蓝牙耳机结构设计规范.doc

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1、蓝牙耳机结构设计规范更改标记版本01编号SJ页码139 of 178日期目录第一章 综述2第二章 公司产品简介2第三章 结构设计规范材料篇5第四章 结构设计规范设计篇14第一节 上下面壳的设计规范14第二节 按键的设计85第三节 导光柱（Light Pipe）的设计146第四节 MIC声腔、RCV声腔的设计150第五节 天线183第六节 电池184第七节 模切件184第八节 装饰片193第九节 螺丝螺母202第十节 屏蔽罩213第五章 表面处理213第一节 塑胶件表面处理工艺介绍213第二节 喷漆（Painting）213第三节 电镀、NCVM（VM）231第四节 印刷234第五节 镭雕234

2、第六章 耳挂设计2351定义分类277第七章 与结构相关的测试设计要点（ESD、盐雾等）284第一章 综述一、 目的 为了使结构设计规范化，有章可循； 逐步积累结构设计生产中遇到的经验教训，提高整体结构设计水平。二、 范围本规范仅适用于歌尔公司蓝牙耳机的结构设计；仅供CEAP-MD部门的设计人员参考使用。三、 保密等级 机密。（严禁外泄，违者必究）第二章 公司产品简介一、 蓝牙技术蓝牙耳机是指采用蓝牙技术（Bluetooth）进行数据传输的无线耳机，可以同其它具有蓝牙语音功能的设备配对使用，如蓝牙耳机、电脑等。其最大的优点是“安全健康”，因为它的辐射很小，同蓝牙耳机等产品相比，其对人体造成的伤

3、害可以忽略不计。一般情况下，蓝牙的使用频段为：2402MHz2483MHz，通讯距离要求在100m以内。我公司的蓝牙产品主要是蓝牙耳机，有以下几点需要注意：1、性能参数：详见表一：2、常用芯片：常用的芯片选择有两种情况（具体规格见相关的spec及公司标准库）：1.1 单声道耳机可用方案：CSR:BC03MM/BC03AF/BC04A11(低端耳机)/BC05MM(高端耳机)/BC06AR ;BroadCOM: BCM20441.2立体声耳机可用方案：CSR:/BC03MM/BC03AF/BC05MM(高端耳机) ; BroadCOM: BCM20473、常用蓝牙天线：冲压天线、印制天线、Chi

4、p天线（详见蓝牙耳机结构设计规范天线设计）序号项 目指标1RF-6+4dBm2声学频响Rx:105dB；Tx:-214dB失真THD5%静态噪声Rx45dB spl；Tx-50dBvTCLW14dB以上 特殊要求的为19dB以上3待机时间200小时4通话时间56小时5电池单声道80 mah （满足3、4要求时的最小电池容量）立体声150 mah （满足3、4要求时的最小电池容量）表一二、公司产品简介目前，公司的蓝牙产品主要有以下4类：1、GBH系列蓝牙耳机头戴单声道蓝牙耳机，体积小、重量轻，便于携带。结构上主要由上下面壳、按键（包括多功能按键、侧按键）、导光罩、MIC胶套、RCV胶套、耳挂（或

5、领夹）、PCB板及电池等几部分组成。下图是GBH100蓝牙耳机的外观图。 GBH100GCK8002、GCK蓝牙耳机 车载蓝牙耳机由于采用了耳机和扬声器自由分合的设计理念，在结构上包括耳机主体部分和车载（Car kit)部分，所以它除了具有GBH耳机的功能外,还可以放到车上使用,具有免提功能，方便随意。上右图是GCK800车载蓝牙耳机的外观图。3、GSH蓝牙耳机 立体声蓝牙耳机采用双声道技术,有两个耳塞,声音效果好。下图是GSH300耳机的外观图。GSH300GBDU604、 蓝牙适配器(Bluetooth Dongle)4.1 GBDU 一种具有蓝牙功能的数据传输收发装置,通过USB接口装到

