摘 要
本次毕业设计的题目是LED导光柱注塑模具设计。目前，塑料制件几乎已经进入了一 切工业部门以及人民生活的各个领域。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量 日益增加，这些产品更新换代的周期越来越短，因此对塑料的品种、产量和质量都提出了 越来越高的要求，这就要求塑料模具的开发、设计与制造的水平也必须越来越高。
在现代塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型 工艺这三项因素密切相关。在这三项要素中，塑料成型模具质量最为关键，它最能反映出 整个塑料成型生产过程的技术含量及经济效益，它的功能是双重的：赋予塑料熔体以期望 的形状、性能、质量；冷却并推出成型的制件。
本文主要内容是对LED导光柱注塑模具的成型部位、 浇注系统、 导向机构、 推出机构、 排气系统及冷却系统等进行详细的分析、计算及设计。在设计过程中，我们需要充分考虑 塑料变形、收缩率、排气等各种因素的影响，使其满足总体的设计要求。
关键词：LED导光柱；注塑成型；注塑模具；结构设计。
I
Abstract
My graduation thesis topic is LED guide beam injection mold design. Plastic parts almost go into all industrial sectors and the people of all areas of life today. With the variety and the demand of industrial plastic parts and plastic parts for daily use increasing, the product replacement cycles are getting shorter, which causes higher and higher demands for the plastic varieties, yield and quality, so the development of plastic mold design and manufacturing level should also grow.
In modern injection molding production, the quality of the plastic parts is closely related to the three factors which include plastic mold, plastic molding equipment and plastic molding process. In these three elements, plastic mold quality is the most critical, it is best to reflect the technical content and economic benefits of the plastic molding production process, its function is twofold: making the plastic melt the desired shape, performance, quality ? cooling and launched the formed workpieces.
This article main content is about a detailed analysis, calculation and design of the LED light guide forming parts of injection mould, pouring system, guide mechanism, institution, exhaust system and cooling system, etc. In the design process, we need to fully consider the plastic deformation, shrinkage rate, exhaust and other factors, making it satisfy the requirement of the overall design.
Key words:LED guide beam? Injection molding?Injection mould? structural design.
目 录
摘 要........................................................................................................................................I ABSTRACT..............................................................................................................................II 目 录......................................................................................................................................V 1 绪论 (1)
1.1 本课题的研究内容和意义 (1)
1.1.1 本课题的研究内容 (1)
1.1.2 本课题的意义 (2)
1.2 国内外的发展概况 (3)
1.2.1 注塑模具国外研究现状 (3)
1.2.2 注塑模具国内研究现状 (3)
1.2.3 注塑模具发展趋势 (4)
1.3 本课题应达到的要求 (4)
2 塑料制件的工艺性 (5)
2.1 塑料的基本组成及分类 (5)
2.2 塑件材料的物理性质及其用途和成型特点 (8)
2.2.1 塑件材料物理性质 (8)
2.2.2 主要用途以及成型特点 (9)
2.3LED导光柱的几何结构 (9)
2.4LED导光柱相关数据的确定 (12)
2.4.1 塑件厚壁的确定 (12)
2.4.2 脱模斜度的确定 (13)
2.4.3 圆角的的确定 (13)
2.4.4LED导光柱的体积及质量 (13)
3 注射成型原理以及注塑机的选择 (14)
3.1 注射成型原理 (14)
3.1.1 柱塞式注塑机注射成型原理 (14)
3.1.2 螺杆式注塑机注射成型原理 (14)
3.2 注射成型工艺 (16)
3.2.1 成型前的准备 (16)
3.2.2 注射过程 (16)
3.2.3 塑件的后处理 (16)
3.3 注塑机的选择 (17)
3.3.1 注塑机的分类 (17)
3.3.2 注塑机的类型选择 (18)
V
4 分型面的选择与浇注系统的设计 (20)
4.1 分型面及其选择 (21)
4.1.1 型腔数目的确定和布置 (21)
4.1.2 分型面的形式 (22)
4.1.3 分型面的设计原则 (22)
4.2 浇注系统的设计 (23)
4.2.1 普通浇注系统设计的基本原则 (23)
4.2.2 主流道的设计 (23)
4.2.3 分流道的设计 (24)
4.2.4 浇口的设计 (25)
5 成型零部件设计 (27)
5.1 成型零件的结构设计 (27)
5.1.1 凹模的结构分析 (27)
5.1.2 型芯和成型杆的结构分析 (27)
5.2 影响塑料尺寸精度的主要因素 (27)
5.2.1 塑料制品的成型收缩 (27)
5.2.2 模具成型零件的制造公差δz (28)
5.2.3 模具成型零件的磨损δc (28)
5.3 成型零件的工作尺寸的计算 (28)
6 导向机构和推出机构的设计 (31)
6.1 导向机构的设计 (31)
6.1.1 导向机构的功用 (31)
6.1.2 导向装置类型 (31)
6.1.3 导柱导向机构 (31)
6.1.4 导套的设计 (32)
6.2 推出机构的设计 (33)
6.2.1 推出机构的结构组成 (33)
6.2.2 推出机构的设计原则 (33)
6.2.3 顶出部件 (34)
6.2.4 复位部件 (35)
6.2.5 导向部件和限位零件 (35)
7 其它部件的设计 (36)
7.1 温度调节系统的设计 (36)
7.1.1 冷却系统的设计原则 (36)
7.1.2 冷却系统的计算 (36)
7.2.1 模板的布置 (38)
7.2.2 模板的标准化 (38)
7.3 排气系统的设计 (39)
7.3.1 排气槽的位置及作用 (40)
7.3.2 排气方式 (40)
7.3.3 溢流槽 (40)
8 结论 (41)
致 谢 (42)
参考文献 (43)
VII
1 绪论
注塑模具设计是对所学模具专业知识的一次巩固，是在进行社会实践工作之前对所学 各课程的一次综合性总复习，也是对在校学习的一次全面检测。注塑模具是一种生产塑胶 制品的工具，也是赋予塑胶制品完整结构和精确尺寸的工具。注塑成型是批量生产某些形 状复杂部件时用到的一种加工方法，具体指将受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固 化后， 得到成形品， 其原理是将颗粒状或粉末状的塑料从注射机的料斗送进加热的料筒中， 经过加热融化成流动状态后，在柱塞或螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，通过 料筒前端的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔中，充满形腔的熔料在受压的情况 下，经冷却固化后即可保持模具形腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。到目前 为止，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用这种方法成型。它具有成型周期短， 能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属的嵌件的塑料制品。根据产品的批量、 结构、尺寸与精度，可采用一模一腔，也可采用一模多腔。
注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产，用注射成型工艺生产的塑料制 品十分广泛，从生活日用品到各类复杂的机械，电器、交通工具零件等都是用注射模具成 型的，它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。
1.1 本课题的研究内容和意义
1.1.1 本课题的研究内容
本课题来源于无锡新区某模具有限公司。其研究的内容是电子产品中LED导光柱的注 塑模具设计。LED导光柱是用在一切LED灯上的导光作用，透光度可达到98%以上。导光柱 就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。导光柱 可以用来将PCB上LED的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线 用做LCD显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。导光柱最佳最有效 的设计就是将LED固定到导光柱的内部。在这种结构中LED是植入导光柱内部的，LED发 出的所有光线全部会被导光柱所捕获，考虑到LED与导光柱之间存在空气间隙而产生的菲 涅耳损耗，光线捕获率可以达到92%。通常情况下，如果LED在导光柱的外部，并且与导光 柱之间有空气间隙时光线的耦合和捕获效率是较低的，相反，如果LED处于导光柱表面空 气的交界面内部时，效率是最高的。
注塑模，又称为注射模，是由动模和定模两大部分组成。动模是安装在注射机的移动 工作台上，定模则安装在注射机的固定工作台面上。动模和定模闭合后已经塑化的塑料可 以通过浇注系统注入到模具型腔中冷却、固化与定型。一般通常要求注射模分开以后，制 品尽量滞留在动模一侧，然后由设置在动模内的推出机构将塑料制品从模内推出。
