产品结构设计实例入门解剖

作者：IceFai（黄光辉）QQ：188924018塑胶产品结构设计实例入门解剖塑胶产品结构设计实例入门解剖Copyright©IceFaiAllrightsreserved.2©IceFaiAllrightsreserved.™概述™概述ƒ罗技鼠标实例结构解剖–本案例通过解剖一个罗技鼠标来演示在产品结构设计过程中涉及的各种结构以及它们的用途。©IceFaiAllrightsreserved.假止口（美工线）假止口是一种特殊类型的止口，表现形式就是产品的两半壳在分型面处不是相互贴合的，而是具有一定的间距；假止口的凸止口上沿和凹止口下沿接触。为何需要假止口？因为塑胶产品的特性，每一个注塑件都会有一定的变形，而且这种变型也有一定的随机性，如果两个面贴合，就有机会在分型面处发生错开现象，错开程度和产品大小有关，这就会影响产品的外观和手感；添加假止口，可以在美化外观的同时也可以在很大程度上消除上述影响。假止口的间距在不同大小和不同类型的产品上有不同的设定，一般从0.3到1.0不等。©IceFaiAllrightsreserved.出模角出模角出模角是为了方便注塑件出模而在出模方向上的侧壁设的斜度，出模角度的大小和注塑条件、材料和蚀纹有关，特别地，蚀纹对出模角的要求更高。出模角广泛存在于各类塑胶件的侧壁上，角度从1度到5度不等，很多日常看起来完全垂直的产品表面其实都是带有斜度的。而对于因为蚀纹要求的斜度，提供蚀纹服务的厂商都会提供相关粗糙度的蚀纹斜度对应表，根据对应表确定合适的出模角就能避免在注塑件出模期间因为出模角的不足而产生的拖花现象。而这个罗技鼠标表面有经过细蚀纹处理，尽管它的表面是类似圆弧曲面形状，但还是要保证在分型面处的出模角有一定的大小，比如2度。©IceFaiAllrightsreserved.侧面对碰通孔对于产品侧面分型面附近的通孔，在不想因此而采用行位的方式产生时，可以通过两个半壳的对碰产生更为一般的情况下，为了减少间隙的出现，会采用两半对碰的处理方式，同时为了避免对碰产生的孔边出现尖角，一般对碰的缺口宽度都会比我们的孔直径大一点，保证圆孔两边的料位有1.5以上的料位为宜。而在一些对间隙要求不太高的场合，对碰边采用偏心的大圆弧代替等半径圆弧来配合也是一个折中的方式，能够减弱尖边的状况，比如这个罗技鼠标出线口的处理方式©IceFaiAllrightsreserved.支撑脚设计对于理论上需要大平面接触面的情况下，实际的塑胶产品一般通过支撑脚或支撑筋的方式来实现。而对于本案例的罗技鼠标采用了前后各一个的大滑动脚而非一般惯例的小圆脚，是考虑到了鼠标应用的特殊形，需要经常移动和摩擦，为了减少磨擦力和阻碍，所以采用了这中大脚设计，这是因为滑动的阻碍通常是发生在脚和阻碍物的导入阶段，减少脚的数量也就是减少阻碍的可能，而增大脚的面积就是减少能产生阻碍作用的阻碍物。为了产品支撑的某些特殊要求，还可以在支撑脚上装配辅助的脚垫，比如为了防滑可以添加橡胶垫；而本案例的鼠标为了延长鼠标的寿命，特别地在两个脚中间使用了更耐磨的材料作为滑动垫。©IceFaiAllrightsreserved.按键设计塑胶按键设计的一个关键所在是行程和间隙安排，在设计塑胶按键的时候需要考虑与之配合的零件的状况，从而确定按键的最大行程，保证塑胶按键的最大行程大于电子按键本身的标准行程和两者之间的间隙总和，并保有一定的余量在这个罗技鼠标案例中，按键和上壳之间的间距决定了塑胶按键的理论最大行程，而我们在设计的时候就需要根据电子按键本身的标准行程和它与塑胶按键之间的正常间距来设计，保证按键的正常工作©IceFaiAllrightsreserved.内部转动轴设计对于内部转动轴，大多采用两半壳出筋对压的方式固定，而为了装配的方便和避免因为两半壳的错位而卡死转轴，一般会采用单变“三边配合”的方式，也就是转动的接触面主要都在其中一边产生，而另一边的筋只是用平面的方式压住转动轴而限制转动轴出模方向的跳动在一些特殊的场合，为了更好的保证转动的可靠性、转动性和装配的更易定位，需要把转轴完全固定在一侧，这种情况下可以采用强行出模的小倒扣方式，装配时强行把转轴压进配合孔，设计时需要注意倒扣量和导入的斜角设计，如罗技鼠标的光栅转轴设计而为了减少转动的摩擦，一般和轴配合的缺口都开成方形，采用线接触的方式而不是面圆对圆的配合方式©IceFaiAllrightsreserved.扣位设计扣位是塑胶件常见的装配和固定方式，它是通过利用塑胶件本身的变形强行把扣位扣进最终的装配位置来实现两个零件之间的固定；扣位设计要保证扣位本身能有足够的变形空间和变形能力以保证装配过程中不会对扣位造成损坏。在本案例中，按键和上壳之间的固定通过了两个支持柱和两个扣位实现固定装配。因为本案例中的扣位是在塑胶件内部开口，所以要保证开口的避空位足够，比如避空位比倒扣量大0.5mm以上，才能确保扣子能通过缺口压进去最基本的一点，扣位的导入点和扣入点必须保留一定的正间距，如图显示，以保证装配过程中能顺利压入©IceFaiAllrightsreserved.变向定位对于一些经常需要拆卸而又需要保证装配固定功能的活动件，在和主要受力方向正交的方向上设立定位或限位结构是个不错的选择。这样的定位方式通常都是沿受力方向装配进去然后通过正交方向上旋转一定角度后到达最终定位位置。这样定位的好处在于把零件的主要受力转化为塑胶件本身的受力而不是定位结构上的受力。定位结构在自己的活动方向上基本不受力或受很小的力，所以能保证很好的定位和固定力本案例中滚球盖子的装配是典形的变向定位方式，设计时我们要保证导入点的高度必须要比定位筋的高度要保持一定的正间距©IceFaiAllrightsreserved.固定方式塑胶产品常见的固定方式有两种，一个是螺钉（通常是自攻螺钉）固定，另一个是扣位固定。采用扣位的方式优点是不破坏外观，装配工序简单，缺点是模具复杂，拆卸相对麻烦、牢固性比不上螺钉固定；多见于数码产品的固定。采用螺钉固定的方式优点是固定可靠，模具简单，可以多次拆卸。缺点是会在外观面上产生螺钉孔，装配工序相对耗时。本案例罗技鼠标采用了两者复合的固定方式；在前端采用两个斜入式扣位，后部采用一个螺钉固定，这样继可以保证固定的牢固性的同时也把对外观面的破坏和装配时间的增加减到最低©IceFaiAllrightsreserved.输出导线的防扯对于有输出导线的产品，设计上我们要防止用户用力拉扯而导致的从元件上断开的情况发生。要因此我们设计时要设法把导线的拉力消化在塑胶件上而不是直接传到元件上。最常见的拉力抵消方法是设法在导向导达出口前尽可能在塑胶件的固定部位绕圈或转折，因为导线本身一般是软的橡胶，这样通过导线和塑胶件之间的摩擦自锁，足以抵消所有拉力