6、没有蓝牙功能的设备上,如电脑,使其和具有蓝牙功能的设备如蓝牙蓝牙耳机、蓝牙耳机之间进行无线数据传输。上右图是GBDU60的外观图。4.2 GBDA蓝牙音频适配器,装到不具有A2DP音频输出功能的设备上，使其能传出立体声效果的蓝牙音频信号。下图是GBDA60的外观图。GBDA60第三章 结构设计规范材料篇1、零件材料的选择我公司目前常用的材料可分为：塑胶材料、可塑性软胶、硅胶、五金、泡面、双面胶、粘胶类、防水网类（防尘网类）等。下面就塑胶材料、可塑性软胶材料等材料详细介绍。1.1 塑胶材料GOER公司常用的塑胶材料为PC、ABS、PC+ABS、PMMA、POM、PP、TPE、TPU、TPR、PA

7、6、PA66+GF10%（或GF15%）、SIR、环保PVC等。1.1.1 PC（聚碳酸酯） 属于工程塑料,具有突出的冲击韧性，有很高的耐热性，耐寒性也很好，抗弯强度与尼龙相当，并有较高的延伸率和弹性模量，收缩率小，尺寸稳定性好，成型的零件可达很精密的公差，耐磨性与尼龙相当，并有一定的抗腐蚀能力，但注塑流动性差,对模具表面的摩擦大,价格高。 有些牌号的PC材料（如GE的PC 141R）具有较好的透光性，透光率较好，但次于PMMA。一些要求不高的透明件如导光柱等零件可以选择此种材料。 PC的缩水率为0.5-0.8% ,常取0.5%,密度为1.2 g/cm3 ,注塑成型时模温为70-90,注塑机料

8、筒温度为260-300,溢边值0.06mm,因此模具排气槽的深度一般为0.03-0.04mm，注塑前要求干燥时间长，约3-4H，干燥温度为：80-120。对于所有塑胶原材料来讲，干燥时间不能过长，温度不能太高，否则原材料容易结快，还会影响透明度，容易发黄、发黑，主要是原材料分解造成。耳机的上下壳体及带有卡扣的零件常选用PC做为原材料，导光柱也常用PC做原材料，材料厂商主要为：美国GE：PC1414、PC141R、940A-116、943A-116、940A-701、943A-701、923NC、923BK、141R-111945、920NC、920BK、500R、3412R、3413R、341

9、4R台湾：110日本出光：IR2200 三菱：S2000VR、S3000VR 帝人：1250Y、1225Y、2250G、2250Y、G-3420R、G-3430R、G-3410R 陶氏：201-10、201-15、301V-15德国拜耳：2805、2807、2605、2405、2858、2865、2857、6555、6485。1.1.2 ABS 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚体属于通用工程塑料，具有良好的综合性能，高冲击韧性和良好的机械性能，优良的耐热耐油性能和化学稳定性，尺寸稳定，表面可电镀（最好为电镀级ABS，如：台湾奇美ABS 727），易注塑成型，同PC相比价格便宜。ABS的缩水率为0.3

10、0.8%,常取0.5%,密度为1.05g/cm3, 注塑成型时模温为50-80,注塑机料筒温度为200-240, 溢边值0.04mm, 因此模具排气槽的深度不能大于0.04mm，一般为0.03mm，注塑前要求干燥时间短，约2-3H，干燥温度为：70-80。 耳机的按键等要求强度不高的零件常选用ABS做为原材料，材料厂商主要为杜邦公司、台湾奇美公司等。1.1.3 PC/ABSPC/ABS树脂为塑料合金（Alloy），是同时具有ABS的加工性，耐冲击性，加工性优点和PC工程塑料的理想物性的优良的塑料合金树脂。此树脂尤其热稳定性，尺寸稳定性，耐候性优良，并且具有仅次于ABS的作业性，后加工性，价格

11、界于ABS和PC之间。 通用级PC/ABS的缩水率为0.5-0.7%,常取0.5%,密度为1.12g/cm3，PC/ABS合金的熔融温度比普通ABS树脂提高了10左右，成型温度提高20-30，模具排气槽同ABS，注塑前要求干燥时间短，约3-4H，干燥温度为：105-110。要求不太高的耳机的上下壳体及带有卡扣的零件常选用PC/ABS做为原材料，材料厂商为：美国GE：C2950-111、C2950HF-111、C2950-701、C2800-111、C2800-701、C6200-111、C6200-701、C6600-111、C6600-701、C1200-100、C1200HF-100、C1

