块位于第二模腔和下压块之间，上模具的底面上设置有第二安装板，第二安装板上设置有上压块和梯形块，上压块上设有与下冲模定位槽相匹配的上冲模定位槽，梯形块通过第三安装板可拆卸连接于第二安装板，梯形块与上压块之间配合形成倾斜槽。通过设置相互配合的上模具和下模具，以及位于模具内的定位槽、倾斜块和梯形块等结构，实现了在一次冲压动作中同时完成对产品的切边和预成型，保证了焊接部和衔接部形状的精确性与一致性，提高了模具的耐用性和生产效率。

39、进一步，压紧组件包括u形块、卡块、推杆和压紧块，压紧块通过推杆连接于卡块，卡块可拆卸连接于u形块上，u形块可拆卸连接于下模具的侧面。该组件通过推杆和压紧块的设计，在冲压时能从侧面将产品牢牢固定在下模具的定位槽中，有效防止了产品在受到巨大冲击力时发生位移，显著提升了冲压成型工序的良品率。

40、进一步，下模具的顶面上位于第二模腔的另一侧设置有挡板。在下模具上设置挡板，起到了限位和阻挡的作用，一方面可以作为产品放入时的侧向定位基准，另一方面可以防止冲压废料飞溅，提高了操作的安全性和模具区域的清洁度。

41、本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

42、1、本发明通过将pin针本体、卡接部和焊接部设置为一体成型结构，彻底消除了传统分体式设计中因过盈配合或焊接而存在的松脱风险，确保了pin针在嵌件成型及后续汽车使用过程中的结构完整性和连接可靠性，尤其适用于存在振动和温度变化的严苛车载环境，连接可靠性与结构稳定性显著提升。

43、2、本发明采用一体式结构和本发明的加工工艺，省去了分体式零件分别加工及后续装配的繁琐步骤。通过“割料-粗车-挤压成型-精车-钻孔-电镀”的流水线式工艺，特别是利用冷挤压成型技术直接形成焊接部和衔接部的复杂轮廓，实现了近净成形，大幅减少了材料浪费、加工时间和人工成本，提高了生产效率，加工工序简化与成本降低。

44、3、本发明通过对pin针总长度、本体与卡接部距离、以及第一卡槽、第二卡槽、第三卡槽的宽度进行精确的参数化限定，并结合粗车、精车工序中具体的主轴转速、进给量等工艺参数的控制，保证了批量生产过程中产品尺寸的高度一致性，满足了汽车连接器对pin针精度的苛刻要求，确保了其在自动化嵌件成型设备中的顺畅使用，尺寸精度与产品一致性高。

45、4、本发明选用紫铜作为基材，并配合最终的电镀硬银工艺，使得pin针具备了极低的接触电阻和优异的导电性能，保证了信号和电流的高效传输。同时，硬银镀层赋予了pin针良好的耐磨性和耐腐蚀性，有效抵御了汽车发动机舱内常见的高温、潮湿及化学腐蚀，显著延长了产品的使用寿命，具有优异的导电与耐腐蚀性能。