《手机结构设计》（节选 连载）

dayu2000

新书《手机结构设计》 人民邮电出版社 2010.8

目录
第1章 概述  
1.1 手机结构设计工作内容
1.1.1规划阶段的工作
1.1.2设计阶段的工作
1.1.3验证阶段的工作
1.1.4技术转移的工作
1.2手机的分类
1.2.1按用户群分类
1.2.2按技术类型分类
1.2.3按结构特征分类
1.2.4 特殊用途手机
1.2.5 手机发展趋势
第2章 手机设计流程和产品规划
2.1 设计流程
2.1.1设计流程的作用
2.1.2 设计流程的要素
2.1.3 设计流程的管理
2.1.4 一个设计流程实例
2.2 产品规划
2.2.1 用户需求
2.2.2可行性分析
2.2.3 产品规格
2.2.4 一款手机产品规格实例
第3章 手机通用件和材料
3.1 通用件
3.1.1 接插件
3.1.2 专用器件
3.1.3 紧固件
3.2 自制结构件材料
3.2.1外壳材料
3.2.2表面装饰材料
3.2.3 印制板材料
第4章 手机造型设计     
4.1 造型设计基础
4.1.1 造型设计基本原理
4.1.2造型与心理需求
4.1.3 颜色和色标
4.1.4视觉和触觉
4.1.5 照度和亮度
4.1.6 造型与成本的平衡
4.2 设计案例和分析
4.2 1一款翻盖手机的造型
4.2.2一款超薄滑盖手机的造型
4.2.3 一款直板手机的造型
4.2.4 造型设计工作输出
4.3造型设计软件选择
4.3.1 效果图设计软件
4.3.2 三维实体设计软件
4.4 造型设计评价
4.4.1 美学符合度
4.4.2 人机工程学符合度
4.4.3 外观质地和制造精度
4.4.4 可制造性
第5章 手机整机结构设计
5.1结构设计基础
5.1.1尺寸和公差
5.1.2 重量和力
5.1.3 刚度和强度
5.2 装配图设计
5.2.1准备工作
5.2.2设计要点
5.2.3装配图修改方法
5.2.4 装配图设计实例
5.3印制板组件结构设计
5.3.1印制板选用
5.3.2印制板组件单元划分
5.3.3接插件选择和布局
5.3.4 印制板拼版图
5.3.5 FPCB的设计
5.4按键组件设计
5.4.1机械按键的设计
5.4.2 触摸屛按键简介
第6章 手机零部件结构设计
6.1 卡扣连接
6.1.1几个重要材料参数
6.1.2悬臂卡扣的计算公式
6.1.3悬臂卡扣的计算实例
6.1.4 手机卡扣设计实例
6.2 自攻螺钉连接
6.2.1自攻螺钉种类和特点
6.2.2自攻螺钉连接设计
6.2.3自攻螺钉连接强度
6.3 其他典型结构
6.3.1 翻盖手机的铰链结构
6.3.2手机振动功能的设计
6.3.3 扬声器的结构设计
6.3.4 塑料零件结构设计要素和实例
6.3.5 铝、镁、钛零件结构设计要素
第7章 手机结构有限元分析基础
7.1 手机结构有限元分析概述
7.1.1 手机结构有限元分析的必要性
7.1.2 手机结构有限元分析现况
7.2 手机结构有限元分析软件的选择
7.2.1 手机结构有限元分析的前后处理软件
7.2.2 手机结构有限元分析的求解软件
7.3 手机结构有限元分析的内容
7.3.1手机结构有限元分析的依据
7.3.2有限元分析软件可解决的问题
7.4 结构有限元分析在手机设计中的应用
7.4.1 结构有限元分析在手机设计流程中的应用
7.4.2 手机结构设计问题有限元分析实例介绍
第8章 手机结构有限元分析实例
8.1 手机自由跌落有限元分析
8.1.1 自由跌落有限元分析依据
8.1.2 前处理过程
8.1.3 有限元分析
8.1.4 后处理过程
8.2手机冲击有限元分析
8.2.1冲击有限元分析依据
8.2.2 有限元模拟手机冲击试验的方法
8.2.3 手机冲击有限元分析实例
第9章 手机电磁兼容性和热设计
9.1 手机的电磁兼容性设计
9.1.1手机EMC/ESD 标准
9.1.2接地设计
9.1.3屏蔽设计
9.1.4 静电防护设计
9.2 手机热设计
9.2.1热设计的关键参数
9.2.2 热设计的流程
9.2.3 手机热设计实例
第10章 手机结构件制造技术
10.1 手机样机制作
10.1.1 数控加工
10.1.2 立体光刻
10.1.3 选择性激光烧结
10.1.4 小批量快速成型
10.1.5样机制作成本
10.2 手机模具制作
10.2.1 模具种类
10.2.2模具工艺要点
10.2.3模具制造流程和时间
10.2.4 模具制造成本　
10.3表面装饰工艺
10.3.1涂覆
10.3.2 真空镀膜和电镀
10.3.3 模内装饰注塑
10.3.4 按键表面处理
10.3.5 拉丝工艺
10.3.6 不导电真空镀膜
10.3.7 铝箔商标
第11章 手机结构测试
11.1 材料的简易识别
11.1.1 塑料的简易识别
11.1.2 不锈钢和不锈铁的简易识别
11.1.3 铝合金、镁合金和钛合金的简易识别
11.2材料成分的分析
11.2.1材料成分的光谱分析
11.2.2材料成分的化学分析
11.2.3光谱和化学分析的优缺点比较
11.3 尺寸和外观测量
11.3.1 测量仪器和工具
11.3.2 零件尺寸和外观测量
11.3.3 样机装配和检查表
11.3.4 装配尺寸测量
11.4 可靠性测试
11.4.1 环境试验
11.4.2 机械应力试验
附录一  第8章 附录
1．手机自由跌落有限元分析k文件
2． 手机冲击模拟分析的inp文件
附录二  本书附光盘
参考文献

