01 止口的含義 止口結(jié)構(gòu),在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也是一種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu),對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師那是再熟悉不過(guò)了,然后對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō),他們并不一定知道,更談不上理解,所以,為了幫助初學(xué)者理解,對(duì)止口的概念稍加文字介紹。
止口:止,從字面上理解是停止、禁止、限制的意思,比如說(shuō)適可而止、淺嘗輒止、望梅止渴;而在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上通常表示限位的意思(即限制零件的移動(dòng),主要是對(duì)X軸和Y軸的限位,Z軸方向的限位通常通過(guò)螺絲或者卡扣之類的聯(lián)接結(jié)構(gòu)限位),由于其在結(jié)構(gòu)上是一對(duì)凹凸結(jié)構(gòu),有點(diǎn)像人合上的嘴巴,所以稱為止口。 02 止口的結(jié)構(gòu)形式
止口的一般分類:
 1、單止口:為最常見(jiàn)的止口,由公止口和母止口組成,從外形上看是一對(duì)凹凸的結(jié)構(gòu),這對(duì)凹凸結(jié)構(gòu)分別設(shè)計(jì)在兩個(gè)配合的零件上,沿著側(cè)壁內(nèi)邊凸出來(lái)的部分(加膠)稱為公止口,沿著側(cè)壁內(nèi)邊切掉凹下去的部分(減膠)稱為母止口。公止口一般設(shè)計(jì)在壁厚較薄的殼體上,母止口一般設(shè)計(jì)在壁厚較厚的殼體上。因?yàn)槟钢箍谛枰鶅?nèi)切掉一部分膠厚,把母止口設(shè)計(jì)在壁厚較厚的殼體上可以有足夠厚度被切除。這里需要注意的是, - 為了防止厚薄印(應(yīng)力痕),切掉的部分厚度和深度不能太大;
- 如果無(wú)法避免應(yīng)力痕,外殼若做白色(紋面或高光面)應(yīng)力痕基本不太明顯,做黑色高光面效果稍好些但還是不能完全消除,黑色紋面效果應(yīng)力痕是較嚴(yán)重的。
2、雙止口:是相對(duì)于單止口而言,雙止口實(shí)際上是由兩個(gè)正反的單止口合并成新的止口,主要有以下兩種結(jié)構(gòu)形式:1)單公止口+雙母止口,這種形式主要應(yīng)用于上殼體厚度較薄,且對(duì)外觀段差有要求的結(jié)構(gòu),下殼的雙母止口可以限制上殼往里和往外的變形。 2)雙公止口+雙母止口,這種形式主要應(yīng)用于上下殼體厚度都較厚的結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)在外觀上的段差可以控制很小,這種結(jié)構(gòu)也稱為密封性止口結(jié)構(gòu),,如做防水結(jié)構(gòu),中間增加膠圈或超聲波焊接可起到防水作用;如做喇叭音腔,中間加泡棉也可起到密封音腔的作用,但此種止口結(jié)構(gòu)要求殼體壁厚較大,一般需要2.5mm以上,否則母止口外緣就比較薄,外觀容易產(chǎn)生厚薄印(應(yīng)力痕)。 3、反止口:也稱反插骨,反限位的意思,反止口為母止口的反向止口,一般配合單止口一起設(shè)計(jì),主要用于上下殼體都較薄的結(jié)構(gòu),反止口實(shí)際上是雙母止口的簡(jiǎn)化,因?yàn)闅んw沒(méi)有足夠壁厚去做雙母止口,通過(guò)設(shè)計(jì)局部的筋位,所以通常反止口有以下幾種結(jié)構(gòu)形式。1)單反止口,這種反止口一般用于小型零件,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是強(qiáng)度不夠。 2)雙反止口,這種反止口較為普遍,最為常用,成對(duì)設(shè)計(jì)是為了保證強(qiáng)度。3)這種止口主要用于空間不夠的零件,沒(méi)法做雙反止口,此種止口強(qiáng)度好,缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)沒(méi)雙止口簡(jiǎn)單,但也不失為一種好結(jié)構(gòu)。4)這種止口也是用于空間不夠的零件,沒(méi)法做雙止口,此種止口缺點(diǎn)是需要在另一個(gè)殼上切出相應(yīng)的母止口,膠厚突變外觀有厚薄?。☉?yīng)力痕)風(fēng)險(xiǎn),設(shè)計(jì)時(shí)注意圓角緩和過(guò)渡。03 止口的作用 理想的外殼是不需要拆件的,但在現(xiàn)實(shí)中,需要考慮到制造工藝以及裝配工藝(DFMA),外殼需要拆分成若干零件,相鄰兩個(gè)互相配合的零件之間就會(huì)存在結(jié)合縫隙,那零件結(jié)合處為什么需要設(shè)計(jì)止口?首先通過(guò)以下三個(gè)生活中的例子,你就很容易理解止口結(jié)構(gòu)所起到的作用。