一般来说，注塑模的总体结构主要分为七大部分：成型部件、浇注系统、导向和定位 部件、推出机构、温度调节系统、侧向分型抽芯机构以及标准模架，具体结构如图 1.1 所 示。因此，本课题的研究主要围绕这七大部分进行。
（1）成型部件的设计 成型部件是指构成模具型腔、直接与塑料熔体相接触并成型 制品的模具零件或部件。通常有凸模、型芯、成形杆、凹模、镶件等零件或部件。在动模 与定模闭合后，成形零部件便确定了制品的内、外轮廓和尺寸。
（2）浇注系统的设计 浇注系统是指由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道，主要是 由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。浇注系统的设计主要是确定主流道的结构、分流 道的截面形状以及浇口的类型和数量。
（3）导向和定位部件的设计 为确保动模和定模闭合时能准确导向和定位对中，需 要分别在动模和定模上设置导柱和导套。深腔注射模还应在主分型面上设有锥面定位装 置。此外，为了保证脱模机构的运动与定位，通常在推板和动模板之间也设置导向机构。
（4）推出机构的设计 每次注射模在注射机上合模注射结束后，都必须将模具打开， 然后把成型后的塑料制件及浇注系统的凝料从模具中脱出，完成推出脱模的机构称为推出 机构或脱模机构。 推出机构主要由推杆、拉料、推杆固定板、推板以及复位杆等组成。
（5）温度调节系统 为了满足注射成形工艺对模具温度的要求，模具应设有冷却或 加热的温度调节系统。模具的冷却主要采用循环水冷却，模具的加热有通入热水、蒸汽、 热油或置入加热元件等，有的注射模还须配备模具温度自动调节装置。
（6）侧向分型抽芯机构 带有侧凹或侧孔的制品，在被脱出模具之前，必须进行侧 向分型将侧向型芯抽出。
（7）标准模架 标准模架的主要标志位国标代号、外形尺寸和模具结构形式等。
图 1.1 注塑模具的结构
1-动模板；2-定模板；3-冷却水道；4-定模座板；5-定位圈；6-浇口套；7-凸模；8-导柱；9-导套；
10-动模座板；11-支承板；12-支承柱；13-推板；14-推板固定板； 15-拉料杆；16-推板导柱；
17-推板导套；18-推杆；19-复位杆；20-垫块
1.1.2 本课题的意义
高精度、高效率长寿命的塑料模具，可成形加工几十万件，甚至几千万件产品零件， 这类模具称为大批量生产用模具。进入 21 世界以来，各种塑料模具越来越趋于微型化、
精密化，其零件结构设计中的槽逢孔尺寸要求在0.3mm以下，尺寸精度要求越来越高。比 如 BP 机中零件尺寸极其微小，对模具的要求更高。这类微型冲件和塑件用的模具，已成 为高技术模具或专利型模具。随着现代化工业和科学技术的发展，塑料模具的应用越来越 广泛， 其适应性也越来越强， 已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。
塑料模具是决定最终产品性能、规格、形状及尺寸精度的载体，塑料成型模具是使塑 料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型制件质量不可缺少的工艺装备，是体现塑料成型 设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定性环 节。由此可见，为了周而复始地获得符合技术经济要求及质量稳定的塑料制件，塑料成型 模具的优劣是成败的关键，它最能发映出整个成型生产过程的技术含量及经济效益。
本课题正是为了设计出高质量的塑料成型模具来满足现实生活中的需求。
1.2 国内外的发展概况
1.2.1 注塑模具国外研究现状
塑料模具是工业产品生产用的重要工艺装备，在现代工业生产中, 60%~90%的工业 产品需要使使用模具，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的开发和研制在很大 程度上都依赖于模具生产。塑料模具工业发展的关键是塑料模具技术的进步。塑料模具作 为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重 要标志之一， 世界上许多国家， 特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的经济效益。 因此，模具工业被称为不衰的工业，而以塑料模具为主的研究更是成为各个国家研究的重 点。
1.2.2 注塑模具国内研究现状
当前来看， 国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大， 其中发展重点为工程塑料模具。 近来我国模具工业发展迅速，前景光明。以上海为主的长三角洲地区是中国塑料模具工业 最为发达的地区。目前相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅 速发展的重要原因之一。中国技术人才水平普遍提高以及平均劳动力成本低都是吸引外资 的优势，这些都是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在，所以中国塑模市场的前景一片 光明。
近几年来，虽然我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有 了很大发展，但总体上还是与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，许多先进的技 术如CAD/CAE/CAM技术的普及率还不高。另外，我国塑料模具行业与其发展需要和国外 先进水平相比，还存在很多方面的问题。现在应用模具CAD/CAM技术设计模具已较为普 遍，随着通用机械CAD/CAM技术的发展，塑料注射模CAD/CAM已经不断的深化。现代 模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金 与劳动相对密集。
1.2.3 注塑模具发展趋势
考察国内外注塑模具的发展现状，从塑料成型模具的设计理论、设计实践和制造技术 出发，塑料成型技术主要有以下趋势：
（1）提高塑料模具标准化水平 塑料模具标准化的水平在某种意义上体现了一个国 家塑料模具工业发展的水平。采用标准模架和使用标准零件，可以满足大批量制造模具和 缩短模具制造周期的需要。 经过一段时期的建设， 我国塑料模具标准化程度正在不断提高。 为了适应塑料模具工业的发展，塑料模具标准化工作必将加强，塑料模具标准化程度将进 一步提高，塑料模具标准件生产也必将得到发展。
（2）塑料模具向复杂化、精密化与大型化方面发展 为了满足塑料制件在各种工业 产品中使用要求，塑料成型技术正朝着复杂化、精密化与大型化方向发展。
（3）CAD/CAE/CAM 技术在塑料模具设计与制造中的应用 经过多年的推广应用， 模具设计“软件化”与模具制造“数控化”已经在我国模具企业中成为现实。采用 CAD 技术是模具生产的一次革命，是模具技术发展的一个显著特点。近年来，CAD/CAE/CAM 技术发展主要有以下几点：模具 CAD 技术及其应用日趋成熟；基于网络化的的 CAD/CAE/CAM一体化系统结构初见端倪；CAD/ CAM软件的智能化程度正在逐渐提高； CAE技术正在逐步推广；
（4）大力发展快速原型制造技术。
（5）模具成型新技术与新工艺的不断涌现和推广。
1.3 本课题应达到的要求
本课题要求跟据图纸以及任务书设计出结构优化的 LED 注塑模具。该塑件为受压塑 件，批量不是很大，为中批量生产。这个课题能充分体现专业知识，对模具设计能力有一 定的锻炼。通过本课题的研究，我们需要达到的要求有：
（1）正确合理分析零件工艺用途及结构；
（2）理解掌握注塑模具的原理；
（3）了解注塑模具的各种结构以及各自的特点；
（4）能够掌握注塑模具上各个部分的作用；
（5）对于注塑模具设计，能够掌握模具中各个部分的设计原则以及合理分析各因素 对设计的影响；
（6）熟练使用各种制图软件。
通过对本次注塑模具的设计，可以巩固专业知识为以后从事本专业实际工作和研究工 作奠定了重要的思想基础，也同时具有一定的初步开发模具能力。另外加深了对机械基础 知识的应用，提高了整体的设计能力。
2 塑料制件的工艺性
塑料是一大类庞杂的合成材料，由于制造工艺过程和用途的不同，导致塑料制件的形 状复杂多变。同一种塑料可以用多种方法加工成型。塑料的应用范围非常广泛，几乎各行 各业都少不了塑料的存在。塑料之所以用途如此广泛，是因为塑料有很多实用性能：塑料 一般比较轻，普通塑料的密度较小；大多数塑料具有良好的电气绝缘性，不少塑料即使在 高压、高频条件下，也能用作电气绝缘和电容器介质物质材料；由于塑料柔顺而富有弹性， 当它受到外在的机械冲击震动或频繁机械震动作用时，材料内部产生粘弹内耗，将机械能 转变为热能，因此塑料还具有减震消音性能；大多数塑料具有良好的减模、耐磨和自润滑 特性很多由工程塑料制成的摩擦零件可以在各种液体摩擦、边界摩擦和干摩擦等条件下有 效地工作；塑料具有耐腐蚀性；有些塑料还具有透光性。
2.1 塑料的基本组成及分类
塑料是以高分子量的合成树脂为主要成分，在一定条件下（如温度、压力等）可塑制 成一定形状在常温下保持形状不变的材料。
塑料按受热后表现的性能，可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料是指 在受热或其他条件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、环氧塑料等。热 固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三度的网 状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种 过程是可逆的，可以反复进行。热塑性塑料指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。我们 日常生活中使用的大部分塑料属于这个范畴。加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程 是可逆的，可以反复进行。
本课题设计的是注塑模具设计，应该选择热塑性塑料。常见的热塑性塑料主要分为以 下几类：
1：聚乙烯（PE） PE是世界上产量最大的塑料品种，目前的产量约占塑料总产量的 1/3，其主要特性：
（1）外观呈乳白色，有似蜡的手感。无毒、无味，低密度低，聚乙烯的熔点为 110~115℃，高密度（低压）聚乙烯的熔点在125~131℃范围。
（2）具有优异的电绝缘性能、耐化学腐蚀性能、耐低温性能和易加工性能，但耐热 性、耐老化性较差，表面不易粘接和印刷。
（3）强度、刚度、硬度、耐热性都低于一般塑料。
2：聚丙烯（PP） 聚丙烯属于线型烯烃类聚合物，是 20 世纪 60 年代发展起来的热 塑性塑料，其主要特性：
g cm 。
（1） 无色、 无味、 无毒。 外观似聚乙烯， 但比聚乙烯更透明、 更轻， 密度约0.91 3
/
不吸水，光泽好，易着色。熔点为160~176 ℃，耐热性好，能在 100 ℃以上的温度下进 行消毒灭菌。其低温使用温度达-15 ℃，低于-35 ℃时会脆裂。
（2）具有优异的电绝缘性能，高频绝缘性能好，而且不吸水，绝缘性能不受湿度的 影响。耐化学腐蚀性能，常见的酸、碱和有机溶剂对它几乎不起作用（多用于食具）。耐 老化性比PE较差。但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化，所以必须加入防老化剂。
（3）具有优良的机械性能，耐弯曲疲劳性能优于其它—般塑料，屈服强度、抗拉强 度、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，有特别高的抗弯 曲疲劳强度。
3： 聚氯乙烯（PVC） 聚氯乙烯是世界上产量仅次于聚乙烯而占第二位的塑料，其 主要特性：
（1）聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末，纯聚氯乙烯的密度为1.4，加入了增塑剂和
g cm 范围内，在0~80℃温度范围内属玻
/
填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1.15~2.0 3
璃态，80~175℃属弹性态，175~190℃为熔融范围（其间无明显熔点）。
