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1、论文题目: 基于电路板MOTOROLA翻盖手机改进设计系 名 称 机械工程系 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 完成日期：2008年4月10日摘 要为保证圆满完成本次毕业设计任务，首先做了大量的准备工作，就设计选题，做了广泛的市场调研，从而确定了手机改进设计这个课题。然后又通过各种渠道，查阅了大量手机设计的相关资料及图片，并对手机模型进行拆分，对手机外形设计，结构设计，功能设计均做到了有一定了解。通过组织设计小组就课题进行研究讨论，拟订了各种设计方案，并确定了最终的设计方案。在设计进行过程中，对模型的关键部件进行了测绘，作为设计参数，接着对手机外观，结构、材质、色彩等做改进创新设计，最
2、终完成如本文中所描述的设计方案。本次设计工作主要以proeWildfire 3.0为平台，利用Pro/E提供的三维实体造型功能、工程图生成功能模块完成最终产品的外观造型和结构设计，另外，利用MasterCAM进行模拟加工制造，拟订加工工艺路线及加工方案，最后运用3DS MAX进行材质渲染，得出最终的设计效果图，并编写设计说明书。本文将系统的阐述在手机外观，内部结构、个性特征设计以及色彩材质选用等方面的创新设计，在撰写设计说明书的过程中，广泛运用了机械设计，机械制造，美学等方面的专业知识，并参考了大量的图片书籍。最后终于完成了本论文，但由于经验不足，知识有限，论文中不免存在错漏，望老师及读者批评
3、指正，谢谢！关键词；外部造型；结构设计；材质与色彩；加工制造目 录第一章 引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61.1 中国手机产业的现状 . . . . . . . . . . . 61.2 中国手机产业面临的机遇与挑战. . . . . . . . . 91.3 中国手机产业发展策略. . . . . . . . . 10第二章 中国手机设计行业背景. . . . . . . . . . . . 11 2.1手机设计历史发展. . . . . . . . . 11 2.2手机设计定义. . . . . . . . . . . . . .
4、 . 12 2.3手机设计特点. . . . . . . . . . . . 13第三章 基于模型的手机设计构想 . . . . . . . . . . . 133.1 手机外形的设计思路. . . . . . . . . . . . . 133.1.1 基于模型的手机外形改进设计思路阐述 . . . 133.1.2 翻盖机型设计方案阐述. . . . . . . . . . . 133.1.3 手机造型结构设计的具体阐述 153.1.4 手机结构设计流程. . . . . . . . . . . . . . .16第四章 手机主要结构件名称及设计思路. . . . . . . 171 前后盖
5、的连接问题 . . . . . . . . .172 翻盖转轴设计. . . . . . . . . . . . . . . . . .193 电池设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 4 电池盖的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . . 22 5 电池/池卡扣的设计. . . . . . . . . . . . . . .22 6 手机电池连接器. . . . . . . . . . . . . . . . 23 7 塑料件基本设计. . . . . . . . . . . . . . . . .24 8 防尘网
6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25 9 超声工艺结构设计. . . . . . . . . . . . . . . .26 10 键盘一般选材原则. . . . . . . . . . . . . . . .29 11 手机天线设计. . . . . . . . . . . . . . . . . .3012 卡扣设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3213 卡勾设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3314 倒口部位结构设计. . . . . . .
7、. . . . . . . . .3315 FPC设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . .3416 PCB的布局设计. . . . . . . . . . . . . . . .3517 LCD的结构设计. . . . . . . . . . . . . . . .3818 喷涂工艺. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4019 金属屏蔽盖设计与制造工艺. . . . . . . . . . .4120 电镀工艺. . . . . . . . . . . . . . . . . . .4221 其它表面处理工艺. .
8、 . . . . . . . . . . . . . .43第五章 手机外壳三维造型设计步骤. . . . . . . . . . .44一. 前盖上盖的造型设计步骤. . . . . . . . . . . . .49二. 前盖下盖的造型设计步骤. . . . . . . . . . . . .57三. 后盖上盖的造型设计步骤. . . . . . . . . . . . .63四. 后盖下盖的造型设计步骤. . . . . . . . . . . . .73五. 电池壳的造型设计步骤. . . . . . . . . . . .78 主要参考文献. . . . . . . . . . .