12、200-701、C1110-111、C5400-701；韩国三星：NH-1000T；德国拜耳：T45、T65、T85、FR2000、FR2010、FR3000、FR110 、FR3005。1.1.4 PMMA 聚甲基丙烯酸酯 （ 又叫亚克力或有机玻璃 ） 属于工程塑料，有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5% 。机械强度较高，有一定的耐寒性，耐腐蚀，绝缘性能良好，尺寸稳定，易于注塑成型，价格比PC便宜，但质较脆，易熔于有机溶剂，表面硬度不够，易擦毛，使用时表面通常要UV加硬。PMMA的收缩率0.2-0.8%，常取0.5%，密度为1

13、19g/cm3，注塑成型时模温度为65-80，注塑机料筒温度为225-245，溢边值0.03mm，模具排气槽深度一般为0.02，注塑前要求干燥时间短约2-4H，干燥温度为70-80。材料厂商主要为：日本三菱：MF001、VH001 日本：GF1000、GF1000S、GH1000S 日本旭化成：560F、80N住友：LG2台湾奇美：CM-211、CM-205、CM-207 日本旭化成：560F、80N住友：LG21.1.5 POM 聚甲醛（又叫赛钢）注塑性能较好，强度、刚度高，减磨耐磨性好，适于制作减磨耐磨零件,传动零件如齿轮等。比重:1.41-1.43 g/cm3，成型收缩率:1.2-3.

14、0%，常取2% 注塑成型时模温度：170-200 ，注塑机料筒的温度为：190-210，干燥条件：80-90， 3-5小时。极易分解，分解温度为240度。分解时有刺激性和腐蚀性气体发生。故模具钢材宜选用耐腐蚀性的材料制作。溢边值0.03mm，模具排气槽孔深度不得超过0.02mm,宽度在3mm左右。主要厂商为：台丽钢：FM090日本：东丽S7611.1.6 PP 聚丙烯PP的拉伸强度和刚性都比较好，但冲击强度较差，特别是低温时耐冲击性差。表面硬度：PP的表面硬度在五类通用塑料中属低等，仅比PE好一些。当结晶度较高时，硬度也相应增加一些，但仍不及PVC、PS、ABS等。PP的耐热性是最好的。PP塑

15、料制品可在100下长时间工作，在无外力作用时，PP制品被加热至150时也不会变形。PP是所有合成树脂中密度最小的，仅为0.900.91g/cm3，成型收缩率:1.0-2.5%，注塑成型时模具温度为:30-50，注塑机料筒的温度为：200-300。加工性能良好，成型加工流动性良好，特别是当熔体流动速率较高时熔体粘度更小，适合于大型薄壁制品注塑成型。模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,留痕,90度以上易发生翘曲变形。溢边值0.03mm，模具排气槽深度一般为0.02mm1.1.7 PA （尼龙，聚酰胺）1. PA是一类主链上有许多重复酰胺基团的高分子化合物2. 工艺特性： （1） 吸水

16、性：部分PA的吸水情况树脂品种PA6PA9PA11PA12PA13吸水性%1.2-3.00.15-0.250.5-1.00.6-1.50.5-0.8树脂品种PA66PA610PA612PA1010PA1313吸水性%0.9-2.00.4-0.50.5-1.30.2-0.40.2-0.3（2） 结晶性：除透明尼龙外，其余大都是结晶性高聚物（3） 流动性；部分PA的熔点温度树脂品种6789111213熔点215-221220-223152210-215185-187178-180180树脂品种6661061261310101313熔点260-265220-225205210200-205170-1

17、74（4） 热稳定性：PA热稳定性比PP，PE等差得多（5） 收缩率：PA收缩率较大部分PA品种的成型收缩率树脂品种PA6增强PA6PA9PA11PA12收缩率%0.8-2.40.3-0.71.5-2.51.2-21-1.6树脂品种尼龙66增强尼龙66尼龙6/9尼龙610增强尼龙610收缩率%1.5-20.2-0.81-1.51.2-1.80.4-0.7树脂品种PA612PA6/66PA1010增强PA1010透明PA收缩率%1.0-1.10.6-1.51-2.30.3-0.50.52. 成型设备：设备生产螺杆头子应配有止回环；头子一般应是字自锁式喷嘴3. 制品与模具设计：（1） 制品厚度：制

