家电设计.doc

1、 本文由 shishen869 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。一.常用结构: 1.止口设计;止口指的是上壳与下壳之间的嵌合.设计的名义尺寸应留 0.050.1mm 的间隙, 嵌合面应有 1.52的斜度.端部设倒角或圆角以利装入. 上壳与下壳圆角的止口配合.应使配合内角的 R 角偏大,以增大圆角之间 的间隙,预防圆角处的干涉.2.筋设计; 加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份.加强筋有效地如工字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加 产品切面面积,但没有如工字铁般出现倒扣难於成型的形状问题,对一些经常受到压力,扭力,弯曲的塑胶产

2、品 尤其适用.此外,加强筋更可充当内部流道,有助模腔充填,对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用. 加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面,其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向,选择加强筋的位 置亦受制於一些生产上的考虑,如模腔充填,缩水及脱模等.加强筋的长度可与产品的长度一致,两端相接产品的外 壁,或只占据产品部份的长度,用以局部增加产品某部份的刚性.要是加强筋没有接上产品外壁的话,末端部份亦不 应突然终止,应该渐次地将高度减低,直至完结,从而减少出现困气,填充不满及烧焦痕等问题,这些问题经常发生 在排气不足或封闭的位置上. 3.螺丝柱和螺丝柱套设计;一般采用自攻螺丝,直径为 23mm

3、. 4.壁厚设计;在基本厚度的设计上,不宜过薄,否则外客强度不足,容易导致变,断裂等 问题的出现,过厚则浪费材料,影响注塑生产.一般外壳壁厚控制在 12mm. 外壳整体厚度应平均过度,不得存在厚度差异变化大的结构,否则容易导致外观 缩水,特别是在筋位底部和螺丝柱位. 为预防缩水,筋位厚度控制在 0.61.2mm. 5.扣设计.主要是指上壳与下壳的扣位配合.在考虑扣位数量位置时,应从产品的总体 外形尺寸考虑,要求数量平均,位置均衡,设在转角处的扣位应尽量靠近转角, 确保转角处能更好的嵌合,从设计上预防转角处容易出现的离缝问题. 扣位设计应考虑预留间隙. 6.超声波结构设计; 7.按键结构;间隙:

4、按键设计时要注意按键与面壳键孔的间隙,一般来说,如果按键采用 硅胶按键,则按键与面壳键孔的间隙为 0.20.3mm.如果按键采用悬臂梁,则要 考虑预留按动时偏摆的间隙.如按键表面需要处理则要考虑各种表面处理对间隙 的影响.水镀(电镀)镀层厚度一般为 0.1mm,喷涂和真空镀一般为 0.05mm. 键顶圆弧:如考虑按键表面需进行丝印等处理时,按键表面圆弧不宜过大, 弓形高度小于 0.5mm. 圆角:按键顶部周边需倒圆角,避免卡住按键. 按键面壳 按键按钮线路板 悬臂梁的不同设计对按键效果有不同的影响 上图所示按键按动时偏摆较大,按键与面板键孔要预留较大的间隙 上图所示按键按动时偏摆较小,按键主要

5、做垂直运动,按键与面板键孔预留 较小的间隙 另一方面,悬臂梁的长度和厚度也直接影响到按键的效果,如果是联体按键, 则要避免按键连动(即按一个按键时,其它按键也跟着运动的现象,严重时会发 生其它按钮发生动作,造成误操作) 按键手感:轻触式按钮的按动力量大小一般要求在 100g200g,按动灵活, 手感良好. 按键寿命:按键寿命一般要求 100000 次, 控制变形:对于悬臂梁按键,生产,运输,储存时一定要控制按键的变形, 因为轻微的变形都可能导致按键的使用效果明显下降. 二.常用材料 ABS POM PC HIPS PA PP PMMA PVC PE. 常用的塑料主要有 ABS,AS,PC,PM

6、MA,PS,HIPS,PP,POM 等,其 中常用的透明塑料有 PC,PMMA,PS,AS.高档电子产品的外壳通常采用 ABS+PC;显示屏采用 PC,如采用 PMMA 则需进行表面硬化处理.日常生活中 使用的中底挡电子产品大多使用 HIPS 和 ABS 做外壳,HIPS 因其有较好的抗老 化性能,逐步有取代 ABS 的趋势. 必须掌握材料性能,注塑工艺,实用范围等等 塑料 PC ABS PC+ABS 成型温度 270270-300 200200-250 230230-270 烘料温度/时间 烘料温度 时间 120 80 80 3-4H 2-4H 2-4H 收缩率 0.0050.005-0.0

7、07 0.0040.004-0.006 0.004-0.006 .004 密度 1.2g/cm3 防火等级 V0 冲击韧性 1.2 0.5 1 热 软 化 价格 点 130 85 85 1.2 0.4 111.04 g/cm3 HB 1.18 g/cm3 V0PVC HIPS160160-190 190190-23070 702H 2H0.0020.002-0.005 0.0030.003-0.0051.33 g/cm3 V0 1.04 g/cm3 HB1 0.365 800.6 0.3三.表面处理工艺. 常见表面处理介绍 表面处理有电镀,喷涂,丝印,移印.ABS,HIPS,PC 料都有较好的