（2）聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用作低频绝缘材料。具有良好的阻燃性 和化学稳定性。但聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体， 使聚氯乙烯变色。其应用温度范围较窄，一般在 15~5
- ℃之间。 PVC对光的稳定性较差， 日光中紫外线和氧气使PVC发生光氧化降解而降低其柔软性，最终脆化。
（3）具有较高的机械强度。硬聚氯乙烯不含或含有少量的增塑剂，有较好的抗拉、 抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独用作结构材料。
4：聚苯乙烯（PS） 聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种，其主 要特性：
g cm ，熔融温度
/ （1）聚苯乙烯原料为无色透明粒状物，无味、无毒。密度为 1.05 3
为140~180℃。制品外观给人质硬、刚脆似玻璃的感觉，易折不易弯，轻掷或敲击时发出 金属般的清脆声响。无色透明，透光率高达80~92％，透光率仅次于 PMMA。易着色， 可制成各种色泽鲜艳的制品。聚苯乙烯易燃，离火自燃，燃烧时软化、起泡，火焰为橙黄 色，有浓黑烟，并伴有苯乙烯单体的甜香味。
（2）电绝缘性能优良。耐酸碱腐蚀，但不耐苯、汽油、氯仿、二氯乙烯、香蕉水等 有机溶剂。
（3）力学性能一般，抗冲击性能差。构件不宜受动态的弯曲载荷，不能设计制造弹 性夹钳等。
5：丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS） ABS 是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共 聚而成的聚合物，因此 ABS具有良好的综合力学性能，其主要特性：
（1）ABS 树脂外观呈浅象牙色、不透明，制品可呈各种颜色，光亮美观，无毒、无
g cm 左右，无明显熔点，熔
/
味，给人坚韧、硬质、刚性的质感。ABS塑料密度约为1.05 3
融温度 160℃左右。ABS 可燃，燃烧缓慢，离火后继续燃烧，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧 时软化、焦糊，无滴落，伴有类似橡胶燃烧的气味。
（2）ABS 的化学稳定性较好，几乎不受无机酸、碱、盐的影响，不溶于大部分醇类 和烃类溶剂，但与烃类长期接触会软化、溶胀，可溶于酮类、醛类、酯类和氯代烃中。ABS
的耐热、耐寒性均好，使用温度范围较宽，可在 40~100
- ℃长期使用。相对于其它热塑性 塑料，ABS树脂的热膨胀系数较小。
（3）综合力学性能较好，良好的韧性是 ABS 的突出特性之一，ABS有较高的冲击强 度，即使在较低的温度下也不迅速下降。低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击 强度。
6：聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA） 聚甲基丙烯酸甲脂是聚丙烯酸酯类塑料中最重要 的一类，其主要特性有：
（1）常温下为无色透明具有特殊芳香味的液体，沸点 100.6℃，熔点－48.2℃，密度
g cm 。稍溶于乙醚、乙醇，易溶于芳香族的烃类、酯类、醚类、酮类和氯代烃类有
0.934 3
/
机溶剂。 PMMA 是丙烯酸类树脂中最重要的一种。常以板材供应，俗称有机玻璃和亚克 力，但比无机玻璃轻得多，且抗冲耐振。光学性能：聚甲基丙烯酸甲酯是刚性硬质无色透 明材料，具有优异的光学性能，透光率高达92％，不仅优于其它透明塑料，而且比普通无 机玻璃还高10％以上，可透过大部分紫外线和部分红外线。
（2）PMMA能耐大多数洗涤液、可耐较稀的无机酸、碱、盐类和油脂类，不耐酮类、 氯代烃和芳烃，在许多氯代烃和芳烃中可以溶解。在阳光下长期曝晒，透明性和色泽变化 很小。 PMMA的耐热和耐磨性差。
（3）具有良好的综合力学性能，在通用塑料中位居前列，拉伸、弯曲、压缩等强度 均高于聚烯烃，也高于聚苯乙烯、聚氯乙烯等，冲击韧性较差，但也优于聚苯乙烯。强度 不高，不能承受高的应力，在钻孔时很容易开裂。PMMA的螺纹孔在室温下拧紧时也会开 裂。表面硬度差，易被硬物擦伤起划痕，专门的涂覆可以有所改善。 PMMA 塑料制品在 短期承载下其力学性能尚可，长期使用情况下，制品承受的外界应力必须很低，否则会引 起蠕变和银纹或表面开裂。优良二次加工性能。
7：聚酰胺（PA） 聚酰胺通常尼龙，它在世界上的消费量居工程塑料之首位，其主 要特性：
g cm 之间。熔
（1）白色至淡黄色的颗粒，密度较小。不同聚酰胺密度在1.01~1.16 3
/
融温度178~225℃(牌号不同)。
（2）聚酰胺具有良好的化学稳定性，常温下，聚酰胺溶解于强极性溶剂，如硫酸、 甲酸、冰醋酸、苯酚等，特别是强酸对聚酰胺有侵蚀作用。在室温且干燥的条件下，聚酰 胺具有较好的电性能，但明显低于聚乙烯、聚苯乙烯等材料。聚酰胺具有良好的耐寒性。 不同聚酰胺的热变形温度和最高连续使用温度都不是太高。聚酰胺是塑料中吸湿性最强的 品种之一。
（3）是典型的硬而韧聚合物，综合力学性能优于一般的通用塑料，坚韧、耐磨且耐 疲劳， 但极能吸湿。 PA6弹性好， 冲击强度高， 吸水性较大。 PA66强度高， 耐磨性好。 PA610 与PA66相似，但吸水性和刚性都较小。PA1010半透明，吸水性较小，耐寒性较好。
8：聚碳酸酯（PC） 聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，其主要性能： （1）聚碳酸酯是透明的无色或微黄色强韧固体，透明性仅次于PMMA和PS，透光率
g cm ，着色性好，可制成各种色彩鲜艳的制品。
/
可达89％，无味、无毒，密度约为1.20 3
聚碳酸酯可以燃烧，但燃烧缓慢，离火后缓慢熄灭，火焰呈黄色，黑烟，燃烧物熔融起泡， 发出果蔬腐烂的气味。
（2）耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂、盐、油、脂肪烃，但不耐碱、胺、酮、 脂、芳香烃。并有良好的耐气候性、聚碳酸酯吸水率较低，能在较宽的温度范围内保持较 好的电性能。
（3）PC 具有良好的综合力学性能和电绝缘性能，能在广阔的温度范围内保持较高的 机械强度，耐热耐寒。其突出特点是具有特别优异的抗冲击性、抗蠕变性和尺寸稳定性， 但耐疲劳性和耐磨性较差，有较高的缺口敏感性，易产生应力开裂。
， 经过各种因素的考虑，本次LED导光柱的材料选择为聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA） 即有机玻璃。
2.2 塑件材料的物理性质及其用途和成型特点
2.2.1 塑件材料物理性质
聚甲基丙烯酸甲酯，主要是以丙烯酸及其酯类聚合所得到的聚合物统一称之为丙烯酸 类树酯，对应的塑料称为聚丙烯酸类塑料，而数聚甲基丙烯酯甲酯的应用量是最广泛的。 聚甲基丙烯酸甲酯代号为为PMMA，简称有机玻璃，是到今天为止合成透明材料中质地最 优异，同时价格也是比较便宜的品种。应用方面：PMMA溶于有机溶剂，如苯酚，苯甲醚 等， 通过旋涂可以形成良好的薄膜， 具有良好的介电性能， 可以作为有机场效应管 （OFET） 亦称有机薄膜晶体管（OTFT）的介质层。模塑成型料中性能较好的是改性有机玻璃372#、 373#塑料。372#甲基丙稀酸甲酯与少量苯乙烯的共聚体，其模塑成型性能较好。373#有机 玻璃是372#粉料100份加上丁腈橡胶5份的共混料，有较高的耐冲击韧性。有机玻璃密度
g cm ，比普通硅玻璃轻一半。机械强度是普通硅玻璃的10倍以上。
/
是1.18 3
。
本设计中LED导光柱材料为有机玻璃372#（化学分子式如图2.1所示）
图 2.1 有机玻璃化学分子式
查参考文献 [5] 《实用模具设计手册》有机玻璃 372#收缩率0.5~0.9%。它属于收缩率 范围较小的热塑性材料，对于收生率范围较小的塑料品种，可按收缩率的范围取中间值。
流动性是比较塑料成型加工中的一项重要指标。流动性过大，易造成溢料过多，填充
不密实。塑料组织疏松；流动性过小，则填充不足，不易成型，成型压力大。塑料的流动 性随着成型工艺的改变而变化。塑料熔体的温度越高，注射压力越高，塑料的流动性就越 好。但是，不同的塑料对温度和压力的敏感程度却不一样。
有机玻璃372# （甲基丙烯酸甲酯与少量苯乙烯的共聚物） 对温度敏感而不是压力敏感。
MP 。模具温度控制在 其流动性能一般。其最佳注射温度在210~260oC 注射压力30
a
60~80oC。
2.2.2 主要用途以及成型特点
PMMA具有质轻、价廉，易於成型等优点。溶于有机溶剂如苯甲醚等，可以形成良好 的薄膜和良好的介电性能，可以作为有机场效应管的介质层。
它的成型方法有浇铸，射出成型，机械加工、热成型等。尤其是射出成型，可以大批 量生产，制程简单，成本低。因此，它的应用日趋广泛，目前它广泛用于仪器仪表零件、 汽车车灯、光学镜片、透明管道等。有机玻璃压克力（亚克力）在建筑业中的应用在建筑 方面，有机玻璃压克力（亚克力）通常主要应用于建筑采光体、透明白色屋顶、电话亭、 棚顶、房间墙壁护板等方面；在卫生洁具方面有浴室缸、洗脸盆、女性化妆台等产品。近 些年来，在高速公路照明灯罩（如图 2.2 所示）及家庭汽车的灯具方面的应用发展也相当 快。其中，建筑工地上采光体、浴室缸、街道广告灯箱和公共场所电话亭等各方面的市场 需求量增长较快，以后的发展空间较大，市场前景可以说十分广阔。
图 2.2 PMMA灯罩
成型特点：
1：模具浇注系统对料流的阻力应尽可能小，并应制出足够的脱模斜度。
2：为了防止塑料件产生气泡、浑浊、银丝和发黄等缺陷，影响塑件质量，塑件在成 型前要很好的干燥。
3：为了得到良好的塑件质量，防止塑件表面流动痕迹、熔接线痕和气泡等不良现象， 一般用尽可能低的注射速度。
2.3 LED 导光柱的几何结构
LED导光柱塑件内部结构和外部结构主要包括壁厚、形状、脱模斜度、支承面、加强
肋、圆角、孔、螺纹等。各组成部分的设计原则及要求如下：
1：壁厚 塑件壁厚的设计与塑料原料的性能、塑件结构、成型条件、塑件质量及其 使用要求都有密切的联系。此外，壁厚还与与使用要求及工艺要求有关。在塑模成型上, 壁厚过小,熔融塑料在模具型腔中的流动阴力较大。壁厚过大,会造成用料过多,增加成本,且 会给成型工艺带来困难。在塑件上还会产生气泡,缩孔﹑凹痕﹑翘曲等,影响产品外观。在 成型工艺上还要求塑件各部位的壁厚尽可能均匀。
2：形状 塑件的形状的设计应该尽可能保证有利于塑料成型。
3：脱模斜度 塑件在模具型腔中的冷却收缩会使塑件紧紧包住模具型芯和型腔中的 凸起部分。 因此为了便于从成型零件上顺利脱出塑件,必须在塑件内外表面沿脱模方向设计 足够的斜度称为脱模斜度（如图2.3中的a 角）。但在设计时，还应注意以下几个方面： （1）压缩成型大型塑件时,要求外表面的脱模斜度尽量小于内表面的脱模斜度。
（2）塑料的收缩率大，脱模斜度应取偏大值，反之取偏小值。
（3）对于高度不大的塑件,可以不用取脱模斜度。
（4）塑件结构比较复杂，脱模阻力就比较大，应该选用较大的脱模斜度。
α
图 2.3 脱模斜度
4：加强肋 通常在塑件的相应位置设置加强肋，从而在不增加壁厚的情况下，达到 提高塑件刚度和强度，避免翘曲变形的目的，沿着料流方向的加强肋还能改善成型时塑料 熔体的流动性，避免气泡、缩孔和凹陷等缺陷的形成。加强肋的优点主要有:使塑件壁厚均 匀,即节约了材料,又提高了强度；还可避免塑件中外观缺陷；增加塑件的刚性。
加强筋的设计要求：
（1）加强筋应该设计得多一些，矮一些，这样可以增强塑件的刚性及强度。
（2）有一些薄壁塑件可以将其设计成球面或拱曲面形状。
（3）加强筋之间的中心距通常情况下应该大于两倍的壁厚。
5：圆角 带有尖角的塑件，在成型时往往会在尖角处产生局部应力集中，在受力或 冲击下会发生开裂。为了避免这种情况的出现，除塑件使用上要求尖角外，其余转角处应 尽可能采用圆弧过渡。采用圆弧过渡可以增加塑件的美观程度和增加塑件的强度，也大大 改善了充模流动特性。另外，塑件的圆角对应于模具也呈圆角，这样增加了模具的坚固性，
在一定程度上减少了模具热处理或使用时因应力集中而导致开裂现象的出现。
6：支承面 支承面是用于放置物体的平面，要求物体放置后平稳。当塑件底部有加 强肋时，应使加强肋与支承面至少相差0.5mm。
7：孔 塑件上的孔是用模具的型芯来成型的,孔的设计原则一般有以下几点：