9、. . . . . . . . . 79第一章 引 言1.1中国手机产业的现状经过十几年的快速发展，我国手机产业从无到有，由小到大，由弱渐强，在世界通信产业中的地位和作用日益突出。目前，我国已经成为全球重要的手机制造基地。统计资料表明：2005年，我国手机生产产量达到了3.04亿部，同比增长30%。2006年全球移动用户的总数增加了6768万户，用户数地区4.6亿户。十五”以来，我国手机产量保持年均28%的高增长率，占全球总产量的比重，从“十五”初期的不到12%，增长到“十五”末的37%。2005年，我国手机实现出口2.28亿部，同比增长56%，出口的金额达到了206.35亿美元，同比增长45
10、.7%。手机出口量占总产量的比重达到了75%，2007年我国手机产量5亿多部，同比增长41。同期全球手机出货量达到11亿部，我国占四成多，增长41，其中出口达4亿部，同比增长5。显然，我国已经成为手机生产大国。随着产业环境的日趋完善，我国手机企业得到了迅速发展，在较短的时间内出现了一批大型手机生产企业，如波导公司、厦新公司等。同时，各种手机营销企业随之兴起并不断发展壮大。部分中小手机零售企业在激烈的市场竞争中成为大型手机专业连锁经销商；而家用电器零售企业如国美、苏宁等将经营范围扩大到手机领域，异军突起，迅速占领了手机零售的主渠道。如今，手机产业飞速发展，手机市场异常繁荣。虽然我国已经成为手机生
11、产大国，但远非手机生产强国，与其它许多产业相类似，手机产业目前仍面临诸多突出问题一：我国手机生产企业没掌握核心技术，自身研发能力不足，发展受制于人。近年来，我国手机生产企业虽然在手机研发生产以及市场开拓等方面的能力有了显著增强，市场竞争力有所提高，在一定程度上打破了国外品牌对定制市场的垄断，但是我国手机生产企业很多还是处于学习和模仿阶段，自身的研发能力欠缺，核心技术基本上都掌握在国外厂商手中。二：是市场秩序比较混乱。部分定点手机生产企业为抢占市场，采取各种手段开展投机性“贴牌生产”，损害了国产品牌手机企业的利益；进口的手机成套散件大多是中低档产品，附加值低、质量较差，影响了国内品牌手机的整体质
12、量；手机走私问题依然存在，影响了国内手机产业的健康发展；低质量的“水货”手机和黑手机充斥市场，一度占国产手机市场份额的三分之一以上，对正牌手机造成了很大冲击。三：是产需矛盾扩大，市场竞争加剧。“十五”时期，大量资本纷纷进入手机生产领域，在较短时间内导致产能的大规模扩张。目前国内市场每年的手机需求量约为8千万部，而产量高达1.2亿部以上。除部分出口外，大部分手机在国内销售，激烈的竞争在所难免。同时。随着入世后我国市场“门槛”的降低，各跨国公司加快将其手机生产向中国等成本地区转移，从而使国内手机市场竞争进一步加剧。四：是越来越多的手机生产企业陷入低价位恶性竞争泥潭，难以提升核心竞争力。随着国内移动
13、通信市场增长日趋放缓及外资手机企业加大对中低端市场的开拓，国产手机品牌在生产成本、管理成本以及渠道成本等方面的竞争优势日渐弱化，产品同质化问题严重，低价位恶性竞争频仍，导致行业利润率下滑，手机亏损企业增多，亏损额加大。而这又使手机企业根本无力进行技术研发，造成核心技术匮乏，新产品开发不足，整体竞争力越来越弱。但是伴随着3G时代的即将来临，对于中国手机产业来讲，毫无疑问蕴育着一轮新的发展契机，国产手机正在经历着这样一个转型期，在由单纯的价格竞争向品牌竞争和品质竞争转变，这是一次具有积极意义的洗牌，是一次有助于实现产业升级的优胜劣汰。2006年第一季度，康佳、夏新、波导、联想、CECT、华为、中兴
