产品设计的设计要点与原则
1,以最简单的结构做出最优良的产品(这叫性价比,降低制 造成本提高成品市场竟争力); 2,以与产品结构性能最匹配的材料做为产品的首选材料; 3,壁厚不宜过厚并且要尽量均匀(壁厚理论上取产品长度的 1/10)一般1.2,1.5,2.0,2.2,2.5,3.0等; 4,产品配合位设计时不能设计成零对零(即两零件之间不能 没有间隙,后附图),一般都要预留0.1的间隙,结构设计 中把0.15以下称死配合,0.15以上称运动配合(后附图)
耐高温塑件
齿轮传动件 POM
各种材料超声性能
不同材料超声熔接效果
塑件超声位的尺寸
四,表面工艺
对表面工艺的了解程度决定了你设计出的产品后期表面处 理是否容易(尤其对视听数码类产品突显重要)如:多色喷油 要做槽,烫金要做高出面,铝合金固定方法,产品增加电镀挂 钩等 (如下图)
多色喷油槽
塑件表面烫金
本款产品的电子元器件图
7"TFT LCD
主PCB板
电子元件大致的雏形定下来后,结构设计人员就可绘制一 个主PCB板图把所有的元件都一起绘制上,接下来的工作就 是根据这主PCB板来决定外形尺寸; 也有另外一种方式就是客户给的外形图和已经限定的产品 的尺寸,因客户已经限定插座或端子的摆放位置,遇到该种情 况结构设计人员和电子设计人员都要根据客户ID图进行设计
二,模具结构
对模具结构的了解程度决定了你设计产品的易制造程度,严 重时可能无法出模或者是很复杂的模具结构, 如:产结构设计时在不影响外观的前提条件下可以设计成插穿 的结构就不做成行位的结构 ,要以最简单的模具结构达到所需 求产品功能(如下图).
插穿结构
插穿结构顶视图
三,对塑胶的性能认识
对塑胶性能的了解程度决定了你设计产品时用料的合理程度 (包括:塑性,硬度,透明,耐高温,防火,超声等),如果 对这方面不了解,可能设计出来的产品会出现贵料乱用,或者 产品强度不够,以及一些其他方面问题,所以设计结构时在满 足产品需要的前提下另外考虑的就是塑胶的价格因素,因为产 品的用料成本直接关系到产品的价格(如下图的产品).
本款产品的外形构造分析
整个产品都是比较规则的形状,现行视听数码类产品一般都不会有 复杂的线条和曲面,如今简洁的外形已成一种流行趋势
本产品最重要的就是空间问题,因为数码视听类产品一般 体积都很小,这就要求产品内部结构紧凑,所以在做结构设计 前要与该项目的电子工程师充分协商好,那么结构设计人员要 得到的信息是:电子元件有多少,大概如何摆放(具体的位置 在做结构时确定),元件如何摆放对结构人员来说相当重要, 不然等到模具制作出来后要更换元件的位置那可就工程量大 了,因为这个元件摆放它牵涉到有:A对电子部分来说,有无 干扰,有无衰减,是否易于布线等一些因素,B 对于结构方面 来说,有人机工程(也就是人是否易于操作本机),生产时是 否易于装配,是否易于模具制作方面(结构的设计就是用最简 单结构做出最优秀的东西)
表面工艺 多色喷油 喷银油 电铸 茶色透明 电镀(水镀) 电镀(水镀) 多色喷油 喷银油 喷银油 喷银油
喷油夹具槽
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本节讲述如何在AUTOCAD2004中来确定产品最大尺寸,也就 是初步拟定产品的长度宽度和厚度,在做这一步之前有一点很重要就 是,你要知道你将要做的产品结构如何做,如产品内部包括哪些元 件,某种结构通过何种结构达到; 其实这个步骤也可以在PROE中进行,但是AUTOCAD这个软件它 在处理二维图方面的灵活性和易用性是PROE与其无法比拟的,所以 结构设计人员一般在绘制二维截面图时都在AUTOCAD中进行的,如 工程标注现行大部分设计人员都在AUTOCAD中进行标注,但在 AUTOCAD中操作它有最有一个最大的缺点就是它和PROE不能同步 更新,就达不到PROE所谓的参数化设计理念,所以只作一些辅助性 的截面就可以 ,建议大家尽量用PROE标数.
笔 筒 图
分型面枕位处更改
柱子加胶图
8,装配零件前端斜度做大和加导角
9,档骨及一些散热孔尽量做成圆形不要做方形,因圆形加工较 方形容易,圆形件一般车床加工较方便,而方形件要线割或铣 削都可耗时
10,能做插穿孔结构就不要做成行位结构
11,深柱(骨)位加筋,防止注塑时变形和增加柱位强度
12,能取平面不取弧面
产品设计工程师素质
作为一个合格的结构工程师要求你对下列知识有一定的了解 1,熟练一门3维软件和一门平面CAD软件; 2,对模具的了解(塑胶模具及五金模具); 3,塑胶性能的认识; 4,表面工艺了解; 5,机械相关知识,机械制图; 6,生产装配工艺; 7,品质安规相关知识 .
一,软件熟悉程度
对一门3维设计软体的熟悉程度(pro/E,UG等),直接决 定你做一款产品的速度,如有的人做一款产品要半个月,而有 的人做同样的产品只要一4-5天,虽然不是绝对和软件使用熟练 程度有关,但软件使用方面还是占据大量的份额,那么除了与 软件使用有关外另一个要点就是和你对产品结构的熟悉程度也 有很大关联.
