数码产品结构设计参考资料

小型数码产品结构设计指南

小型数码产品的结构设计是实现产品功能的关键，这不仅需要与产品外观相协调，更要考虑后序的生产装配、喷漆、喷绘、模具设计制造等各个方面。

小型数码产品的形体结构设计牵扯知识范围十分广泛，主要有：

1. 材料选用 ;

2. 表面处理 ;

3. 加工手段 ;

4. 包装装潢 ; 这些因素的运用直接影响着小型数码产品的生命和外观形象的变化。可以说设计者水平的高低决定了产品的生命力和产品的档次高低，高档次产品不一定是高造价，运用低造价设计出高档次的产品是设计者高水平高素质的体现。

1. 要评审造型设计是否合理可靠，包括制造方法，塑件的出模方向、出模斜度、抽芯、结构强度，电路安装（和电路设计人员配合）等是否合理。

2. 根据造型要求确定制造工艺是否能实现。包括模具制造、产品装配、外壳的喷涂、丝印、材质选择、须采购的零件供应等。

3. 确定产品功能是否能实现，用户使用是否最佳。

4. 进行具体的结构设计、确定每个零件的制造工艺。要注意塑件的结构强度、安装定位、紧固方式、产品变型、元器件的安装定位、安规要求，确定最佳装配路线。

5. 结构设计要尽量减小模具设计和制造的难度，提高注塑生产的效率，最小限度的减低模具成本和生产成本。

6. 确定整个产品的生产工艺、检测手段，保证产品的可靠性。

一、塑料件的设计指南

1.工程塑料的性能简介：

1.1有些固态物质具有分子排布有序，致密堆积的特性，如食用盐，糖，石

英，矿物质和金属。其它表现为固态物质，并不形成有规则的晶体排列方式。

它们只是冷却成为无序的或随机的分子团，称为无定型聚合物。非晶体物质不是真正的固体，最普通的例子就是玻璃，它们只是过冷的，极端粘稠的液体。

塑料树脂可以分为结晶型和无定型的。结晶型是相对的概念，由于聚合物的分子链大而复杂，所以不能够向无机化合物那样有完美的晶体排列次序。

不同的聚合物有不同的结晶表现，如高密度的聚乙烯有点结晶性，尼龙的会更强一些，聚甲醛（POM）的更强。

1.2 结晶型与无定型塑料的区别

熔解／凝固

结晶型会有一个熔点，熔解是需要熔解热，成型时会稳定性和硬度会迅速提高，所以结晶型塑料的成型周期比较短。

无定型物质的温度随着所加入的热量而增加，而且越来越呈现为液态。成型的周期也比较长。

收缩

结晶型塑料的收缩率会比较大，无定型的比较小

结晶型塑料收缩率

聚甲醛（POM） 2.0

尼龙66 1.5

聚丙烯 1.0～2.5

无定型塑料收缩率

聚碳酸脂（PC） 0.6-0.8

ABS 0.4-0.7

PMMA 0.7

聚苯乙烯 0.4

由于收缩率小，无定型塑料有更好的尺寸稳定性，想我们通用的PC、ABS和PC+ABS的最小公差可以规定为＋/_0.002％

1.3 塑料的其他性能

不同的塑料聚合物以及添加一些助剂之后塑料会有不同的性能。如添加玻纤（一般20％～40％）之后能够显著增加制成品的强度；GE的LEXAN PC和CYCOLOY PC+ABS的HF是高流动级，对于手机这类薄壳设计的注塑加工的难度有显著的改善；添加阻燃剂之后能够达到UL94 5V/V0级阻燃要求。

1.4 塑料选择

小型数码里面比较通用的塑料选择是：

小型数码外壳：GE PC EXL1414，SAMSUNG PC HF-1023IM，GE ABS+PC CYCOLOY

1200HF ，GE ABS+PC CYCOLOY 2950、2950HF ，其中GE PC EXL1414价格较贵大概是GE ABS+PC CYCOLOY 1200HF 的两倍，GE ABS+PC CYCOLOY 2950、2950HF 是阻燃级别

电池壳：GE PC EXL1414，SAMSUNG PC HF-1023IM ，GE 1200HF ， GE CX7240（超薄电池底壳0.2mm ）

电镀件：奇美 PA-727，少数使用奇美PA-757、GE CYCOLAC EPBM

电池卡扣或者运动件：POM

2. 小型数码塑料件的平均肉厚为1.0mm~1.2mm 。较大面（如主副屏贴LENS 处可以做到0.5mm ），局部可以做到0.35mm 。

不同材料的最小肉厚不同，其中结晶性的塑料如铁弗龙、POM 、尼龙可以做的比较小，PMMA 、ABS 次之，PC 由于流动性比较差需要的最小肉厚比较大。

3. 壁厚尽量均一，如果是不可避免的变化可以通过转换区来避免肉厚的急剧变化：

最佳

佳

浇口

4. 产品转角处不要设计成锐角，尤其是非结晶性塑料如我们常用的ABS 、PC 对锐角造成的应力非常敏感，容易造成应力集中，影响制成品的强度。同时圆滑过渡的也可以降低模腔压力，改善流动性。

