產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例

1、可編輯螇一個(gè)完整產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程 薄1.ID造型; 膃a.ID草繪. 薀b.ID外形圖. 薆c.MD外形圖. 蚄2.建模; 薄a.資料核對. 肈b.繪制一個(gè)基本形狀. 蕿c.初步拆畫零部件. 螃蟻螀1.ID造型; 莈一個(gè)完整產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程,是從ID造型開始的，收到客戶的原始資料（可以是草圖，也可以是文字說明），ID即開始外形的設(shè)計(jì)；ID繪制滿足客戶要求的外形圖方案，交客戶確認(rèn)，逐步修改直至客戶認(rèn)同；也有的公司是ID繪制幾種草案，由客戶選定一種，ID再在此草案基礎(chǔ)上繪制外形圖；外形圖的類型，可以是2D 的工程圖，含必要的投影視圖；也可以是JPG彩圖；不管是哪一種，一般需注名整體尺寸，至于表面工

2、藝的要求則根據(jù)實(shí)際情況，盡量完整；外形圖確定以后，接下來的工作就是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程師（以下簡稱MD）的了； 袃順便提一下，如果客戶的創(chuàng)意比較完整，有的公司就不用ID直接用MD做外形圖； 肂如果產(chǎn)品對內(nèi)部結(jié)構(gòu)有明確的要求，有的公司在ID繪制外形圖同時(shí)MD就要參與進(jìn)來協(xié)助外形的調(diào)整； 蒂M(fèi)D開始啟動，先是資料核對，ID給MD的資料可以是JPG彩圖，MD將彩圖導(dǎo)入PROE后描線；ID給MD的資料還可以是IGES線畫圖，MD將IGES線畫圖導(dǎo)入PROE后描線，這種方法精度較高;此外，如果是手機(jī)設(shè)計(jì)，還需要客戶提供完整的電子方案，甚至實(shí)物； 膇袃2。建摸階段， 蒃以我的工作方法為例，MD根據(jù)ID提供的資料，

3、先繪制一個(gè)基本形狀（我習(xí)慣用BASE作為文件名）；BASE就象大樓的基石，所有的表面元件都要以BASE的曲面作為參考依據(jù)； 羀所以MD做3D的BASE和ID做的有所不同，ID側(cè)重造型，不必理會拔模角度，而MD不但要在BASE里做出拔模角度，還要清楚各個(gè)零件的裝配關(guān)系，建議結(jié)構(gòu)部的同事之間做一下小范圍的溝通，交換一下意見，以免走彎路； 袆具體做法是先導(dǎo)入ID提供的文件，要尊重ID的設(shè)計(jì)意圖，不能隨意更改； 羃描線，PROE是參數(shù)化的設(shè)計(jì)工具，描線的目的在于方便測量和修改； 襖繪制曲面，曲面要和實(shí)體盡量一致，也是后續(xù)拆圖的依據(jù)，可以的話盡量整合成封閉曲面局部不順暢的曲面還可以用曲面造型來修補(bǔ)； 螞

4、BASE完成，請ID確認(rèn)一下，這一步不要省略建摸階段第二步，在BASE的基礎(chǔ)上取面，拆畫出各個(gè)零部件，拆分方式以ID的外形圖為依據(jù)； 罿面/底殼，電池門只需做初步外形，里面掏完薄殼即可； 肅我做MP3，MP4的面/底殼壁厚取1.50mm，手機(jī)面/底殼壁厚取2.00mm，掛墻鐘面/底殼壁厚取2.50mm，防水產(chǎn)品面/底殼壁厚可以取3.00mm； 肀另外面/底殼壁厚4.00mm的醫(yī)療器械我也做過，是客人擔(dān)心強(qiáng)度一再堅(jiān)持的，其實(shí)3.00mm 聿已經(jīng)非常保險(xiǎn)了，壁厚太厚很容易縮水，也容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力引起變形，擔(dān)心強(qiáng)度不足完全 蚇可以通過在內(nèi)部拉加強(qiáng)筋解決，效果遠(yuǎn)好過單一的增加壁厚； 膃建摸階段第三步，制

