便攜式播放機的支腳結構設計

王 坤，于長云，尹 崴，應棟方，沈 蕾，韓穎煜

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

0 引言

通過支腳結構實現了便攜式播放機的立式放置播放模式。支腳結構組件安裝在某款便攜式播放機的后側，通過它平穩的支撐整機本體，收合自如，在不使用時可收攏貼合在便攜式播放機的背面，在使用時將支腳打開，與便攜式播放機成一角度，可將播放機放置在水平臺面上使用［1］，實現空間立體播放，既節省了空間又符合人機工程學設計，以更人性化的方式讓顧客得到完美的視聽享受。

1 支腳結構設計要求及構成原理

1．1 設計要求

作為安裝在本款便攜式播放機上的支腳結構，它需要完成如下3點設計要求：支腳結構閉合和開啟動作要流暢；支腳結構閉合和開啟停止的位置要明確；支腳結構外觀面有涂裝要求。

1．2 構成原理

支腳結構組件由6點部品組成，如圖1所示。各點部品在該結構中的發揮的功能使該支腳結構別具特色，其中鉸鏈是連接支腳組件與便攜式播放機本體的橋梁和紐帶，它的旋轉完美實現了支腳結構的開合動作；在整機本體內部臨近支腳結構一側安裝了2點鐵片，而支腳結構內部與鐵片對應位置安裝了磁石，通過磁石的吸附能力確保支腳結構在閉合狀態完全固定在播放機本體上，方便用戶移動、攜帶播放機；STOP線顧名思義，有止動作用，一端固定在支腳組件側，另一端固定在整機本體上，通過它來控制支腳組件最終打開的位置；底腳橡膠墊安裝在支腳結構底部，將支腳結構底部墊起，具有防滑，穩定整機本體以及避免支腳底部磕碰劃傷的功用；經過涂裝處理過的支腳內蓋和支腳外蓋配合在一起，將其他四點部品納入二者內部實現動作功能。

圖1 支腳組件結構

2 支腳結構典型設計

2．1 防縮癟設計

結構設計中必須保證樹脂在部品成型過程中有充足的流動性，其中最重要的就是部品壁厚均勻，無突變。如果結構設計沒有遵循這個原則，很容易在壁厚突變處產生縮癟或是冷卻變形（鼓包）［2］。

在支腳結構組件中，支腳內蓋的磁石放置部位在初期成型生產時外觀出現凸包，且沒有辦法通過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，雖有過渡，但平緩幅度不大，導致成型時薄壁處材料過早凝結而發生變形。

針對這個問題，從兩個方面對初始數據進行了相應的調整。首先，加大過渡斜面并追加R角，使成型時樹脂材料平緩過渡，避免突變產生應力集中而變形。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，對應配合部件支腳外蓋上磁石安裝部位的支撐筋降低0．15mm。改善后結構如圖2b所示，成型生產后凸包基本消除，外觀效果得到了明顯改善。

圖2 磁石放置處結構剖面

2．2 防裝反設計

安裝在支腳外蓋左右兩側的鉸鏈外觀十分相似，但結構不完全相同，如若二者裝反，當整機全部組裝完成后，會發現支腳的開合動作會受到影響，甚至無法進行運動，這勢必會導致不必要的返工。圖3a是無防裝反結構的支腳外蓋鉸鏈處的結構示意圖。當操作者誤將對應側的鉸鏈安裝到圖3a位置時，也可以順利安裝，在當前步驟下，操作者根本無法意識到自己所做的是錯誤操作，安裝后的狀態如圖3c所示。為了徹底解決這個問題，只能從結構上對裝反的誤操作進行規避。在支腳外蓋上對應裝配鉸鏈的左右側位置追加擋筋，使左側的鉸鏈無法裝入支腳外蓋上右側對應鉸鏈的安裝位置，反之亦然。圖3b是有防裝反結構的支腳外蓋鉸鏈處結構示意圖。當追加了擋筋后，如果操作者進行了誤操作，那么鉸鏈與擋筋就會發生干涉，致使鉸鏈無法安裝到位，圖3d是有了防裝反結構后鉸鏈裝配后的狀態，可以看到二者有明顯的干涉部位。