8、表面 处理效果.而 PP 料的表面处理性能较差,通常要做预处理工艺.近几年发展起 来的模内转印技术(IMD),注塑成型表面装饰技术(IML),魔术镜(HALF MIRROR)制造技术. IMD 与 IML 的区别及优势: 1. IMD 膜片的基材多数为剥离性强的 PET,而 IML 的膜片多数为 PC. 2. IMD 注塑时只是膜片上的油墨跟树脂接合,而 IML 是整个膜片履在树脂上 3. IMD 是通过送膜机器自动输送定位,IML 是通过人工操作手工挂 电镀:烫金 喷涂 饰纹 拉丝 UV 油 丝印 四.模具工艺和注塑工艺 1.塑料模具 2.冲压模具 主要这两种,还有吸塑,吹塑,气辅式,压铸,

9、 注意事项: 1.拔模角度 2.壁厚 3.行位行程,包括斜顶 4.产品常见缺陷原因 五.安规测试知识 家电安规通则 各家电特殊要求 常用家电咖啡机(见我另一贴) 电水壶暖风机电风扇吹风机吸尘器剃须刀 希望大家不要吝啬,补充各家电安规测试标准和 常用家电结构注意事项. 六,常用电器原件 温控器电源开关插头电阻电容电动机电磁阀发热原件风机 PCB 传感器电池集成块 LCD 二极管三极管单片机七.软件 知识 模具设计中防止 PPS 的毛边 作为廉价而高性能的工程塑料 PPS,在各种电子构件中越来越广泛的使用,但一直以来,其成型特性成为它的广泛使用的 约束,如何改善其毛边也是各成型部门所探索的问题.

10、一,PPS 工程材料特性的介绍 PPS,化学名称为聚苯硫醚,其良好的刚度与尺寸稳定性,及高温性能成为电子构件的优选塑料.它有极高的玻璃化温度, 约 210 度,所以需 130150 度的高温模温,以提高其结晶度,从而产生很好的强度与漂亮的外观,正因为其结晶速度太慢, 反映在生产中,极易产生毛边,其极限间隙为 0.01mm.同时由于分子链中含有苯环,它产生的大 链,使得其结构稳定, 而且不易产生氢链,从而有很低的吸水率. 由于它的极小毛边间隙,便生产中存在极大困扰,当然,从根本上能改善 PPS 的结晶速率是最好,但从模具源头改善 不失为一种好方法. 二,模具设计中的基本原则 一般来讲,模具设计中

11、有这样一条原则:能用对插的地方要用对插,实在不能用对插,才用对靠,但对靠又要取正公 差,以防止毛头的滋生. 对插,就是插破.它是防止毛头的好方法:从细观看,熔料的流动方向,如果要从插破间隙中钻进去成为毛边,它的流 动方向,将会垂直改向,那么,其压力, 动量将都会变小.因此对插的间隙中长毛边的可能性很小,此其一.其二,其单边间 隙一般为 0.005mm,也就低于其毛边极限间隙. 对靠,就是两个面紧靠.但由于种种原因,合模后,两个面是不能完全靠紧,就可能长毛边.如果是功能区域,特别是 电子构件,是不允许一点的毛边,因此,取其对靠方向的正公差,就能相对改善毛边. 对于 PPS,模具中的排气槽,笔者建

12、议,不能取太大,笔者曾经做过一个试验:0.01mm 深时,排气槽微有毛边,而 0.008mm 深时,毛边就可以基本消除. 三,PPS 模具设计中问题及解决方法2如果运用以上三个原则,PPS 的毛边也可有效控制,但分模面的毛边,如图所示(一),如何改善,笔者也曾有这样的困 扰. 从各方面分析,依据上面的三条原则,要改善毛边,最好的方法就是第一条:对插.如果从这方面考虑,那么我们可以 把产品的成型面提升,而分模面降低,从而形成对插.如图所示(二) .但是这样设计,由于组立上的误差,可能会把对插两 边的公模母模都擦伤,既达不到改善效果,而且又浪费成本. 但是我们可运用斜面对插的原理来改善这种设计,如

13、图所示(三),从图中可以看出,这样既可以形成对插的形式,而 运用斜面来防止公模母模(动模,定模)的擦伤,从而有效控制毛边的生长. 其斜面只需 0.05mm,而为了使斜面紧靠,在分模面上可以留有一定的间隙,约 0.050.10mm,这个方面 是笔者亲身经历的改善案,效果明显. 四,结论 PPS 在生产中的毛边问题是很大的困扰,这也是它结晶特性所决定的,从模具段改善,是一种提升生产效率与质量的 好方法.籍于此改善设计在生产中表明有很明显的改善效果. 1.家电类产品有三种版本, 美国,UL,120V,最大功率不可超过 1500W 欧州,GS,230V,细分有 VDE,SAA,SEV,BS 等 日本,