18、品一般不低于0.8mm，1-3.2mm是尼龙类制品常用的范围（2） 流道与浇口：除PA66等少数品种外大部分可用热流道模具；应有足够的冷料穴；主流道的斜度为4-6；分流道的直径等于或大于制品的厚度，梯形流道 的截面高度为上底的2/3，下底宽为上底的3/4；浇口直径一般为制品壁厚的2/3-3/4，但最小不得小于0.8mm（3） 排气：PA树脂的溢边值在0.03左右，所以排气孔，槽应控制在0.025mm以下（4） 模具温度：一般制品壁厚大于5mm应采取加热控温方式，对于具有一定柔软性，壁厚小于5mm的制品一般用冷却水控温的加热控温装置的要求是能够在120以下几种PA的最高模温树脂品种模具温度树脂品

19、种模具温度PA6110PA610100PA1160PA61280PA12100PA1010110PA661204. 原料准备：PA干燥工艺参考表干燥方法温度时间h料层厚度mm备注真空干燥95-10512-1650真空度95KPa热风循环干燥90-10015-2025负压沸腾干燥100-11015-30（min）一次加料量40-80kg5. 成型工艺：（1） 料筒温度：根据原料选择料温（2） 注射压力：可根据制品情况而选择压力一般在60120MPa选取（3） 注射速度：对尼龙而言注射速度以略快为宜，可防止因冷却速率过快而造成的波纹，冲模不足等问题6. 模具温度：制品壁厚与模具温度的关系制品壁厚m

20、m模具温度制品壁厚mm模具温度220-406-1060-903-630-60101007. 成型中的注意事项：（1） 再生料的使用：（i） 再生料数不宜过多，最好不要超过三次（ii） 使用量应控制在新料的25%以下；混合后必按工艺要求进行干燥，方可使用（2） 脱模剂的使用：使用少量的脱模剂有时对气泡等缺陷有改善或消除作用（3） 安全须知：PA树脂开机是首先开启喷嘴温度、然后开启料筒的电源，（4） 制品的后处理：（i） 热处理：制品可在无氧的情况下可用红外线，热风循环处理；但常用的办法是放入（矿物油；甘油；液体石蜡等）液体有一定温度中进行的 ；热处理的温度应高于制品的使用温度10-20处理的时间

21、视制品的厚度而异，厚度在3mm以下为10-15分钟，厚度为3-6mm时间为15-30分钟经热处理的制品需缓慢冷却至室温（ii） 调湿处理：调湿处理主要是对使用环境湿度较大的 制品而进行的，其办法有两种：一是沸水调湿法；二是醋酸钾水溶液调湿法（醋酸钾与水的比例为1.25：1，沸点121）前者操作方便，只要将制品放置在相对湿度65%的环境下以使其达到所要求的平衡湿度量就可以了，但由于此方法耗时较长，故一般采用后者；调湿处理的温度为80-100，处理的时间主要取决于制品的厚度，当壁厚 为1.5mm时约2小时，3mm为小时，6mm的为16-18小时。1.2 热塑性软胶1.2.1 TPE 热塑性弹性体T

22、PE属于热塑性弹性体，是一种兼具热塑性塑料和传统硫化橡胶优异性能的材料，弹性好，抗震防滑，手感柔软，耐热性较好（100），常和硬胶材料如PC，PP等一起双色注塑，用做耳挂。TPE密度为0.890.98 g/cm3，缩 水 率为1.22.0%，注塑成型时模具温度3565C，注塑机料筒的温度为160-200C，物料一般无需干燥,表面要求高部件可烘50C约24小时，可任意比例加入回收料。溢边值 mm，模具排气槽深度一般为主要厂商为：1.2.2 TPUTPU(热塑性聚氨酯弹性体)有卓越的高张力高拉力强韧和耐老化的特性，是种成熟的环保材料。目前，TPU已广泛应用与医疗卫生及体育等方面。强度高韧性好耐磨耐

