便攜式播放機(jī)的支腳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

王 坤，于長(zhǎng)云，尹 崴，應(yīng)棟方，沈 蕾，韓穎煜

（1．中國(guó)華錄松下電子信息有限公司，遼寧 大連116023；2．新源動(dòng)力股份有限公司，遼寧 大連116085）

0 引言

通過(guò)支腳結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了便攜式播放機(jī)的立式放置播放模式。支腳結(jié)構(gòu)組件安裝在某款便攜式播放機(jī)的后側(cè)，通過(guò)它平穩(wěn)的支撐整機(jī)本體，收合自如，在不使用時(shí)可收攏貼合在便攜式播放機(jī)的背面，在使用時(shí)將支腳打開(kāi)，與便攜式播放機(jī)成一角度，可將播放機(jī)放置在水平臺(tái)面上使用［1］，實(shí)現(xiàn)空間立體播放，既節(jié)省了空間又符合人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)，以更人性化的方式讓顧客得到完美的視聽(tīng)享受。

1 支腳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及構(gòu)成原理

1．1 設(shè)計(jì)要求

作為安裝在本款便攜式播放機(jī)上的支腳結(jié)構(gòu)，它需要完成如下3點(diǎn)設(shè)計(jì)要求：支腳結(jié)構(gòu)閉合和開(kāi)啟動(dòng)作要流暢；支腳結(jié)構(gòu)閉合和開(kāi)啟停止的位置要明確；支腳結(jié)構(gòu)外觀面有涂裝要求。

1．2 構(gòu)成原理

支腳結(jié)構(gòu)組件由6點(diǎn)部品組成，如圖1所示。各點(diǎn)部品在該結(jié)構(gòu)中的發(fā)揮的功能使該支腳結(jié)構(gòu)別具特色，其中鉸鏈?zhǔn)沁B接支腳組件與便攜式播放機(jī)本體的橋梁和紐帶，它的旋轉(zhuǎn)完美實(shí)現(xiàn)了支腳結(jié)構(gòu)的開(kāi)合動(dòng)作；在整機(jī)本體內(nèi)部臨近支腳結(jié)構(gòu)一側(cè)安裝了2點(diǎn)鐵片，而支腳結(jié)構(gòu)內(nèi)部與鐵片對(duì)應(yīng)位置安裝了磁石，通過(guò)磁石的吸附能力確保支腳結(jié)構(gòu)在閉合狀態(tài)完全固定在播放機(jī)本體上，方便用戶移動(dòng)、攜帶播放機(jī)；STOP線顧名思義，有止動(dòng)作用，一端固定在支腳組件側(cè)，另一端固定在整機(jī)本體上，通過(guò)它來(lái)控制支腳組件最終打開(kāi)的位置；底腳橡膠墊安裝在支腳結(jié)構(gòu)底部，將支腳結(jié)構(gòu)底部墊起，具有防滑，穩(wěn)定整機(jī)本體以及避免支腳底部磕碰劃傷的功用；經(jīng)過(guò)涂裝處理過(guò)的支腳內(nèi)蓋和支腳外蓋配合在一起，將其他四點(diǎn)部品納入二者內(nèi)部實(shí)現(xiàn)動(dòng)作功能。

圖1 支腳組件結(jié)構(gòu)

2 支腳結(jié)構(gòu)典型設(shè)計(jì)

2．1 防縮癟設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須保證樹(shù)脂在部品成型過(guò)程中有充足的流動(dòng)性，其中最重要的就是部品壁厚均勻，無(wú)突變。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有遵循這個(gè)原則，很容易在壁厚突變處產(chǎn)生縮癟或是冷卻變形（鼓包）［2］。