14、JIS,100V,最大功率不可超过 1500W. 2.跳电距离高 4MM,与金属外壳之距离为 12.7mm 3.跌落测试高度一般为 60CM100CM,具体高度因重量而定,须 DROP 一角三边六面. 4.家电类产品通过表面温升不可超过 60 度. 5.产品生产前须通过 4 种测试. A. 跌落测试 B. 高低温测试 C. 运输振动测试 D. 寿命测试6.工程人员基本要素 要求懂塑胶,模具,五金,产品结构,电脑操作绘图,生产,测试,实际经验 7.常见塑胶料之特性 A. B. C. D. E. F. G. H. ABS,5%,易成型,小家电产品用 PP,18%,易成型,缩水大,耐温好,价平. P

15、C,5%,强度好,耐高温,价贵 PA6/PA66,加 30%的玻纤,其缩水改善到 5%,耐高温,强度好,价格高. PF,8%,又名电木,耐高温,易碎,价平. PMMA,5%,透明,易碎,价平. PS,5%,此 ABS 稍平,性能稍差. PBT,耐热及强度比较好,多啤作隔热零件,价贵.8.II 类电器产品的 HI-POT 测试为 1500V,0.5MA,2S. UL 及 JIS 为 1250V,0.5MA,2S39.工程师常触到的工程文件有: A. G. 改模资料 B. 装置图 H. 工程图纸 C. PARTLIST I. 电路图 D. 规格说明书 J. 接线路 E. ECN BOMF. *图1

16、0.电源线插头间须承受 35LBS 拉力不断裂,电源线经压线码压紧后,须用 60N 拉力,拉动 25 次,每次 1S 电源线移动 不大於 2MM 为合格,GS VERSION 11.温度单位: UL,CSA,GS,JIS 12.五金冲压材料一般用 A. STEEL 单光片 B. 镀铝片 C. 电解片 D. 铝片 E. 不锈钢 F. 铜片13.发热管高温测试,SUS,干烧管,烤炉用 冷态:1500V.2S.0.5MA 热态:1250V.2S.0.5MA 通过 5 分钟后断电 30S 测 14.测试报告之 5 为什麼 A. 为什麼测试 B. 怎麼测试,C. 测试结果 D. 谁测试的 E. 测试时间

17、1.对事物的观察力,你在逛待,购物,特别是一些数码,会经常关注产品的外观,产品表面工艺,产品功能吗,等. 2.对一些产品,会经常给自己问为什么吗?以前我一个老板曾经对我讲,你在看一些产品,对一个产品能问出 10-20 个 为什么,并且能慢慢找出答案,你基础上对自己所想了解的了解了. 不信的朋友你也可以自己试一下. 3.你喜欢拆东西吗,你喜欢量尺寸吗.有这个两个习惯的朋友,你可走大运了.不错! 4.你喜欢用阿里巴巴吗?如果你喜欢,那就更走运了.通过阿里巴巴你可以了解很多配件,工艺,产品的价格.这可是 一笔很大的财富哦. 5.你所从事的行业,你了解多少,包括产品价格,销售,行业相关标准等. 6.千

18、万不要想把自己当作是一个绘图员,你设计的产品要附有你自己的想法和思想.否则你永远是帮别人做一个帮手. 要主动去问为什么.查阅网上资料. 7.你一般碰到问题,第一个反应是什么.问别人还是先自己思考,或网络找资料.希望做到,自己思考,再网络找资料, 实在解决不了再问别人为什么. 8.你对三维软件是如何看待.认为是工具或者认为是会软件就是会结构设计. 9.你能够手绘工程图吗!手绘立体图怎样.如果你想进大厂工作,这一点很重要,在讨论方案,你的手绘表达会让别人 惊呆的. 达克罗 防腐 一个完整产品的结构设计过程 1.ID 造型; a.ID 草绘 b.ID 外形图 c.MD 外形图 2.建模; a.资料核

19、对 b.绘制一个基本形状 c.初步拆画零部件 1.ID 造型; 一个完整产品的设计过程,是从 ID 造型开始的,收到客户的原始资料(可以是草图,也可以是文字说明) ,ID 即开始外 形的设计;ID 绘制满足客户要求的外形 图方案,交客户确认,逐步修改直至客户认同;也有的公司是 ID 绘制几种草 案,由客户选定一种,ID 再在此草案基础上绘制外形图;外形图的类型,可以是 2D 的工程图,含必要的投影视图; 也可以是 JPG 彩图;不管是哪一种,一般需注名整体尺寸,至于表面工艺的要求则根据实际情况,尽量完整;外形图 确定以后,接 下来的工作就是结构设计工程师(以下简称 MD)的了; 顺便提一下,如

