产品结构设计｜蓝牙耳机上下面壳设计规范详解①

xyc430 · 发表于 2018-5-16 09:10

塑胶壳体的设计涉及面非常广泛，实际中会碰到各种各样的形状和结构形式，涉及到的知识有：材料选择、模具结构与产品的关系、注塑成型所引起的外观缺陷、壳体之间的配合、壳体之间的连接以及某一功能而设计的结构等等。
对于单个壳体而言，主要考虑：强度、刚度、模具制造的工艺性、注塑引起的外观缺陷等。本文就设计角度上来一起探讨蓝牙耳机塑料壳体的相关设计要点及规范。
✎  塑胶壳体壁厚与强度设计
强度设计指壳体要满足各种跌落、扭曲以及坐压等测试而不被破坏的能力。要满足强度要求，壳体壁厚的设计师关键的决定性因素。在实际中会碰到各种各样的形状壳体，厚度也不尽相同，很难用一个固定的标准去衡量，下面就从以往经验来总结各类情况下的壳体厚度如何确定：
对于注塑成型的塑胶件来说，壁厚和零件的尺寸、结构、塑胶原料、模具浇口位置、注塑工艺等因素有关，大致范围为0.5-4mm,太薄零件强度不好，难以注塑成型；太厚则浪费材料，成型周期长，易缩水，表面质量不好。
ABS、PC料的最小平均壁厚为0.8mm,局部最小为0.4mm,而蓝牙耳机的壳体为了保证外观质量，局部最小壁厚建议在0.7mm以上。
耳机面壳壁厚一般在1.0-1.2mm之间，最薄为0.7mm,Carkit的面壳壁厚比耳机面壳要厚，一般在1.5-2.0mm之间。
一般来讲在采用PC料的情况下，主壳体的正面壁厚选择范围为1.0-1.2mm，最常用的厚度为1.0mm（如果产品较大选用1.2mm，如手机类，需要具体问题具体分析）。在没有侧面装饰条的情况下，主壳体侧壁厚度为1.2mm;在采用侧面装饰条的情况下，侧壁厚度可取0.8-1.0mm，装饰条可取0.7-1.0mm,但装饰条应该用双面胶带大面积粘在主壳体侧壁上，这样是为了获的主壳体侧壁有更好的强度。
如果装饰条采用热烫固定，主壳体侧壁厚度应该取大些，建议在1.0-1.2mm,热烫柱子应尽可能多，这样可使整体侧壁强度提高。如过装饰条采用活性卡装方式，主壳体侧壁厚度应为1.2mm,因为这种情况下装饰条侧对侧壁强度没有贡献。
另外，面壳的壁厚和耳机的音质有关，面壳太薄，容易产生回音，厚一点音质较好。
壁厚设计时尽量要保持均匀，避免急剧变化，壁厚不均，易造成缩水，应力、变形等缺陷。
在遇到产品壁厚图标是，可参看下图方案进行改善
✎  塑胶壳体刚度设计
壳体刚度包括抗弯刚度和抗扭刚度，与壁厚基本关系不大，主要取决于壳体形状。总的来说，壳体设计越立体化，即加强筋越多越高，整个壳体的刚度就越好，若要在某个方向上增加刚度，就要在沿着这个方向上增加筋位。

✎  塑胶壳体配合设计
壳体配合包含的内容较多，本篇文章主要讨论大件壳体之间的配合。配合壳体之间为了保持相对固定的位置而设计的限位筋、碰零基准面、止口和裙边等结构，同时要求壳体之间的配合有较好的密封性能，达到防水防潮防尘的目的，同时也能提高抗静电能力。
另外需要注意的事：壳体上尽可能少开孔，尤其是和电池配合的后壳，取掉电池后尽可能少看见里面的PCB上的器件，一是难看，二是不利于抗静电和防水性能。
实例说明：
卡扣和限位筋交错排列
优点：结合紧密，不松动，装配后整体刚度好，节省空间。

限位筋双层排列
优点：由于局部厚度增大，壳体强度更强；
缺点：侧壁厚度增加一层筋厚，空间紧张情况下无法采用