产品工程图
爆炸图
七,生产装配工艺
对生产装配工艺的了解决定了你设计出来的产品是否易于装 配,表面上看起来是否易于装配好像与设计无关,其实这点对 于零件较多的产品尤为重要,因为不易装配就是增加产品装配 工时,也就增加了产品的成本,这也就有了产品设计时的防呆 设计说法,所谓的防呆设计就是让生产人员无法错误装配的设 计方法(如下图)
防呆结构
八,对品质安规
掌握品质安规方面的知识主要是用来自己制作或协助他 人员制作一些检验检测标准,如产品的跌机测试标准,产 品验检测标准都需要结构设计人员来制作或协助他人制 作,对安规的了解就更为重要,特别是玩具类产品:如小 产品的配件是否易于被小孩吞食,有金属片状或刀片类的 部件是否易于松脱等现象都会影响产品的安规证书是否易 于通过(后附跌机测试高度).
产品表面工艺分析
结构设计人员要与ID(工业设计师)探讨的表面工艺应用的 问题;包括产品应用何种表面处理(如:局部喷油,电铸,电 镀,烫金,转印,移印,拉丝等),这点也很重要,如那种表 面工艺对结构设计是有要求的, 例如产品要多色喷油,结构设 计人员产品面就要预留喷油夹具槽(如图),而如内部简单的 元件无电镀挂位,可以适当加一骨位给予电镀时方便操作等,
产品的外形工艺部分
面盖用铝合金,固定方式用倒卡(插入倒卡图)和KM1.7X4,铝合 金表面氧化
面 盖
按键部分
C盖前端局部喷油
面盖与底盖固定的方式用磁铁
草拟产品清单
产品外形和表面工艺分析完成好后,接下来要草拟一份产品清单 (清单的内容包括零部件列表和产品表面工艺),草拟这个清单的目的 就是防止在以后设计时陋画某个部件,特别是零部件多的产品时犹为重 要,草拟清单列好后,等整个产品设计完成后输出BOM清单与之前草 拟清单核对,这样操作就不会出现所有零部件都试模完成后装样机时才 发现自己漏画某个部件的荒唐现象;
电铸按钮
五,机械知识
对机械知识的了解程度决定了你设计出的产品结构是否优 越,机构是否可行,和用户使用该产品时是否很方便的操作 (这就是所谓的人机工程学),如按钮的摆放,大小 ,手握位 的形状等(如下图)
齿轮机构
曲柄遥杆机构
六,机械制图
对机械制图的熟悉程度决定了你输出产品工程图是否标准, 是否产生了错误的标注和标识,这会直接影响模具制造人员是 否易于看懂你输出的工程图纸(如下图).
简称 CC DC MB RL DS BR BC TC BBC BK
中文名 C盖 D盖 主按钮 遥控镜 屏显示开关 按钮装饰圈 B盖 电池盒顶盖 电池盒底盖 电池盒开关
用量 1 1 1 1 1 4 1 1 1 1
材料 Abs+pc Abs+pc Abs PC Abs Abs Abs+pc Abs Abs Abs
基本功能:
电影播放,音乐播放,浏览图片 ,游戏,移动存储等
产品外形绘制前期构思
这点很重要,你前期构思周到后面设计中会省大量的工作量,一 般来说先做好这点,必须有足够的实战经验,所以要养成前期构思的 习惯,首先根据产品的ID图档对产品进行分析;分析的内容包括:先 画产品的哪一部分,后画哪一部分,某个部位是用实体制作还是用曲 面制作,是用扫描还是用旋转特征,什么时候拔模,什么时候导角, 哪些部位应做为父特征,哪些地方用关系式等,总知记住一点,多 10分钟的构思少一个小时的误操作有时可能远元不止一个小时
止口间隙
按钮间隙
5,在进行产品结构设计时产品外形的直身位和涉及到装配位 都要加上脱模斜度,产品内部无关紧要的特征可以让模具设计 人来增加脱模斜度,结构设计人员只需要在后期的工程图加上 未注脱模斜度多少度的字样(如后附图),给脱模斜度时尽量 给到2度以上(如果表面晒粗纹甚至要给7度以上,一般来说晒 纹深度加0.01,脱模斜度增加2度,后附晒纹图) ,另前模部 份脱模斜度可加大,可以防止产品在注塑时留前模(如附图和 3D图)
总 结
以上列了8大点是结构设计人员必备的知识,也不是说结 构设计人员只需会上述八大点就可拿高薪,反而我们要不断 学习新知识,不断积累工作经验,不断总结构自己曾经范过 的错误(目的是为了下一次不范同样的错误),这点相当重 要,为什么现行企业招聘人才对经验都要求很高,因为有经 验的人范的错多,那么以后的工作中范的错就少,这就叫做 经验,经验对结构设计人员来说特别重要,我们要从改模中 来寻求完美的结构,开始入这行时,最易范的错就是产品静 态干涉或者运动干涉(关于运动干涉也就是要运动的零件在 静止状态没有干涉但运动后就会产生干涉,附电池合图).
未注脱模斜度的标注方法
塑件表面晒细纹图
易 留 前 模 产品
7,产品设计要秉承加胶容易减胶难的设计原则,特别对一些 要进行紧配合的产品如笔盖与笔筒(后附图),可以先行做松 一点再进行适当的加胶进行紧配合,那么为什么加胶容易,因 为一般的加胶在改模时只要用铜公再打一次火花就可以,减胶 则要烧焊 (分型面加胶除外,如枕位处加胶则也要烧焊,后附 图),