14、等国产手机厂商实现盈利，使业界看到了国产手机复苏的曙光。1.2 中国手机产业面临的机遇与挑战伴随着3G时代的即将来临，对于中国手机产业来讲，毫无疑问蕴育着一轮新的发展契机。无论是面向细分市场的功能手机的迅速崛起，或是个性应用的广受青睐，都向广大企业抛出了橄榄枝。那么我国手机产业将面临怎样的机会，将会受到哪些挑战呢？首先看所面临的机遇。机遇之一是我国主导运营商承建TDSCDMA网络这将使我国的半数以上的移动手机用户逐渐转为TDSCDMA制式的3G用户，产生庞大的手机市场需求。由于TD-SCDMA制式的手机的核心技术，包括手机芯片和各种应用软件等均掌握在国内企业手中，这将使我国手机企业彻底改变核心
15、技术受制于人的不利处境，从而与WCDMA以及CDMA2000阵营的诺基亚、摩托罗拉等企业在3G时代处于同一起跑线上，赢得一次实现赶超的良机。机遇之二是手机定制。从美、日、韩等国家移动通信市场的发展情况看，运营商定制手机推广新业务、主导手机的生产和销售已经成为移动通信市场的主流。据统计，在日本、韩国和欧洲的一些国家，运营商定制手机占手机销售的份额超过了70%。目前中国运营商定制手机占手机销售额的比率还远远小于这一数字，有很大的增长空间。一旦3G在中国正式开始运营，运营商定制手机的力度将进一步加强。大家知道，在2G时代，移动业务基本上是电话和短信，手机的通用性很高。但在3G时代，移动通讯业务逐渐多
16、样化，充满了个性化和定制化色彩，运营商提供的各种数据业务和特色应用需要手机终端的高度配合。同时，通过手机定制，除了保障终端对业务的良好支持之外，在定制终端的品牌、应用/功能、用户界面以及销售上加载运营商的策略，可以在多方面促进业务发展。因此，运营商定制手机是大势所趋。目前，国产手机在与海外运营商的定制合作中做得比较出色的是中兴和华为。中兴的WCDMA手机一次性获得和黄3G的30万订单；华为无线终端签约沃达丰，在将来至少五年内为沃达丰“独家”定制其自有品牌的3G终端产品。越来越多的的国际运营商开始将定制的目光投向国产手机厂商，如德国电信、日本NTTDoCoMo、韩国SK电讯等。这就需要手机企业加
17、强与运营商、服务提供商以及内容提供商的联系，加强合作，制定适宜的手机定制战略，争取赢得较高市场份额。机遇之三是技术扩散和技术外溢速度加快。在3G格局下，一方面，电信设备制造商在网络设备方面的竞争空前激烈，为了生存不得不进入移动终端生产领域，凭借在网络设备制造方面的竞争优势，可以拥有一定比例的手机技术专利，相应使传统的手机生产巨头所拥有的专利比例降低；另一方面，跨国手机生产企业进行全球布局，将研发中心和生产基地转移到发展中国家，聘用发展中国家的技术人员，在生产以及人才本土化的过程中自然会出现大量的技术扩散和技术外溢。机遇之四是专业化分工更加紧密。3G手机实质上是一个信息终端，是一个移动多媒体，是
18、多种尖端技术的集成，其配套元器件以及软件的种类和数量之多和技术难度之高都是2G手机所无法比拟的。手机技术以及手机结构的复杂性决定了手机生产企业不得不进一步进行专业化分工。这就使很多能够在某些环节、某些元器件和某些点上实现突破的中小手机企业获得脱颖而出的机会。以上是机遇，而我国手机企业面临的挑战也是十分严峻的。挑战之一是我国制止缺乏明确的3G发展战略。如果决策不当，导致TDSCDMA被边缘化以及被淘汰，在中国形成WCDMA和CDMA2000主导的市场格局，则因核心技术全部被国际垄断巨头掌握，我国手机企业根本不可能实现赶超，大部分企业将逐渐退出市场。挑战之二是知识产权保护力度将不断加大。我国手机产
19、业因缺乏核心技术将有重蹈DVD产业、CRT电视产业覆辙的危险。如果不上3G，以目前的发展趋势，随着我国手机企业的竞争力正在逐渐增强，凭借显著的成本优势，是足以与跨国手机巨头抗衡的。但是，3G的到来是一不可逆转的趋势。目前，跨国手机巨头已经拥有了丰富的制造经验和营销方法，而我国手机企业由于研发能力严重不足，在开发3G手机（尤其是WCDMA和CDMA2000 1X制式的手机）方面，处于绝对劣势。由于不在同一起跑线上，我国手机企业只有“从头再来”，不得不交学费和开始新一轮的模仿和学习过程。必须清醒地认识到，3G手机远比2G手机复杂，知识产权纠纷有可能十分激烈。如果跨国公司加强知识产权保护，施以杀手锏