（1）孔应设置在不易削弱塑件强度的地方。
（2）在孔之间及孔与边缘之间均应有足够的距离。
（3）一般孔与孔的边缘或孔边缘与制件外壁的距离应该不小于孔径。
（4）对于盲孔,在注射成型时,其孔深不得大于孔径的4倍。
8：合页的设计 合页的设计原则主要有以下几点：
（1）对于一些塑件本身壁厚小的塑件，它的中间薄膜处应相薄；相反，壁厚大的塑 件,它的薄膜处应厚一些,但不得超过0.5mm。
（2）合页部分的厚度尽量均匀一致。
（3）成型时,塑料必须从塑件本身的边通过中间薄膜流向另一边,脱模后立即折曲几 次。
9：止转凸凹 止转凸凹的作用一般是为了方便握持和塑件成型后易于拧出,设计的时 候时应当注意以下几点：
（1）模具便于加工性。
（2）脱模方向与凸凹纹方向一致性。
10：齿轮 由于塑料齿轮具有重量轻、弹性模量小等优点，近年来在机械电子工业中 得到越来越广泛的应用，目前主要用于精度和强度要求不太高的传动机构中。
齿轮设计的选择原则有：
（1）轮缘宽度至少为齿高的3倍。
（2）腹板厚度应等于或小于齿轮厚度。
（3）轮毂厚度应等于或大于齿宽厚度。
（4）轮毂外径最小应为轴孔直径的1.5~3倍。
（5）轮毂长度应相当于轴径。
（6）尽量避免截面的突然变化或出现尖角。
（7）尽可能加大圆角及过渡圆弧的半径。
（8）轴与孔尽可能不采用过盈配合。
11：螺纹 塑件上的螺纹可以直接用模具成型，也可以用后续的机加工成型，在经常 装拆和受力较大的地方， 则通常采用金属螺纹嵌件。 塑件上螺纹的设计应该注意以下几点： （1）塑件上螺纹应该选用螺牙尺寸较大者，螺纹直径小时不宜采用细牙螺纹，否则 会影响其使用精度。
（2）螺纹精度也不能要求太高，一般低于3 级。
（3）一般塑料螺纹的螺距不应小于0.7mm，注塑成型螺纹直径不得小于2mm。
（4）当不考虑螺纹螺距收缩率时，塑件螺纹与金属螺纹的配合长度不能太长，一般
不大于螺纹直径的1.5倍。
（5）为了增加塑件螺纹的强度，防止最外圈螺纹可能发生的崩裂或变形，应使其始 末端留出一定距离。
（6）在同一螺纹型芯或型环上有前后两端螺纹时，应使两端螺纹的旋向相同，螺距 相等，以简化脱模。不然的话需采用两端型芯或型环组合在一起的形式，分型后再分段旋 下。
12：嵌件 注塑成型时，镶嵌在塑件内部的金属或非金属（如玻璃、木材或已成型的 塑料等）称为嵌件。
镶入嵌件的目的主要有以下两点：
（1）提高塑件的局部强度，满足某些特殊的使用要求（导电、导磁、耐磨和装配连 接等）。
（2）保证塑件的精度、尺寸形状的稳定性。
嵌件的设计原则：
（1）嵌件和塑件应牢固连接。
（2）嵌件应在模具内有可靠定位和配合。
（3）细长或片状嵌件的防应变措施。
（4）嵌件周围应有足够的塑料层厚度。
（5） 提高嵌件装在模具里的稳定性,在条件许可时,嵌件上应有凸缘,并便其凹入或凸起 1.5~2mm。
（6） 当嵌件自由伸出长度超过嵌件支承的直径2倍时,垂直于压塑方向的嵌件应有支承 柱。
（7）当嵌件为螺杆时,光杆部分与模具的配合部分应具有IT9级精度的间隙配合。
（8）件的表面应具有止动的部分,以防嵌件移动。
（9）嵌件不应带尖角，以减少应力集中。
（10）嵌件的顶部也应该有足够厚的塑层，不然的话，嵌件顶部塑件表面会出现鼓包 或裂纹。
2.4 LED 导光柱相关数据的确定
2.4.1 塑件厚壁的确定
根据前面塑件壁厚的设计准则以及使用要求，结合本次毕业论文的具体要求。
从零件图分析，该零件不需要设置侧向分型与抽芯机构，由于塑件比较简单，可以设 置单分型面即可。
从塑件的壁厚来看，壁厚最大处为1.5mm，最小处为0.6mm,壁厚差为0.9mm,壁厚较均 匀，有利于塑件成型。
2.4.2 脱模斜度的确定
塑件的脱模斜度可以根据参考文献 [1] 《塑料成型工艺与模具设计》 第37页表3.4得出。
因为本塑件选择的塑料为PMMA ，所以根据表2-1可以得出：型芯为 ' 30~1 o ，型腔为
'' 35~130 o 。
表 2-1 常用塑料的脱模斜度 常用塑料脱模斜度
塑料名称 脱模斜度 型芯 型腔 ABS
35′～1° 40′～1°20′ PS
30′～1° 35′～1°30′ PC
30′～50′ 35′～1° PP
25′～50′ 30′～1° PA
20′～40′ 25′～40′ PMMA 30′～1°
35′～1°30′ 2.4.3 圆角的的确定
在无特殊要求时，塑件个连接处均有半径不小于0.5~1mm 的圆角，如图2.4所示，一 般外圆角半径 1 1.5 R H = ， 内圆角半径 0.5 R mm = 。这里 1 H mm ? ，所以 1 1.5 R mm
= ， 0.5 R H = 。 R
=
0.5H
R 1=1.5H
图 2.4 圆角半径尺寸 2.4.4LED 导光柱的体积及质量
1、求出LED 导光柱的体积
通过UG 软件“质量属性”分析塑件，得到塑件的体积为 3 =83.023mm V 1
。 2、LED 导光柱的质量
查参考文献 [1] 《塑料成型工艺与模机具设计》有玻璃PMMA 的密度为 3 1.20g cm r = ，
质量 =0.1g m V r = 1
。
3 注射成型原理以及注塑机的选择
注射成型是塑料成型的一种重要方法，主要适用于热塑性塑料的成型。虽然塑料的品 种很多，但其注射成型工艺工程是相似的。塑料注塑成型的特点是：成型周期短，能一次 成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件；注射成型的生产率高。易 于实现自动化生产； 除氟塑料以外， 几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型的方法成型。 但注射成型所用的注射设备价格较高，模具的结构复杂，生产成本高，生产周期长，不适 合单件小批量的塑件成型。
3.1 注射成型原理
除了专用注射设备外，一般的注射设备可以分为柱塞式注射机和螺杆式注射机两种。 因此根据使用注射设备的不同，注射成型原理也略有不同。
3.1.1 柱塞式注塑机注射成型原理
柱塞式注射机的结构主要由柱塞式塑化装置、开合模机构和电气液压控制系统三大部 分组成。
柱塞式注射机成型原理如图3.1所示，其具体进程如下：
（1）塑料原材料被加入到注射机的料斗 2 中，经过料筒外的加热线圈 4 加热，塑料 熔融变为粘流态；
（2）注射机开合模机构带动模具的活动部分与模具的固定部分，塑化装置中的柱塞 将物料沿着料筒9内轴线向前推进，并采用高压把积存在头部的已经熔融成粘流态的塑料 通过料筒9端部的喷嘴 5和模具的浇注系统射入模具的型腔中；
（3）柱塞复位开合模机构带动模具的动模打开模具，在推出机构的作用下，注射成 型的塑料制件被推出模外。
图 3.1 柱塞式注射机注射成型原理
1-注射活塞；2-料斗；3-分流梳；4-加热线圈；5-喷嘴；6-定模板；7-塑件；8-动模板；9-料筒
3.1.2 螺杆式注塑机注射成型原理
螺杆式注射机注射成型原理如图3.2所示， 图中三幅图是按照注塑成型的顺序进行的， 其具体流程如图所示：
导光问题解决办法 灯光效果要均匀漂亮, 要从以下几个方面着手: A. 光源的选择: B. 导光材料的选择: C. 光源的空间布置: D. 光的颜色及分配: E. 光的反射和折射处理: 1.导光材料的选择：一般有PC,PMMA,PS,半透明ABS等，导光效果最好的是PMMA和 PC，效率能达到92％以上， 2.导光结构：一般最简单的电源类指示灯结构，就是在导光柱底部加一LED灯形成。但是 对大面积的透光指示效果就比较难处理，常用的方式有以下几种： （1）在背部加多LED，比如常见的光圈效果，在背部做咬花或磨砂效果，表面也可做 0.3*0.3锯齿面防止透光，电火花规格为粗电火花纹建议用VDI27,材料最好选用半透 明的，注意导光柱与LED间的距离，不可太靠近，否则散光效果不好，LED灯要选用散射角度大点的， （2）在导光柱背面做咬花、磨砂、或雾面处理和凸点结构，然后从侧面照LED结构方式，注意点与上面一样， （3）在导光柱和光源之间加一块半透明的矽胶垫可得到较均匀的导光效果 （4）CD机导光板常用PMMA,厚度为3~5MM,背部有圆弧,光从侧面打入,表面贴散光纸,固定导光板的支架用白色,表面光滑,防止漏光, （5）距离LED较近。用反光就行，PCB上贴白纸，或用白油,导光柱设计与前面一样，（6）手机上的发光件：PC+色粉，做成半透明的即可， 发的光均匀，又不刺眼 3.导光结构实例说明： 市场上的导光材料都是PMMA，光学的东西理论性很强，导光原理一般都是利用全反射原理，一般要效果好的话，利用45度斜角效果是最好的，另外也有弧形，和角度较小的情况先上图说明一种导光柱，发光部分有一定的长度，要求发光部分发光比较均匀，见下图。除了表面光洁度比较重要之外，各个面之间的角度也比较重要，另外要选择发光亮度和角度合适的LED，当然模具结构也要考虑，因为PMMA必须留较大的脱模斜度，如果光学方面不允许留斜度的地方，只有走行位了。
Learn by Example: How to Design Light Pipes Light plays an important role in the design of many hardware products. Often, they are both decorative and functional. Indicator lights are the most minimal user interface: They tell you whether the device is turned on, low on battery, or “thinking” really hard. On modern electronics, the light’s source is almost always an LED. However, you rarely see exposed LED components on the exterior of a device. What you do see is the exit surface of a light pipe (also known as a light guide). Light pipes can focus, diffuse, or redirect light; most light pipes do some combination of these. Design considerations include: ?Minimizing loss during transmission ?Minimizing the number of LEDs needed (they are power-hungry components that destroy battery life) ?Maximizing color mixing for RGB LEDs In our teardowns, we’ve seen many light pipes—they’re one of our favorite types of components because each one is so unique. Today, we want to dig deeper into some unique light pipe applications and explain the principles behind each design. Application 1: Extending Light’s Reach As I mentioned, LEDs are power-hungry components. So for portable electronics, you should only use the light when the user is actively interacting with the device, and you’ll want to minimize the number of LEDs needed. Light pipes can be used to extend the reach of LEDs so you can use fewer to achieve the same illumination effect. Here are two examples of how light pipes illuminate logos and thumb pads.
