硅膠產(chǎn)品彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明

1、下載可編輯第五章Rubber Keypad力度曲線(xiàn)一 . Silicon Rubber 力度曲線(xiàn) .SiliconRubberKeypad的 ClickFeeling( 手感 ).Force( 力度 )及 Stroke( 行程 ) 是Silicon RubberKeypad產(chǎn)品的三個(gè)主要參數(shù) ,也是 Keypad 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的三個(gè)決定性因素.此三個(gè)因素的相互關(guān)系可以用 Force-Stroke 曲線(xiàn)來(lái)表示 .AF: Actuating ForceCF: Contact ForceMF: Max Rebounce ForceRF: Min Rebounce Force芞 1. 典型力度曲線(xiàn)SA

2、: Actuation DistanceS : Travel Distance (Stroke).圖 1 所示的力度曲線(xiàn)是電話(huà)機(jī)Keypad所用的典型力度曲線(xiàn).實(shí)際上 ,不同設(shè)備要求Keypad 有.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯不同的力度曲線(xiàn) .其 Key 的結(jié)構(gòu)和手感都不相同 (見(jiàn)表 1 所示 ).因種類(lèi)較多 ,本文不作逐一探討 ,僅討 900MHZ 無(wú)繩電話(huà) 所用之 Keypad 的力度曲線(xiàn) .桶 1. 典型結(jié)構(gòu)及其力度曲線(xiàn)二 .力度曲線(xiàn)與 Click Feeling 的關(guān)系 .ClickFeeling 是由于斜壁不勝負(fù)荷時(shí)被壓跨產(chǎn)生的斷落感.即力度曲線(xiàn) (見(jiàn)圖 2)中由 A 點(diǎn)到 C點(diǎn)的力

3、度突變產(chǎn)生的感覺(jué).所以 ,Click Feeling 的好壞取決于 AF 和 CF 的差值 .嚴(yán)格說(shuō)來(lái) ,SiliconRubber Feeling取決于 AF-CF 與 AF 比值的大小 .即: Click Feeling =(AF-CF)X 100%AF當(dāng) Click Feeling=30% 時(shí),絕大部分人可以感到有手感 ,但不太好 .當(dāng) Click Feeling =40% 時(shí),則手感 較好 .專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯圖 2.曲型曲線(xiàn)圖 3. Feeling 差曲線(xiàn)圖4.Feeling 好曲線(xiàn)(AF-CF)/AF比值越大 ,手感越好 .但應(yīng)注意 ,此比值會(huì)受其它條件限制而不可能達(dá)到10

4、0%.以 AF=150g 時(shí)為例 :理論上說(shuō) ,為保證 Keypad 順利回彈 ,RF 須大于 18g ,RF 與 CF 之間必有損耗 ,若損耗為 20g, 則 CF=38,而 Click Feeling =(AF-CF)AF X 100%=(150-38)150 X 100%=74.6%.但實(shí)際中 ,由于 Keypad 還須克服與膠殼之摩擦力,避免 Jamkey,故 RF須大于 50g. RF 與 CF 差值大多數(shù)情況下超過(guò) 20g. 所以設(shè)計(jì)時(shí) ,ClickFeeling 取 40% 即能滿(mǎn)足使用要求 ,而且 Vendor也能做到 .對(duì)本公司現(xiàn)用產(chǎn)品來(lái)說(shuō) ,Click Feeling 要求

5、越來(lái)越高 ,所以 ,Click Feeling 若低于 30%則不能接受 .三. 影響力度曲線(xiàn)的因素 .影響 Silicon Rubber Keypad力度曲線(xiàn)的因素有五個(gè) .1.斜壁角度 .專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯Silicon Rubber Keypad的斜壁角度 常用 3753本公司 900MHZ無(wú)繩電話(huà) 所用 Keypad, 取 4248其中 45 最常用 .圖 5.Key 斜壁角度 .服點(diǎn)服點(diǎn)服點(diǎn)在上方在中心在下方Key 斜壁角度不同 ,斜壁壓跨時(shí)屈服點(diǎn)位置不同.力度曲線(xiàn)也不一樣 .Click Feeling 也隨之變化 .圖 6.=37 時(shí)曲線(xiàn)圖 7.=45 時(shí)曲線(xiàn)圖 8.=53