20、，我国手机企业完全有可能重蹈DVD产业覆辙的危险。挑战之三是国际竞争压力进一步加大。目前，几大国际手机巨头已经完成全球布局，制定全球竞争战略。亚太地区作为全球新兴市场，是国际巨头们竞争的焦点。我国已经加入WTO，外资可以十分便捷地加入中国市场。以往的十几年，跨国公司并没有把中国电信设备制造企业和手机生产企业视为竞争对手。但随着中兴和华为这两大公司的崛起，国际垄断巨头感受到了竞争挑战，势必会从全球竞争战略出发，通过并购等方式参与中国手机产业的整合，实现各个击破。可以预言，如果国际垄断资本凭借资本的力量进行“发力”，我国手机企业包括电信设备制造企业，都会面临巨大的国际竞争压力，很容易被压垮。1.3
21、 中国手机产业发展策略首先，必须改变以往的产业发展模式。我国的很多产业，包括家电产业、汽车产业等，一直沿袭着学习、模仿再学习、模仿的发展模式，始终处于跟随者和打工者的地位，无法取得产业发展的主导权，只能赚取微薄的收益，高额利润被外企拿走。等我国企业还在进行“窝里斗”时，跨国公司已经在搞下一代技术研发了；当我国优势企业辛辛苦苦积攒了一些家底，进行技术研发，在产业的成熟期逐渐掌握了核心技术，取得竞争优势时，跨国公司已经开始推出新一代产品了面对新一代产品，我国企业束手无策，不得不又重复以往的老路。目前，电视机行业就是一个最具有说服力的例证。我国手机产业的竞争力较之电视机行业，应该说要弱小的多，如果仍
22、沿袭以往的产业发展模式，非但不可能实现赶超，随时都会有全军覆没的危险，这绝非危言耸听。其次，我国手机企业必须努力提高核心竞争力。我国手机企业应在充分整合内部资源的基础上，抓住3G时代的各种机遇，加大技术研发力度，努力掌握核心技术，向专业化方向发展，力争在国际化和专业化分工中找到适宜的位置，赢得竞争的主导权。第三，我国手机企业必须加强产业协同。手机企业不仅要与手机经销商建立良好的合作关系，还要加强与运营商、通信服务提供商和内容提供商等的联系，研发生产各类符合消费者需要的个性化的手机产品。同时，为抵御国际巨头的竞争挑战，我国手机企业也有必要建立产业联盟，加强战略协同，加强知识产权谈判，努力拓展国际
23、发展空间。第四，加强营销模式创新。手机是一种特殊商品。既具有耐用消费品的特点，又是具有一定展示功能的时尚商品和奢侈品。因此在3G时代，随着电信运营商的全面转型，电信服务向综合性信息服务转变，手机作为通信终端和信息服务终端，个性化特点日益突出，种类将日益繁多，更新换代更加频繁。值得一体的是，由于2G与3G乃至后3G技术长期并存，三大制式长期并存，各类多模手机必然得到大发展。上述情况导致手机的营销模式尤其是手机零售业态将与目前的日用消费品和时尚商品的零售模式有很大不同。手机营销将出现多种业态并存的状况。从目前趋势看，大型手机零售专业商店将成为主流业态；而手机专卖柜台、网络直销、小型手机超市等仍有一
24、定的发展空间。我国目前尚缺乏对大型零售企业的限制措施，为突破其垄断，中小手机零售企业亟需向专业化和连锁方向发展，通过建立非集中型的营销联盟，打造新的价值链和进行营销模式创新；通过集中供货降低中间成本；通过统一标识提高品牌价值，从而拓展市场生存空第二章 中国手机设计行业背景2.1手机设计历史发展 前文就粗略的提过工业设计这个名词，其实手机设计就是属于产品设计，属于工业设计范畴。对于设计历史，亦可从工业设计角度予以简略阐述。 早期的设计受批量生产和成本的影响，只是考虑产品标准化，实用化，功能化因素。设计手段是从美术学科衍生的，以手工的方式进行表现。而现代设计从人性化，个性化、差异化，时尚化出发，不