导光柱设计指南 1、何为导光柱 导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。 光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。 导光柱通常是采用光学材料制成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃。 导光柱可以用来将PCB 上LED 的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线用做LCD 显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。 (1) 选定合适的导光柱材料 原则上尽量选用透光率高的材料，从下表1 可以看出：透明ABS 、AS 、PC 的透光率相当，对遥控距离和角度的影响相差不大，实验A 的结果也验证了这一结论。在注塑特性上,AS 易粘模，脆性大，如选用此材料，要留意出模角度和顶出位置。目前我公司使用的导光柱大部分为性能较好的PMMA 材料。 22.1、光线的反射和折射 2.1.1、光的折射定律(菲涅耳定律) 光线入射到不同介质的界面上会发生反射和折射。必然会产生一束反射光线，光线也会在通过这个交界面时产生折射，如图所示。其中入射光；折射光和法线位于同一个平面上，并且与界面法线的夹角满足如下关系。光线射入这个交界面的角度叫做入射角θi ，光线离开交界面的角度叫折射角θf 。 斯涅尔定律：nisin θi= nfsin θf 其中： ni 和nf 分别是两个介质的折射率； θi 和θf 斯涅尔定律规定:nf 乘以折射角θf 的正弦值。 2.1.2、光的反射定律 光线的入射角θi 2.1.3、菲涅耳损耗 当光线通过交界面从一种介质进入另一种介质时，光线会因为在交界面上产生反射而产生损耗，如图所示。这种损耗称作菲涅耳损耗，可以用下面的公式进行计算：
网点设计 编制部门：研发部 适用区域：□全公司 ■其它：研发部 发布范围：研发部 培训岗位：研发部 执行负责人： 流程Owner： 文件批准人： 生效日期：年 月 日 填写说明： 1、“执行负责人”由起草人手签姓名，“流程Owner”由编制部门负责人手签姓名，“文件批准人”需要编制部门上 级领导手签姓名。 2、适用区域、发布范围、培训岗位、生效日期需要执行负责人进行勾选或者填写。
所属部门 研发部 流程Owner 页码 2 / 13 1、 目的 规范导光板网点设计作业流程。 2、 范围 适用于研发部导光板网点设计。 3、 职责 研发部结构工程师导光板设计参考文件， 4、 管理条例 4.1 流程图： 4.2 作业流程说明： 4.2.1 建模： 1) 直接利用LightTools 的3D 建模功能建模 光学元件建模 结构元件建模
所属部门 研发部 流程Owner 页码 3 / 13 2) 使用其他CAD 软件建模 （如AutoCAD ,Pro/E,CATIA,UG 等），再以IGS,STEP ,SAT 格式导入。 4.2.2 导光板texture 建立： 4.2.3 导光板及2D/3D Texture 表面特性设置.依次点开菜单。 2D Texture 建立： 3D Texture 建立： 1 2 3
所属部门 研发部 流程Owner 页码 4 / 13 4.2.4 Texture特性设置，依次点开菜单。1 2
所属部门 研发部 流程Owner 页码 5 / 13 4.2.5 反射片表面特性设置
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920481802.7 (22)申请日 2019.04.10 (73)专利权人 青岛德利通精密机械有限公司 地址 266109 山东省青岛市城阳区流亭街 道空港工业园金刚山路17号 (72)发明人 戚永基 陈都奎 (74)专利代理机构 苏州国卓知识产权代理有限 公司 32331 代理人 陆晓鹰 (51)Int.Cl. G02B 6/00(2006.01) F21V 8/00(2006.01) F21V 17/10(2006.01) (54)实用新型名称 一种导光柱安装装置 (57)摘要 本实用新型提出了一种导光柱安装装置，包 括：安装板和与安装板进行固定连接的导光柱， 所述安装板上设置有若干凹陷，所述凹陷内部固 定设置有卡扣，所述卡扣的两端分别与凹陷的侧 壁进行固定连接，所述卡扣与凹陷的底部形成卡 槽，所述导光柱固定设置在所述卡槽内部，所述 卡扣的宽度小于凹陷的深度，所述卡扣本体上设 置有贯穿的通孔，所述通孔内转动连接有调节 柱，所述卡扣内部设置有调节板，所述调节柱的 一端穿过通孔与调节板进行固定连接，所述调节 柱的另一端固定连接有拨动板，所述拨动板的最 小宽度大于通孔的最大宽度，借此，本实用新型 具有增加导光柱和安装板之间连接的紧固性的 优点。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209946434 U 2020.01.14 C N 209946434 U
权 利 要 求 书1/1页CN 209946434 U 1.一种导光柱安装装置，包括：安装板和与安装板进行固定连接的导光柱，其特征在于，所述安装板上设置有若干凹陷，所述凹陷内部固定设置有卡扣，所述卡扣的两端分别与凹陷的侧壁进行固定连接，所述卡扣与凹陷的底部形成卡槽，所述导光柱固定设置在所述卡槽内部，所述卡扣的宽度小于凹陷的深度，所述卡扣本体上设置有贯穿的通孔，所述通孔内转动连接有调节柱，所述卡扣内部设置有调节板，所述调节柱的一端穿过通孔与调节板进行固定连接，所述调节柱的另一端固定连接有拨动板，所述拨动板的最小宽度大于通孔的最大宽度。 2.根据权利要求1所述的一种导光柱安装装置，其特征在于，所述通孔内表面设置有螺纹，所述调节柱上设置有与螺纹相适配的螺牙，所述螺纹和螺牙进行螺接固定。 3.根据权利要求2所述的一种导光柱安装装置，其特征在于，所述调节板的宽度小于卡槽的宽度，所述调节板的宽度大于通孔的最大宽度，所述调节板的厚度小于卡槽的高度。 4.根据权利要求3所述的一种导光柱安装装置，其特征在于，所述调节板背离调节柱的一侧设置有防滑凸起，卡槽的转角设置为弧形转角。 5.根据权利要求4所述的一种导光柱安装装置，其特征在于，所述调节板背离调节柱的一侧宽度大于调节板靠近调节柱一侧的宽度，所述调节板的横截面设置为梯形。 6.根据权利要求5所述的一种导光柱安装装置，其特征在于，所述凹陷内设置有插槽，所述卡扣的两端分别插入到插槽内，所述卡扣通过螺接与插槽进行固定。 7.根据权利要求6所述的一种导光柱安装装置，其特征在于，所述插槽的深度小于卡扣两端的长度。 8.根据权利要求7所述的一种导光柱安装装置，其特征在于，所述防滑凸起采用柔性材质制成，所述卡扣采用塑料材质。 9.根据权利要求8所述的一种导光柱安装装置，其特征在于，所述调节柱的长度和卡扣的长度之和小于凹陷的深度。 2
印刷型超薄导光膜（LGF）介绍 1.导光板原理、特性 1.1 一般来说，光在自由空间中，其强度与距离的平方成反比例地扩散，所以不能传播得很远。 波导管是指将光围在一定的空间里，使之不扩散，引导它只向特定的方向行进的，光通过的通路.就象电通过电线流通一样，光通过波导管传播。 1.2从折射率高的物质向折射率低的物质入射时，入射角超过一定角度则不会产生投射，而只 会发生100% 反射(折射角达到90度)，这叫做全反射(total internal reflection)，而该一定角度称做临界角. 1.3 折射率高的部分使之行进，如同电沿着电阻值小的地方流动一样，光也沿着折射率高的通 2.超薄导光板的设计要求及注意事项 2.1 超薄导光膜的材质: PC(较硬，适用于手感要求不严格产品) PU(较软，适用于手感要求严格的产品) 2.2 导光膜厚度: PC: 0.125MM PU: 0.2MM 2.3 LED的选用要求：侧发光，亮度 100 – 200mcd，通常选用两颗。若要达到较高亮度，可 以选用亮度为800-1000mcd的白色侧发光LED。
2.4 发光LED通常使用有三种放置位置： 2.5 LED灯的位置的选择： 备注：a. LED灯正前方位置的导光膜应与PCB粘紧，不能翘起。 b. LED灯正前方的发光区域最好距离LED灯 >3.5mm的距离。 示意图如下：
c. 由于导光板的边缘相对比较亮，导光板的面积要大于按键区域。 d. 背胶的要求：靠近LED正前方必须有背胶，背胶宽度0.6-1.5MM；由于背胶区域会较亮，背 胶一般不能在按键透光区域，特别是LED正前方的背胶不能靠近按键透光区，距离约 1.5MM。 e. 如何防止靠近LED的地方太亮？ LED灯头与按键透光区的距离约为3.5—4.5MM；LED正前方的背胶不能靠近按键透光区，距离约1.5MM。 3.导光膜品质要求 超薄导光板的测试项目： 1. 导光板亮度将导光板置于测试架上，再放上按键，检查按键透光的亮度 及均匀性测试及均匀性。与样板进行比较，变暗或透光不均匀。 2. 寿命测试将导光板放于薄膜开关与按键之间，下重300±50g,30次/ 分的速度反复按压，50万次。 3. 盐雾试验 试验后样品没有变形和破损等不良现象。 温度35℃，盐水浓度5%，时间24h，试验后自然风干。 4. 高温高温 试验后样品有变形、变色等不良现象。 在55±2℃、R.H93%±2%的条件下存放96H，取出后在常温 下恢复2H. 试验后样品有变形、变色等不良现象。 4.优点和缺点 4.1按键整体透光均匀一致。 4.2厚度很薄，只有0.125mm(PC)/0.2mm(PU)，适合用于超薄机型。 4.3价格较8粒正发光LED要低。