20、果客户的创意比较完整,有的公司就不用 ID 直接用 MD 做外形图; 如果产品对内部结构有明确的要求,有的公司在 ID 绘制外形图同时 MD 就要参与进来协助外形的调整;4MD 开始启动,先是资料核对,ID 给 MD 的资料可以是 JPG 彩图,MD 将彩图导入 PROE 后描线;ID 给 MD 的资料还 可以是 IGES 线画图,MD 将 IGES 线画图导入 PROE 后描线,这种方法精度较高;此外,如果是手机设计,还需要客户 提供完整的电子方案,甚至实物; 2.建摸阶段, 以我的工作方法为例,MD 根据 ID 提供的资料,先绘制一个基本形状(我习惯用 BASE 作为文件名) ;BASE

21、就象大楼 的基石,所有的表面元件都要以 BASE 的曲面作为参考依据; 所以 MD 做 3D 的 BASE 和 ID 做的有所不同,ID 侧重造型,不必理会拔模角度,而 MD 不但要在 BASE 里做出拔模 角度,还要清楚各个零件的装配关系,建议结构部的同事之间做一下小范围的沟通,交换一下意见,以免走弯路; 具体做法是先导入 ID 提供的文件,要尊重 ID 的设计意图,不能随意更改; 描线,PROE 是参数化的设计工具,描线的目的在于方便测量和修改; 绘制曲面,曲面要和实体尽量一致,也是后续拆图的依据,可以的话尽量整合成封闭曲面 局部不顺畅的曲面还可以用 曲面造型来修补; BASE 完成,请

22、ID 确认一下,这一步不要省略建摸阶段第二步,在 BASE 的基础上取面,拆画出各个零部件,拆分方 式以 ID 的外形图为依据; 面/底壳,电池门只需做初步外形,里面掏完薄壳即可; 我做 MP3,MP4 的面/底壳壁厚取 1.50mm,手机面/底壳壁厚取 2.00mm,挂墙钟面/底壳壁厚取 2.50mm,防水产品面/ 底壳壁厚可以取 3.00mm; 另外面/底壳壁厚 4.00mm 的医疗器械我也做过,是客人担心强度一再坚持的,其实 3.00mm 已经非常保险了,壁厚太厚很容易缩水,也容易产生内应力引起变形,担心强度不足完全 可以通过在内部拉加强筋解决,效果远好过单一的增加壁厚; 建摸阶段第三步

23、,制作装配图,将拆画出各个零部件按装配顺序分别引入,选择参考中心 重合的对齐方式;放入电子方案,如 LCD,LED,BATTERY,COB.将各个零部件引入装配图时,根据需要将有些 . 零部件先做成一个组件,然后再把组件引入装配图时. 例如做翻盖手机时,总装配图里只有两个组件,上盖是一个组件,下盖是一个组件.上盖组件里面又分为 A 壳组件, B 壳组件和 LCD 组件.下盖组件里面又分为 C 壳组件,D 壳组件,主板组件和电池组件等.还可以再往下分 3,初始造型阶段:分三个方面; A:由造型工程师设计出产品的整体造型(ODM);可由客户选择方案或自主开发. B: 客户提供设计资料,例如:IGS

24、 档(居多)或者是图片(OEM). C: 由原有的外形的基础上更改;可由客户选择方案或自主开发. 4 建摸阶段第四步,位置检查,一般元件的摆放是有位置要求的. 例如:LCD 的位置可以这样思考,镜片厚度 1.50mm,双面帖厚度 0.20mm,面壳局部掏薄厚度 0.60mm,则 LCD 到最外 面的距离就是 2.30mm;元件之间不能干涉,且有距离要求.如电波钟设计时,为保障接收效果,接收天线到电池之间 的距离要求大于 20mm;为了设计方便,装配图内的 元件最好设置为不同颜色,以便区分;所有大元件摆放妥当之后, 我还是建议,为保险起见,请 ID 再确认一次外形效果; 5 谈一下自主设计方式,

25、就是上面的 A 方案: a,由造型工程师做出油泥模型或用三维软件模拟出造型并做一个发泡的实物模型,由多方进行评估(按照 UL 或 EN 的标准确定用什么材料,检查并确定进出风口 通道的结构,进出风口的结构,出线窗的形式,开关和卷线按钮的机构, 风量管的机构等. )后造型的方案确定,这阶段大约需要一到两个月左右的时间. b,进行结构的设计:由上面得到的外形(油泥模型需要抄数,做好面)薄壳后做内部的结构;真空室的设计,真空室 门锁的设计;进风过滤装置的设计,电机室的 设计;出风结构的设计,卷线器室的设计等,这期间要与造型工程师, 供应商和模具工程师要经常探讨一 下,例如:外形与结构的冲突,材料的选

26、用及结构方面是否与模具有冲突等并可以 用软件 进行一些相关的分析. c,以上设计经过评审合格后进行手板的制作,手板完成后按照安规要求做相关的测试,包括:性能,装配,结构,噪 音,跌落等测试,并与设计输入对比后进行设计变更. d,投模!经过 4050 天后(这期间要与模厂经常沟通,保证结构尺寸的准确性并及时掌握进度. )模具完成.进行样 品制作并发样给客户,而且还要测试.通过信息的反馈后在进行第二次及第三次的设计变更后可以量产. 6 我们公司的实际情况: a.客户给出他自己的 idea,一张 JPG 图片格式或者是扫描出来的手绘图 b.在 AutiCAD 里描线,产生产品各个角度的视图和剖截面以

