通讯设备配套Creo塑料结构零件设计

　　做通讯终端结构设计快十二年，经手的手持类、便携类通讯设备配套塑料零件没有上百也有七八十，这次拆解重构的这款塑料结构件，是6s系列手持通讯终端内部的核心承载配套零件，很多刚入行的结构工程师总觉得这类小塑料件随便画个外形抽个壳就行，真到装机试产的时候，卡扣断、配合间隙大、螺丝柱滑牙、装配后顶起屏幕的问题能把人磨到崩溃。先从实际应用场景说，这个零件是装在通讯终端中框与主板之间的，一方面要给主板上的接口、侧按键弹片、天线馈点留出精准的避让空间，另一方面要承担主板的限位、侧键的按压导向、电池仓侧边的支撑作用，日常使用中用户按侧键的力、设备轻微跌落的冲击力、电池轻微鼓胀的顶力，都会直接作用在这个零件上，要是结构强度没算对，

　　用不了三个月侧键就会塌陷，或者主板出现窜动导致接触不良。设计的时候我没有先画外形，而是先把整机的堆叠边界拉出来：首先是安装边界，零件整体要卡进中框的内侧卡槽，左右两侧的定位筋和中框内壁的槽位配合间隙留0.07mm，这个间隙是反复试出来的，留小了注塑件变形后装不进去，留大了装配后零件会晃，按侧键的时候会有异响。然后是功能特性的考量，侧键对应的位置我做了带导向斜角的按压凸台，凸台的厚度做1.2mm，背面加了0.8mm厚的十字加强筋，既保证按压的时候不会塌下去，又不会因为太硬导致侧键按不动，按压力度控制在2.5N到3N之间，刚好符合手持设备的按键手感要求。螺丝柱的设计是这类零件最容易出问题的地方，我没有直接做实心螺丝柱，

　　而是在柱子内部做了0.5mm的火山口防缩结构，柱子外径3.2mm，内孔攻牙前直径1.6mm，柱子根部加了R0.3的圆角过渡，避免注塑的时候出现应力集中，打螺丝的时候不会出现柱子根部开裂的问题，同时螺丝柱的高度严格控制在4.5mm以内，太高的话打螺丝的时候容易歪，导致主板被顶坏。再说到建模的思路，整个零件用Creo做全参数化设计，第一步先做主体的拉伸基体，然后用shell命令抽1.0mm的均匀壁厚，这里要注意，抽壳的时候所有的转角位置都要留R0.5以上的圆角，不然注塑的时候会出现应力痕，外观面就算做晒纹也盖不住。然后用Marge命令把提前做好的按键凸台、螺丝柱、定位筋这些特征合并到基体上，合并的时候要注意特征的先后顺序，先做加强筋再做螺丝柱，不然会出现特征失败的情况。Round圆角命令用的时候要分批次，外表面的圆角统一做R0.8，内部筋位的圆角做R0.3，不要一次性全选所有边倒圆角，很容易出现几何收敛失败，后续改参数的时候也容易报错。Solidify实体化命令用来处理切除的避让位，主板上的连接器、摄像头座子对应的位置，我都留了0.3mm的安全间隙，避免零件公差累积的时候顶到元器件，特别是天线馈点的位置，特意做了0.5mm的下沉避让，防止金属馈点碰到塑料件产生静电积累影响信号。Insert特征我用来放通用的卡扣结构，这个卡扣是我积累了好几年的通用结构，卡入量0.8mm，卡扣根部做了0.4mm的变形让位槽，拆装十次以上都不会断，

　　比自己重新画的卡扣可靠性高很多。外形尺寸上，整个零件总长112.3mm，总宽58.6mm，最大厚度4.8mm，所有的安装孔位位置度公差控制在0.1mm以内，和中框配合的外形尺寸公差按MT5级注塑精度来放，完全满足批量生产的要求。很多新手做这类零件的时候容易忽略拔模角度，我所有的外壁拔模做1度，内壁筋位的拔模做0.5度，螺丝柱内孔的拔模做0.3度，既保证脱模的时候不会刮花零件，又不会因为拔模角度太大导致装配间隙超差。还有一个细节，零件靠近电池的一侧我做了两条0.5mm高的缓冲筋，就算电池有轻微的鼓胀，力会先作用在筋位上，不会直接顶到主板，同时筋位之间留了空隙，方便电池散热，避免长时间使用热量堆积。整个零件的设计没有花里胡哨的结构，每一个特征都是为了解决实际装配和使用中的问题，做结构设计不是画个好看的三维外形就行，要考虑注塑生产的工艺性、装配的便利性、长期使用的可靠性，每一个圆角、每一条筋、每一个间隙的数值，都是在无数次试错和量产验证中磨出来的，刚入行的工程师可以把这个模型拆开看看每个特征的作用，比对着书上学命令要实用得多。