23、寒(-40-70)。长期使用温度为8090，短时间可达120左右。产品能获得较好的外形，尺寸稳定，变形小。其缺点是湿表面摩擦系数低、容易打滑。长时间的日光照射下会变色发暗，物理性能逐渐降低。酶菌也会导致聚氨酯的降解，因此工业生产中使用的聚氨酯橡胶中都添加了防老剂、紫外线吸收剂、防酶剂等。此外,TPU成本也较高。（TPU/8792 A/德国拜耳/48500元/吨，TPU/NX-85A/台湾高鼎/35500元/吨）TPU材料的缩水率随着材料的牌号的不同一般在0.5%2.0%的范围内波动。1）干燥温度和时间硬度90A以下 80903-4小时硬度95A以上 901003-4小时低硬度品干燥温度过高会相

24、粘结块，而且干燥时间过长，会容易产生黄变。2）射出机射出成型温度参考（单位）规格C1C2C3喷嘴85A175180185185-19095A180185190190-19564D190195200200-20572D195205210210-215耳机的的usb盖、耳塞胶套常用。目前市场主要有德国拜耳，美国诺誉，美国AES公司的Santoprene系列，台湾高鼎，台湾三晃，牌号繁多。1.2.3 TPRTPR综合了橡胶的性能和良好的可加工性,而且与传统热固性橡胶相比,TPR还具有可回收再用,加工制品的性能均匀,尺寸容易准确控制等优点.因此,在汽车、建筑、医疗器械、包装、家用电器和消费品等领域TP

25、R的縮率0.51.2%（SBS） 1.22.0%（SEBS），料筒为160210，喷嘴为180230，模具温度的范围应设计定在3040之间。在高温下TPR的水分含量要求在5以下，甚至23，因此常用真空干燥箱在7590干燥2小时。耳机的的usb盖、耳塞胶套常用。目前市场有AES公司的Santoprene系列，国内TPR厂家众多。1.2.4 PVCPVC材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，被广泛运用于生产和生活中。一般的PVC树脂塑料制品突出优点是难燃性、耐磨性、抗化学腐蚀性、气体水汽低渗漏性好。此外综合机械性能、制品透明性、电绝缘性、隔热、消声

26、消震性也好，是性能价格比最为优越的通用型材料。缺陷是热稳定性和抗冲击性较差，无论是硬性还是软质PVC使用过程中容易产生脆性，PVC在成型过程中易释放出有毒气体。PVC的收缩率相当低，一般为0.20.6%，熔化温度：185205，模具温度：2050，通常不需要干燥处理。主要生产厂家国外Formosa、Shintech、Solvay、Geon、Eve等、国内上海氯碱化工股份有限公司、齐鲁石化公司氯碱厂、天津大沽化工厂、北京化工三厂等。 1.3 硅胶 常用的硅胶材料为SIR，弹性好，手感柔软，抗震防滑，其硬度按邵氏硬度SHORE有20、30、40、50、60、70、80、90。耳塞硅胶套用SHOR

27、E20、30，MIC硅胶套常选用SHORE30，没有特殊要求的零件如堵头用SHORE60。不能注塑成型，可以压铸成型。 1.4 金属材料1.4.1 不锈钢 常用的不锈钢牌号为SUS301、302、303、304，歌尔公司常用不锈钢做弹簧、金属压片的原材料。 1.4.2 铜 铜的导电性能良好，常选用铜做为天线的原材料。1.5 泡面1.6双面胶1.7粘胶类1.8防水网类（防尘网类） 第四章 结构设计规范设计篇第一节 上下面壳的设计规范一、壳体设计内容简介 塑料壳体的设计涉及的面比较广泛，实际中会碰到各种各样的形状和结构形式，涉及到知识有： 塑料材料的选择；模具设计的知识；注塑过程和注塑引起的外观缺

28、欠；材料力学里的刚度和强度的概念；壳体之间的配合；壳体之间的联接；为满足蓝牙耳机某一功能而设计的结构。 对单个壳体来讲，主要考虑强度；刚度；模具制造的工艺性；注塑引起的外观缺欠等。强度是指在特定的温湿度环境下，壳体受到一定的外力而不至于被破坏的能力。刚度主要与壳体的变形有关，某一方向的刚度越大，在这个方向上 壳体就越不容易变形，好的刚度的设计对蓝牙耳机壳体来说非常重要。刚度设计是 目前我们设计中的弱项。关于模具和注塑方面的知识请参阅相关书籍，本书主要从设计的角度上探讨塑料壳体 任何一个零件都要最终被装配到整机上，因此塑料壳体的连接和配合也是要考虑的大问题，这关系到整台蓝牙耳机的整体刚度。塑料壳