圖二:冬天洗澡,寒風(fēng)從門縫吹進(jìn)來(lái) 以上現(xiàn)象是因?yàn)殚T與門框之間沒(méi)有形成嚴(yán)密的止口結(jié)構(gòu),對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),是不希望產(chǎn)品出現(xiàn)這樣的情況,因而目前不少公司都在致力于無(wú)縫隙(少縫隙)的拆件結(jié)構(gòu),即一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這方面尤其以蘋果公司產(chǎn)品為代表。比如以下蘋果的某款電源設(shè)配器,常規(guī)的設(shè)配器采用的是上下殼,然后通過(guò)超聲波焊接,但是上下殼之間會(huì)存在接縫,如下圖左邊兩款;下圖右邊款采用的是塑膠Unibody工藝,外殼一體注塑成型,中間的夾線通過(guò)后期打磨去除,幾乎看不到痕跡。 雖然塑膠一體化設(shè)計(jì)好處多多,但是成本高(包括設(shè)計(jì)成本、模具成本、后處理成本等),對(duì)于普通的產(chǎn)品來(lái)說(shuō),采用上下殼拆件的方式還是目前主流,但是兩個(gè)互相配合的零件之間需要設(shè)計(jì)止口,止口所能起到的作用如下:1、起到遮蔽的作用,兩個(gè)相互配合的殼體本身是存在一條縫,對(duì)于容易變形的塑膠件,如果沒(méi)有止口結(jié)構(gòu),由于縫隙不均勻,即使是功能沒(méi)問(wèn)題,但從外觀上看就讓人感覺(jué)低端,質(zhì)量差,縫隙大點(diǎn)的話甚至可以看到里面的零部件。
2、起限位作用,防止或減小兩個(gè)相互配合的殼體裝配時(shí)產(chǎn)生偏位或段差。如果兩個(gè)相互配合的殼體零件長(zhǎng)寬(XY)兩方向設(shè)計(jì)有止口,那么這兩個(gè)零件在XY方向上是互相被限位的,也可以理解成定位,這是有利于裝配的;同時(shí),還可以在特定方向上矯正零件的變形,如下圖,A殼限制B殼往里(紅色箭頭方向)變形,同時(shí)B殼限制A殼往外(黑色箭頭方向)變形。  以上為單止口,A殼有可能往里變形,B殼有可能往外變形,如果B殼上設(shè)計(jì)有反止口,那么AB殼互相限制對(duì)方往里或往外變形,可以有效控制外觀段差。3、起到密封作用,如圖,在母止口可以容納超聲波熔膠或O型圈可起到防水作用。 4、起到防靜電(ESD)作用,上面已經(jīng)有提到,一個(gè)理想的一體化殼體是不需要拆件,也就能達(dá)到密不透風(fēng)的,靜電也就無(wú)從而入,當(dāng)然不會(huì)有靜電問(wèn)題了。但實(shí)際的殼體在配合處一定會(huì)有縫隙,所以一定存在ESD隱患。 如果將釋放的靜電看成是洪水的話,那么主要的解決方法與治水類似??赡芎芏囗?xiàng)目處理ESD的方法不盡相同,但最終都可以歸結(jié)為三條方案,“堵”--“疏”--“絕”。其中,“堵”的方法屬于機(jī)械結(jié)構(gòu)方法,即在AB殼的結(jié)合處設(shè)計(jì)一圈止口,止口的作用就是起到靜電墻作用,將靜電隔離到外殼之外,讓靜電難以直接進(jìn)來(lái),即使有部分強(qiáng)度較大的能穿透進(jìn)去,也因止口的作用使得這部分靜電的能量大大減弱。(需注意的是設(shè)計(jì)時(shí)盡可能保留整圈止口的完整,保證完整的靜電墻) 如果止口附近有電路板,盡量增加殼體的厚離,即增加外殼到電路板之間的距離D,根據(jù)經(jīng)驗(yàn),10kV的ESD在經(jīng)過(guò)4mm至5.00mm的距離(此距離包含殼體的壁厚)后能量一般衰減為零。 或者通過(guò)一些等效方法增加殼體氣隙的距離,這樣可以避免或者大大減少ESD的能量強(qiáng)度,下圖中,把電路板移高到公止口側(cè),增大了氣隙距離,(如果電路板高度無(wú)法改變,可以通過(guò)把上下殼的止口對(duì)換,同樣可以增大氣隙距離)。