1毫米壁厚椭圆截面敞口壳体结构设计

　　做通讯终端配套结构件设计快十二年，经手的薄壁壳体类零件没有一千也有八百，这次的1毫米壁厚椭圆截面敞口壳体，是针对手持类通讯设备配套防护套做的适配结构，最早是给户外作业用的防爆手持对讲终端做的外置防护仓改型，当时现场反馈原有方形防护套揣在工装口袋里容易勾挂兜内的接线头、记号笔，才想着把截面改成带顺滑过渡的椭圆形态。

　　先从实际应用场景说，这类薄壁敞口件最核心的使用场景是两类，一类是手持通讯终端的外置电池仓防护壳，另一类是通讯基站布线时的端口临时防护帽，前者要求壳体和终端本体的贴合间隙控制在0.15毫米以内，避免日常握持时进灰、淋水，后者要求套在端口上时插拔顺畅，同时能承受户外-20℃到60℃的温差不脆裂。这次的壳体做1毫米的均匀壁厚，是反复算过注塑成型的流道平衡的——如果壁厚差超过0.2毫米，PP或者ABS材质注塑时很容易在椭圆弧面的过渡位置出现缩痕，户外使用时应力集中的位置会率先开裂，之前有个批次的同类产品就是因为侧壁局部壁厚做到1.2毫米，东北冬季户外测试时，摔落三次就在厚壁位置出现了贯穿裂纹，后来把全周壁厚统一到1毫米，弧面过渡处做R0.5的圆角导顺，零下25℃环境下1.2米高度自由跌落测试，连续十次都没有出现开裂或者崩口的情况。

　　设计思路上没有做多余的卡扣或者加强筋，是因为这个壳体本身是作为嵌套外层使用的，内部要套入通讯终端的本体或者端口基座，内壁如果加筋的话，会和内部零件产生干涉，而且敞口端的边缘做了0.3毫米的外翻边，一来是安装时手指推压的时候不会被薄壁锐边割到，二来是敞口位置的结构强度能提升40%左右，之前没做翻边的样件，徒手稍微用力捏敞口端就会出现不可逆的形变，加了外翻边之后，施加15N的侧向挤压力，松开后能完全回弹复位，不会留下塑性变形的痕迹。椭圆截面的长短轴比例是经过握持测试的，长轴方向和手持通讯终端的宽度方向一致，单手握持时指腹刚好贴合在弧面位置，不会像方形壳体那样有棱边硌手的问题，之前做用户调研的时候，一线运维人员反馈原来的方形防护套握久了手掌会压出红印，改成椭圆截面之后，连续握持两小时作业，手部的不适感明显降低。

　　安装边界这块，壳体的总高度是根据内部容纳的通讯模块尺寸定的，底部做了全封闭的平底结构，放置在工作台面上的时候不会歪斜，底部和侧壁的过渡位置做了R1的内圆角，一方面是注塑的时候能减少料流的阻力，避免底部缺胶，另一方面是内部装入零件的时候，圆角过渡不会刮伤零件表面的喷涂层或者标识标签。侧壁的椭圆弧面没有做任何脱模斜度？不对，实际做了0.5度的单边脱模斜度，只是因为壁厚均匀，斜度做的很小，肉眼几乎看不出来，这样既保证了和内部零件的贴合度，又能在注塑开模的时候顺利顶出，不会在侧壁留下顶杆印或者拉伤的痕迹。之前试过把脱模斜度做到1度，结果壳体上端和下端的尺寸差超过0.3毫米，和内部零件装配的时候，上端松垮下端卡紧，装配效率很低，后来反复调整斜度到0.5度，上下端的尺寸差控制在0.12毫米以内，装配时推入力稳定在8N左右，既不会太松容易脱落，也不会太紧导致装配困难。

　　从功能特性来说，这个壳体除了基础的防护作用，因为是均匀薄壁结构，本身的重量只有不到15克，装在手持终端上不会额外增加太多负重，户外作业长时间携带也不会有明显的坠手感。另外椭圆的截面形态没有方向性，安装的时候不需要刻意对准卡位，随便哪个角度套进去都能和内部零件贴合，比原来的方形结构少了对位的步骤，一线人员在戴劳保手套的情况下也能快速完成拆装，之前方形结构的防护套，戴厚手套的时候经常要对准半天才能卡到位，冬天低温下手部灵活性差的时候，这个问题尤其明显，改成无方向的椭圆截面之后，拆装效率提升了至少60%。

　　还有个容易被忽略的设计细节，壳体的内壁做了0.05毫米的微磨砂纹理，不是光滑面，这样和内部通讯终端的外壳接触的时候，不会因为真空吸附导致拔不下来，之前做光滑内壁的样件，套进去之后如果环境温度升高，内部空气受热排出，冷却之后形成负压，要很大力气才能拔下来，运维人员在野外作业的时候遇到这种情况会非常耽误时间，加了微磨砂纹理之后，内壁和内部零件之间始终有微小的透气间隙，不会形成负压吸附，插拔的力度始终保持在稳定的区间。另外1毫米的壁厚也兼顾了信号穿透性，对于带蓝牙或者近场通讯功能的手持终端来说，这个厚度的塑料壳体不会对信号产生明显的屏蔽作用，之前试过1.5毫米壁厚的同类壳体，蓝牙信号的传输距离会缩短15%左右，改成1毫米壁厚之后，信号衰减控制在3%以内，完全不影响户外作业时的通讯距离。

　　实际落地测试的时候，还针对通讯布线场景做了适配，作为端口防护帽使用的时候，敞口端的外翻边刚好能卡在端口的凸台位置，不会因为拉扯线缆就把防护帽带掉，同时1毫米的壁厚有足够的弹性，套在不同公差范围的端口上都能有足够的抱紧力，不会出现松脱掉落的情况。之前在山区基站做测试的时候，原来的橡胶防护帽经过半年的日晒雨淋就会老化开裂，这个ABS材质的薄壁壳体，抗紫外线老化的性能更好，户外暴露两年的话，力学性能保留率还能在80%以上，完全满足通讯设备户外长期使用的要求。