27、及尺寸 c.在三维软件如 PRO/E 里画出基本的外形,然后逐渐完善细节,拆分零件 d.将三维图挡交给模具厂加工 7 建模完成,就象大楼的框架已经构建好了,现在可以依托框架由下而上,完善每一个楼层了;以一款电子产品为 例,介绍一下一个完整产品的结构设计过程; 这款电子产品的设计,我的做法是: LENS 结构 LCD 结构夜光结构通关柱结构防水结构按键结构 5PCB 结构电池结构辅助结构尺寸检查手板跟进模具跟进 LENS 结构: 一般镜片要求 1.5mm,条件不足也可以是 1.0mm,手机镜片还可以再薄点;(注意:如果要丝印尽量把丝印面做成平面; 手机镜片受外形影响,两侧都是曲 面的,可以用模内

28、转印)镜片要固定,通常用双面胶,双面胶需预留 0.15-0.20mm 的 空间,也有镜片做扣固定的;如果有防水要求,镜片还可以用超声波 焊接,不过结构上要预留超声波线; LCD 结构: 对电子产品来说,LCD(液晶显示屏)就象她的眼睛,结构的好坏直接影响到显示的效果;LCD 通常做成方形,必要 时可以切角,做成多边形;LCD 厚度通常 是 2.70mm,超薄的也有 1.70mm;单块的 LCD 需和主板(以下称 COB)相连才能显示,常用连接方式有导电胶条和热压斑马纸;其中导电胶条要有预 压量,通常预压量为 10%-15%,预压量太 少 LCD 容易缺画, 预压量太多 LCD 容易被顶绿; 热

29、压斑马纸不需预压, 但成本较高, 连接时要用到热压啤机, PITCH 脚位密的还要用到精密热压啤机;LCD 与 LENS 不能直接贴合,贴合容易产生水纹.也有 LCD 直接固定在 LENS 上的 情况,我在 LENS 的 VA 显示区开了一个方形凹槽,间隙留足 0.30mm;通常 LENS 外装,LCD 内装,中间用面壳隔开, 面壳局部掏胶至少 0.50mm;LENS 到 LCD 之间也 要保持洁净,通常做成封闭结构,数码产品中 LCD 常做成组件,用铁 框或塑料框包成一个整体,内有 PCB,IC,信号由一片软性 PCB 输出,末端有插头,装 拆方便.数码产品中 LCD 组件 与面壳之间留 0

30、.30mm 的间隙,用 0.50mm 的海绵隔开,也可以防尘; 夜光结构: 常用的夜光光源有 LAMP(灯) ,LED(发光二极管) ,EL 片,常用的夜光结构有反光罩,反光片,EL 支架等;LAMP 光较散, 通常配合反光罩使用, 光罩成锅状, 反 内喷白油, LAMP 套上不同颜色的灯套, 可得到红绿蓝等彩色效果. LAMP 也可配合反光片使用;LED 光路较为集中,通常配合反光片使用,为 有效提高亮度,反光片厚度最好大于 2.0.反光片可 做成楔型(横截面),背面喷白油,光线从侧面进入,可均匀反射到前面,如果想提高亮度,可在侧面也喷上 白油(入光口除外), 以减少光线流失.LED 本身有

31、红,橙,绿,蓝,紫等彩色供选择;EL 片的发光效果比较均匀,配合 EL 支架和 EL 导电胶条使用, 有绿 色,蓝色可供选择,通常做成与 LCD 显示区域一样形状,一样大小,EL 片使用时,需用火牛升压供电,故成本较高; 笔记本电脑的反光结构较特殊,我见过一款笔记本的反光结构,是用圆形的 LED 射入一根长的玻璃棒,玻璃棒均匀发亮再 从反光片侧边均匀进入,得到相当不错的 背光效果.反光片的背面还有一些圆形结构的小凸点,光线在小凸点位置发生漫 射,就象一个小光源一样亮,在靠近玻璃棒位置小凸点比较疏,而远离玻璃棒位置小 凸点比较密,这样整个反光片的亮度 都比较均 匀了.手机和 MP3 的夜光结构直

32、接做到 OLED 组件里面了,设计时省事不少;另外,投影钟把时间直接投影到墙 上,其结构是用高亮的红色 LED 圆灯,照射反 白的 LCD,得到时间的显示,然后通过两个凸透镜放大射到墙上,至于清晰度 则是调节两个凸透镜间的距离实现的;最后提一点,要用到夜光结构的 LCD 通常是 半透明的或超透明的, 通关柱结构和防水结构: 通关柱是连接面壳和底壳的螺丝柱,其结构直接影响到整机的装配效果和可靠性;通关柱可以在结构设计的最后再做, 但规划应该在建模的时候就考虑清楚,例如一 款产品因为要做防水结构,防水圈是围绕通关柱设置的,所以先把通关 柱位置定下来; 通关柱的设计先要考虑整机受力情况, 一般要求吃