6、時(shí)曲線(xiàn)當(dāng)僅變化斜壁角度 ,其它結(jié)構(gòu)及尺寸不變時(shí) , 越大 ,Click Feeling越好 ,屈服點(diǎn)上升 .但斜壁壽命越短 ,當(dāng)大于 53 時(shí),斜壁屈服有問(wèn)題 .2. 斜壁厚度 .專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯斜壁厚度對(duì)力度的影響很直觀.厚度越大 ,力度就越大 .具體關(guān)系見(jiàn)表2 和表 3.表 2. 每 0.01mm 斜壁厚相應(yīng)的 forceSilicon Rubber每 0.01mm壁厚所增加的力度40 度料約 2 克50 度料約 3 克60 度料約 4 克表 3. 150g 時(shí) Keypad 斜壁厚度 .Rubber 硬度Key 斜壁厚度40 度0.750mm50 度0.470mm60 度0.3

7、75mm我們公司常用60 度 rubberAF=150g的 keypad, 所以斜壁厚度一般為0.375mm. 斜壁厚度不單影響力度的大小 ,對(duì)力度曲線(xiàn)最大的影響之處在于影響Click Feeling.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯相同模具結(jié)構(gòu) ,用相同材料 .改變斜壁厚 ,得到不同力度曲線(xiàn) .圖 9.斜壁為 0.40 時(shí)曲線(xiàn)圖 10.斜壁為 0.50 時(shí)曲線(xiàn)圖 11. 斜壁為0.60 時(shí)曲線(xiàn)從圖 9- 圖 11 可看出 : 斜壁厚度增加 ,AF 增加 ,CF增加 .AF-CF 則降低 .Click Feeling 變差 .斜壁厚度減小 ,AF 減小 ,CF 減小 ,AF-CF 則增加 ,Clic

8、k Feeling 變好.3. 材料硬度 .常用 RubberKeypad 的材料硬度為40 度 60 度,Rubber 的硬度較高時(shí) ,剛性較好 ,對(duì)力度貢獻(xiàn)較大 (見(jiàn)表 2).但硬度對(duì) AF 和 CF 的影響程度不一致 ,從而影響到RubberKeypad 的 ClickFeeling.如果要求相同大小力度 ,用不同硬度的SiliconRubber, 相同的模具結(jié)構(gòu) (僅調(diào)整斜壁保證 AF.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯一致 ),則得到不同的力度曲線(xiàn) .圖 12. 用 40 度料時(shí)圖 13. 用 50 度料時(shí)圖 14. 用 60 度料時(shí)力度曲線(xiàn)力度曲線(xiàn)力度曲線(xiàn)從曲線(xiàn)上看出 ,材料的硬度越高 ,

9、AF-CF 值越大 ,所以 Click Feeling 越好 .4.斜壁長(zhǎng)度 .斜壁長(zhǎng)度在我們圖紙上沒(méi)有固定,但 Vendor在設(shè)計(jì)模具時(shí) ,其取值相當(dāng)重要 ,對(duì) clickFeeling影響很大 .因行程 (Stroke) 一定 ,Key 下壓距離有限 ,如果斜壁太長(zhǎng) ,Key 下壓達(dá)到行程時(shí) ,斜壁僅已彎曲 ,沒(méi)有撗箍鐢 ,所以 無(wú) Click Feeling. 當(dāng)斜壁斜角為 45 時(shí),Y 值應(yīng)取為與 S 相同或相近 (見(jiàn)圖15).專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯Y=S或 S+0.1Y太大 ,Key 達(dá)到 S 后斜壁還沒(méi)有壓跨 .圖 15. Key 斜壁長(zhǎng)與 S 關(guān)系圖 16.Key 斜壁太長(zhǎng)時(shí)

10、情形5. Key 尺寸大小對(duì)曲線(xiàn)影響 .Key尺 寸大 時(shí) , 則 四周 斜壁 越長(zhǎng) ,Key 的 撝 艛越 大 ,AF 就 越大 . 所 以 同一 片RubberKeypad, 若Key 大小不一致但力度要求一樣時(shí),大 Key 的斜壁比小 Key 的斜壁要薄 .其力度曲線(xiàn)分別為 :圖 17. 小 Key 力度曲線(xiàn)圖 18.大Key 力度曲線(xiàn).專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯四.力度曲線(xiàn)與行程的關(guān)系.力度曲線(xiàn)與行程的關(guān)系是:行程是指打斷力度曲線(xiàn)時(shí)Key 下降的距離 .如果 Key 下方無(wú)東西托位 ,力度曲線(xiàn)應(yīng)如圖19 所示 ,那么在 S 處被打斷時(shí) ,則曲線(xiàn)變成圖 20 所示 .所以同一個(gè)模具 ,如

