做日用小器具结构设计快十年,经手的塑料手持类产品少说也有几十款,这款带梳齿的头发梳理件,是去年给个护小家电客户做配套结构件时出的方案,当时客户提的核心需求是解决普通梳具在修剪碎发时无法控制留发长度、碎发容易散落的问题,拿到需求第一时间先梳理实际使用场景:不管是家用自助修剪鬓角、刘海,还是理发店给客户做局部修型,操作人员单手握持器具时,首先要保证握持面贴合手掌弧度,不能有硌手的棱角,其次梳齿部分的间隙、齿端圆角要兼顾梳发顺畅度和不刮伤头皮的要求,还要考虑和电动修剪模块的装配公差。
先说实际使用的功能逻辑,这款梳理件的主体平面是贴紧头皮的基准面,梳齿从基准面一侧呈阶梯状排布,每根梳齿的高度差控制在0.8mm,齿间留2mm的过发间隙,头发穿过齿缝后被齿端的限位面挡住,修剪刀具沿着梳齿顶面移动就能把超出限位长度的头发剪掉,不会出现普通梳子梳发时头发高低差过大、修剪后层次不齐的问题。当时做结构校核的时候特意调整了梳齿的拔模角度,因为是ABS注塑件,梳齿属于细长结构,拔模斜度设为1.5°,既方便注塑脱模时不拉伤齿面,也不会让齿根和齿顶的间隙差过大影响过发量。
再讲设计时的安装边界考量,这个塑料件不是独立使用的成品,是配套电动理发剪的定位附件,所以主体背面预留了两个卡扣安装位,卡扣的卡合量设为1.2mm,和主机壳的配合公差取H7/h6,安装时顺着主机的导轨槽推到底就能听到卡扣卡入的脆响,拆卸时按住卡扣的解锁位就能直接取下,不需要额外工具。主体的握持部分做了1.2mm的壁厚,边缘做了R3的圆角过渡,握持时手掌的大鱼际位置刚好贴在主体的弧形面上,长时间握持操作也不会出现压痕。当时做手板验证的时候,特意找了三个不同手型的测试人员握持,调整了三次弧形面的曲率,最终的曲率半径设为42mm,适配绝大多数成年使用者的手掌贴合度。
梳齿部分的结构强度是当时校核的重点,因为使用时梳齿要插入头发,偶尔会碰到头皮或者硬质的台面,如果齿根强度不够很容易出现断齿的问题,所以每根梳齿的根部做了0.5mm的圆角过渡,分散齿根的应力集中,同时在梳齿和主体连接的位置加了一圈1mm厚的加强筋,加强筋顺着梳齿的排布方向延伸,既不影响梳齿间的过发空间,还能把梳齿的抗弯折强度提升40%以上,做跌落测试的时候从1.2米高度自由跌落到水泥地面,梳齿没有出现断裂、变形的情况。齿端的处理也花了不少心思,最开始做的是平齿端,测试的时候发现刮头皮,后来把齿端改成R1的球面,接触头皮的时候是圆弧面接触,不会有尖锐的触感,同时齿端的球面高度保持一致,保证修剪时的基准面平整,不会出现局部头发留长或者剪短的问题。
从注塑工艺的角度考虑,整个零件没有做倒扣结构,除了背面的两个卡扣位需要做小滑块抽芯,其余结构都可以直接前后模出模,减少模具的复杂程度,也能降低量产时的不良率。零件的进胶点设在主体握持面的背面中心位置,进胶口直径设为0.8mm,注塑完成后水口可以直接修剪平整,不会在外观面留下明显的进胶痕迹。表面做细晒纹处理,纹路深度15μm,既不会因为太光滑导致握持时打滑,也不会因为纹路太深藏污纳垢,日常使用后用毛刷就能清理干净齿缝里的碎发,不需要特殊的清洁工具。
实际场景使用中,这款梳理件除了配合电动修剪器做限位修剪,也可以单独作为普通密齿梳使用,梳理碎发的时候因为齿间间隙小,能把散落的碎发都带到齿缝里,不会出现普通宽齿梳漏发的问题。当时做结构优化的时候还考虑了防静电的需求,在塑料原料里添加了0.3%的防静电母粒,干燥环境下梳理头发也不会产生静电吸附头发的情况,使用体验比普通塑料梳好很多。安装到主机上之后,整体的重心落在握持位置的中心,操作时手腕不需要额外发力平衡重量,长时间举着修剪头发也不会觉得手腕酸。
做这类日用小塑料件的结构,很多人觉得简单,实际上要兼顾使用手感、装配公差、工艺可行性、强度要求这几个点,每一个尺寸的调整都要反复验证,就拿梳齿的间隙来说,最开始做的是1.5mm间隙,测试的时候发现头发粗的使用者梳发时会卡发,后来调到2mm,又发现太细的绒毛会从间隙里漏过去,最后把间隙设为2mm,同时在齿侧做了0.1mm的微倒角,既保证粗发能顺利通过,细发也不会漏过,前前后后改了六版手板才最终定下来这个结构。
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