5、作裝配圖，將拆畫出各個(gè)零部件按裝配順序分別引入，選擇參考中心 蒁重合的對齊方式；放入電子方案，如LCD，LED，BATTERY，COB。將各個(gè)零部件引入裝配圖時(shí)，根據(jù)需要將有些零部件先做成一個(gè)組件，然后再把組件引入裝配圖時(shí)。 袁例如做翻蓋手機(jī)時(shí)，總裝配圖里只有兩個(gè)組件，上蓋是一個(gè)組件，下蓋是一個(gè)組件。上蓋組件里面又分為A殼組件，B殼組件和LCD組件。下蓋組件里面又分為C殼組件，D殼組件，主板組件和電池組件等。還可以再往下分 蒆薇袂3、初始造型階段：分三個(gè)方面； 艿A(chǔ)：由造型工程師設(shè)計(jì)出產(chǎn)品的整體造型(ODM)；可由客戶選擇方案或自主開發(fā)。 葿B: 客戶提供設(shè)計(jì)資料，例如：IGS檔（居多）或者是

6、圖片(OEM)。 薇C: 由原有的外形的基礎(chǔ)上更改；可由客戶選擇方案或自主開發(fā)。 芃羈4 建摸階段第四步，位置檢查，一般元件的擺放是有位置要求的。 羋例如：LCD的位置可以這樣思考，鏡片厚度1.50mm,雙面帖厚度0.20mm，面殼局部掏薄厚度0.60mm，則LCD到最外面的距離就是 2.30mm；元件之間不能干涉，且有距離要求。如電波鐘設(shè)計(jì)時(shí),為保障接收效果，接收天線到電池之間的距離要求大于20mm;為了設(shè)計(jì)方便，裝配圖內(nèi)的 元件最好設(shè)置為不同顏色，以便區(qū)分；所有大元件擺放妥當(dāng)之后，我還是建議，為保險(xiǎn)起見，請ID再確認(rèn)一次外形效果； 蚆蚄葿5 談一下自主設(shè)計(jì)方式，就是上面的A方案： 肇a、由

7、造型工程師做出油泥模型或用三維軟件模擬出造型并做一個(gè)發(fā)泡的實(shí)物模型，由多方進(jìn)行評估（按照UL或EN的標(biāo)準(zhǔn)確定用什么材料，檢查并確定進(jìn)出風(fēng)口通道的結(jié)構(gòu)，進(jìn)出風(fēng)口的結(jié)構(gòu)，出線窗的形式，開關(guān)和卷線按鈕的機(jī)構(gòu)，風(fēng)量管的機(jī)構(gòu)等。）后造型的方案確定，這階段大約需要一到兩個(gè)月左右的時(shí)間。 螆b、進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：由上面得到的外形（油泥模型需要抄數(shù)，做好面）薄殼后做內(nèi)部的結(jié)構(gòu)；真空室的設(shè)計(jì)，真空室門鎖的設(shè)計(jì)；進(jìn)風(fēng)過濾裝置的設(shè)計(jì)，電機(jī)室的設(shè)計(jì)；出風(fēng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，卷線器室的設(shè)計(jì)等，這期間要與造型工程師，供應(yīng)商和模具工程師要經(jīng)常探討一 下，例如：外形與結(jié)構(gòu)的沖突，材料的選用及結(jié)構(gòu)方面是否與模具有沖突等并可以用軟件進(jìn)行一

8、些相關(guān)的分析。 螁c、以上設(shè)計(jì)經(jīng)過評審合格后進(jìn)行手板的制作，手板完成后按照安規(guī)要求做相關(guān)的測試，包括：性能，裝配，結(jié)構(gòu)，噪音，跌落等測試，并與設(shè)計(jì)輸入對比后進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。 膁d、投模！經(jīng)過4050天后（這期間要與模廠經(jīng)常溝通，保證結(jié)構(gòu)尺寸的準(zhǔn)確性并及時(shí)掌握進(jìn)度。）模具完成。進(jìn)行樣品制作并發(fā)樣給客戶，而且還要測試。通過信息的反饋后在進(jìn)行第二次及第三次的設(shè)計(jì)變更后可以量產(chǎn)。 螆袆膂6 我們公司的實(shí)際情況： 蕿a.客戶給出他自己的idea，一張JPG圖片格式或者是掃描出來的手繪圖 衿b.在AutiCAD里描線，產(chǎn)生產(chǎn)品各個(gè)角度的視圖和剖截面以及尺寸 羆c.在三維軟件如PRO/E里畫出基本的外形，然后

