产品结构设计案例

一个完整产品的结构设计过程 1.ID 造型; a.ID 草绘 b.ID 外形图 c.MD 外形图 2.建模; a.资料核对 b.绘制一个基本形状 c.初步拆画零部件 1.ID 造型; 一个完整产品的设计过程,是从 ID 造型开始的，收到客户的原始资料（可以是草 图，也可以是文字说明），ID 即开始外形的设计；ID 绘制满足客户要求的外形 图方案，交客户确认，逐步修改直至客户认同；也有的公司是 ID 绘制几种草案， 由客户选定一种，ID 再在此草案基础上绘制外形图；外形图的类型，可以是 2D 的工程图，含必要的投影视图；也可以是 JPG 彩图；不管是哪一种，一般需注 名整体尺寸， 至于表面工艺的要求则根据实际情况， 尽量完整； 外形图确定以后， 接下来的工作就是结构设计工程师（以下简称 MD）的了； 顺便提一下，如果客户的创意比较完整，有的公司就不用 ID 直接用 MD 做外形 图； 如果产品对内部结构有明确的要求，有的公司在 ID 绘制外形图同时 MD 就要参 与进来协助外形的调整； MD 开始启动，先是资料核对，ID 给 MD 的资料可以是 JPG 彩图，MD 将彩图 导入 PROE 后描线；ID 给 MD 的资料还可以是 IGES 线画图，MD 将 IGES 线 画图导入 PROE 后描线，这种方法精度较高;此外，如果是手机设计，还需要客 户提供完整的电子方案，甚至实物； 2。建摸阶段， 以我的工作方法为例，MD 根据 ID 提供的资料，先绘制一个基本形状（我习惯 用 BASE 作为文件名）；BASE 就象大楼的基石，所有的表面元件都要以 BASE 的曲面作为参考依据； 所以 MD 做 3D 的 BASE 和 ID 做的有所不同， ID 侧重造型， 不必理会拔模角度， 而 MD 不但要在 BASE 里做出拔模角度，还要清楚各个零件的装配关系，建议 结构部的同事之间做一下小范围的沟通，交换一下意见，以免走弯路； 具体做法是先导入 ID 提供的文件，要尊重 ID 的设计意图，不能随意更改； 描线，PROE 是参数化的设计工具，描线的目的在于方便测量和修改； 绘制曲面，曲面要和实体尽量一致，也是后续拆图的依据，可以的话尽量整合成 封闭曲面局部不顺畅的曲面还可以用曲面造型来修补； BASE 完成，请 ID 确认一下，这一步不要省略建摸阶段第二步，在 BASE 的基 础上取面，拆画出各个零部件，拆分方式以ID 的外形图为依据； 面/底壳，电池门只需做初步外形，里面掏完薄壳即可； 我做 MP3，MP4 的面/底壳壁厚取 1.50mm，手机面/底壳壁厚取 2.00mm，挂墙 钟面/底壳壁厚取 2.50mm ，防水产品面 /底壳壁厚可以取 3.00mm； 另外面/底壳壁厚 4.00mm 的医疗器械我也做过，是客人担心强度一再坚持的， 其实 3.00mm 已经非常保险了，壁厚太厚很容易缩水，也容易产生内应力引起变形，担心强度 不足完全 可以通过在内部拉加强筋解决，效果远好过单一的增加壁厚； 建摸阶段第三步，制作装配图，将拆画出各个零部件按装配顺序分别引入，选择 参考中心 重合的对齐方式；放入电子方案，如 LCD，LED，BATTERY，COB。。。将各 个零部件引入装配图时，根据需要将有些零部件先做成一个组件， 然后再把组件 引入装配图时。 例如做翻盖手机时，总装配图里只有两个组件， 上盖是一个组件，下盖是一个组 件。上盖组件里面又分为 A 壳组件，B 壳组件和 LCD 组件。下盖组件里面又分 为 C 壳组件，D 壳组件，主板组件和电池组件等。还可以再往下分 3、初始造型阶段：分三个方面； A： 由造型工程师设计出产品的整体造型(ODM)； 可由客户选择方案或自主开发。 B: 客户提供设计资料，例如：IGS 档（居多）或者是图片(OEM)。 C: 由原有的外形的基础上更改；可由客户选择方案或自主开发。 4 建摸阶段第四步，位置检查，一般元件的摆放是有位置要求的。 例如：LCD 的位置可以这样思考，镜片厚度 1.50mm,双面帖厚度 0.20mm，面 壳局部掏薄厚度 0.60mm，则 LCD 到最外面的距离就是 2.30mm；元件之间不 能干涉，且有距离要求。如电波钟设计时,为保障接收效果，接收天线到电池之 间的距离要求大于 20mm;为了设计方便，装配图内的 元件最好设置为不同颜 色，以便区分；所有大元件摆放妥当之后，我还是建议，为保险起见，请 ID 再 确认一次外形效果； 5 谈一下自主设计方式，就是上面的A 方案： a、由造型工程师做出油泥模型或用三维软件模拟出造型并做一个发泡的实物模 型，由多方进行评估（按照 UL 或 EN 的标准确定用什么材料，检查并确定进出 风口通道的结构，进出风口的结构，出线窗的形式，开关和卷线按钮的机构，风 量管的机构等。）后造型的方案确定，这阶段大约需要一到两个月左右的时间。 b、进行结构的设计：由上面得到的外形（油泥模型需要抄数，做好面）薄壳后 做内部的结构；真空室的设计，真空室门锁的设计；进风过滤装置的设计，电机 室的设计；出风结构的设计，卷线器室的设计等，这期间要与造型工程师，供应 商和模具工程师要经常探讨一 下，例如：外形与结构的冲突，材料的选用及结 构方面是否与模具有冲突等并可以用软件进行一些相关的分析。 c、以上设计经过评审合格后进行手板的制作，手板完成后按照安规要求做相关 的测试，包括：性能，装配，结构，噪音，跌落等测试，并与设计输入对比后进 行设计变更。 d、投模！经过 40~50 天后（这期间要与模厂经常沟通，保证结构尺寸的准确性 并及时掌握进度。）模具完成。进行样品制作并发样给客户，而且还要测试。通 过信息的反馈后在进行第二次及第三次的设计变更后可以量产。 6 我们公司的实际情况： a.客户给出他自己的 idea，一张 JPG 图片格式或者是扫描出来的手绘图 b.在 AutiCAD 里描线，产生产品各个角度的视图和剖截面以及尺寸 c.在三维软件如 PRO/E 里画出基本的外形，然后逐渐完善细节，拆分零件 d.将三维图挡交给模具厂加工 7 建模完成，就象大楼的框架已经构建好了， 现在可以依托框架由下而上，完善 每一个楼层了；以一款电子产品为例，介绍一下一个完整产品的结构设计过程； 这款电子产品的设计，我的做法是: LENS结构-----LCD结构-----夜光结构-----通关柱结构-----防水结构------按键结构 ------ PCB 结构-----电池结构-----辅助结构-----尺寸检查------手板跟进------模具跟进 LENS 结构: 一般镜片要求 1.5mm，条件不足也可以是 1.0mm，手机镜片还可以再薄点；(注 意： 如果要丝印尽量把丝印面做成平面；手机镜片受外形影响， 两侧都是曲面的， 可以用模内转印)镜片要固定，通常用双面胶，双面胶需预留 0.15-0.20mm 的空 间，也有镜片做扣固定的；如果有防水要求，镜片还可以用超声波 焊接，不过 结构上要预留超声波线； LCD 结构: 对电子产品来说，LCD（液晶显示屏