压线钳质量控制及管理改善研究

压线钳质量控制及管理改善研究

李赓刘帅军

中车株洲电力机车有限公司 湖南.株洲 412001

摘要：线缆压接作为机车组装过程中的主要的电联接手段，直接影响到电力机车的运行质量，压接的可靠性深受压接工具质量的影响，现有的压接工具质量检测周期不能完全保证压接可靠性，生产现场发现多起质检期内压线钳质量问题。本文从工艺角度出发，从压接对象及压接工具属性两个方面，分别对三种常用压线钳进行压接性能测试和分析，制定压接工具质量检测建议方案;同时针对生产现场现有的压接工具管理制度，提出一定改善方案。

关键词：压接工具 质量检测 管理方案改进

1 概述

目前压接工具（以下称压线钳）质量检测周期为6个月，检测方式为破坏性拉力试验，如果压接样品的拉力值大于规定值，则可以证明工具性能完好。

日常生产中曾发生多起接线端头脱落的情况，经检测均为送检前压线钳质量问题所致，因此本文从工艺角度出发，以MH860型、1212057型、1212045型三种常用压线钳为研究对象，通过分析工具属性和压接数据制定一套更加详尽的检查方案。同时针对压线钳的日常管理提出适当建议。

2 压接工具问题分析

在日常电力机车组装过程中，线缆压接工序十分常见，一台完整的电力机车往往对应着成千上万次线缆压接，而压接质量又是重中之重，压接工具的性能对压接质量影响重大，从而影响整车质量。

2.1 压接方式分类

电力机车组装中，小线的压接方式主要有：管状端头压接、插芯压接、绝缘套筒端子压接。

对应的常用压接工具有：四方压线钳（1212045型，管状端头，如图2-1）、DMC压线钳（MH860型，插芯，如图2-2）和双点压线钳（1212057型，绝缘套筒端子，如图2-3）。

图2-1 四方压线钳 图2-2 DMC压线钳 图2-3 双点压线钳

2.2 影响压接工具质量的因素

目前压接工具质量管理办法为周期送检，也就是到达送检期后，由操作者提供3个同横截面积同端头的样品，对样品进行破坏性拉力试验，若试验结果拉力值均≥技术要求拉力值，则可确定压接工具性能完好。

一般的手动压接工具的压接原理十分相似，是指通过施加压力导致电缆上端头变形或形成几何形状从而使其与线缆永久连接，一般的压接工具结构如图2-7所示。

图2-4 压线钳组成图

因此，压接质量问题可以归结为端头固定不足导致，观察分析工具属性后，可将压接工具性能的影响因素归为以下两点：①压接口磨损；②压接弹片失效。

3 压接工具质量检测方案建议

现有的压接工具管理方式有两类：①工具室借记；②班组自行管理。为减少送检周期长对压接工具质量的影响，现制定一套符合现场工具使用的检验方式。制定压接工具实时检测（日检），并从工具属性入手进行专项检测（每月）。

3.1 压接工具短期实时检测（日检）

制作记录表格，每日对压接工具外观检查，保证端子压接关键过程的工具状态，及时发现不合格产品，避免因压接工具的不良状态而造成的大量排查。

针对工具结构制定以下检测方式：

（1）首先确认工具状态良好，钳口清洁，无明显裂痕和缺口，无铜丝或其他异物；

（2）确认工具型号标识及工具代码是否完好：工具型号标识一般位于钳口周围的金属区域，检查时观察字体是否清晰无磨损；

（3）检查回弹性能是否完好：施加一定外力，测试钳口完全闭合前工具是否产生回弹；

（4）确认质检标签是否完好：粘贴牢固，表面无污垢，字迹清晰，标签应张贴于工具手柄处，切忌覆盖工具属性信息。

3.2 压接工具专项检测（月检）

短期的实时检测能保证压接工具的正常使用，但长期用作线缆压接，磨损逐渐积累，是导致压接工具质量问题的主要原因，因此在短期检测和拉力实验间设置专项检测，分析不同种类的压线钳的工具属性或压接对象，通过压接实验或通止规实验方式提出压接工具的合格条件。

3.2.1 四方压线钳专项检测

四方压线钳（1212045型）钳口由四块三角形棱体结构构成，如图3-1所示，施加外力时，压模同时闭合，在完全闭合前，四块压模间的空隙近似呈正方形四块压模其中有一对紧固边含有锯齿状结构，增强固定效果。

图3-1 四方压线钳压模

因为压接后的管状端头形状相同，因此可以从压接对象的尺寸入手对该类压线钳的专检规定标准，选用多支送检期内的四方压线钳进行压接实验，样品选用1.5mm2线缆及管状端头，使用游标卡尺测量压边尺寸，实验结果如表3-1所示：

（备注：表格中尺寸格式为：光滑边/锯齿边）

表3-1 四方压线钳压接实验数据表 单位：mm

样品尺寸数据分布如图3-2所示：

图3-2 样品尺寸数据分布

分析以上数据可以得出，长期压接操作可能会使压模受力发生变化，导致样品形状更趋近于矩形，且光滑边较长，锯齿边较短，如图3-3所示，因此以尺寸作为判断条件需要进一步讨论，需进一步测试电气性能。

图3-3 异常样品（矩形）

3.2.2 双点压线钳专项检测

双点压线钳（1212057型）钳口有三处压模，压接线径范围分别是：0.5~1.5mm2、1.5~2.5mm2、4~6mm2。压接线环时，施加外力使钳口闭合，使线环产生形变，形成两处压痕，靠近接头处压痕使线环套与线芯直接连接，另一处与线缆绝缘层连接，压痕处有对应压模尺寸标记，如图3-4所示。