abtang

不错，有参考意义

PAM100

很好，很强大。。。

dayu2000

第1章    概 述
本章提要 本章主要介绍了结构设计工作内容和手机的分类。手机作为市场驱动为主的电子产品，结构设计在其中承担了产品的主要设计工作，清晰的界定结构设计工作内容是产品设计的基础。在研究不同类型的用户、产品特性和制造工艺性的基础上做出手机分类，可以指导产品的市场定位和设计。






1.1 手机结构设计工作内容
电子产品结构设计(Mechanical structures design of electronic product)是对电子产品的电路板的布局设计、连接设计、自制结构件的设计、产品的电磁屏蔽、散热、环境防护设计以及结构件材料、标准件和通用件的选择。
结构设计的表达：在产品规划阶段是用文字、表格和示意图来表达产品的总体设计思想和产品的规格。在产品设计阶段是用CAD/CAE 方法生成两维、三维的机械图纸或数据来表达设计者对产品的设想和计算。
结构设计的实现：用规范的机械图纸或CAD/CAM电子文件去开制模具或用其它机械加工方法制成零部件、进行样机试装、检测直至转入产品的批量生产。
结构设计在产品的设计过程中的阶段和工作内容如下各节所述。这些工作内容有些是主要职责，有些是参与讨论、有些是协作工作，要分清工作的职责、层次和重要程度。
1.1.1规划阶段的工作
1．参与产品规划讨论
结构设计应该参与新产品研发初始的用户需求、市场定位的调研工作，包括新的设计技术、材料技术和工艺技术。
结构设计应该参与新产品的设计方案讨论，清晰了解产品需实现的产品功能、性能指标和可靠性设计等指标。
  一般新产品总是在一定的基础上开发，不是从零做起。所以要根据市场定位，选择竞争对手的产品进行深入的结构分析和测试、充分了解对手的情况。同时也要充分地继承公司原有产品的结构优点，取长补短，在这样的基础之上，才能开发出事半功倍的好产品。
结构设计应参与产品的印制板（PCB）、液晶显示屏（LCD）、接插件、扬声器等外购件选型，因为这些电路器件的材料、封装形式、安装尺寸与结构设计密不可分。如果结构设计不事先参加讨论，仅由硬件设计确定这些器件，会因硬件设计不了解结构设计要求，导致所选器件仅满足硬件设计要求，而不满足结构要求，对产品的设计质量产生不良影响。
2．参与产品造型的讨论
产品造型设计与结构设计是前后道工序的关系，造型设计也是结构设计的工作输入之一。在造型规划的阶段，几乎每一个造型细节结构设计都要关注。特别是与造型设计充分沟通制造工艺的可行性是后续结构设计和模具制造能否顺利进行的关键。
3．主导结构材料的确定
在产品规划阶段要确定产品的外壳材料，这与产品的造型和尺寸以及产品的成本密切相关。要在规划阶段就确定，这样才能指导后续的结构设计和制造工艺。
4．主导产品装配结构的确定
在产品规划阶段要确定产品的装配结构，首先是确定手机结构类型，如是采用直板还是翻盖的手机。其次是要将与产品造型和结构有关的接插件、电池、显示屏规格确定下来，做好整机的大致结构布局。
5．主导外形尺寸的确定
          在造型设计时，结构设计要根据产品的功能、与造型设计和硬件设计初步确定印制板、液晶显示屏、接插件、按键、产品的外形尺寸和结构形式。因为结构设计要保证电路板和所有元器件的合理布局，结构设计要对产品装配和模具制造工艺是否合乎要求负责。所以产品的外形由造型设计，但产品的尺寸大小要由结构设计来确认。
1.1.2设计阶段的工作
1．承担装配图设计
装配图是表达整机或部件的工作原理和装配布局关系的图样，可以用三维或者两维图纸来表达。在产品的造型确定后，并且与硬件设计确定了全部与结构相关的元器件后可以开始装配图设计。
2．承担结构的EMC设计
    产品的电磁兼容性（EMC）需要从硬件设计和PCB布线设计和结构设计三个方面综合考虑。结构设计应与硬件设计协商，确定分配给结构设计的EMC指标，作为结构EMC的设计依据。
3.承担散热设计
　  手机的热设计主要是要考虑主芯片的散热，有些手机打电话持续时间十几分钟就会感到外壳发热,就是散热设计没有做好。电磁兼容性和散热设计都要在装配图设计时统筹考虑。
