手机结构设计PDF电子书下载

第1章　概述 1

1.1 手机结构设计的工作内容 1

1.1.1　规划阶段的工作 1

1.1.2　设计阶段的工作 2

1.1.3　验证阶段的工作 3

1.1.4　技术转移的工作 4

1.2　手机的分类 4

1.2.1　按用户群分类 4

1.2.2　按技术类型分类 5

1.2.3　按结构特征分类 6

1.2.4　特殊用途手机 8

1.2.5　手机的发展趋势 8

第2章　手机设计流程和产品规划 10

2.1 设计流程 10

2.1.1　设计流程的作用 10

2.1.2　设计流程的要素 11

2.1.3　设计流程的管理 12

2.1.4　一个设计流程实例 12

2.2　产品规划 15

2.2.1　用户需求 15

2.2.2　可行性分析 16

2.2.3　产品规格 17

2.2.4　一款手机产品的规格实例 19

第3章　手机通用件和结构件材料 22

3.1 通用件 22

3.1.1　接插件 22

3.1.2 专用器件 25

3.1.3 紧固件 28

3.2 自制结构件材料 28

3.2.1 外壳材料 28

3.2.2　表面装饰材料 30

3.2.3　印制板材料 31

第4章　手机造型设计 33

4.1　造型设计基础 33

4.1.1　造型设计的基本原理 33

4.1.2　造型与心理需求 34

4.1.3　颜色和色标 35

4.1.4　视觉和触觉 37

4.1.5　照度和亮度 39

4.1.6　造型与成本的平衡 40

4.2　设计案例和分析 41

4.2.1　一款翻盖手机的造型 41

4.2.2　一款超薄滑盖手机的造型 42

4.2.3 一款直板手机的造型 43

4.2.4　造型设计工作输出 44

4.3　造型设计软件选择 44

4.3.1　效果图设计软件 44

4.3.2　三维实体设计软件 45

4.4　造型设计评价 47

4.4.1　美学符合度 47

4.4.2　人机工程学符合度 48

4.4.3　外观质地和制造精度 48

4.4.4　可制造性 48

第5章　手机整机结构设计 49

5.1　结构设计基础 49

5.1.1　尺寸和公差 49

5.1.2　重量和力 54

5.1.3 刚度和强度 56

5.2　装配图设计 58

5.2.1　准备工作 59

5.2.2　装配图设计要点 60

5.2.3　装配图的修改方法 62

5.2.4　装配图设计实例 62

5.3　印制板组件结构设计 66

5.3.1 印制板选用 66

5.3.2 印制板组件单元划分 67

5.3.3　接插件的选择和布局 67

5.3.4　印制板拼板图 68

5.3.5　FPCB的设计 70

5.4　按键组件设计 71

5.4.1　机械按键的设计 71

5.4.2　触摸屏按键简介 73

第6章　手机零部件典型结构设计 75

6.1 卡扣连接 75

6.1.1 几个重要材料参数 76

6.1.2　悬臂卡扣的计算公式 77

6.1.3 悬臂卡扣的计算实例 80

6.1.4　手机卡扣设计实例 80

6.2　自攻螺钉连接 81

6.2.1 自攻螺钉的种类和特点 81

6.2.2 自攻螺钉连接设计 83

6.2.3 自攻螺钉连接强度 85

6.3 其他常用结构 87

6.3.1 翻盖手机的铰链结构 87

6.3.2　手机振动功能的设计 89

6.3.3　扬声器的结构设计 89

6.3.4　塑料零件结构设计要素和实例 91

6.3.5　铝、镁、钛合金零件结构设计要素 94

第7章　手机结构有限元分析基础 96

7.1　手机结构有限元分析概述 96

7.1.1　有限元分析的必要性 96

7.1.2　有限元分析现况 98

7.2　手机结构有限元分析软件的选择 99

7.2.1　有限元分析的前后处理软件 99

7.2.2　有限元分析的求解软件 100

7.3　手机结构有限元分析的内容 102

7.3.1　有限元分析的依据 102

7.3.2　有限元分析软件可解决的问题 102

7.4　结构有限元分析在手机设计中的应用 103

7.4.1 在手机设计流程中的应用 103

7.4.2 实例简介 104

第8章　手机结构有限元分析实例 107

8.1　手机自由跌落有限元分析 107

8.1.1 自由跌落有限元分析依据 108

8.1.2　前处理过程 108

8.1.3　有限元分析 113

8.1.4　后处理过程 114

8.2　手机冲击有限元分析 118

8.2.1 冲击有限元分析依据 118

8.2.2　有限元模拟手机冲击试验的方法 118

8.2.3　手机冲击有限元分析实例 119

第9章　手机电磁兼容性和热设计 122

9.1　手机的电磁兼容性设计 122

9.1.1 手机EMC/ESD标准 122

9.1.2　接地设计 125

9.1.3　屏蔽设计 125

9.1.4　ESD防护设计 125

9.2　手机热设计 126

9.2.1 热设计的关键参数 126

9.2.2　热设计的流程 128

9.2.3　手机热设计实例 129