图3-4 双点压线钳压接样品

双点压线钳对同型号线环压痕相同，因此同样可以从压痕尺寸入手分析压接可靠性，选用多支刚完成送检的双点压线钳进行压接实验，用钳口1压接1-4型FOT线环。分析样品尺寸数据，制定专项标准。实验数据如表3-2所示，得到的样品数据折线图如图3-10所示。

表3-2 1-4型FOT线环压接数据 单位：mm

图3-5 1-4型FOT线环压接尺寸数据

由压接尺寸折线图可以看出线环压接尺寸折线趋势比较平稳，波动幅度不大，切同一线环的后端宽度普遍比前端更宽，最大尺寸样品满足拉力实验要求，因此在专项检测时，可制定钳口1压接1-4型FOT线环的合格区间，前端低于3.28mm，后端低于3.44mm即可。

使用钳口2压接2.5-3型FOT线环，得到的实验数据如表3-3所示，得到的样品数据折线图如图3-11所示。

表3-3 2.5-3型FOT线环压接数据 单位：mm

由压接尺寸折线图可以看出除个别数据外，前后端压接尺寸数据分布较为平稳，考虑到在不损坏线环的情况下，尺寸越小，固定性越强，压接可靠性越高，最大尺寸样品满足拉力实验要求，可指定钳口2压接2.5-3型FOT线环的合格区间，前端低于3.54mm，后端低于3.76mm。

图3-6 2.5-3型FOT线环压接尺寸数据

考虑到不同型号线环的属性不尽相同，本文还对其他型号的线环进行了压接实验，在工具代码相同、线芯横截面积一致的情况下，不同螺纹孔径的线环的压接尺寸的确存在差异，因此本实验的缺陷在于只能对特定型号的线环提出一种合格区间。

3.2.3 DMC压线钳专项检测

DMC压线钳（MH860型）有四块锥形压模，通常用作插芯的压接，如图3-12，由于压痕小，不易测量。

图3-7 DMC压线钳钳口

观察分析DMC压线钳属性后发现钳口完全闭合时仍会留有空隙，可以通过观察压模的闭合程度来判断压接可靠性，因此可以引用通止规进行专项检测。

通止规是量具的一种，在实际生产中大批量的产品若采取用计量量具（如游标卡尺，千分表等有刻度的量具）逐个测量很麻烦，合格的产品是有一个度量范围的，在这个范围内的都合格。如图3-13所示，绿色部分称为通规，另一头红色部分称为止规，侧面显示的数据为对应针形头的尺寸。

图3-8 通止规示意图

查阅资料可以得到，DMC压线钳可以采用G125 GAGE(M22520/3-1)型通止规，其中通规直径为0.99mm，止规直径为1.12mm，测量时对压线钳施加外力使压模完全闭合，若通规入，止规不入，则证明压线钳正常。对比压接实验，此方法更为便捷。

4 压接工具管理改善建议

4.1 压接工具管理问题

现有的压接工具管理方式分为班组管理和工具室管理，其中班组管理一般将压线钳直接发配道进行压接工序的员工手上，同一只压线钳会在多名员工手上流动；工具室采用一般登记方式管理压线钳的借记，这使得压线钳的质量问题得不到及时追溯，无法发现问题原因。

4.2 改善建议

利用信息化工具管理方式，统计所有在生产现场流动的压接工具，建立网络工具库，对每一只压线钳建立分台账，员工采用压线钳作业时，可以通过扫描二维码的方式填写使用者、车型等信息。最后录入总台账，在发现问题时可以及时查阅，追溯问题信息。参与压接工序的班组每日进行压线钳使用情况统计；工具室在借记工具时提醒借物员工填写相关信息，并每周统计一次压线钳使用情况。工具管理人员对两项管理进行不定期抽查，并每月完成一次记录归档。具体使用流程如图3-14。

图3-9 压接工具管理流程图

5 总 结

本文在分析三类常用压线钳的工具属性后，制定了一套详细的压接工具检测方式；同时针对现有压线钳的管理提出一定改善建议。具体有以下几点优势：

基本克服质检周期长这一困难，丰富现场压接工具的检测方式，可以在短期内检测出压线钳的质量问题，加强现场对压接工具管理；提出压接工具信息化管理初步构想，加强压接工具的可追溯性，分别针对工具库和班组现状提供设想，进一步提升压接工具的质量管理。

同时，论文也存在一些不足：

1、没能进一步探究四方压线钳压接形状对管状端头电气性能的影响；需要后期送往相关检测部门进行电气性能实验

2、管理建议思考不够深刻，没有提出完整方案，后续要深入现场，结合员工的作业习惯，发掘更多的可行方案。

参考文献

[1]侯明娟,李娟.线束制作之特殊过程——端子压接的质量控制.[J].内燃机与配件,2018:253.

[2]刘贵春,杨峰,滕熙伟,李政,杨旭红.汽车线束智能制造基础——端子压接控制.[J].汽车电器,2017,(11):83-87.

[3]燕云捷,司书宾.基于组件的车间工具管理系统研究.[J].制造业自动化,2006,28,(4):53-57.

作业简介: 李赓，助理工程师，2019年毕业于西南交通大学电气工程及其自动化专业，长期从事轨道交通电气工艺技术研究工作。