想他人之不想为他人之不为
电子烟-壳料篇 烟弹：PCTG（透明塑料），缩水通常放千分之五，较PC易成型，附着力更好，较高的耐 冲击性，机械性能良好，通常料通溶温在240-260度，在料桶停留时间不能超过4 分钟，否则容易降解. 设计壁厚最少0.6以上.检测方法是用300g的钢球在距离1米的 高度自由冲击材料，材料允许有变形，不允许有裂口视为OK，重点关注熔接痕处， 有问题需要开排料口.材料主要有美国伊士曼和韩国SK生产，美国产伊士曼产的好. 密度是1.18. 烟嘴：PEI(透明琥珀色，如果低端用ABS),PEI缩水通常放千分之五，密度1.28-1.42g/CM(立 方），较好的阻燃性和低烟性，防火等级V0级，具有优越的热稳定性，有优越的 机械性，电绝缘性，耐辐照性，耐高低温及耐磨性等. 电池仓：ABS是最常用的工程塑料，缩水通常放千分之五，密度1.05，具有较好的附着力， 良好的流动性，抗冲击性，易加工性，易成型及着色，低气味性，耐腐蚀性等优 异特点.ABS 757具有高刚性，高光性中冲击强度特点，ABS 727具有优异的挂镀性， 电镀不起皮，不起泡， 电镀牢固不脱落，ABS 777,高耐高温性，耐高温105度，价 格适中，流动性好，ABS 765具有高抗冲，防火等级V0. 导光柱及其他：PC（有透明和不透明），缩水率通常千分之五，密度1.2，具有高强度， 耐疲劳性，耐老化性，高透明性，耐绝缘性，耐高温性等优点，缺点是流动性较 ABS差，PC 6557（德 国拜耳）阻燃级抗紫外线，PC3108,3208耐冲击性FDA食品级 高粘，PC 1225，1250高透明 FDA阻燃，V2级日本帝人，PC 3215泰国三菱光学级材 料，PC1414常用基础牌号，流动性中 等，耐低温-40度，高温135度.
原理概述 这一课我们来学习利用tracepro软件建立LED导光板。首先我们简单了解一下导光板的原理。 导光板（如图1-1所示）基本工作原理是在下表面设置有具有一定排布规律的微结构阵列，当光线从侧面进入导光板内后，通过微结构的散射作用，破坏导光板上表面的全反射现象，使光线改变原有几何光学路径，从上表面射出。为了使光线的均匀出射，必须对微结构进行优化设计。 图1-1 导光板结构示意图 选取不同折射率的材料制作导光板时，材料的折射率决定了光线在导光板内的全反射时的临界焦，也就是说可以对出射光线的角度进行选择。如图1-2。 图1-2 导光板内光线的传播 由此可知，大部分耦合进导光板的入射光都以全反射的形式向前传播，没 有光线从上表面折射出去。为了让光线从导光板的上表面射出，必须在导光板 的底面布置散射网点，破坏光的全反射。现在在进行网点设计时都采用非均匀 分布。目前比较成熟的网点分布理论有超均匀分布理论，斥力缓和法，动态分 子法，但这些方法都只停留在理论设计方面。具体采用何种方法设计网点，到 目前为止还没有确切可行的方法，大部分都是靠光学模拟软件进行模拟并根据 模拟效果，调整网点的间隔以及大小。一般的设计原则是靠近光源部分的网点 尺寸要小一些，且稀疏一些；而远离光源的地方网点尺寸大一些，且要密一 些。此外网点的形状对出光的均匀效果也会有一定的影响。而综上所述易得，网
点倾斜角越大反射效果越明显，网点越密反射效果越明显。由于模型中光源在两侧，因而应在设计时使导光板远离光源处的网点尺寸大间距小，靠近光源处的网点尺寸小间距大。考虑到实际加工及模型模拟方面的问题，网点的尺寸设计应处理成等半径变深度网点，间距设计应处理成渐变形式。相关研究表明网点间距变化采用多项式多次方程变化可达到设计要求。在实际网点设计中，多项式方式是一种较为合理的微结构布局方式，它具有较多的可调参数．改变这些参数能够精确控制导光板表面的微结构设计，无论是表面微结构的整体疏密分布还是疏密的渐变程度都能够得到精确的调整，按照多项式方式捧列导光板表面微结构可以使导光板的各项性能达到最佳值。确定导光板网点结构按照多项式方式进行排布后需要对多项式的各个参数进行设置，多项式的形式如式(1-2-1)所示： 2 3 4 x + = + + f+ (ex a dx ) cx bx 式1-1其中a、b、c、d、e为可变参数，通过调整其数值即可改变导光扳表面微结构分布的疏密以及渐变程度等设计情况。由现有理论可知在多项式的五个参数中，参数a和参数c为影响导光板性能的主要参数，在导光板的设计中起着决定性的作用。参数b、参数d和参数P用于导光板微结构的细节调整，其中参数b 主要受到导光板的几何尺寸等外界客观因素影响。在实际设计时，可令b=d=e=0，进一步简化方程，在达到性能要求的情况下使设计更加简洁高效。 建立步骤 Tracepro中任何光学模型的建立步骤都分为以下几步：建立模型-设定材质-应用材质-光线追击-分析改善。1、2、3三步可同时完成。 1.建立模型 模型如下图所示，主要包括三部分：LED灯条，导光板，观察板。 首先打开tracepro，新建文件并保存在指定的目录下，注意在建立模型时养成随时保存的习惯，防止出错时丢失文件。 选择插入-几何物件-方块（insert-primitive solid-block）建立一个导光板主体300*10*300，修改名称，然后点击插入。
结构设计规范 1.PCB LAYOUT规范 1.1．设计输入：PCB厚度、相关器件SPEC、后行为器件排序、 灯数量及种类、天线数量及种类、模具信息 1.2．设计输出：PCB尺寸、定位孔、限位孔、正反面限高、 禁布区域、后行为器件具体LAYOUT、灯位信息、天线位置、相关器件有过孔的必须加上，以方便EDA定位。 1.3．设计规范： 1.3.1．PCB定位孔做到对称并尽量分布在稍靠边一些，已节 省EDA LAYOUT空间 1.3. 2.为组装方便及限位，需要在PCB上增加限位孔，位置 位于靠近灯位一边的定位孔旁边，开孔尺寸为1.6MM，对应底壳定位柱直径为1.5MM 1.3.3.正面限高参考器件SPEC最高高度，通常限高16MM；底 面限高通常3.0MM，极限2.5MM（主要针对单面贴片PCB，双面贴片需要按照器件SPEC定义限高区域） 1.3.4.禁布区域：定位孔周边直径7MM区域、 1.3.5.后行为I/O接口 .外观面与外壳齐平；RESET按键内陷，壳体开孔尺寸统一为 2.4MM；WPS按键外凸，壳体开孔尺寸统一为4.2MM；ON/OFF 按键开孔尺寸按照通用按键（料号：）统一为9.0MM；若WAN+4LAN口，则尽量连在一起，以节省后行为空间；PCB端
面距离器件外表面或后行位外表面距离统一为:3MM 1.3.6.灯分为插件灯及贴片灯，其中插件灯又分为单色及双色灯。常用单色插件灯。插件灯间距统一为：MM；注意双色灯定位孔与双色灯得差异！插件灯距离PCB板边距离统一为：MM。贴片灯可以结合ID或硬件LAYOUT适当调节间距及位置。 1.3.7．天线位置：外置天线1T1R通常放在后行为的右侧（正对灯位看过去）；2T2R分立后行为两侧。 内置天线：通常位于PCB两侧，要求距离PCB板边5MM 以上，空间位置位于PCB平面之上，此状态RF功能影响最小。小结及建议：统一标准化设计，针对PCB分为3个尺寸：大、中、小板；不同项目根据功能及后行为器件多少，选取3种中的1款尺寸，节省结构及硬件PCB LAYOUT时间，缩短开发周期。大中小板建议参考尺寸如下： 小板：长X宽X厚=114X104MM；主要接口： 适用机种及场合： 中板：长X宽X厚=148X105MM；主要接口： 适用机种及场合： 大板：长X宽X厚=153X105MM；主要接口： 适用机种及场合： 1.4 PCB LAYOUT标准图档参考--OK
Light Guide Techniques导光技术Using LED Lamps使用LED光源Application Brief I-003 导光柱是什么？ 导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。 光线是依靠全反射在导光柱部传输的。 导光柱通常是采用光学材料制成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃。 导光柱可以用来将PCB上LED的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线用做LCD显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。 这篇文章论述了简单的导光柱的设计方法以适应这样或那样的应用。 基本原理 Snell定律：当光线入射到两种不同的介质的交界面时，例如塑料和空气，光线会在通过这个交界面时产生折射，如图1所示。光线射入这个交界面的角度叫做入射角φi，光线离开交界面的角度叫折射角φf Snell定律：ni*sinφi = nf*sinφf 图1 Snell定律规定: 第一种介质的折射率ni乘以入射角φi的 正弦值，等于第二种介质的折射率nf乘以 折射角φf的正弦值。 镜面反射定律：镜面反射定律是这样定 义的，光线的入射角与反射角相等，如 图2所示，镜面反射光线是没有损耗的。 Fresnel Loss 菲涅耳损耗: 当光线通过 交界面从一种介质进入另一种介质时，光 线会因为在交界面上产生反射而产生损 耗，如图2所示。这种损耗称作菲涅耳损耗， 可以用下面的公式进行计算： 对于光线从塑料射入空气和从玻璃射入空 气这两种情况下菲涅耳损耗都是4% 当光线从折射率低的介质进入折射率高的 介质时，折射角φf会小于入射角φi，相反， 折射角φf会大于入射角φi，如图3所示光线 穿过一个表面平行的塑料（玻璃）板。