25、仅考虑是否符合人体工程学或以优美造型作为标准，而且还考虑多方面的因素，出现了学科的交叉化，这已为成当今设计思想发展的趋势，另外就是设计手段的日新月异，人们使用电脑做为设计工具，使传统设计方法受到冲击。人们将大量时间用于思考设计的细节问题。手机设计作为工业设计的一方面，同样遵循这样的发展规律。虽然中国的手机产业起步比较晚。但走的同样是这样一条发展之路。2.2手机设计定义 手机设计，就是提供手机硬件、软件、人机界面（UI）、结构（MD）和外观（ID）的全套设计方案。通常认为手机设计分为三部分：手机外形设计（工业设计）、手机内部程序设计（计算机专业）、手机界面设计（平面设计或者媒体设计）。实际上，一
26、套完整的手机设计流程包括：工业设计(ID)，结构设计(MD)、硬件设计(HW)、软件设计(SW)、项目管理（PM）、资源开发（Sourcing）、质量监督(QA)六个模块，而本次所做的毕业设计工作主要属于工业设计与结构设计范畴，是对这两个方面做实践练习，所以本问只对这两方面的设计工作做具体阐述。2.3手机设计特点结合当今手机设计经验及生产特点得出以下结论1.手机设计至少需要一个核心处理器，作为设计平台；即需要一个实现各种功能的核心，作为手机的核“芯”。2.整个手机设计工作中更注重手机结构设计、功能整合，特别是MMI/UI（人机界面）开发；3.现阶段手机设计重点是软件设计、结构设计，外观设计。软
27、件设计和结构设计是实现手机功能的途径，而手机外观设计早已成为国外手机企业获取高附加值的重要领域。第三章 基于模型的手机设计构想3.1 手机外形的设计思路 近些年来，手机市场发展日新月异。竞争已经不局限于外观设计、价格成本优势等方面，功能的多样化以及时尚的造型成为市场的两大焦点。放眼国内手机市场，不同样式,功能的手机繁多.按外形可以统称分为直板机和翻盖机两种(如图1-1和1-2所示),根据手机的特殊功能可分为拍照手机,滑盖手机,旋盖手机和具有商务功能的PDA手机(如图1-3图1-6),而其中直板机型雄霸手机市场，而翻盖、滑盖机型上升势头较快，其必将对直板机型霸主地位产生影响；从整个市场来看，直板
28、手机种类最多，销售量也最大，而在亚洲和国内市场上翻盖式手机却是最受欢迎。近年来，随着手机连接结构的不断演化，又先后出现了滑盖式和旋转式等。手机的外形也有所变化，各种翻转连接不穷。折叠中有旋转，旋转后又有折叠，极大地推动了手机造型的创新。例如双向轴连接在手机设计中的应用，使手机可以在三维空间上旋转，极大地方便了人们发挥手机中的摄像功能。这说明，优秀的工业设计是技术和艺术的完美结合，连接结构作为一种技术支撑，对手机的设计创新具有重要的指导意义。中国的工业设计要走创新的道路，不仅要在造型上有所创新，更要从结构上着手，充分考虑市场需求，对产品造型进行更好的更合理的改变。本着上文论述的设计思想，并经过对
29、手机市场调查和参考各种图片资料，认为本次手机设计在外形上着重以个性化、时尚化、身份化为设计主题，以消费者心理元素为基础来展开手机设计的每个细节，进而满足消费者多样化的需求，才能真正做到“以消费者为中心”，从而获得消费者的心理共鸣。 图1-1 直板机 图1-2 翻盖机 图1-3 滑盖机 图1-4 旋盖机 图1-5 拍照手机 图1-6 PDA手机3.1.1 手机外形改进设计思路阐述 由于本人设计能力的局限，所以将设计方案建立在原有模型的基础上，其实就是基于模型电路板，所做的外观和结构设计。在外形上充分考虑电路板的形状尺寸，电器元件的布局结构。在此基础上考虑手机的外部造型，为了增加显示屏幕,同时缩小
30、手机的尺寸,翻盖手机满足所要求的,并且在造型上体现设计的主题元素，本次设计就以翻盖机型的造型为主要的设计项目，以下做详细的介绍.3.1.2 翻盖机型设计方案阐述 翻盖机型效果图手机结构爆炸图如下：3.1.3手机造型结构设计该款手机本次设计应该重点解决的几个问题1. 手机各部分的测量及建模，尤其是后盖建模及各主要的主体构件。2. 手机电池板接触口与卡扣的接触位置3. 用PROE软件进行综合绘制及设计过程。4. 手机各部分的材料的选用，表面处理，喷漆，屏蔽，防尘，散热，防水，耐摔功能及安全规范问题等。5. 手机翻到3045手机屏幕亮与暗的问题，翻盖最大角度的限制靠什么来实现。3.1.4 手机结构设
