视频中作者指出了手机装配中干涉和公差匹配设计合理性的问题。可以说这个视频对“葫芦屏”问题的分析是比较到位的。经过40年的发展中国制造业已经发生了翻天覆地的变化,从制造大国走向制造强国。国内的大企业基本都完成了质量体系的建设,拥有完善的质量管理规范和方法。但是已经有完善的质量体系,为什么还是会出现类似“葫芦屏”这样的质量问题?
笔者认为主要有以下原因:
1、电子行业的工程师大多是电气自动化或者信息技术等专业背景,机械设计方面的专业知识相对较薄弱
2、虽然公差设计作为结构设计领域的重要环节,但由于现行教育中对尺寸链计算和公差匹配性的知识过于简化,很多年轻工程师普遍缺少关于尺寸链和公差匹配设计的知识储备和能力。
3、企业对公差匹配设计的重视不够,大部分的企业仍然是等产品出现装配或性能问题的时候才去做尺寸链计算和公差分析。这样的思路纠错成本非常之高,特别是像手机这种批量生产的产品,到量产阶段才发现问题,改进成本是设计阶段的1000倍,另外还会造成巨大的品牌损失和售后成本。
希望小米10的事件只是一个个别案例,也希望中国的制造企业可以真正的重视公差匹配性设计的重要性。尽快提升尺寸链计算及公差分析的能力,提高设计的稳健性和产品质量的稳定性。
以下附诚智鹏手机行业案例:
曲屏手机的屏幕与壳体之间通过密封胶粘接,但存在胶缝不均匀的现象,影响手机的外观。
造成胶缝不均匀的因素有:屏幕尺寸误差、壳体尺寸误差、装配误差包括偏移误差和倾斜(旋转)误差、胶层厚度误差(装配时,装配压紧力与胶层厚度存在关系,力越大,胶层厚度越薄,装配屏幕受力不均及胶量差异会导致不同点胶层厚度误差,胶量差异后续计算中忽略不计)等。通过计算端面间隙误差、 侧面间隙误差和圆角处间隙误差就可全面反应出屏幕与壳体之间的间隙情况。
下面是侧面间隙误差计算的分析过程:
结构示意图如下:
其中:B1为屏幕长度, B4为屏幕间隙面到
粘接面厚度。
A2为壳体宽度, A4为壳体间隙面到粘接面厚度。
D1、 D2为两侧密封胶厚度(和装配时压力有关,实际计算时也可使用装配压紧力的相关参数进行等效计算)。
α为屏幕与壳体的倾斜角度。
M2 为屏幕与壳体沿侧面的装配定位误差。
绘制尺寸链图及计算结果
优化结果
通过计算可知,需对竖直方向的间隙P1进行优化,若将P1控制在0.07±0.07时,仿真计算产品合格率达到99.9%,通过中间计算竖直方向密封胶厚度应修改为0.07±0.02。