4.承担零件图设计
依据装配图拆分所有自制件的结构件零件图是结构设计实现和细化的主要工作。此外，对于外购结构件也要给出技术要求。
5．承担包装设计
    包装设计分外包装和内包装。手机产品的外包装一般用本色的瓦楞纸箱，每箱可装手机几十个。内包装是单个手机的包装，用硬卡纸做成彩盒。彩盒图案，字形由造型工程师设计，彩盒的所有尺寸图由结构设计设计。另外，内部包装还含有减振垫，它从材料到尺寸均由结构设计负责。
6．结构有限元分析
在完成初步的装配结构和零件设计时，可以利用有限元分析软件做结构的薄弱环节仿真分析，例如手机的跌落仿真、冲击仿真等。这样可以尽早的发现结构设计问题，及时改进，减少今后的设计、制造修改。
1.1.3验证阶段的工作
验证工作的目的是检查设计的图纸正确性和制造工艺符合度。这样可以避免设计的失误，使转产阶段可以顺利地进行。
1．手工样机的制作技术支持
     造型设计和装配图和零件图完成后，分别需要先做一次手工样机（造型样机和结构样机），常称为做手板。单个样机多用三维数控机床（CNC）制作。在样机制作时要向外协单位做图纸上的要点交待。
2．正式模具制作的技术支持
　　　     在模具制作过程中结构设计师应充分将设计意图向模具制作者传递，除了图纸之外，还要直接语言交流，中间环节越少越好。这是保证模具制作无误的一个要点。
3．开模零件和其他自制件的样品测量和认定，
       每一个开模零件送来样品，都要仔细测量尺寸，先看其是否符合图纸，再看其是否好装配，再提出修改模具的要求。切记不要仅看实物装配，不对照图纸，这样会将问题混淆，分不出是模具问题还是设计问题，并且实物装配也不易看出公差的超差问题。
4．结构样机装配和测试
　   模具经过1-2次的试模，在结构问题已解决的条件下，可以先做5-10台套样品，结构设计者要亲自动手做装配动作，不要完全依赖别人做装配，传递二手装配信息。自己装配对设计的可装配性更有体会。
另一方面，因为自己在装配时也会有意无意的使用一些装配技巧，不能完全模拟生产线的批量装配状态，从而掩盖一些问题，因此也要请别人装配和做专业的测试，两者的独立装配，然后交流装配结果才能暴露问题。
       在结构没有问题后可以装上电路板，组装成功能完整的样机，交专门的测试部门做此阶段的功能、性能、热测试、EMC测试、振动和跌落试验。
5．改进设计
　　根据装配和测试的结果会发现一些设计和制作的问题，作装配图和零件图的修改。这种改进，包括做样机，有时不止１次，这取决于设计者和模具制造的水准。一般应在2次更改内达到完善水平，否则不是个成功的结构设计。
6．结构设计输出
在装配图完成后，结构设计应提交“整机结构设计报告”内容包括要达到的技术水平、结构布局的方案比较、主要结构件的材料选取理由、结构设计要点、EMC和热设计的方法和计算或仿真数据、关键装配尺寸的公差带计算。设计和工艺技术风险分析、结构件零件和模具成本估算。
结构设计输出包括装配图、零件图和含所有结构件和外购件的材料明细表（BOM），以及外购件的技术要求。

Tom81

有电子档不？

dayu2000

该书作者曾有《设计与生存----一个IT技术管理者的20年经历和感悟》一书出版，在IT业界有广泛的读者。[em01]

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我要在哪里[em01][em01][em01][em01]

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不错哦，但希望是整理成整篇，哪怕要RD

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学习了!![em14]

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不错哦，但希望是整理成整篇，哪怕要RD

xuexi2008

手机结构设计---我网购了这本书。内容不适合新手....

zzjb2009

學習了  謝謝樓主~