33、牙深度至少在 3 圈以上, 内要留容屑空间 0.30mm 孔 以上;有通关柱的地方外壁较厚,易导致缩水影响外观,通常在螺丝孔底部减薄壁厚至 1.00mm;挂墙钟通关柱通常用 2.60mm 的螺丝,螺丝内径 2.20mm,螺丝外径 5.00mm,螺丝间距拉得较宽;小电子产品通关柱通常用 2.00mm 的螺丝, 螺丝内径 1.60mm,螺丝外径 4.00mm,螺丝间距视需要而定,外观上尽量看不到螺丝,必要时可以做到电池门内或藏 在易拆件的下面,也可以做扣取代某一侧的螺 丝.电波钟在天线轴线方向上要尽量避免螺丝,手机天线附近也要尽量 避免螺丝;例如一款防水钟用 1.70mm 的螺丝,螺丝内径 1.4

34、0mm,螺丝外径 3.60mm,因为要防水,故采用不锈钢螺 丝;曾有一款 MP3 整机只用一颗 1.40mm 的螺丝,螺丝内径 1.10mm,螺丝外径 2.60mm,另一侧做 扣,螺丝藏在镜 片下面;另外一款翻盖手机的 A 壳 B 壳在转轴位置下两颗 1.40mm 的螺丝,配合铜螺母使用,铜螺母外径 2.50mm,加 热后压入 2.30mm 的孔内.另一端做两个深 1.00mm 的死扣,A 壳 B 壳两侧则用 0.50mm 的活扣,方便拆卸;空间允 许的话,长螺丝周围可以拉些火箭脚,除了 改善受力,还能使注塑时走胶顺畅;这款产品要求防水,整机防水可以用 防水圈,按键防水怎么办呢?还是用防水圈,

35、做成活塞结构,既可以防水,有可以移动.用 一根金属针,开一圈凹槽 单边固定防水圈.金属针一头顶按键帽,另一头顶 PCB 板上的窝仔片,按下按键窝仔片就被按下,功能实现.为保证 防水效果, 金属针与 针孔间隙 0.05-0.10mm, 配合防水油使用, 针孔要求光滑; 一款产品主防水圈横截面为直径 1.20mm 的正圆,预压量要大于 30%,压缩 0.40mm,所以防水槽设计宽度为 1.20mm,深度为 0.80mm,0.80mm 大于防水圈横 截面直径,配合防水油使用,放入防水槽后翻转也不会掉出 来;另外为保证防水效果,通关柱螺丝在防水圈外侧,通 关柱之间的距离不要超过 20.00mm;有的防

36、水产品电池门一侧做扣,一侧用一颗螺丝压紧,压缩量 0.40mm 显然不够, 至少 0.60 怎么办?人家有高招,横截面做成速效丸子形状,上下两个半圆,中间一端直升位,这样就可以增加压缩量 了;顺便提一下, 如果防水要求不高的话,这款机的镜片还可以直接用双面胶粘接,粘接面光滑,粘接时吹干净异物 即可; 有的防水产品电池门一侧做扣,一侧用一颗螺丝压紧,压缩量 0.40mm 显然不够,至少 0.60 怎么办?人家有高招,横 截面做成速效丸子形状,上下两个半圆,中间一端直升位,这样就可以增加压缩量了;增加直升位的目的在于可以增 加压缩量,增加压缩量更容易防水; (附图,压缩量 0.60mm 比压缩量

37、0.40mm 更容易防水,稍微有点离壳变形没关系的) 按键结构: 常用按键有窝仔片,橡胶按键,机械按键,可根据空间大小,行程要求,手感要求来选择; 窝仔片行程短,一般为 0.20mm0.50mm,金属材质,可靠性好,占用空间小,带脚的窝仔片可以配合 PCB 上的通孔定 位安装,这一款产品上用的就是带脚的窝仔片.手机键盘也是用窝仔片,但不带脚,粘接时需精确定位; 橡胶按键行程长,一般为 1.00mm,也有 0.50mm 的,橡胶材质,可靠性不如窝仔片好,占用空间大,优点是按键手感 好.电话机里常用橡胶按键,而且橡胶按键连成一片,方便安装;6机械按键,其实里面还是金属窝仔片性能和窝仔片差不多,但有

38、辅助机构,按键手感比窝仔片容易调整到最佳状态, MP3,MP4 通常采用机械按键,而且还可以作成五位键; 顺便提一下机械推制,可以加推制帽使用,档位感不容易控制,装配间隙不足都有可能影 响档位感.我比较倾向于用 塑胶推制,档位感容易控制,一般 2.00mm 一档,最小可以做到 1.50mm 一档; 按键结构有一点要特别注意, 按下去不能被卡住, 应该可以顺利回弹, 这种不良情况多出 现在行程较长的橡胶按键上, 对策是加高按键深度,如行程为 1.00mm 的橡胶按键,上面的 塑胶按键帽要高出面壳表面 1.00mm 以上,如果塑胶按 键帽高出面壳表面不许超过 1.00mm 的,也可以在面壳表面以下