29、体的配合主 主要指卡口和反向限位筋的设计。连接主要指热熔螺母与螺钉联接；自攻钉联接；超声波焊接；热熔柱铆接；双面胶粘接；卡扣联接；铆钉连接（耳挂）；胶粘连接与密封（耳塞、RCV盖、麦克）。 关于蓝牙耳机的整体刚度，一方面取决于单个壳体的刚度，同时也取决于壳体之间的联接刚度。这是一个非常重要的问题点，实际中常被忽视。整体刚度好的话，蓝牙耳机外观不易变形，各种缝隙容易保证，且对里面的电子器件能有效保护，PRT 试验容易通过，同时因为壳体里面的泡棉的对外张力没有能使壳体变形，从而反过来泡棉也就起到了应有的作用。整机密封性能也就容易保证。二、功能描述塑胶壳体基本功能是：实现蓝牙耳机的基本使用性能（接听

30、信息，传输信息，操作等功能）的载体，满足整机的外观特性（包括颜色，形状，大小等），保护电子元件（机芯和显示屏等）及电路。三、材料的选择 （1）对于壳体（Housing）而言，Housing一般选用的塑胶材料为 PC, PC+ABS 。对 PC 而言，常用的有： SAMSUNG（ PC HF-1023IM） 和 GE：（ PC 1414）；对于 PC+ABS 而言，常用的有：GE （PC+ABS C1200HF）, SAMSUNG：（ PC+ABS HI1001BN）。 PC 制品同 PC+ABS 制品相比，其强度，刚度，塑性，硬度等机械性能要好，但是由于 PC 的流动性要差，所以注塑成型性能相

31、对 PC+ABS 要差些，对成型条件要求相对苛刻些，同时成型制品其表面质量相对较差。不过由于考虑到强度的关系，实际中使用 PC 的越来越多。（2）对于需要超声波的零部件而言，由于PC+ABS 的超声焊接性能比PC的要好，使用较普遍。因此使用时尽量的优先选用此种材料。（3）对于需要电镀的壳体： 一般选用奇美 ABS 727，属于电镀级ABS（4）基本工程塑胶成型特性：材料成型模温料筒温度成型收缩率射出压力PC 801202753200.50.8%5601400kg/cm2ABS50801802600.40.8%5601760kg/cm2POM 801201902201.53.5%5601400k

32、g/cm2PMMA 50901802500.20.8%3501400kg/cm2LDPE 10401602101.55%3501050kg/cm2HDPE 5301702401.54%8401050kg/cm2PET 801202503102.02.5%140490kg/cm2PP 20501602301.02.5%7001400kg/cm2AS (SAN) 40701802500.20.7%3501400kg/cm2PA 201202003200.31.5%7001400kg/cm2(5)壳体常用材料特性（Material）n ABS：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受到

33、冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性测试的部件），如蓝牙耳机内部的支撑架(Camera frame，Speaker frame) 等。还有就是普遍用在要电镀的部件上（如按钮，侧键，导航键，电镀装饰件等）。目前 常用奇美 ABS 727（电镀级），ABS 757 等。n PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。适用于绝大多数的蓝牙耳机、蓝牙耳机外壳，只要结构设计比较优化，强度是有保障的。较常用 GE CYCOLOY C1200HF，三星 HI-1001BN，Mitsubishi Iupilon MB2215R（冷熔接痕抗冲击强度高，用于 Sekito 主底，battery cover 和翻盖面

34、n PC：高强度，价格较高，流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳（如翻盖蓝牙耳机中与转轴配合的两个壳体，不带标准滑轨模块的滑盖机中有滑轨和滑道的两个壳体等，目前指定 必须用 PC 材料）。较常用 GE LEXAN EXL1414 和三星 HF-1023IM。n PC+GF，目前 PC 加玻纤在蓝牙耳机壳体上的运用有增加的趋势，这种材料结合了玻纤的高模量 强度高硬度高的特点，和 PC 的耐冲击性特点，使得其在抗弯抗扭强度要求较高的场合得 到运用，但是其耐疲劳冲击强度（如翻盖测试）比 PC 差(由于添加了玻纤的缘故)。比较常用的有三菱Mitsubishi GS2010MPM PC+10GF(