31、计流程图1-9 手机结构设计流程图第四章 手机主要结构件名称及设计思路手机结构一般包括: 显示屏. 屏透镜. 上壳. 主LCD. 前盖下壳. 转轴. 后盖上壳. 键盘. 天线. 后盖下壳. SIM卡卡扣. FPC . PCB板. 电池. 电池卡扣等. 1. 前后盖的连接翻盖手机我们可以认为是由两个直板机构成的,一个构成翻盖部分,另一个构成主机部分.翻盖手机通过将显示屏放到翻盖部分,避免了与键盘并排布置,这样就可以减少手机的长度.上下盖是通过旋转转轴来实现的(转轴将在后面具体介绍),上盖和主机部分的电路连接通过柔性线路板FPC来实现显示屏的亮与闭.（在后面将会详细介绍FPC） FPC穿过转轴部位
32、壳体的轴孔通道从主机PCB连接到翻盖部分的PCB上,翻盖的开合角度一般在150左右,手机的开合状态的电路控制通过霍而开关和磁铁的配合使用来实现.同时前盖翻到150在后盖还有一个挡扣将它顶住。这样就可以限制它的最大角度了。2.翻盖转轴设计翻盖转轴分为小翻盖下翻盖转轴和上翻盖转轴,上翻盖转轴又分为普通翻盖转轴,自由转轴和自动转轴.本设计手机的转轴就主要涉及到上下盖的连接问题,（转轴配合处不能喷漆，因转动时漆容易磨掉，摩擦声比较大）所以重点分析普通翻盖转轴.1.下翻盖转轴设计 下翻盖转轴是采用尺寸及力度都比较小的转轴,这种轴要成对使用,这种转轴的总开合角度为150,工作过程分为两个阶段,第一阶段为0
33、翻开到30,在0时翻盖有一个预压扭力,当翻盖翻到30时,转轴会产生一个弹开力,使下翻盖完全弹开,当到达150的正点位置时,保持有一个剩余扭力,通过这个扭力使下翻盖定位. 2.上翻盖转轴设计 上翻盖手机是常见的翻盖手机,现在也应用的非常广泛,本设计根据MOTOROLA手机创新,它的转轴是普通翻盖转轴,而普通翻盖转轴可分为裸装式和封装式两种,本手机用到的就是裸装式.3.电池设计1电池分外置式和内置式，内置式主要考虑标准化问题，利于大量生产。外置式款式多样化，但由于塑胶方面的问题比较多，成本高，大量生产时容易出问题。一般用内置式的电池。下面就内置式与外置式做比较：a) 内置式电池通用性好，同一个内置
34、式电池可以同时应用于很多型号的手机上，避免了外置电池一般只能应用到一个手机上的局限性。b) 内置式电池节约手机厂商的设计成本；同时内置式电池的塑胶壳相对外置塑胶（喷漆）价格要便宜，如此设计是降低手机成本的最佳选择。c) 有效避免了色差的问题：一般外置电池都要考虑到电池壳的色差问题，是至今都很难解决的问题，而内置电池则不会出现这样的情况。d) 有效的避免了超声波焊接的问题：外置电池的超声波不良率直接影响到成本问题。而内置式电池不会因超声波焊接等情况导致大量的不良品。e) 外置式电池的里壳内嵌钢片的方案，厚度方面比全部是塑胶的外置方案有优势，但是价格非常昂贵。2电池与壳体中的定位主要以电池上壳的侧
35、面与手机壳体上的筋来定位，这样可以减少塑壳变形而带来的误差，并可以提高定位精度。电池上壳与手机壳体上筋的配合间隙：0.05mm（双边），电池下壳与手机壳体的配合间隙：0.1mm(单边)3电池内部结构的设计 电池空间的分配：（图3-1）根据图上的尺寸是一般尺寸，根据实际情况，电池上壳下壳可以有所不同，另外电池芯的厚度要根据电池容量来确定。 电池上下壳的定位与结合： 以超声台和止口定位，侧面间隙0.03.05mm，止口深度0.51.0mm. 超声工艺简介： 一般是20kHz的震动频率，通过线圈传到铝制上模，再传到塑壳的超音线上，高频的震动使超音线摩擦而溶化，再经过保压使电池上下壳熔接在一起。可以调