04 止口的設(shè)計(jì)原則 1、功能原則 設(shè)計(jì)止口時(shí)首先要明確止口所起的作用,因?yàn)椴煌闹箍诮Y(jié)構(gòu)形式多起到的作用不盡相同,比如,需要密封結(jié)構(gòu),那么優(yōu)選雙止口結(jié)構(gòu);如果殼體的壁厚較薄,那么優(yōu)選單止口結(jié)構(gòu);如果需要起到防靜電作用,那么應(yīng)盡量保留整圈止口的完整性。2)反止口的設(shè)計(jì)在保證本身功能同時(shí)不能影響其他結(jié)構(gòu)功能 反止口應(yīng)對(duì)稱布置且間距合理,同時(shí)應(yīng)避開卡扣位置(不能離扣位太近,否則扣位變形困難)2、外觀質(zhì)量原則 由于塑膠件易變形以及尺寸偏差大等缺點(diǎn),同時(shí)這些缺點(diǎn)還受到塑膠材料、結(jié)構(gòu)、模具、注塑工藝等諸多因數(shù)的影響,因此接縫處的段差控制一直是一個(gè)棘手的問(wèn)題。以下是較常用的單止口結(jié)構(gòu)主要配合尺寸(僅供參考,部分尺寸取值范圍應(yīng)根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品情況做適當(dāng)調(diào)整):A:公母止口配合面間隙尺寸,一般做到0.05~0.1即可;(由于塑膠難做到高精度,且存在變形,太小容易干涉,太大起不了作用)B:公母止口避空尺寸,防止止口干涉,一般做到0.1~0.2;(因?yàn)楣钢箍诮雍咸幰炎隽闩?,此處做避空即可?/span>C:公止口倒C角,可利于裝配,一般做到C0.3~0,5;D:母止口過(guò)渡圓角,此處膠位厚度變化較大,做圓角可以減小外觀應(yīng)力痕,一般做到R0.3~0,5;E:公止口高度,一般做到0.8~2mm,具體看制品大小;F:母止口外觀面膠厚,應(yīng)大于壁厚的一半,否則此處外觀容易產(chǎn)生應(yīng)力痕;G:反止口的寬度,不能太小,太小強(qiáng)度不夠,最好不少于一個(gè)壁厚;H:反止口的高度,一般不少于1mm也不要高于分型面太多,太高意義不大,保證有一定有效配合高度(減去斜角高度后)即可;K:反止口倒C角,可利于裝配,一般做到C0,5~C1.0; N:反止口與公止口之間間隙,一般做到0.05~0.1即可,不建議零間隙配合,因?yàn)槟>卟灰欢ㄗ龅煤軠?zhǔn),試模出來(lái)后產(chǎn)品一般都跟圖上有點(diǎn)誤差,如零間隙配合,后面就沒(méi)有加膠的余地了。其中,以上尺寸A和尺寸N是影響段差控制比較重要的尺寸,對(duì)于小型產(chǎn)品來(lái)水,取0.05-0.1基本能滿足要求;對(duì)于中大型產(chǎn)品來(lái)說(shuō),此兩個(gè)間隙尺寸的取值應(yīng)根據(jù)外殼的最大外形尺寸的公差值進(jìn)行調(diào)整,因?yàn)閷?duì)于注塑件來(lái)說(shuō),外形尺寸越大,其公差值就較大,如下表。
所以,對(duì)于小型產(chǎn)品,其外形尺寸變化小,即使有小超差或局部小變形,也能通過(guò)止口和反止口(即尺寸A和尺寸N)把變形部分拉回合理范圍,減小外觀段差。但是對(duì)于大中型產(chǎn)品,其外形尺寸變化大,很難通過(guò)止口和反止口控制段差處于很小范圍,因此,對(duì)于這類產(chǎn)品,一般通過(guò)在接縫處設(shè)計(jì)美工線,使得段差跨度增大,減小刮手感。對(duì)于超差過(guò)大的外殼,即使止口結(jié)構(gòu)能夠拉回部分外形,也會(huì)導(dǎo)致其他部分變形,最后整個(gè)段差會(huì)不均勻,這也是不能接受的,因此,控制段差最重要的是把外形尺寸管控好,使其能夠適應(yīng)所設(shè)計(jì)的止口間隙。2)外觀應(yīng)力痕
應(yīng)力痕,即厚薄印,常出現(xiàn)在壁厚變化過(guò)大處,由于收縮不一致,導(dǎo)致存在收縮應(yīng)力,收縮應(yīng)力把較薄處的塑膠往里拉,在外觀上就會(huì)看到類似凹坑的印子,也可理解為收縮痕。以上止口尺寸中,E(公止口高度),也對(duì)應(yīng)母止口的深度尺寸,不宜太大,同時(shí),F(xiàn)(母止口外觀面膠厚),應(yīng)至少為壁厚的一半,否則此處外觀容易產(chǎn)生應(yīng)力痕。3、加工工藝原則
反止口筋位直接的間距不能太?。ㄒ话?mm以上),保證此處的模具鋼料有足夠強(qiáng)度。 公止口的寬度不能太小,太小成型困難且強(qiáng)度不夠,建議一般取0.6以上。
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