35、10%GF)。价高。n PPA+GF，尼龙加玻纤（PPA+60%长纤），GE Verton系列的PDX-U-03320。模量是PC+ABS的，但是抗冲击性比PC+ABS差。这种材料刚性极好，某些场合可以替代金属，可喷涂，表面光滑外观好，不翘曲不飞边。多用于超薄结构上，如 LG-KV5900 滑盖机主面。价高。n PC+PET，GE 的 Xylex，透明，这是 GE 新开发的材料。综合了 PC 抗冲击和 PET 耐化学的特 点，用于IMD LENS和要求高韧性的壳体，这种材料具有较低的加工温度（HDT 260280），可减少IMD工艺中对油墨 ink 的冲击，热变形温度90，冲击强度PCPMMA

36、可以设计结构特征；流动性PC,可以设计薄壁；高耐化学性。价高。（6）在材料的选用上需要注意以下几点：n 避免一味减少强度风险，什么部件都用PC料或特种材料而导致成型困难和成本增加；n 在对强度没有完全把握的情况下，模具评审 Tooling Review 时应该明确告诉模具供应商，可能会先用PC +ABS生产T1的产品，但不排除当强度不够时后续会改用PC料的可能性。这样模具供应商会在模具的设计上考虑好收缩率及特殊部位的拔模角。但是对于加玻纤 （GF30以上）的材料，需要在模具设计阶段就按照该材料来设计。n 通常外壳都是由上下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑工

37、艺参数等因素的影响，造成上下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳） 或底刮（底壳大于面壳）。可接受的面刮0.15mm,可接受底刮0.1mm。在无法保证零段差时，尽量使产品的面壳大于底壳。一般来说，面壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所 以缩水率选择较大，一般选 0.5%。底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选 0.4%，即面壳的缩水率一般要比底壳大0.1%，即便是两个壳体选用相同的材料，也要提醒供应商在做模具时，后壳要取较小的缩水率。四、壳体的壁厚与强度设计 强度设计指壳体要满足各种跌落、扭曲和坐压等测试而不被破坏的能力。要满足强度要求，壳体厚度的设计是关键的决定性因素。实际中会碰到

38、各种各样的形状的壳体，厚度也都不尽相同。 很难用一个固定的标准衡量。本节主要从经验的角度总结一下各种情况下的壳体厚度如何确定。 对于注塑成型的塑胶件来说，其壁厚和零件的尺寸、结构、塑胶原料、模具浇口位置、注塑工艺等因素有关，大致范围为0.5-4mm,太薄,零件强度不好,难以注塑成型;太厚,造成材料浪费,成型周期长,易缩水,表面质量不好。ABS、PC材料的最小平均壁厚为0.8mm,局部最小壁厚为0.4mm。蓝牙耳机的壳体为了保证外观质量，局部最小壁厚建议在0.7mm以上。耳机面壳的壁厚一般在1.0-1.2mm之间,最薄为0.7mm，Carkit的面壳壁厚比耳机面壳要厚一点,在1.5-2mm之间。

39、在设计蓝牙耳机时，一般来讲，在采用 PC 材料的情况下，主壳体的正面壁厚选择范围为1.0-1.2mm，目前常用的厚度为1.0mm（如果产品较大应选用1.2mm，如手机类。），需要具体问题具体分析。在没有侧面装饰条的情况下，主壳体的侧壁厚度为 1.2。在采用侧面装饰条的情况下，侧壁可取 0.8-1.0mm，装饰条可取 0.7-1.0mm，但此时的装饰条应该用双面胶带大面积粘在主壳体侧壁上，这样是为了获得主壳体侧壁有一个更好的强度。也可以用超声波或热汤柱的方案，如GBH909等机型。如果装饰条采用热烫固定，主壳体侧壁厚度应取大些，建议 1.0-1.2mm，热烫柱子应尽可 能多些，这样可使整体侧壁强

