便携式播放机的支脚结构设计

2013-12-13于长云应栋方韩颖煜

机械与电子 2013年5期

王坤，于长云，尹崴，应栋方，沈蕾，韩颖煜

（1．中国华录松下电子信息有限公司，辽宁大连116023；2．新源动力股份有限公司，辽宁大连116085）

0 引言

通过支脚结构实现了便携式播放机的立式放置播放模式。支脚结构组件安装在某款便携式播放机的后侧，通过它平稳的支撑整机本体，收合自如，在不使用时可收拢贴合在便携式播放机的背面，在使用时将支脚打开，与便携式播放机成一角度，可将播放机放置在水平台面上使用［1］，实现空间立体播放，既节省了空间又符合人机工程学设计，以更人性化的方式让顾客得到完美的视听享受。

1 支脚结构设计要求及构成原理

1．1 设计要求

作为安装在本款便携式播放机上的支脚结构，它需要完成如下3点设计要求：支脚结构闭合和开启动作要流畅；支脚结构闭合和开启停止的位置要明确；支脚结构外观面有涂装要求。

1．2 构成原理

支脚结构组件由6点部品组成，如图1所示。各点部品在该结构中的发挥的功能使该支脚结构别具特色，其中铰链是连接支脚组件与便携式播放机本体的桥梁和纽带，它的旋转完美实现了支脚结构的开合动作；在整机本体内部临近支脚结构一侧安装了2点铁片，而支脚结构内部与铁片对应位置安装了磁石，通过磁石的吸附能力确保支脚结构在闭合状态完全固定在播放机本体上，方便用户移动、携带播放机；STOP线顾名思义，有止动作用，一端固定在支脚组件侧，另一端固定在整机本体上，通过它来控制支脚组件最终打开的位置；底脚橡胶垫安装在支脚结构底部，将支脚结构底部垫起，具有防滑，稳定整机本体以及避免支脚底部磕碰划伤的功用；经过涂装处理过的支脚内盖和支脚外盖配合在一起，将其他四点部品纳入二者内部实现动作功能。

图1 支脚组件结构

2 支脚结构典型设计

2．1 防缩瘪设计

结构设计中必须保证树脂在部品成型过程中有充足的流动性，其中最重要的就是部品壁厚均匀，无突变。如果结构设计没有遵循这个原则，很容易在壁厚突变处产生缩瘪或是冷却变形（鼓包）［2］。

在支脚结构组件中，支脚内盖的磁石放置部位在初期成型生产时外观出现凸包，且没有办法通过改善成型条件消除掉。由图2a可以看出，由于壁厚不均匀，且厚度相差很大，虽有过渡，但平缓幅度不大，导致成型时薄壁处材料过早凝结而发生变形。

针对这个问题，从两个方面对初始数据进行了相应的调整。首先，加大过渡斜面并追加R角，使成型时树脂材料平缓过渡，避免突变产生应力集中而变形。然后，在不影响磁石磁性效果的前提下，将磁石安装部位的壁厚增加0．15mm，对应配合部件支脚外盖上磁石安装部位的支撑筋降低0．15mm。改善后结构如图2b所示，成型生产后凸包基本消除，外观效果得到了明显改善。

图2 磁石放置处结构剖面

2．2 防装反设计

安装在支脚外盖左右两侧的铰链外观十分相似，但结构不完全相同，如若二者装反，当整机全部组装完成后，会发现支脚的开合动作会受到影响，甚至无法进行运动，这势必会导致不必要的返工。图3a是无防装反结构的支脚外盖铰链处的结构示意图。当操作者误将对应侧的铰链安装到图3a位置时，也可以顺利安装，在当前步骤下，操作者根本无法意识到自己所做的是错误操作，安装后的状态如图3c所示。为了彻底解决这个问题，只能从结构上对装反的误操作进行规避。在支脚外盖上对应装配铰链的左右侧位置追加挡筋，使左侧的铰链无法装入支脚外盖上右侧对应铰链的安装位置，反之亦然。图3b是有防装反结构的支脚外盖铰链处结构示意图。当追加了挡筋后，如果操作者进行了误操作，那么铰链与挡筋就会发生干涉，致使铰链无法安装到位，图3d是有了防装反结构后铰链装配后的状态，可以看到二者有明显的干涉部位。

图3 防装反结构

2．3 防划伤设计

当用户将支脚闭合状态下的播放机水平放置在某处时，支脚外盖外表面会接触到放置台面，难免会造成摩擦划伤；同时支脚内盖一侧的表面也会与播放机本体接触，时间久了，二者也会出现磕碰擦伤。

首先解决支脚外盖的划伤问题，在支脚外盖上追加4点工作凸包以及1点备用凸包，将支脚外盖与放置台面的面接触改为点接触，如图4a所示。对于中央部位的1点备用凸包，当支脚外盖承受播放机本体重量时，由于支脚组件同时存在翘曲，此时，中央部位成为最危险的划伤部位。当中央部位和支撑平面的间隙变小时，中央的凸包会首先接触支撑到台面，从而防止中央部位划伤。

对于支脚内盖和整机本体表面之间的划伤问题，同样采用在支脚内盖左右两边追加凸包的方式加以解决，如图4b所示，凸包高度1．5mm，它使整机本体与支脚内盖表面之间产生间隙，只是在凸包处二者形成点接触。

图4 支脚内外盖防划伤结构

2．4 防涂装露底结构设计

对有涂装要求的外观部品，为了得到涂层均匀，没有色差的合格部品，不仅仅取决于涂料的质量和喷涂的工艺，部品的结构也是至关重要的。在结构设计中，应尽量避免外观面边角位置处的沟槽设计。如需要沟槽结构，则应尽可能加大沟槽宽度、减少沟槽深度，同时增加沟槽弧度，避免直角沟槽。因为如果沟槽设计的又窄又深，当喷涂沟槽部位时，雾化后的涂料在喷涂过程中受到部品角的阻挡，在沿涂料喷涂方向角下端侧面以及底面邻近部分无法有效喷涂到，这样就会出现露底现象，如图5a所示。

实际上，解决涂装露底问题，一种方法是通过改善涂装工艺来解决，即在涂装时调整喷头角度，然后再对整个部品进行机涂。但这种方法效率较低，不能彻底解决涂装不良的外观问题，因此，只能作为部品生产的临时对策。另一种方法是在设计结构时就预先考虑部品涂装的难易性，尽量避免那些如前文所述的沟槽等不利于涂装的结构，在设计支脚外盖部品时为了让位需要，有两处不得不设计成沟槽结构，初始的结构虽然更适合部品与部品之间的配合，但为了后序涂装工作能够顺利进行，提高部品的生产性，经过深入考虑，在不影响配合关系的前提下，最终将初始窄且深的沟槽设计成了易于涂装的合理结构。图5b是本次支脚外盖涂装防露底结构改进示意图。