日常做消费类手持电子设备结构设计时,这类柱状便携雾化烟具的建模是很典型的小尺寸精密结构练习案例,很多刚接触消费电子结构的工程师都会拿这类产品练手,因为它集成了壳体配合、油路密封、电极导通、气流通道设计多个常见的结构设计要点,尺寸边界控制要求高,容错空间小。
先从实际使用场景说,这类产品主要面向日常随身使用的场景,所以整体外形做了直边柱状的方正设计,单手握持时贴合手掌虎口位置,不会像圆形截面的产品那样容易在桌面滚动滑落,放置在办公桌、车载杯架这类平面上时稳定性更好。机身主体采用等截面直壁设计,没有多余的外凸结构,日常放在裤兜、随身小包里不会勾挂衣物内衬,取出和收纳的动作都很顺畅。
从功能结构拆分来看,整个模型分为机身储油壳体、顶部雾化仓、吸嘴段三个核心部分。机身壳体承担储油仓和电池仓的容纳功能,壁厚控制在1.2mm,既保证了PC材质壳体的抗摔强度,日常从1米左右高度跌落至木质桌面不会出现壳体开裂,也不会因为壁厚过大挤占内部储油和电池的安装空间。内部做了分隔筋,将油路和电路部分完全隔开,避免烟油渗漏到电路区域造成电极短路,分隔筋的厚度设置为0.8mm,和壳体一体注塑成型,减少后续装配的密封工序。
顶部的雾化仓安装位做了台阶式定位结构,和机身主体配合时,台阶面的配合公差控制在0.05mm,配合处预留了硅胶密封圈的安装槽,槽宽1.5mm,深度1.2mm,装配后密封圈的压缩量在25%左右,既能保证密封效果防止烟油从配合缝隙渗漏,也不会因为装配阻力过大导致用户更换雾化芯的时候难以拆卸。吸嘴段做了微收的锥度,最上端的外径比机身主体小3mm,贴合唇部接触的弧度,长时间含吸不会硌嘴,吸嘴的内孔直径做了3.2mm的通孔,气流通过时的阻力适中,不会因为孔径过大导致吸阻太松,也不会因为孔径过小造成抽吸费劲的问题。
设计的时候特意把所有的外部分模线都设置在机身的侧棱位置,后续做表面处理的时候,不管是做磨砂喷塑还是亮面UV涂层,分模线的痕迹都不会在握持的主接触面上,握持手感更顺滑。机身底部做了微凹的充电接口安装位,接口采用内嵌式设计,接口端面比机身底面低0.3mm,日常放置的时候接口不会直接和桌面摩擦,避免接口磨损造成接触不良。底部同时做了两个直径1mm的进气小孔,孔位正对内部雾化芯的进气通道,气流从底部进入后直接穿过雾化芯的发热区域,将雾化后的烟气顺着内部通道带到吸嘴位置,气流路径没有多余的弯折,减少了烟气在通道内的冷凝残留。
从安装边界来看,整个产品的总高度控制在112mm,机身截面尺寸为22mm*32mm,属于单手握持的黄金尺寸区间,成年男性单手握持时,拇指可以自然搭在机身侧面的点火按键位置,按键的凸起高度设置为0.8mm,按压力度控制在1.8N,按压的时候有清晰的段落反馈,不会出现误触也不会按不动。内部电池的安装位尺寸按照18350电池的标准尺寸预留,长度方向预留0.2mm的装配间隙,径向预留0.15mm的间隙,电池周围贴有1mm厚的缓冲泡棉,防止日常使用时的震动造成电池移位。储油仓的有效容积设置为2ml,按照日常使用频率可以满足一天的使用量,不需要频繁注油。
做这类小尺寸手持产品的建模时,最需要注意的就是各个配合件的公差累积,比如机身壳体、雾化仓、吸嘴三个部分同轴度要控制在0.1mm以内,不然装配后会出现台阶错位,既影响外观也会影响密封性能。另外所有的内部棱边都做了R0.3mm的圆角处理,避免应力集中造成壳体开裂,外部棱边做了R0.5mm的圆角,握持的时候不会有割手的感觉。气流通道的所有内壁都做了光滑处理,没有台阶和毛刺,减少冷凝液的附着,日常使用时不容易出现吸到冷凝液的问题。
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