36、整振幅大小来改变输出功率。 超音线的设计： 手机电池的超音线一般是（三闭形截面），高度为0.2mm.5mm.PC料一般为0.35mm，ABS料一般为0.45mm。如下图3-14池与电池扣的设计4.电池盖的结构设计电池盖的结构形式有两种：整体式，即电池盖与电池合为一体；分体式，即电池盖为单独的两个 部件。本款手机电池盖为分体式，它是通过卡勾和后壳连接。材料一般也是pc + abs。 分体式电池盖5.电池/池卡扣的设计1.电池设计时要保证电芯和相连的PCB板的装配空间,尽量保证底壳与厚电,薄电通用.2.电池壳的厚度至少0.7mm,电池盖板的壁厚至少0.4mm.(如果用金属电池盖板,T=0.2mm)
37、3.壳体与电池盖板高度方向的配合间隙要留0.15mm.4.卡扣处注意防水缩水与熔接痕,卡扣处的壁厚要保证0.7mm以上,防止拆卸时塑胶发白,断裂.6.手机用电池连接器1.对于手机上的电池连接器，要求它：1）尺寸小，占用空间少，一般是无焊的压紧式端接。2）拔插循环次数高，大于5000次。3）有恒定的接触力，保证电池连接牢固。4）能承受激烈冲击和震动。5）也可以根据用户要求定制。事实上每个具体应用场合千差万别，通常需要专门定制设计。2.按照接触体簧片安排区分，电池连接器可分两种：悬式自由端和有罩式的。该款手机就是悬式自由端的连接器了，悬式自由端电池连接器是表面安装的，接触体的定位调准是利用手机的机
38、壳，机壳也起保护接触体不受损坏的作用。有罩式的电池连接器也是SMT的，但是接触体簧片都排列在连接器坐体内，并维持在预装好的位置上，提供强的接触力。如图悬式自由端： 7.塑料件基本设计1.塑料的定义塑料是一种一合成或天然的高分子化合物为主要成分,在一定的温度和压力条件下,可塑制成一定形状,当外力解除后,在常温下仍能保持其形状不变的材料. 2.各部分的选材要点 (1)手机外壳的选材 由于手机的外壳要求强度较大,壳壁较厚,结构形状也非常之复杂,还要求要有较高的耐热性,耐寒性,耐磨性,最重要的一点是能够耐摔,所以要求抗拉,抗弯强度较高了,而且还要考虑防水问题.所以综合考虑外壳要选用ABS+PC.如下表
39、参数:料别适当模温料筒温度成形收缩率射出压力PC801202603200.6 0.8%10001500/ABS50 7019 2600.4 0.8 %5001500/POM80 12019 2400.6 2%5001500/PMMA598018 2600.2 0.8% 7001500/LDPE35 651403001.5 5 % 3001000/HDPE40 701503001.5 5% 3001500/PET50 1502903151 2 %7001400/PP20 801803000.8 2.5%4001500/AS50 701702900.2 0.6%7001500/PA40 6016
40、2600.2 0.6%5001000/下面就重点介绍PC及ABS材料的性能特点:PC材料的性能特点: 度高(拉伸强度69MPa,弯曲强度96MPa); 耐高温(期使用温度130) 透明性好,无毒; PC应选高流动性牌号,适用与翻盖机和在恶劣环境下使用的手机.ABS材料的性能特点: 强度低(伸强度43 MPa,弯曲强度79 MPa) 不耐温(使用温度60) 流动性,着色及表面喷漆和电镀性能均好. ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。PC+ABS（PC与ABS的合成材料） 取前面二者之特点，具有优良的成型加工性能，流动性好，强度较高（拉伸强度56
