微型贴膜器的设计与制造

2014-12-02唐叶李秋苹高川

机械工程师 2014年9期

唐叶，李秋苹，高川

（江南大学机械工程学院，江苏无锡 214122）

1 微型贴膜器设计与制造的必要性

随着时代的进步科技的发展，大屏智能手机普及率越来越高，手机贴膜的需求也日益增加。现在市场上手机贴膜主要依靠手工，贴膜的精度依赖于专业贴膜师的手艺，贴膜效率的高低、质量的好坏因人而异。而且由于手工贴膜的收费较高，加之专业贴膜的店比较少，一些消费者会选择自行贴膜，但由于缺乏专业技术，往往造成手机膜的浪费。所以，研发一种通用的手机贴膜器是市场的迫切需求。

2 微型贴膜器的设计

2.1 微型贴膜器的工作原理

根据手机贴膜的经验可知，首先，微型贴膜器必须实现手机膜和手机屏幕的快速精准定位。传统的手工贴膜相当于将手机屏幕位置固定，然后调整手机膜的方位来实现两者对齐。通过分析小型印刷机，我们鉴借其原理，选择将手机膜的位置固定，调整手机屏幕的位置以实现两者的精确贴合。鉴于此，装置应该实现对手机位置上下、左右、前后3 个方向的调整。而清洁的手机屏幕是成功贴膜的关键因素之一。所以我们用气压泵提供足够强大的气流对手机屏幕进行除尘。

2.2 微型贴膜器的结构

微型贴膜器的箱体外壳类似长方体，从功能上划分，其结构主要包括3 个部分：塑料薄膜、手机升降台结构和手机夹紧结构。首先，塑料透明薄膜充当手机膜载体，手机膜轻轻粘贴在塑料薄膜下方。塑料薄膜右上角有一个明显标记的“十字叉”，通过手机膜上边缘和左边缘与十字叉的重合来实现手机膜的定位。二是通过手机屏幕上边缘和左边缘与塑料薄膜上的十字叉的重合来实现手机屏幕的定位，从而实现手机膜与手机屏幕贴合定位的功能；其次，手机升降台的设计是为了达到手机上下位置微调的目的，采用齿轮齿条的传动结构［1］可以实现手机在竖直方向的运动；最后，手机夹紧结构应满足两种需求，一是手机在前后、左右方向上的位置调节，二是实现手机位置的固定，通过固定在箱体上的弹簧挡板和螺纹杆作用于手机上力的平衡来调节和固定手机位置。

为了保证贴膜质量，塑料薄膜一端固定在箱盖的螺母上，另一端则通过弹簧连接使其与箱盖成15°夹角，便于手机膜与手机屏幕的紧密贴合。塑料薄膜的安装如图1。

图1 塑料薄膜的安装

3 微型贴膜器的制造

3.1 材料选择

因为微型贴膜器结构受力不太大，强度要求不高，所以材料选择以塑料为主，以钢为辅。箱体、箱盖材料为塑料，弹簧、螺纹杆、螺母、螺栓和螺母等零件材料为钢。塑料薄膜为无色透明塑料薄膜。粘合剂为强力胶。

3.2 尺寸确定

结合常用手机尺寸确定箱体尺寸为：宽150 mm、长250 mm。为实现竖直方向15 mm 的最大位移、左右方向0～50 mm 的调节范围和上下方向0～80 mm的调节范围，参考《机械设计手册》［2］，确定零件尺寸如表1。

表1 各零件尺寸

3.3 实物装配

按要求选购加工材料，并按照设计图纸将零件装配起来，完成微型贴膜器实物制造。

图2 为微型贴模器3D模型，图3 为微型贴模器实体图。

4 微型贴膜器的效果检验

图2 微型贴膜器3D 模型

图3 微型贴膜器实体图

表2 手机型号数据

微型贴膜器按要求装配完成后，首先对序号1 型号手机进行试验。操作步骤：1）把手机放置于升降台上，调节齿轮轴使手机屏幕到达合适高度；2）用气压泵对手机屏幕进行清洁；3）将手机膜的下包装封皮撕掉，在手机膜的上包装封皮涂抹少量清水，将手机膜上边缘和左边缘与塑料膜的十字叉重合；4）调节两个螺纹杆使手机屏幕右边和上边与十字叉重合，按下塑料膜使手机屏幕与手机膜接触；5）取出手机，用刮板赶走气泡，撕下手机膜的上包装封皮。然后，按照以上相同的步骤对序号2、3 手机各进行50 次贴膜试验，实验结果如表3。