第10章　手机结构件制造技术 132

10.1　手机样机制作 132

10.1.1　数控加工 132

10.1.2　立体光刻 133

10.1.3　选择性激光烧结 133

10.1.4　小批量快速成型 134

10.1.5　样机制作成本 134

10.2　模具制造 135

10.2.1　模具种类 135

10.2.2　模具工艺要点 137

10.2.3　模具制造的流程和时间 139

10.2.4　模具制造成本 140

10.3　表面装饰工艺 140

10.3.1 涂覆 140

10.3.2　真空镀膜和电镀 141

10.3.3　模内装饰注塑 141

10.3.4　按键表面处理 142

10.3.5　拉丝工艺 143

10.3.6　不导电真空镀膜 143

第11章　手机结构测试 145

11.1 材料的简易识别 145

11.1.1 塑料的简易识别 145

11.1.2　不锈钢和不锈铁的简易识别 147

11.1.3　铝合金、镁合金和钛合金的简易识别 148

11.2　材料成分的分析 148

11.2.1 材料成分的光谱分析 149

11.2.2　材料成分的化学分析 152

11.2.3　光谱和化学分析的优缺点比较 152

11.3　尺寸测量 153

11.3.1 测量仪器和工具 153

11.3.2　零件尺寸测量 157

11.3.3　样机装配和检查表 158

11.3.4　关键装配尺寸测量 160

11.4　可靠性测试 161

11.4.1　环境试验 161

11.4.2　机械应力试验 164

附录1 手机自由跌落有限元分析k文件 166

附录2　手机冲击模拟分析的inp文件 175

参考文献 181

表2-1 手机结构设计流程 13

表2-2 一款手机产品的结构规格 19

表3-1 手机常用接插件 24

表3-2 手机中与结构相关的专用器件 26

表3-3 各类手机常用外壳材料 28

表3-4 手机所用环氧树脂玻璃布覆铜箔层压板（刚性板）的最低性能要求 32

表4-1 手持式产品可视字符的大小 38

表4-2 人对颜色的感觉 38

表4-3 电子产品颜色的一些特定使用情况 38

表4-4 在不同温度时物体表面给人的感觉 39

表4-5 环境温度为10℃时不同材质给人的感觉 39

表4-6 实际情况下的照度和光强示例 40

表5-1 尺寸和参照物 49

表5-2 基本尺寸标准公差表 50

表5-3 尺寸精度与加工方法和应用 50

表5-4 表面粗糙度（Ra）与加工方法和应用 51

表5-5 常见材料的密度 54

表5-6 常见物体的重量和参照物 55

表5-7 不同状态下常人的施力值 55

表5-8 直径为10mm的孔和轴装配力与配合间隙（配合长度20mm） 56

表5-9 一款直板手机的零件明细表 65

表6-1 拜耳公司几种塑料的正割模数（Es） 76

表6-2 常用塑料瞬时许用应变（εpm） 77

表6-3 塑料摩擦系数（μ） 77

表6-4 悬臂的许用挠度、挠曲力的计算公式 78

表6-5 GB 5280—2002的自攻螺钉螺纹（部分） 82

表6-6 自攻螺钉螺纹底孔推荐值 84

表6-7 自攻螺钉的旋合长度和支柱外径 84

表6-8 压电扬声器推荐安装预留空间高度的参考数据 91

表6-9 手机前、后壳的材料和壁厚 91

表6-10 塑料件结构要素设计 92

表6-11 铝、镁、钛合金零件上的孔径与孔深度 94

表6-12 式（6-6）中C值的选取 95

表9-1 传导杂散骚扰限值（专用模式） 123

表9-2 传导杂散骚扰限值（空闲模式） 123

表9-3 传导连续杂散骚扰限值（DC输入／输出接口） 123

表9-4　DC电源端口瞬态传导骚扰限值 124

表9-5 辐射杂散骚扰限值（专用模式） 124

表9-6 辐射杂散骚扰限值（空闲模式） 124

表9-7 辐射连续骚扰限值（30MHz～1GHz） 124

表9-8 辐射连续骚扰限值（1～6GHz） 124

表9-9 散热方式的选择 127

表9-10 常见材料的导热系数 128

表10-1 模具制造的主要流程和时间 139

表10-2 一套手机模具的制造成本 139

表11-1 塑料的简易识别方法 146

表11-2 不锈钢和不锈铁的识别方法 148

表11-3 镁合金、钛合金和铝合金的简易识别方法 148

表11-4 手持式光谱分析仪（XL2t-700）技术规格 149

表11-5 台式光谱仪（M2500型）技术规格 151

表11-6 光谱分析和化学分析的优缺点比较 153

表11-7 一款三维坐标测量仪的规格 154

表11-8 几款三维扫描影像仪的规格 155

表11-9 一款便携式粗糙度测量仪的规格 156

表11-10　手机样机装配结构检查表（checklist） 158

表11-11 温度冲击试验机的规格 162

表11-12　振动试验加速度谱密度（ASD） 162

表11-13 一款振动试验机的规格 163

表11-14　盐雾试验条件 163