41、MPa，弯曲强度86MPa）。所以综合考虑翻盖手机外壳材料选用这种。8.防尘网防尘网主要有两个作用；防止灰尘和削弱低频峰值，以保护喇叭。目前我们常用的防尘网一般在250350之间，它们的声阻值都比较小，基本上在10欧姆以下，对声音的影响很小，所以一般采用喇叭厂家提供的防尘网不会非常大。因此从防尘和声阻两个方面综合考虑，建议采用300左右的防尘网。我们以往采用的不织布防尘网存在一个问题，由于不织布的不同区域密度不一样，因此不同区域声阻也不一样，可能会造成同一批防尘网的声阻一致性较差。但不织布的成本比防尘网低很多，因此在设计中综合考虑性能和成本，在高档机型中，尽可能不要采用不织布作为防尘网。9.超
42、声工艺结构设计超声波是一种频率为20kHz以上的声波，通常超声焊接所用的声波频率为15kHz，超声波焊接是一种快捷，干净，有效的装配工艺，用来装配处理热塑性塑料配件及一些合成构件的方法。目前被运用的塑胶制品与之间的粘结，塑胶制品与金属配件的粘结及其他非塑胶材料之间的粘结。它取代了溶剂粘胶机械坚固及其他的粘接工艺，超声波焊接不但有连接装配功能，而且具有防潮，防水的密封效果。1.超声波的优点1）节能 2）无需装备散烟散热的通风装置 3）成本底，效率高 4）容易实现自动化生产。2.超声波焊接机的工作原理 超声波焊接装置通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20kHz或40kHz的电能
43、高频电能，供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。 焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置。振动通过焊接工作件传给粘合面振动摩擦产生热能使塑胶熔化，振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键，整个周期通常不到一秒钟便完成，但是其焊接强度却接近于一块连着的材料！10.键盘一般选材原则1该款手机创新点就在这键盘上了。按键的设计也是手机结构设计中非常重要的一个部分，按键设计好与否，不仅的关系手机美观的问题，更关系到使用者的手感和操作的舒服程度，因此在做结构设计的时候需要格
44、外注意了。最早出现的按键就是硅橡胶了，目前手机也大多数用户界面键盘由硅橡胶或注模键盘组成,也有其两者结合的,还有压印图形覆盖板和平板图形覆盖板两种技术用于手机键盘.一般来说，采用硅橡胶按键，按键与面壳按键孔的间隙为0.20.3mm.如按键还需要表面处理就要考虑表面处理的影响了，电镀层厚度一般为0.025mm，喷漆和真空镀一般为0.05mm。如果还要考虑按键表面需进行丝印等加工工艺时，按键表面圆角不宜过大，弓形高度小于0.5mm。按键顶部周围需倒圆角，避免卡住按键。所以硅橡胶按键需要与壳体有固定的设计。如下图： 硅胶按键结构设计示意图2硅橡胶键盘的特点：. 我们所用的手机的键盘大多数是硅橡胶键盘
45、了,它的特点几是有柔软的触感和质地,成本非常低，硅橡胶下方使用半球层,可以阻挡尘埃,污垢和油脂的进入.这一点就受到了广大消费者的欢迎了,最重要的是价格合理. 虽然硅橡胶键盘有很好的触感,但是这种设计方案的键盘高度比较厚,所以采取这种方式必须在特定的情况下应用.3键盘与壳体水平方向的间隙：(1）从各种机型来看，其间隙选择范围均较大。一般单向间隙为0.050.25之间。如壳体和按键的制造水平较高，壳体模具较准确。需要表现一种精密感时，应选择较小的间隙。如研发周期短又要求低风险时，可选其偏大的间隙。所以数字键水平单向间隙值为：0.150.2。(2）按键与DOME垂直方向的间隙： 按键与DOME垂直方向间隙正确与否是按键质量的关键，应予以重点控制。垂直间隙过小时，按键过于灵敏，手感不好，并且容易发生按键连动现象；间隙过大会手感不好，有松动感觉，当按某一键时可看到相临键也随之晃动，因此一般在垂直方向的触点与DOME之间应有较小
