摘要：文章简述了微动开关的研制，该产品的主要性能、结构特点和设计理念。这种开关具有体积小，行程短，高可靠性等特点。
关键词：微动开关；技术指标；可靠性；机械寿命
1引言
开关的种类繁多，按照结构分类有微动开关、钮子开关、拨动开关、按键开关，还有时尚潮流的薄膜开关、点开关等。其中微动开关是具有微小接点间隙和快动机构，用规定的行程和规定的力进行卡关动作的接点机构，其开关的触点间距比较小。微动开关在需频繁换接电路的设备中进行自动控制及安全保护等，广泛应用在电子设备、仪器仪表、电器设备，以及航天、航空、舰船、导弹、坦克等军事领域，开关虽小，但起着不可替代的作用。本文所介绍的KW-811属于微动开关，其中阐述该产品的性能、设计结构、动作特性及可靠性等内容。
2 KW-811微动开关的性能
2.1主要技术指标及外形尺寸如下：
外型尺寸 12.5mm×6.5mm×5mm
接触电阻 ≤40mΩ
绝缘电阻 ≥1000MΩ
介质耐电压 1000Vdc
触点回跳 ≤6ms
机械寿命 15000次
电寿命 5000次
2.2使用环境要求与其它特殊要求如下：
温度范围 -65℃～+125℃
振动 10～2000Hz
冲击 1000m/s2
盐雾 96h
耐湿 交变240h
3 产品结构设计
3.1设计依据及工作原理
该产品是根据用户提供的国外样品进行仿制的，是激光制导仪控制系统的一个关键元件。根据产品的特殊性能要求，在设计中考虑到开关动作的精密性、一致性及环境性，考虑到整机使用中的互换性，其结构形式、外形尺寸、动作尺寸、要完全符合国外样品。该产品是一种单刀双掷的小间隙的精密微动开关，是有基座、按钮、动簧片组及两个静簧片引出端组成，其工作原理如图所示：
a）两种不同规格尺寸的簧片装入基座，做为开关的两个引出端。
b）将动簧片组装入基座，簧片（2）卡入簧片（1）和接线端之间，在簧片（2）的作用下簧片（1）形成弓形，其作用力使动触点与引出端相接，形成一组常闭接点。
c）按动促动件（按钮）按力使簧片（1）变形，断开原接点，接通下引出端，实现了一次动作转换。
d）当外力消除，簧片（1）又恢复原始状态，这样完成了开关的一次动作循环。3.2动作特性
微动开关主要用于机械电子控制设备中，因此，驱动力，预行程，超行程，动作力是该产品的主要参数要求，其工作特性如下：
当开关不工作时，促动件处于自由位置，此时微动开关是由一组常开和一组常闭接点组成，动簧片组是公共端。
在作用力下，促动件和动簧片组发生正向动作的位置变化，使开关转换为闭合的常开，常开的闭合，其作用力就是卡关的驱动力，而从自由位置到动作位置的位移就是预行程。
将促动件从动作位置开始压至全行程位置时产生的位移既是开关的超行程。在技术要求中所指的行程就是超行程。
3.2可靠性设计
该产品在整机中是一个重要的控制元件，基于整机的特殊需求，该产品的动作行程很小，按力也非常小，重复精度要求也很高。这些都需在设计中有可靠性保证。通过对样品的反复分析、讨论，在设计中采取以下措施保证产品的可靠性要求：
各引出端均采用优质黄铜带冲制成形，镀银后涂复保护层，这样保证了产品可靠地接触性，良好的焊接性，并防止了金属件的氧化。
按钮和基座均采用酚醛玻璃纤维塑料，其材料能长期工作在250℃以上的高温，完全满足工作温度-65℃～+125℃，并且阻燃。可以有效的防止开关动作时拉弧对基座的影响及焊接时高温对基座的损坏，并且能满足产品高低温工作状态的要求。
动簧片采用进口铍铜材料，它具有良好的导电性和机械性，可以保证开关动作时的机械特性和电性能。
动触点组采用点焊方式将动簧片和引线端全部接在一起，能可靠地保证动触点组的动作特性：1）开关触点选用AgNi合金铆压在动簧片上，能可靠保证触点与簧片的连接及高寿命的要求。2）在结构尺寸设计中，严格控制上下引出端和动簧片组之间的位置、尺寸，保证开关动作的一致性及行程、按力的要求。
3.3技术难点和关键技术
该产品的特点是非常小，重量仅为700mg，精度要求高，工作行程仅为0.4mm，按力小于2N，（该参数是对国外样品实测得出）因此零件加工难度比较大。另外该产品对振动、冲击、高低温寿命要求比较严格，这样对产品的加工精度和材料选择要求也非常严格，其主要技术难点和关键技术如下：
基座的选材和加工工艺：该产品非常小，基座内部比较复杂，有的部分壁厚仅为0.4mm，对于热固性塑料来讲，加工难度很大，采取了措施有2点：①提高模具精度，保证结构尺寸要求，在模具设计中采取了些措施，保证零件加工成形。②在压缩加工中，采用严格控制温度压力等措施，保证零件加工成形。
动簧片和引线端的焊接工艺：该产品的公共引线端是个结构比较复杂的零件。是将动簧片和小簧片相互连接构成动触点的关键件。而动簧片点焊在引线端部的尺寸又非常关键。而如此小结构又复杂的零件要准确点焊一体，难度很大，工艺人员经过多次的摸索，试验并研制出一些工夹具，初步解决点焊的问题。
簧片的成形和时效处理：动触点组的小簧片形状比较复杂，加工难度比较大。并且处理的硬度对产品影响很大。在初样时，装配过程中因为形状问题和时效处理不当，簧片经常断裂。对此产品研制人员做了大量的试验工作选择了簧片最佳结构尺寸和时效处理的时间等。保证了该零件在装配时不受损坏，并且完全满足使用要求。
4 结论
该产品设计合理，经鉴定试验，各项性能指标达详细规范及协议书的要求，并已小批量供货，完全满足客户的使用要求。
参考文献：
[1]国防科学技术工业委员会，GJN809A-97微动开关通用规范.北京；国防科工委军表出版发行部，1987
[2]金属材料手册，电子工业出版社，2009
论文作者:魏金玲,赵雪,张卫华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/6/21
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