摘 要：本文主要介紹AN24 型按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理與裝配工藝分析，針對開關(guān)在裝配過程中易出現(xiàn)換向不清晰、按動卡滯、接觸電阻不穩(wěn)定等問題，提出解決的措施。

　　AN24 型按鈕開關(guān)為雙路按通無照明按鈕開關(guān)，適用于在電子和機(jī)電設(shè)備中起電路轉(zhuǎn)換控制作用，具有非密封、非短路型、瞬時(shí)動作。

　　一、按鈕開關(guān)的工作原理及性能指標(biāo)要求

　　該按鈕開關(guān)是一種直線驅(qū)動開關(guān)，由按鈕組（執(zhí)動機(jī)構(gòu)）、基座組（接觸機(jī)構(gòu)）、外殼、八方螺母、墊圈、彈簧墊圈等部分組成。

　　在外力作用下，按鈕組（執(zhí)動機(jī)構(gòu)）的運(yùn)動，帶動按鈕、接觸組一起向下作軸向運(yùn)動，促使接觸組與基座組內(nèi)定接觸組實(shí)現(xiàn)接通。當(dāng)外力消失后，在復(fù)位簧的作用下，按鈕組等零件回到原位，同時(shí)開關(guān)斷開，從而實(shí)現(xiàn)電路的轉(zhuǎn)換。

　　（一）執(zhí)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

　　執(zhí)動機(jī)構(gòu)（按鈕組）是本開關(guān)的重要組成部分，它是由按鈕、接觸組、基座、套圈、壓簧、墊圈、鋼球等8 個(gè)零件組成。

　　其功能是當(dāng)按鈕受外力作用時(shí)，帶動接觸組等一起向下作直線運(yùn)動，同時(shí)壓縮復(fù)位壓簧，促使接觸組與基座內(nèi)接觸組接觸，實(shí)現(xiàn)通斷功能。當(dāng)外力消失后，在復(fù)位簧作用下，按鈕等零件回復(fù)原位。

　　（二）按鈕的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

　　按鈕是本開關(guān)的一個(gè)關(guān)鍵部分，它由按鈕頭、推桿圓鉚組成。按鈕在執(zhí)動機(jī)構(gòu)中起著至關(guān)重要的作用，它的裝配質(zhì)量高低直接影響了整個(gè)開關(guān)的終成功與否。

　?。ㄈ┗M的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

　　基座組件是本開關(guān)的接觸機(jī)構(gòu)，它由接觸組、焊片、基座、鉚釘?shù)攘慵M成。為保證接觸組接觸穩(wěn)定可靠，需保證1、2、3、4 接觸點(diǎn)位置鉚裝后達(dá)到φ7.6mm。

　　要達(dá)到該尺寸無形中增加了裝配過程中的難度。在執(zhí)動機(jī)構(gòu)內(nèi)的接觸組向下運(yùn)動并且與之接觸過程中，接觸簧片發(fā)生彈性變形，帶動接觸點(diǎn)與接觸組可靠接觸，實(shí)現(xiàn)電路導(dǎo)通，當(dāng)外力消失后，接觸簧片帶動接觸點(diǎn)回復(fù)原位。

　　二、開關(guān)裝配過程中易出現(xiàn)的質(zhì)量問題

　?。ㄒ唬╅_關(guān)接觸電阻不可靠的問題

　　接觸電阻主要受材料的物理性能，接觸壓力，幾何形狀，接觸電流和通電流的時(shí)間，接觸材料的化學(xué)穩(wěn)定性，抗電侵蝕性，抗磨性等因素的影響。

　　1 材料的物理性能

　　a）接觸電阻與接觸材料的電阻率有密切關(guān)系，在相同條件下，電阻率高的材料其接觸電阻也高。

　　b）接觸電阻與材料的硬度有關(guān)，同種材料，在相同接觸條件下，硬度較高的狀態(tài)比硬度較低的狀態(tài)接觸電阻高。

　　2 接觸壓力

　　選擇穩(wěn)定的接觸壓力，使接觸對保持良好的接觸。

　　3 幾何狀態(tài)

　　a）觸頭曲率半徑在相同壓力下，觸頭曲率半徑大則按接觸面積大，接觸電阻小。觸頭壓力很小的接插件和小容量的觸頭，多用點(diǎn)一點(diǎn)接觸或點(diǎn)一面接觸形式。較大容量的觸頭則多采用線接觸或面接觸形式。

　　b）表面光潔度：

　　觸頭表面光潔度越差，越容易污染和生成晦暗薄膜，接觸電阻越大。

　　4 接觸電流和通電流的時(shí)間

　　接觸電阻在一定范圍內(nèi)受接觸電流大小的影響，但影響不大。

　　5 其他因素

　　包括接觸材料的化學(xué)穩(wěn)定性，抗電侵蝕性，抗磨性等影響接觸電阻的大小和穩(wěn)定性。

　　綜上所述，在裝配中會影響接觸電阻的因素是觸點(diǎn)間的接觸壓力、觸點(diǎn)在鉚接時(shí)的表面光潔度以及觸點(diǎn)表面是否清潔。如圖 1 所示。

