机械设计手册

机械设计手册 The latest revision on November 22, 2020

机械设计手册

一、前言

二、塑胶件

1.1.外形设计

1.2.装配设计

1.3结构设计

三、五金件

2.1配合设计

2.2结构设计

前言

编制本手册的主要目的有两个：

1.规范公司设计人员的设计并在实际设计工作中作为参考。

2.新入公司的助理工程师的培训教材。

公司产品可分为自主开发设计产品和OEM类产品。

自主开发设计产品

公司根据市场的需求，开发出符合消费者要求的产品。随着消费者对产品要求的不断提高、市场竞争越来越激烈，这就要求设计人员设计出来的产品在外观结构、功能方面有独到之处。在设计过程中不断优化改进产品，在保证产品质量的前提下尽可能降低产品的成本，为公司创造最大的利润。自主开发设计产品包括公司自有品牌产品、帖牌产品、定制产品。

OEM产品

OEM原来是指由客户提供所有的技术资料和图纸，制造商仅负责生产的模式。现在所讲的OEM其实已经包括ODM，即客户提供外观、对功能提出要求，制造商根据要求进行设计、生产产品。

OEM类产品尽可能按客户的要求设计和生产产品，只有在客户的要求不合理的情况下，经与客户协商，在得到客户的同意下才能进行进一步的开发设计。OEM类产品只有在得到客户的最终确认以及本公司能批量生产才表示整个开发过程完成。

一、塑胶件

塑胶件设计时尽可能做到一次成功，对某些难以保证的地方，考虑到修模时给模具加料难、去料易，可预先给塑料件保留一定的间隙。

常用塑料介绍

常用的塑料主要有ABS、AS、PC、PMMA、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。

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（HALFMIRROR）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

1.1外形设计

对于塑胶件，如外形设计错误，很可能造成模具报废，所以要特别小心。外形设计要求产品外观美观、流畅，曲面过渡圆滑、自然，符合人体工程。

现实生活中使用的大多数电子产品，外壳主要都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素影响，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受面刮

<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽量使产品：面壳>底壳。

一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大，一般选0.5%。

底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选0.4%。

即面壳缩水率一般比底壳大0.1%

1.2装配设计

指有装配关系的零部件之间的装配尺寸设计。主要注意间隙配合和公差的控制。1.2.1止口

指的是上壳与下壳之间的嵌合。设计的名义尺寸应留0.05~0.1mm的间隙，嵌合面应有1.5~2°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。

1.2.2扣位

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。

设计扣位时应考滤侧抽心有无足够的行程。

1.2.3螺丝柱

一般采用自攻螺丝，直径为2~3mm。

D

以上表中所提供的是HIPS和ABS料常用螺丝孔尺寸,对于不同的材料,螺丝孔尺寸有所不同,一般来说,比较软、韧性较好的材料d值小，较脆的材料所选d值要大一点。

1.3结构设计

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1~2mm。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0.6~1.2mm。

键孔的设计。键孔的碰穿方式有三种选择。

A方式利于模具的制作，但碰穿处的利边容易导致卡键；B方式则避免了卡键问题，但当碰穿

偏心时则键孔变小，产生利边。C方式增加了按键的倒入斜脚，同时保存了碰穿偏心的余量，有效的防止了问题的出现，现一般采用B或C。

1.3.2按键设计

间隙：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0.2~0.3mm。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。

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100g~200g，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、五金件设计

2.1电池弹弓的设计

一般根据电池的大小选择弹簧线径。“AA”的电池采用φ0.6mm的线径；“AAA”的电池采用φ0.5mm的线径。弹弓的负极圈数一般为3~6圈，开始第1/2圈平齐，之后开始上绕，第一与第二圈保持1.5~1.8mm的距离，利于卡入电池槽。

电池弹弓弯折角由于受加工工具的限制，内弯不得小于R1.0，否则此弯折角处容易折断。

2.2钣金的弯折

设计钣金产品时要注意,一般来说,冷轧板的最小弯折半径不小于板厚，拉深时最小半径也不小于板厚。

2.3翻边孔的设计

对于直径D为2~6mm的螺钉,翻边孔的直径d≈D-1/4D