圖3 防裝反結構

2．3 防劃傷設計

當用戶將支腳閉合狀態下的播放機水平放置在某處時，支腳外蓋外表面會接觸到放置臺面，難免會造成摩擦劃傷；同時支腳內蓋一側的表面也會與播放機本體接觸，時間久了，二者也會出現磕碰擦傷。

首先解決支腳外蓋的劃傷問題，在支腳外蓋上追加4點工作凸包以及1點備用凸包，將支腳外蓋與放置臺面的面接觸改為點接觸，如圖4a所示。對于中央部位的1點備用凸包，當支腳外蓋承受播放機本體重量時，由于支腳組件同時存在翹曲，此時，中央部位成為最危險的劃傷部位。當中央部位和支撐平面的間隙變小時，中央的凸包會首先接觸支撐到臺面，從而防止中央部位劃傷。

對于支腳內蓋和整機本體表面之間的劃傷問題，同樣采用在支腳內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，它使整機本體與支腳內蓋表面之間產生間隙，只是在凸包處二者形成點接觸。

圖4 支腳內外蓋防劃傷結構

2．4 防涂裝露底結構設計

對有涂裝要求的外觀部品，為了得到涂層均勻，沒有色差的合格部品，不僅僅取決于涂料的質量和噴涂的工藝，部品的結構也是至關重要的。在結構設計中，應盡量避免外觀面邊角位置處的溝槽設計。如需要溝槽結構，則應盡可能加大溝槽寬度、減少溝槽深度，同時增加溝槽弧度，避免直角溝槽。因為如果溝槽設計的又窄又深，當噴涂溝槽部位時，霧化后的涂料在噴涂過程中受到部品角的阻擋，在沿涂料噴涂方向角下端側面以及底面鄰近部分無法有效噴涂到，這樣就會出現露底現象，如圖5a所示。

實際上，解決涂裝露底問題，一種方法是通過改善涂裝工藝來解決，即在涂裝時調整噴頭角度，然后再對整個部品進行機涂。但這種方法效率較低，不能徹底解決涂裝不良的外觀問題，因此，只能作為部品生產的臨時對策。另一種方法是在設計結構時就預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構，在設計支腳外蓋部品時為了讓位需要，有兩處不得不設計成溝槽結構，初始的結構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行，提高部品的生產性，經過深入考慮，在不影響配合關系的前提下，最終將初始窄且深的溝槽設計成了易于涂裝的合理結構。圖5b是本次支腳外蓋涂裝防露底結構改進示意圖。

圖5 涂裝防露底結構

3 結束語

通過對支腳結構的介紹以及設計過程中所出現的問題的分析與解決，得出如下結論：

a．部品設計過程中，應力求做到壁厚均勻，如果因為條件制約，實在無法實現，那么在壁厚相差之處需做好平緩過渡，防止應力集中。

b．對于一個產品來說，部品與部品之間并非是獨立的，它們互相配合在一起共同作用才能體現整個產品的價值。因此，進行結構設計時，關聯部品之間的聯系需理清，避免互相制約。

c．部品美觀的同時需要耐用。如何延長產品在顧客手中的生命周期，應該是每一位結構設計者在設計之初必須考慮的問題。

d．對于需要二次加工的制品，尤其是涂裝、印刷制品，外觀應力求簡單大方，易于二次加工，盡量避免溝槽結構。如有溝槽，應避免深度太深，寬度太窄，同時適當加大溝槽結構的拔模斜度。

［1］ 廣州矽金塔電子有限公司．便攜式可視電子產品支撐固定結構［P］．中國專利：200520062216．7［P／OL］．2006－08－30．

［2］ 張維合．注塑模具設計實用教程［M］．北京：化學工業出版社，2007．