11、果.使用不同行程 ,可以得到圖 21 所示的一組曲線(xiàn) .圖 19. 無(wú) S 時(shí)力度曲線(xiàn)圖 20, 行程為 S 時(shí)圖 21,行程分別為 S1.力度曲線(xiàn)S.S2 時(shí)的曲線(xiàn)組知道行程與曲線(xiàn)的關(guān)系后,特別要指出的是 :撌指刑釷且蛭諧燙斐傻臄這一說(shuō)法是錯(cuò)誤的 .具體分析如下 :要求 A=150g 時(shí),改變第三節(jié)中討論的因素, 可以得到圖 22 一組曲線(xiàn) ,.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯如果要求 AF-CF=60, S=0.80 時(shí),則選曲線(xiàn) 1S=1.0時(shí),則選曲線(xiàn) 2S=1.2時(shí),則選曲線(xiàn) 3.芞 22 AF 相同的不同曲線(xiàn)如果我們要求S=0.80, 但 Vendor由于某些原因 ,模具做好以后 ,實(shí)際

12、曲線(xiàn)為曲線(xiàn)2,則手感當(dāng)然很差 ,只有當(dāng) S 改為 1.0 時(shí)才能達(dá)到手感要求 .但這不是因?yàn)镾=0.8 錯(cuò)誤 ,而是 Vendor 模沒(méi)有做好 .但如果做模時(shí)給定S=1.0,而模做好以后我們把S 改為 0.8,則手感差不是 Vendor 的責(zé)任 .說(shuō)明 :怎樣按照產(chǎn)品要求設(shè)計(jì)模具,以達(dá)到要求的曲線(xiàn),是非常深?yuàn)W的問(wèn)題 ,有些Keypad專(zhuān)業(yè)廠家也沒(méi)能總結(jié)出完整的數(shù)據(jù)或圖表,而是靠工模師傅的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)模具.另一方面 ,有的vendor雖做過(guò)大量研究 ,得出了一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) ,但這些資料被廠家視為高度機(jī)密,不會(huì)外泄 .所以本文不作深入探討 .五.力度曲線(xiàn)與能量損失 .SiliconRubber與其它高

13、分子物質(zhì)一樣,在受力變形時(shí)吸收能量,造成能量損耗所以Keypad.專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯力度曲線(xiàn)中 ,壓力線(xiàn)與回彈線(xiàn)不重復(fù) .兩線(xiàn)間的面積即為能量損失的大小 .但面積計(jì)算不方便,所以能量損耗大小用下列公式計(jì)算:能量損耗=AF-MFX100%AF能量損耗影響因素有3 個(gè) .1.Silicon Rubber原料 .不同型號(hào)的原料吸能程度不一樣,原料供應(yīng)商的 Spec 中應(yīng)有此方面的數(shù)據(jù) .另外 ,硬度較大的材料能量損失多 .圖 23.力度曲線(xiàn)與能量損耗2. 模具結(jié)構(gòu) .斜壁越直 ,能量損失越大 . 斜壁各參數(shù)設(shè)計(jì)不合理 ,是能量損失的主要因素 .3. 力度大小對(duì)能量損失也有關(guān)系 . 力度越大

14、,能量損失越高 .六 . 常用 Keypad 曲線(xiàn) 要求 .我們所生產(chǎn)的900MHZ 無(wú)繩電話(huà)對(duì)所用 Keypad 的 Click Feeling 等要求越來(lái)越嚴(yán) .但要求太高,Vendor 又做不到 ,所以須找出一個(gè)合理規(guī)定 ,既滿(mǎn)足本公司要求 ,又使 Vendor 可以接受 .如下為我們常用 Keypad 曲線(xiàn) , 同時(shí)在第十 章討論如何給出一個(gè)合理的曲線(xiàn) .A.Handset 所用 Silicon Rubber Keypad曲線(xiàn) .專(zhuān)業(yè) .整理 .下載可編輯AF=15030g.AF=15030g.Click30%Click30%S=0.8mmRF50gS=0.80.9mm RF50g圖 24.有 Membrane 時(shí)曲線(xiàn) .圖 25.無(wú) Membrane 時(shí)曲線(xiàn) .B.Base所用 Silicon Rubber Keypad曲線(xiàn) .AF=15030g.AF=18030gClick30%Click30%S=1.01.2mmRF50gS=1.01.2mmRF 50g圖 26. Keypad 上塑膠硬 Key圖 27. Keypad上塑膠硬Key較小 ,彈臂較細(xì)時(shí)曲線(xiàn)較大 ,彈臂較粗時(shí)曲線(xiàn).專(zhuān)