*** 目录*** 第一部总体规划及设计(Architecture Design ) 第一章. 手机结构介绍 一．翻盖机(Flip Handset) A. 翻盖部分零部件明细图示说明 B. 主机部分零部件明细图示说明 C. PCBA 介绍 二．直板机(Flat Handset) A.零部件明细图示说明 B.PCBA 介绍 三．滑盖机(Slide HS)及旋转机(Rotate HS)简介 第二章、设计进行的步聚 A.设计输入阶段 B.元器件选型及AC阶段 C.工业设计、模型阶段（与B同步进行） D.零部件可行性分析阶段,Arc设计 E.3D建模阶段,及详细零部件设计 F.正式模具开发阶段 G.外购件(杂料)开发阶段 H.试产阶段 I.量产阶段 第三章. 总体规化及设计 A．ID 检查标准及方法 B．Surface 检查标准 C．总体规化及设计 1.板级设计（layout） 2.直板机 3.折叠机 4.滑盖机 D．可行性评估及风险管理 第四章．关键部件结构设计要求 A.音腔设计 1. Speaker 2. RECEIVER音腔设计 3． SPEAKER/RECEVER音腔出音孔的设计 4. 二合一(spk+rec)音腔结构设计
5. spk/rec音腔的结构设计参数 B.天线的设计规范 1) 内置天线 2) 外置天线 3) 古河电工天线 C.视窗设计及LCD/TOUCH PANEL/lens部分的结构设计 D.导光结构设计(导光板或导光柱设计) 第五章．公差分析(TA), 零部件间隙及DFMEA,DFA, A. 公差简介 B. 公差分析及实例 C. 零部件间隙表 D．FMEA，DFMEA简介及表格 E．DFA 简介及表格 第六章．表面处理及装饰技术 A．电镀 B．喷油 C．丝印 D．IMD，IML，IMF，IMR技术 E．表面硬化处理 第七章．材料介绍及选择 A．常用手机材料性能介绍 B．各零件材料参考表 第二部零部件设计 第一章. 胶件设计 一．通用结构设计要求… A.加强肋的设计 B.壳体圆角结构的设计 C.壁厚的设计 D.壳体注塑浇口的设计原则 E.拔模角的设计 F.Bosses的设计 G.Snap的设计 H.止口设计 I. 角撑（Gusset） J. 底切（Undercut） K. Living hinges L. Bearings: M. Press Fits:
完整的手机制作流程 一、主板方案的确定 在手机设计公司，通常分为市场部（以下简称MKT）、外形设计部（以下简称ID）、结构设计部（以下简称MD）。一个手机项目的是从客户指定的一块主板开始的，客户根据市场的需求选择合适的主板，从方案公司哪里拿到主板的3D图，再找设计公司设计某种风格的外形和结构。也有客户直接找到设计公司要求设计全新设计主板的，这就需要手机结构工程师与方案公司合作根据客户的要求做新主板的堆叠，然后再做后续工作，这里不做主要介绍。当设计公司的MKT和客户签下协议，拿到客户给的主板的3D图，项目正式启动，MD的工作就开始了。 二、设计指引的制作 拿到主板的3D图，ID并不能直接调用，还要MD把主板的3D图转成六视图，并且计算出整机的基本尺寸，这是MD的基本功，东莞铭讯电子周九顺先生的朋友把它作为公司招人面试的考题，有没有独立做过手机一考就知道了，如果答得不对即使简历说得再有经验丰富也没用，其实答案很简单，以带触摸屏的手机为例，例如主板长度99，整机的长度尺寸就是在主板的两端各加上2.5，整机长度可做到99+2.5+2.5=104，例如主板宽度37.6，整机的宽度尺寸就是在主板的两侧各加上2.5，整机宽度可做到37.6+2.5+2.5=42.6，例如主板厚度13.3，整机的厚度尺寸就是在主板的上面加上1.2(包含0.9的上壳厚度和0.3的泡棉厚度)，在主板的下面加上1.1(包含1。0的电池盖厚度和0.1的电池装配间隙)，整机厚度可做到13.3+1.2+1.1= 15.6，答案并不唯一，只要能说明计算的方法就行。 还要特别指出ID设计外形时需要注意的问题，这才是一份完整的设计指引。 三、手机外形的确定 ID拿到设计指引，先会画草图进行构思，接下来集中评选方案，确定下两三款草图，既要满足客户要求的创意，这两三款草图之间又要在风格上有所差异，然后上机进行细化，绘制完整的整机效果图，期间MD要尽可能为ID提供技术上的支持，如工艺上能否实现，结构上可否再做薄一点，ID完成的整机效果图经客户调整和筛选，最终确定的方案就可以开始转给MD做结构建模了。 四、结构建模 1、资料的收集 MD开始建模需要ID提供线框，线框是ID根据工艺图上的轮廓描出的，能够比较真实的反映ID的设计意图，输出的文件可以是DXF和IGS格式，如果是DXF格式，MD要把不同视角的线框在CAD中按六视图的方位摆好，以便调入PROE中描线(直接在PROE中旋转不同视角的线框可是个麻烦事)。也有负责任的ID在犀牛中就帮MD把不同视角的线框按六视图的方位摆好了存成IGS格式文件，MD只需要在ROE中描线就可以了。有人也许会问，说来说去都是要描线，ID提供的线框直接用来画曲面不是更省事吗?不是，ID提供的线框不是参数化的，不能进行修改和编辑，限制了后续的结构调整，所以不建议MD直接用ID提供的线框。
导光板 导光板是利用光学级的压克力/PC板材，然后用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的压克力板材底面用UV网版印刷技术印上导光点。利用光学级压克力板材吸取从灯发出来的光在光学级压克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出。通过各种疏密、大小不一的导光点，可使导光板均匀发光。反射片的用途在于将底面露出的光反射回导光板中，用来提高光的使用效率。 导光板设计原理源于笔记本电脑的液晶显示屏，是将线光源转变为面光源的高科技产品。光学级压克力(PMMA)/PC为基材，运用LCD显示屏及笔记本电脑的背光模组技术，透过导光点的高光线传导率，经电脑对导光点计算，使导光板光线折射成面光源均光状态制造成型。产品采用光谱分析原理与数码UV印刷技术相结合并在恒温、恒湿、无尘的环境条件下制作而成。具有超薄、超亮、导光均匀、节能、环保、无暗区、耐用、不易黄化、安装维修简单快捷等鲜明特点。 一般而言导光板因形状、制作方式和功能上都有不同的分类法，而且目前尚无统一的分法，经过整理后A、按照形状分为：平板和楔形板(斜板) 平板：导光板从入光处来看为长方形。楔形板：从入光处来看为一边为厚一边为薄成楔形(三角形)状。B、按照网点制作方式：印刷式和非印刷式印刷式：导光板完成外形加工后,以印刷方式将网点印在反射面，又分为IR（自然烘干和UV光固化）两种。非印刷式：将网点在导光板成形时直接成形在反射面。又分为化学蚀刻(Etching)、精密机械刻画法(V-cut)、光微影法(Stamper)、内部扩散。C、按照入光方式：侧入光(灯管和LED)和直下式。侧入光式：将发光体(灯管或LED)放置于导光板之侧部。直下式：将发光体(灯管或LED)放置于导光板之下方。D、按照成形制作方式：射出成形和裁切成型。射出成形：应用射出成形机将光学级PMMA颗粒运用高温、高压射入模具内冷却成形.裁切成形：将光学级PMMA原板经过裁切工序完成成品。 1可以任意裁切成所需要的尺寸，也可以拼接使用，工艺简单，制作方便2光转换率高（较传统板高30%以上），光线均匀，寿命长室内可正常使用8年以上，安全环保，耐用可靠户内外皆可适用3同等面积发光亮度情况下，发光效率高，功耗低4可以制作成异型，如圆形，椭圆，圆弧，三角形等5同等亮度情况下，可以使用较薄的产品，节约成本6可以使用任何光源，点线光源做面光源转换，光源包括LED CCFL（冷阴极灯管），荧光灯管等。
光电感烟探测器设计计划2015.5.15 一：迷宫设计要求: 1. 满足点型光电探测器基本功能要求，一致性，重复性，方位试验，环光试验，气流试验， 火灾灵敏度试验等均要满足国标要求。（其中一致性，重复性，方位，气流试验要严于标准要求。比值<1.3） 2. 兼容性：1.可通过选择不同的发射管方案满足现行光电探测器国标要求或征求意见稿对响应 阈值和火灾灵敏度的要求。同时满足其他实验要求。 2.兼容复合式感温感烟探测器，该迷宫可应用于复合式感温感烟探测器。 3.兼容防爆型光电感烟探测器和复合式感温感烟探测器的生产工艺要求。 3. 满足贴片LED指示灯和导光柱的结构要求。 4. 满足接收管部分需要金属屏蔽罩罩住的结构要求。 5. 满足生产工艺简单，较容易保证生产一致性的要求。 6. 需考虑兼容线路板使用贴片铝电解电容的方案。 7. 灵敏度一致性标定的速度应满足生产线速度的要求。 8. 需考虑灰尘累积对采样值的影响。 二：外壳和底座的设计要求： 1.新探测器外壳与旧底座兼容。 2.兼容防爆光电探测器灌胶工艺 3.线路板与中扣连接片不采用螺钉连接方式，可考虑选择焊接的连接方式或者通过弹片弹 压接触的方式。 4.中扣与上盖的固定方式采用卡扣结构。增加防呆设计。考虑使用机械手安装时上盖和中 扣与传送带的固定方式。 5.需考虑兼容线路板使用贴片铝电解电容的方案。 6.兼容激光打标机打印标签。 7.线路板安装位置应有方向标识和防呆设计。 8.接收管屏蔽罩的安装与焊接应尽量操作简单。 9.探测器与底座安装时可实现360度旋转，安装后连接片部分与底座接触良好。 10.外壳和底座强度应满足国标中的碰撞，震动等试验要求。 11.外壳进烟口的设计应与迷宫进行配合，最大限度提高进烟性能，同时满足国标中气流试 验要求。 12.底座强度应满足工程使用要求，螺钉固定后底座不应变型导致探头无法安装。 13.探测器中扣和上盖应该增加导水孔的设计。实现防水功能。 14.底座与上盖配合时，旋入要有手感，旋出要有力度。 15.底座压板两个钉，其中自攻钉用不方便拆卸的螺钉。例如三角形等。 三：电路设计要求 1.工作电压范围DC8～28V，环境温度：-10℃～60℃ 2.静态电流：≤300μA 报警电流：≤2mA 3.采样值在正常环境下浮动范围不应超过±1。 4.电磁兼容试验满足标准要求。 1 / 5