40、度提高。如果装饰条采用活性的卡装方式，主壳体侧壁厚度应为1.2mm。因为这种情况下装饰条对侧壁强度没有贡献，如WEP350。 另外，面壳的壁厚和耳机音质有关，面壳太薄，容易产生回音，厚一点音质较好。 壁厚设计时要尽量保持均匀，要避免急剧变化，壁厚不均，易造成缩水、应力、变形等缺陷。在遇到产品壁厚有突变时，可以通过以下方案进行设计改善：五、壳体刚度设计壳体刚度包括抗弯刚度和抗扭刚度，与壁厚基本关系不大，主要取决于壳体的形状。总的来说，壳体设计的越立体化，即加强筋越多越高，整个壳体的刚度就越好。若要在某个方向上增加刚度，就要在沿着这个方向上增加筋位。一般在壳体的x和y方向都需要考虑如何布置加强筋。

41、一般来讲，壳体越平坦或者说高度方向尺寸越小，刚度越差（抗弯模量与高度方向尺寸的 3 次 方成正比关系）。所以不考虑长宽尺寸，高度方向尺寸决定壳体的刚度。尽管从壳体外表看上去某个壳体是扁平的，但为了保证刚度，设计时会故意做一些高筋，只是装配后从外面看不见而已。见下图 1，2。刚度好的壳体不易变形，装配后整机刚性也好，外观的缝隙容易保证。刚度设计对壳体来说非常重要。此面壳从外表看很窄，刚度不够（色部分）图1为了提高此壳的刚度，特地在四周设计了一圈围墙。（白色部分）图2六、壳体配合设计 壳体配合包含的内容较多，这里主要讨论大件壳体之间的配合。配合指壳体之间为了保持相对 固定的位置而设计的限位筋，碰零

42、基准面，止口和裙边等结构。同时要求壳体之间的配合要有较好的密封性能，达到防水防潮防尘的目的，同时能提高抗静电能力。另外需要注意的是，壳 体上尽可能少开孔，尤其是和电池配合的后壳，取掉电池后尽可能少看见里面的 PCB 上的器件， 一是难看，给人感觉设计粗糙低档，二是不利于抗静电和防水性能。 大件壳体在 x 和 y 方向主要有两种比较好的配合形式。下面举两个例子说明： 第一种，卡扣和限位筋交错排列。好处：结合紧密，不松动，装配后整体刚度好，节省空间。 参考下图 3，4，5，6。 图 3图 4图5 图6第二种，限位筋双层排列。好处：由于局部厚度增大，壳体强度更强。缺点：侧壁厚度增加一层筋厚，空间紧张

43、情况下无法采用。参考 图 7，8，9。图 7图 8图 9七、加强筋（Rib）加强筋是一种经济实用的加强壳体强度（Strength）和 刚度（Stiffness）的特征，加强筋还起到对装配中元器 件定位的作用；对相互配合的部件起对齐的作用；对机构起止位和导向的作用。图10表示要达到 2 倍的刚性， 通过设计加强筋仅需增加 7%的材料，而通过加厚壁厚却 需要增加25%的材料加强筋的设计涉及到厚度(Thickness)，高度（Height），位置（Location），数量（Quantity），成型（Moldability）等五个方面。厚度（rib thickness）很关键，太厚会引起对面的表面上有

44、缩水（Sink）和外观（Cosmetic）的问题。图10n 加强筋的设计要注意以下原则： 为常用材料加强筋厚度设计通用参考 （加强筋厚度=壳体壁厚的%），图 11加强筋设计时几个主要尺寸之间的关系。图11 壁厚=1.5mm的薄壁零件允许加强筋的厚度比上表略厚一点，但应小于壳体壁厚的75%； 壁厚=1.0mm 的薄壁零件允许加强筋的厚度与壳体壁厚相同。 高光面应该采用薄的加强筋； 可以用几个矮的加强筋来代替一个高的加强筋，主要尺寸见图 12。 较多的加强筋会增强部件的强度和防止破裂，但实际上也可能会降低部件吸收冲击的 能 力。根据模具上加筋比去除筋容易的原则，对加强筋的应用应该本着需要的原则来设计。 加强筋的布置方向最好与熔料充填方向一致。 图 12 八、角撑（Gusset） 通常我们还会设计一些角撑来加强螺柱，壳体折弯等部分。设计角撑的原则和加强筋是一样的， 但要注意方形的角撑在尖角处容易形成气包。图 21 告诉我们如何来设计角撑。图21