在支腳結(jié)構(gòu)組件中，支腳內(nèi)蓋的磁石放置部位在初期成型生產(chǎn)時(shí)外觀出現(xiàn)凸包，且沒(méi)有辦法通過(guò)改善成型條件消除掉。由圖2a可以看出，由于壁厚不均勻，且厚度相差很大，雖有過(guò)渡，但平緩幅度不大，導(dǎo)致成型時(shí)薄壁處材料過(guò)早凝結(jié)而發(fā)生變形。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，從兩個(gè)方面對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整。首先，加大過(guò)渡斜面并追加R角，使成型時(shí)樹(shù)脂材料平緩過(guò)渡，避免突變產(chǎn)生應(yīng)力集中而變形。然后，在不影響磁石磁性效果的前提下，將磁石安裝部位的壁厚增加0．15mm，對(duì)應(yīng)配合部件支腳外蓋上磁石安裝部位的支撐筋降低0．15mm。改善后結(jié)構(gòu)如圖2b所示，成型生產(chǎn)后凸包基本消除，外觀效果得到了明顯改善。

圖2 磁石放置處結(jié)構(gòu)剖面

2．2 防裝反設(shè)計(jì)

安裝在支腳外蓋左右兩側(cè)的鉸鏈外觀十分相似，但結(jié)構(gòu)不完全相同，如若二者裝反，當(dāng)整機(jī)全部組裝完成后，會(huì)發(fā)現(xiàn)支腳的開(kāi)合動(dòng)作會(huì)受到影響，甚至無(wú)法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致不必要的返工。圖3a是無(wú)防裝反結(jié)構(gòu)的支腳外蓋鉸鏈處的結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)操作者誤將對(duì)應(yīng)側(cè)的鉸鏈安裝到圖3a位置時(shí)，也可以順利安裝，在當(dāng)前步驟下，操作者根本無(wú)法意識(shí)到自己所做的是錯(cuò)誤操作，安裝后的狀態(tài)如圖3c所示。為了徹底解決這個(gè)問(wèn)題，只能從結(jié)構(gòu)上對(duì)裝反的誤操作進(jìn)行規(guī)避。在支腳外蓋上對(duì)應(yīng)裝配鉸鏈的左右側(cè)位置追加擋筋，使左側(cè)的鉸鏈無(wú)法裝入支腳外蓋上右側(cè)對(duì)應(yīng)鉸鏈的安裝位置，反之亦然。圖3b是有防裝反結(jié)構(gòu)的支腳外蓋鉸鏈處結(jié)構(gòu)示意圖。當(dāng)追加了擋筋后，如果操作者進(jìn)行了誤操作，那么鉸鏈與擋筋就會(huì)發(fā)生干涉，致使鉸鏈無(wú)法安裝到位，圖3d是有了防裝反結(jié)構(gòu)后鉸鏈裝配后的狀態(tài)，可以看到二者有明顯的干涉部位。

圖3 防裝反結(jié)構(gòu)

2．3 防劃傷設(shè)計(jì)

當(dāng)用戶將支腳閉合狀態(tài)下的播放機(jī)水平放置在某處時(shí)，支腳外蓋外表面會(huì)接觸到放置臺(tái)面，難免會(huì)造成摩擦劃傷；同時(shí)支腳內(nèi)蓋一側(cè)的表面也會(huì)與播放機(jī)本體接觸，時(shí)間久了，二者也會(huì)出現(xiàn)磕碰擦傷。

首先解決支腳外蓋的劃傷問(wèn)題，在支腳外蓋上追加4點(diǎn)工作凸包以及1點(diǎn)備用凸包，將支腳外蓋與放置臺(tái)面的面接觸改為點(diǎn)接觸，如圖4a所示。對(duì)于中央部位的1點(diǎn)備用凸包，當(dāng)支腳外蓋承受播放機(jī)本體重量時(shí)，由于支腳組件同時(shí)存在翹曲，此時(shí)，中央部位成為最危險(xiǎn)的劃傷部位。當(dāng)中央部位和支撐平面的間隙變小時(shí)，中央的凸包會(huì)首先接觸支撐到臺(tái)面，從而防止中央部位劃傷。

對(duì)于支腳內(nèi)蓋和整機(jī)本體表面之間的劃傷問(wèn)題，同樣采用在支腳內(nèi)蓋左右兩邊追加凸包的方式加以解決，如圖4b所示，凸包高度1．5mm，它使整機(jī)本體與支腳內(nèi)蓋表面之間產(chǎn)生間隙，只是在凸包處二者形成點(diǎn)接觸。