导光板网点设计 编制部门：研发部 适用区域：□全公司 ■其它：研发部 发布范围：研发部 培训岗位：研发部结构工程师 执行负责人： 流程Owner： 文件批准人： 生效日期：年 月 日 填写说明： 1、“执行负责人”由起草人手签姓名，“流程Owner”由编制部门负责人手签姓名，“文件批准人”需要编制部门上 级领导手签姓名。 2、适用区域、发布范围、培训岗位、生效日期需要执行负责人进行勾选或者填写。
所属部门 研发部 流程Owner 页码 2 / 13 1、 目的 规范导光板网点设计作业流程。 2、 范围 适用于研发部导光板网点设计。 3、 职责 研发部结构工程师导光板设计参考文件， 4、 管理条例 4.1 流程图： 4.2 作业流程说明： 4.2.1 建模： 1) 直接利用LightTools 的3D 建模功能建模 光学元件建模 结构元件建模
所属部门 研发部 流程Owner 页码 3 / 13 2) 使用其他CAD 软件建模 （如AutoCAD ,Pro/E,CATIA,UG 等），再以IGS,STEP ,SAT 格式导入。 4.2.2 导光板texture 建立： 4.2.3 导光板及2D/3D Texture 表面特性设置.依次点开菜单。 2D Texture 建立： 3D Texture 建立： 1 2 3
所属部门 研发部 流程Owner 页码 4 / 13 4.2.4 Texture特性设置，依次点开菜单。1 2
所属部门 研发部 流程Owner 页码 5 / 13 4.2.5 反射片表面特性设置
导光柱设计 1、何为导光柱 导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。 光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。 导光柱通常是采用光学材料制成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃。 导光柱可以用来将PCB上LED的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线用做LCD显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。 (1) 选定合适的导光柱材料 原则上尽量选用透光率高的材料，从下表1 可以看出：透明ABS、AS、PC的透光率相当，对遥控距离和角度的影响相差不大，实验A 的结果也验证了这一结论。在注塑特性上,AS易粘模，脆性大，如选用此材料，要留意出模角度和顶出位置。目前我公司使用的导光柱大部分为性能较好的PMMA 材料。 2、导光柱设计： ●LED与导光柱入光面间距,设计建议值1mm 对于贴片LED其发光区域是平坦的表面，导光柱的输入端应当做成光滑的与LED表面平行的平面，导光柱输入端贴近LED以提高光通量耦合效率，如图所示。导光柱的输入端需要比LED的发光面略大以保证捕获92%的光线。 ●导光路径需全部抛光，避免光损 1)导光柱外表面的光滑是导光柱正常工作的重要保证，如图所示。图中是一个从圆形输入 端渐变到方形输出端的导光柱。 2)导光柱平行于光线传播方向的侧壁应当非常光滑，像镜子一样，这样光线才能够在其表 面产生完全内反射。
3)导光柱的侧壁可以涂上白色反光涂料以反射角度小于临界角的光线，否则这些光线将会 从导光柱侧壁逃逸到空气中造成损耗。导光柱的入口应当光滑并与LED外形匹配以保证高效的捕获LED的光线，保证光线以最小的反射和散射进入导光柱内部。 4)对于矩形和特殊形状的导光柱，其拐角必须是圆角，半径不小于0.5mm，不能有尖角， 以保证拐角处的照明。 5)导光柱的形状应当沿着其长度逐渐变化，例如从入口处与LED相匹配的圆形到出口处的 正方形应当如图所示逐渐变化。 ●出光面咬花#11000（细花纹），发光效果看起来比较均匀。 导光柱的出口应当是散射的，一个散射的出口端在其表面具遍布随机的临界角以保证光线可以从导光柱内部逃逸出来，同时将光线以极宽的角度散射出去，这样不论从哪个角度看过去导光柱的出口端都是亮的。 ●有条件的情况下入光面设计为凹形，有聚光效果。 贴片LED的封装一般是立方体，光线是发散的，既从顶部射出也从侧面射出。只有40%的光是从LED顶部射出的，另外60%的光是从LED侧面射出的。因此，对于这种输入端是平面的导光柱来说只有40%的光可以被导光柱捕获，其余的光通量就损失掉了。 一个具有光滑内凹输入端的导光柱将有效提高光通量的捕获率，如图所示。
导光柱设计指南
导光柱设计指南 1、何为导光柱 导光柱就是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置。 光线是依靠全内反射在导光柱内部传输的。 导光柱通常是采用光学材料制成，如：丙烯酸树脂、聚碳酸酯、环氧树脂和玻璃。 导光柱可以用来将PCB 上LED 的光传输到产品面板上来显示相关的状态，也可以聚集和指引光线用做LCD 显示屏的背光，同时也可以用来照亮在透过式窗口上的图案。 (1) 选定合适的导光柱材料 原则上尽量选用透光率高的材料，从下表1 可以看出：透明ABS 、AS 、PC 的透光率相当，对遥控距离和角度的影响相差不大，实验A 的结果也验证了这一结论。在注塑特性上,AS 易粘模，脆性大，如选用此材料，要留意出模角度和顶出位置。目前我公司使用的导光柱大部分为性能较好的PMMA 材料。 22.1、光线的反射和折射 2.1.1、光的折射定律(菲涅耳定律) 光线入射到不同介质的界面上会发生反射和折射。必然会产生一束反射光线，光线也会在通过这个交界面时产生折射，如图所示。其中入射光；折射光和法线位于同一个平面上，并且与界面法线的夹角满足如下关系。光线射入这个交界面的角度叫做入射角θi ，光线离开交界面的角度叫折射角θf 。 斯涅尔定律：nisin θi= nfsin θf 其中： ni 和nf 分别是两个介质的折射率； θi 和θf 斯涅尔定律规定:nf 乘以折射角θf 的正弦值。 2.1.2、光的反射定律 光线的入射角θi 2.1.3、菲涅耳损耗 当光线通过交界面从一种介质进入另一种介质时，光线会因为在交界面上产生反射而产生损耗，如图所示。这种损耗称作菲涅耳损耗，可以用下面的公式进行计算： 菲涅耳损耗=100×[（ni-nf ）/（ni+nf ）] 2
比较项目Bldots其它导光板网点设计软件界面设计界面清新、功能布置一目了然界面复杂、新手无从下手 操作使用突破导光板网点传统设计的暗区调整作 业及布点趋势猜测，能快速设计出单面 进光、两面进光、三面进光、四面进光 、圆形进光和多边形进光等导光板，通 过导入图形的方法，设计各种异形导光 板和任意复杂图案导光板，整个设计过 程简单、快捷，设计人员无需专业训 练，轻松上手，极大节省企业的专业人 力投入 功能交叉繁杂，无任何设计明示，即使经 过长期摸索，使用起来也仍然一知半解， 设计人员很难建立清晰的设计思路，必须 经过长期的经验累积和软件使用摸索，把 网点设计工作弄成了神秘莫测的高深技 术，非常适合喜欢折腾型天才使用，造就 了行业中网点设计月薪8万的奇葩神话 学习培训配有完整的高清有声视频教程，专业技 术人员在线技术指导和远程协助，不定 期的免费技术培训和强大的专业技术交 流平台 只提供简单的文字使用说明，打瞌睡了， 必须的 软件价格行业中同类正版软件价格全球最低价格超级昂贵，大大超过设备硬件投资软件升级终身免费升级后续还得不断付出昂贵软件升级费用 技术支持行业资深专业技术工程师提供持续的实 际生产制作和软件使用技术咨询和协助 简单的文字使用说明，是您最忠实也可能 是唯一的导师 关于盗版 导光板网点设计软件对比 盗版软件大多破解不完全、运行不稳定、功能残缺、说不定还被破解者插入什么盗号病毒，根本无任何售后服务，没有详细的学习资料，软件出了问题，连人都找不到了，钱是小事，最主要的是误事呀。另外盗版软件都是破解爱好者放在网上供大家免费使用的，您想想看，您为盗版Windows付过钱吗？您为盗版Word、Excel等办公软件付费过吗？为本来免费的盗版软件付费您不觉得自己更亏吗？如果您只是买回去个人学习或给自己小孩玩玩，弄个盗版用用也还是不错的，但为本来就是免费的盗版付费就太不值了，到网上去搜一下，到处都是，一分钱都不用花，假如您是商用，对电脑又不专业，那么，亲，购买正版将是您明智的选择！