圖 1 接觸電阻與接觸壓力關(guān)系圖

　　隨著觸點(diǎn)壓力的增加，而接觸電阻逐漸減小，但當(dāng)接觸壓力達(dá)到一定值時(shí)，則接觸電阻基本穩(wěn)定，在接觸電阻穩(wěn)定的前提下，當(dāng)接觸壓力過大，將直接影響開關(guān)使用壽命，使開關(guān)早期失效，且手感也不好。

　　另一方面，觸點(diǎn)在鉚接時(shí)，鉚頭成型面的光潔度也是很重要的，而且鉚接完成后，需對觸點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)行清洗、清潔，提高觸點(diǎn)的抗氧化能力。

　　6 除以上原因外對本開關(guān)來說，基座內(nèi)4 個(gè)接觸組鉚裝后的接點(diǎn)位置對開關(guān)的接觸電阻、手感等也有至關(guān)重要的影響。如φ7.6mm 尺寸過小，易造成開關(guān)換向不清晰、手感差；若該尺寸偏大，易造成開關(guān)接觸不可靠，或完全不接觸，從而導(dǎo)致開關(guān)失效。

　　（二） 開關(guān)出現(xiàn)卡死現(xiàn)象

　　本開關(guān)執(zhí)動機(jī)構(gòu)內(nèi)的上座是執(zhí)動機(jī)構(gòu)內(nèi)的重要零件，執(zhí)動機(jī)構(gòu)的按壓動作與復(fù)位等功能主要在上座內(nèi)進(jìn)行，它與各零件間的配合較多。

　　因其由熱固性塑料材料壓制而成，受壓制過程中壓力、時(shí)間等條件影響，會出現(xiàn)尺寸超差或飛邊未打凈的情況，且本開關(guān)的按鈕頭高出外殼4mm，對按動偏載較敏感。在裝配中若對零件自檢不充分，選用了不合格零件裝入開關(guān)后，極易造成按鈕在沿圓周按動時(shí)，上座邊緣卡進(jìn)按鈕頭內(nèi)，導(dǎo)致開關(guān)卡死失效。

　　（三）換向不清晰、按動卡滯

　　本開關(guān)在按動過程中換向是否清晰、可靠是本開關(guān)的重要驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。執(zhí)動機(jī)構(gòu)中按鈕的裝配質(zhì)量起著重要作用。在裝配過程中，推桿與按鈕頭鉚接后若未達(dá)到裝配工藝要求，出現(xiàn)松動或沿軸向轉(zhuǎn)動，那么總裝后就會出現(xiàn)接觸組在與基座內(nèi)的接觸組接觸過程中晃動或動作不均衡，從而導(dǎo)致按動時(shí)換向不清晰或卡滯現(xiàn)象。

　　三、開關(guān)的裝配方法及解決措施

　　1. 準(zhǔn)備零組件、自檢零組件

　　按照開關(guān)的型號準(zhǔn)備所需的零件，用目測、量測兩種方式選出合格零件，用酒精清洗后晾干。

　　2. 裝配基座組件

　?。?）將基座按型號要求打印。

　?。?）將接觸組裝入打印好的基座內(nèi)，將鉚釘穿過接觸組和基座后與焊片鉚緊。

　?。?）用專用夾具調(diào)整接觸組的位置。

　　在這道工序中，要注意的問題是接觸組應(yīng)與焊片鉚緊，焊片應(yīng)能承受10N 的軸向拉力和3N 的切向拉力而無松動。

　　另外接觸組經(jīng)調(diào)整后，應(yīng)能使接觸位置基本處于φ7.6mm 圓周上。量測后若未達(dá)要求，應(yīng)重新調(diào)整，否則易使開關(guān)出現(xiàn)接觸不可靠現(xiàn)象或手感差等問題。

　　3. 裝配按鈕組件

　?。?）將按鈕頭與推桿在專用夾具上圓鉚在一起。

　　推桿應(yīng)鉚緊無松動，無繞軸線的轉(zhuǎn)動，無歪斜，且應(yīng)對圖紙要求的13.8mm 尺寸進(jìn)行自檢，否則易導(dǎo)致開關(guān)總裝后換向不清晰、卡滯甚至卡死。

　　4. 裝配按鈕組組件

　?。?）用專用夾具將鋼球、壓簧壓入按鈕內(nèi)。

　　在這道工序中，要注意的問題是兩鋼球壓入按鈕后，應(yīng)限止在φ10.7mm 范圍內(nèi)運(yùn)動。若超出這個(gè)范圍，會影響開關(guān)的換向性能和動作特性。

　?。?）將復(fù)位壓簧、上座、接觸組裝入按鈕內(nèi)，用卡圈夾緊。

　　按動按鈕頭，應(yīng)聽到按鈕組清晰的換向聲。

　　5.總裝

　　（1）將按鈕組裝入外殼后，再裝上彈簧墊圈旋入基座組。

　?。?）依次裝入墊圈及八方螺母。

　?。?）測量開關(guān)的接觸電阻、按動力、絕緣電阻、抗電強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定的要求。

　　四、結(jié)論

　　通過對開關(guān)的結(jié)構(gòu)原理及裝配過程分析，總結(jié)出了影響開關(guān)接觸電阻和換向性能、按動卡滯的原因及解決措施，在實(shí)際裝配使用，產(chǎn)品合格率從之前的80%提高到95%以上，從而提高了產(chǎn)品的裝配效率和降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。