圖4 支腳內(nèi)外蓋防劃傷結(jié)構(gòu)

2．4 防涂裝露底結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)有涂裝要求的外觀部品，為了得到涂層均勻，沒(méi)有色差的合格部品，不僅僅取決于涂料的質(zhì)量和噴涂的工藝，部品的結(jié)構(gòu)也是至關(guān)重要的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免外觀面邊角位置處的溝槽設(shè)計(jì)。如需要溝槽結(jié)構(gòu)，則應(yīng)盡可能加大溝槽寬度、減少溝槽深度，同時(shí)增加溝槽弧度，避免直角溝槽。因?yàn)槿绻麥喜墼O(shè)計(jì)的又窄又深，當(dāng)噴涂溝槽部位時(shí)，霧化后的涂料在噴涂過(guò)程中受到部品角的阻擋，在沿涂料噴涂方向角下端側(cè)面以及底面鄰近部分無(wú)法有效噴涂到，這樣就會(huì)出現(xiàn)露底現(xiàn)象，如圖5a所示。

實(shí)際上，解決涂裝露底問(wèn)題，一種方法是通過(guò)改善涂裝工藝來(lái)解決，即在涂裝時(shí)調(diào)整噴頭角度，然后再對(duì)整個(gè)部品進(jìn)行機(jī)涂。但這種方法效率較低，不能徹底解決涂裝不良的外觀問(wèn)題，因此，只能作為部品生產(chǎn)的臨時(shí)對(duì)策。另一種方法是在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)就預(yù)先考慮部品涂裝的難易性，盡量避免那些如前文所述的溝槽等不利于涂裝的結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)支腳外蓋部品時(shí)為了讓位需要，有兩處不得不設(shè)計(jì)成溝槽結(jié)構(gòu)，初始的結(jié)構(gòu)雖然更適合部品與部品之間的配合，但為了后序涂裝工作能夠順利進(jìn)行，提高部品的生產(chǎn)性，經(jīng)過(guò)深入考慮，在不影響配合關(guān)系的前提下，最終將初始窄且深的溝槽設(shè)計(jì)成了易于涂裝的合理結(jié)構(gòu)。圖5b是本次支腳外蓋涂裝防露底結(jié)構(gòu)改進(jìn)示意圖。

圖5 涂裝防露底結(jié)構(gòu)

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)支腳結(jié)構(gòu)的介紹以及設(shè)計(jì)過(guò)程中所出現(xiàn)的問(wèn)題的分析與解決，得出如下結(jié)論：

a．部品設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)力求做到壁厚均勻，如果因?yàn)闂l件制約，實(shí)在無(wú)法實(shí)現(xiàn)，那么在壁厚相差之處需做好平緩過(guò)渡，防止應(yīng)力集中。

b．對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，部品與部品之間并非是獨(dú)立的，它們互相配合在一起共同作用才能體現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品的價(jià)值。因此，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，關(guān)聯(lián)部品之間的聯(lián)系需理清，避免互相制約。

c．部品美觀的同時(shí)需要耐用。如何延長(zhǎng)產(chǎn)品在顧客手中的生命周期，應(yīng)該是每一位結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)之初必須考慮的問(wèn)題。

d．對(duì)于需要二次加工的制品，尤其是涂裝、印刷制品，外觀應(yīng)力求簡(jiǎn)單大方，易于二次加工，盡量避免溝槽結(jié)構(gòu)。如有溝槽，應(yīng)避免深度太深，寬度太窄，同時(shí)適當(dāng)加大溝槽結(jié)構(gòu)的拔模斜度。

［1］ 廣州矽金塔電子有限公司．便攜式可視電子產(chǎn)品支撐固定結(jié)構(gòu)［P］．中國(guó)專利：200520062216．7［P／OL］．2006－08－30．

［2］ 張維合．注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程［M］．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007．