4.1 由于锐角处刻痕会产生应力集中，下面是悬臂梁结构下r/t>0.6的情况下能够有效降低应力集中因子：

负载

厚度

=圆角

4.2 同样的所有的塑胶件的转角处都需要加上R角，内R角大于0.5t，最好

是0.6～0.75t：

不佳

5.Rib的设计：

5.1 使用GE的CYCOLOY ABS+PC时，Rib的厚度最好不大于壳子本体厚度的0.6倍。

5.2 高度不要超过本体厚度的3~5倍。

5.3 拔模角度为0.5~1.0度。

5.4 在Rib的根部导Rib厚度的40％～60％的圆角。

5.5 两根Rib之间的间距最好在壁厚的3倍以上。

6.卡勾的设计：

6.1 卡勾的卡入尺寸一般在0.5mm～0.8mm。

6.2钩子从分模面下沉0.2mm，有利于模具制造。

6.3钩子和卡槽的咬合面留0.05mm的间隙，以便日后修模。

6.4卡槽顶端于钩子底部预留0.3mm的间隙，作为卡勾变形的回弹空间。

6.5卡槽最好做成封闭式的（在壁厚保证不缩水的情况下），封闭面的肉厚

0.3~0.5mm。

6.6其余配合面留0.1~0.2mm的间隙。

6.7钩子的斜顶需留6~8mm的行程。

6.8钩子的尖端导0.1mm的圆角，以便拆卸。

6.9卡勾配合面处可以自主导2度的拔模，作为拆卸角。

6.10卡槽底部导R角增加强度，所以肉厚不一的地方导斜角做转换区。

7.模具铁料的厚度需要大于0.5mm。

8.母模面拔模角最好大于3度。每增加千分之一英寸的咬花深度需增加一度的

拔模角。

9.Boss的设计

Boss的目的是用来连接螺钉、导销等紧固件或者是做定位、热熔柱，设计Boss 的最重要原则就是避免没有支撑物，尽量让其与外壁或者肋相连增加强度。

9.1 一般Boss通用设计规则：

=顶端圆孔直径

顶端外径

最好不要大于3

最小0.3

最大

拔模角0.5%%

肋的顶部尺寸，按照一般肋的规则

导角半径

9.2 埋螺母的Boss设计：

螺母

螺母有钻石花和斜花纹两种，钻石花不适合热熔但在超声波工艺中表现良好；

斜花纹埋植时有自我导向功能，扭拉力综合性能良好。最好选滚花之间有沟槽的螺母，沟槽可以容纳塑料，提高拉力。在我们使用的对尖角敏感的无定型塑料（PC、ABS）不要使用花纹太尖的螺母。

螺母材质主要有三种：1.标准黄铜C3604；2.低铅铜，符合欧盟ROHS环保标准；3.不锈钢。一般情况下螺母不需要做表面处理，特殊的情况下可以电镀。 Boss的设计

螺母的Boss设计需要注意两点：

（一）Boss内径与螺母外径之间的关系，M1.2~M1.7的螺母，Boss内径＝螺母外径＋0.2～0.3mm；M2.0~M3.0的螺母，Boss内径＝螺母外径＋

0.5～0.6mm。

（二）Boss孔深度的设计需要考虑溢胶空间，一般情况下为0.5～1.5mm。通常螺母长度小于 2.5mm需要0.5mm～1.0mm，2.5mm～4.0mm的需要

1.0mm～1.5mm。

螺母的埋入方式

螺母有三种埋入方式：模内成型、热熔埋植和超声波埋植，它们各有优缺点。

其他主要要点

一把螺母都有导向端，塑料孔不用特别设计斜角

设计塑料孔径时孔径尺寸大于螺母导向端直径0.03mm以上

热固性塑料不时候热熔和超声波埋植，可以选择精密而尖锐的滚花螺母直接压入

塑料孔位置尽量避开结合线处，避免因为应力存在埋植螺母时导致塑料孔破裂

螺母埋植后的端面高度高于塑料孔端面0.05mm

10.孔的设计

10.1 全穿孔和半穿孔

全穿孔比半穿孔容易加工，因为全穿孔的穿孔销两端都有支撑，而半穿孔只有一端获得支撑，易于熔融的料流进入模穴造成尺寸偏差，所以半穿孔的深度最好不要超过半穿孔直径的两倍，如果要加深深度可以做成层次孔。

半穿孔底部的壁厚至少须为其孔径的1/6，否则成型后此处薄壁会膨胀变形。

10.2 多孔结构孔间距离

多孔结构中，孔与孔间，孔与侧壁间的距离须大于孔径，孔与边缘距离须大于两倍孔径。