39、起围骨加深,效果一样;MP3, MP4 通常会让按键高 出面壳表面 0.30mm;数码产品操作时用户会把注意力更多的放在按键表面,所以设计师会在按键表面效果上极尽奢华 之能事.常用的按 键表面处理工艺有电镀,在模具上做文章可以做成雾面面效果,边缘处做成高亮效果,还可以做刀 刻纹效果; PCB 结构: PCB 是电子元件附着的载体, 一般小电子产品的推制板厚度选用 0.80mm,主控制板 (以下简称 COB) 厚度选用 1.00mm; 一般大电子产品(如挂墙 钟)的推制板厚度选用 1.00mm,COB 厚度选用 1.201.60mm;如果 PCB 面积有限不足以满 足布线要求,可以采用增加跳线,

40、单面板改双面板, 双面板改多层板(如电脑的主板) ;PCB 上的电子元件按大小可 分为普通元件和贴片元件,普通元件如线圈,火牛,大电容等;贴片元件如贴片电阻,贴片电容, 贴片 IC;小电子产 品(如电子钟)的反光片和 COB 之间的间隙是要留给 IC 的,因为 IC 最好靠近 LCD 的 PITCH 位置以方便走线.IC 经 过邦定封胶,至 少需要 1.50mm 的高度,前面说过反光片截面成楔形,也有利于摆放 IC;如果 LCD 和 COB 之间是用 导电胶条连接的,压紧导电胶条的螺丝之间的间距不要 超过 15.00mm,以免出现缺画;PCB 上的按键位置是需要受力 的,可以的话应尽量离螺丝柱

41、和卡槽近点,必要时反面加支撑点; 数码产品常用到的电源插座和耳机插座也是要受力的, 可以在 PCB 上插座对应的另一侧加支撑骨; PCB 上布线是需 在 要条件和时间的,我的做法是建模时就提供 初步裁板图给电子工程师试 LAY,以确定 PCB 面积离需要不要相差太多; 结构设计的中间过程中,大元件,敏感元件的摆放也要和电子工程师进行沟通和协调 (如做蓝牙耳机时通常把天线放 在靠近嘴的一端) ;做完所有结构后再出正式的裁板图,电子工程师 LAY 板的时候,结构这边在做手板,做完手板, PCB 打板也 差不多回来了,正好装功能样板.把问题解决在前面,这样会节约许多时间;就这一个小电子产品的结构 设

42、计过程而言, 做完 PCB 就差完成一半了, 接下来是电池 结构; (蓝牙耳机采用机械按键,让按键高出面壳表面 0.30mm, 蓝牙耳机电池直接粘贴在 PCB 板上,没有问题,但底壳也要尽可能地起骨在锂电池侧边稍微 定一下位,有好处的;厚度 方向要预留间隙(一般为 0.50mm) ,防止锂电池充电后膨胀 电池结构: 电池通常通常摆在 PCB 的背面或侧边,按照形状可分为纽扣电池,干电池,锂电池等;电池箱体是根据电池形状和在 机身内放置的方式而设计的,一般壁厚 1.00mm,里面大包围做箱体,箱体内侧底部做电池放置指示的雕字,外面加盖 做电池门.电池在 PCB 的背面,箱体通常做在底壳上.电池在

43、 PCB 的侧边, 箱体可以做在底壳上也可以做在面壳上; 接下来放置电池片,纽扣电池和干电池常用的电池片有五金片的,也有弹簧的;电池片通常跟箱体做在一起,在箱体 外起螺 丝柱固定电池片,在箱体上开缺口,电池片伸进去和电池导通;电池片到 PCB 的连接可以飞线,也可以直接 焊在 PCB 上, 直接焊在 PCB 上需要在 PCB 上开 孔, 电池片插在 PCB 的孔内定位后再焊接; 电池门的一般壁厚 1.50mm, 装配通常靠扣位,常用主扣的有弹弓扣或按扣(另一侧配合内插扣) ,倒勾扣(另一 侧配合龙门扣) ; 注意:不管是电池片还是扣位在箱体上开缺口,打开电池门从机身外面能看到 PCB,走线和电

44、子元件都不雅,建议起 围骨遮一遮,这也是选择电池片位置的参考依 据,尽可能的不让内部结构外露;蓝牙耳机的电池为可充电的锂电池, 内置,无须做电池箱,电池到 PCB 的连接直接飞线,但要在锂电池侧边起骨定位,厚度方向 要预留间隙(一般为 0.50mm) ,防止锂电池充电后膨胀;手机电池结构先从功能的需要开始进行,先根据功能的需要确定电池容量的规格, 再根据容量的规格 计算出电池芯合适的厚度长度和宽度,再在电池芯外侧做电池框; 辅助结构: 除了前面提到的常见步骤外,结构设计中还有一些结构也是重要的,种类较多,要靠平时的经验积累, : a 挂勾结构,有的电子产品有挂钩,可以方便的挂在旅行袋上,里面用

45、到转轴和弹簧,转轴为塑料材质直径 2.50mm, 单边间隙 0.10mm,塑料转轴太细强度不够,太粗根部容易缩水;设计时选用的弹簧为 0.20mm,找供应商打板时,我 同时要了 0.15mm,0.20mm 和 0.25mm 三种规格,试装第一次就对比出了合适的规格,搞定; b 翻盖结构,有的产品有一面盖,不用时合上,用时打开,有的电子钟翻盖从机身下翻过后面,还可以当脚仔起支撑作 用,因为要受力,建议壁厚取 1.50mm, 也可以只在面盖边缘起骨加强;手机的翻盖结构的档位感多是靠机械转轴来 实现的,有现成的直径 5.00mm 或 5.80mm 的机械转轴可供选择;一头套机械转 轴,另一头做空芯轴

46、过软性 PCB(简 称 FPC) ,以翻开角度 150 度为例,因为翻开角度在 0 度和 150 度时,我们要求有一定的预压,不能够刚刚好,否则使 用一段时间后可能会出现开合不到位的情况,怎么办?我选用 180 度的机械转轴,多出的 30 度,在闭合时多转过 20 度(相当于预压了 20 度) ,在打开时多转 过 10 度(相当于预压了 10 度) ,这样问题就解决了.另外,根据回弹力的 变化,机械转轴又左右之分,选用时需注意; c 挂墙孔结构,挂墙钟的挂墙孔设计成葫芦形状,螺钉头既可以塞进去又能卡住,但注意螺钉头伸进去太深有可能顶伤 PCB,此处的技巧是从底壳起围骨,包住螺 钉头,但又不要做

47、行位,做碰穿位,挂墙的电话也是采用这种结构,虽然 简单,却是一个很好的思路,这种碰穿的技巧在底壳上做配电池门的扣位时非常有用,倒勾 扣,弹弓扣,龙门扣,反 插扣都可以用到; 尺寸检查: 结构设计初步完成,要进行一系列检查: a 干涉检查,这是一个看似简单,却又必不可少的步骤,即使是有经验的工程师,即使在拆图过程中用到过截面进行过7检查的,也难免出现疏漏.在没有 PRO-E 之前,大家用 2D 软件做结构,装配图上所有结构零件都要求能在三个方向 上看到,复杂零件进行干涉检查还要求绘制剖视图剖面图,相当烦琐.引入 PRO-E 之 后,干涉检查完全交给电脑进 行了,快捷而又准确; b 最小壁厚检查,

48、做扣位的过程中,摆放元件的时候,难免要掏胶减胶,这就会出现局部壁厚过薄,最薄壁厚不要低于 0.50mm,特别是受力的位置; c 扣位强度检查,做扣位不难,但问题往往出在强度上,如果够空间,加点支撑骨,哪怕支撑骨厚度只有 0.30mm,都 可以使强度增加不少; d 运动检查,弹弓扣的电池门在开合的过程中弹弓位不得撞到电池箱.摄像头在翻转过程中头部不会碰到支架.翻盖手 机在开合的全过程都要保证 A 壳 B 壳不会撞到 C 壳转轴; 手板跟进:结构设计完成后,一般要求做手板进行试装,因为很多装配问题在电脑上是表现不出来的,需要借助于实物;手 板材料一般采用和结构零件相对应的材 料,塑胶件手板一般用

49、ABS 板材,厚度选用比零件略厚一点的,采用机械加工制 作,高级一点的用 CNC 加工成型,多用于高精度的复杂零件,如手机壳的手板; 塑胶件手板也有用面粉(或石膏粉)为材料 制做的,这种工艺在美国早就有了,面粉一层一层刷上来,每层约 0.10mm 厚, 每刷一层,就在上面喷上胶水, 胶水所在的区 域,刚好是塑胶件实体在这一高度上的横截面形状,所有层都刷完后,胶水所在的位置刚好是塑胶件的形状,吹去多余位置 上的面粉,就得到所需要的 面粉板了,经过处理还可以得到较高的机械硬度; 面粉板特点是需要专用设备,成型极快,成本 低,但精度受温度湿度影响较大,不好控制,表面打磨和喷油处理较麻烦; 多用于低精度的复杂零件,如一般电子产品的手 板;再高级一点的就不用面粉而用塑胶,喷胶水也改为激光扫描,特点也是成型极快,但成本较高;有的手板厂已经 形成了 较完善的产业链,手板厂提供全套的手板制做服务,一般的如表面喷油丝印雕刻字,手板厂都自己做,再高级一点的如手机 壳上的电镀,镭雕,刀刻纹,UV 处理,金属片冲网格(需要电铸的雾面效果除外), 手板厂都有相关的供应商配套服务,一般 都可以为客户提供一站式服务,效率高,质量也不错;由于手板是机械加工出来的,硬度强度上不要做太多苛求,扣位,螺 丝 柱也较弱,试装时要小心,按