9、逐漸完善細(xì)節(jié)，拆分零件 薃d.將三維圖擋交給模具廠加工 莀薈7 建模完成，就象大樓的框架已經(jīng)構(gòu)建好了，現(xiàn)在可以依托框架由下而上，完善每一個(gè)樓層了；以一款電子產(chǎn)品為例，介紹一下一個(gè)完整產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程； 肆這款電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，我的做法是: 羄LENS結(jié)構(gòu)-LCD結(jié)構(gòu)-夜光結(jié)構(gòu)-通關(guān)柱結(jié)構(gòu)-防水結(jié)構(gòu)-按鍵結(jié)構(gòu)- 螈PCB結(jié)構(gòu)-電池結(jié)構(gòu)-輔助結(jié)構(gòu)-尺寸檢查-手板跟進(jìn)-模具跟進(jìn) 莆LENS結(jié)構(gòu): 膆一般鏡片要求1.5mm，條件不足也可以是1.0mm，手機(jī)鏡片還可以再薄點(diǎn)；(注意：如果要絲印盡量把絲印面做成平面；手機(jī)鏡片受外形影響，兩側(cè)都是曲面的，可以用模內(nèi)轉(zhuǎn)印)鏡片要固定，通常用雙面膠，雙面膠需預(yù)留

10、0.15-0.20mm的空間，也有鏡片做扣固定的；如果有防水要求，鏡片還可以用超聲波 焊接，不過結(jié)構(gòu)上要預(yù)留超聲波線； 肀LCD結(jié)構(gòu): 蒀對電子產(chǎn)品來說，LCD（液晶顯示屏）就象她的眼睛，結(jié)構(gòu)的好壞直接影響到顯示的效果；LCD通常做成方形，必要時(shí)可以切角，做成多邊形；LCD厚度通常是2.70mm，超薄的也有1.70mm；單塊的LCD需和主板（以下稱COB）相連才能顯示，常用連接方式有導(dǎo)電膠條和熱壓斑馬紙；其中導(dǎo)電膠條要有預(yù) 壓量，通常預(yù)壓量為10%-15%，預(yù)壓量太少LCD容易缺畫，預(yù)壓量太多LCD容易被頂綠；熱壓斑馬紙不需預(yù)壓，但成本較高，連接時(shí)要用到熱壓啤機(jī)， PITCH腳位密的還要用到精

11、密熱壓啤機(jī)；LCD與LENS不能直接貼合，貼合容易產(chǎn)生水紋.也有LCD直接固定在LENS上的情況,我在LENS的VA 顯示區(qū)開了一個(gè)方形凹槽,間隙留足0.30mm；通常LENS外裝，LCD內(nèi)裝，中間用面殼隔開，面殼局部掏膠至少0.50mm；LENS到LCD之間也要保持潔凈,通常做成封閉結(jié)構(gòu),數(shù)碼產(chǎn)品中LCD常做成組件，用鐵框或塑料框包成一個(gè)整體，內(nèi)有PCB，IC，信號由一片軟性PCB輸出，末端有插頭，裝 拆方便.數(shù)碼產(chǎn)品中LCD組件與面殼之間留0.30mm的間隙,用0.50mm的海綿隔開,也可以防塵； 膅夜光結(jié)構(gòu): 膆常用的夜光光源有LAMP（燈），LED（發(fā)光二極管），EL片，常用的夜光結(jié)構(gòu)

12、有反光罩，反光片，EL支架等；LAMP光較散，通常配合反光罩使用，反光罩成鍋狀，內(nèi)噴白油，LAMP套上不同顏色的燈套，可得到紅綠藍(lán)等彩色效果LAMP也可配合反光片使用；LED光路較為集中，通常配合反光片使用，為 有效提高亮度,反光片厚度最好大于2.0.反光片可做成楔型(橫截面),背面噴白油,光線從側(cè)面進(jìn)入,可均勻反射到前面,如果想提高亮度,可在側(cè)面也噴上白油(入光口除外),以減少光線流失.LED本身有紅,橙,綠,藍(lán),紫等彩色供選擇;EL片的發(fā)光效果比較均勻,配合EL支架和EL導(dǎo)電膠條使用,有綠 色,藍(lán)色可供選擇,通常做成與LCD顯示區(qū)域一樣形狀,一樣大小,EL片使用時(shí),需用火牛升壓供電,故成本

13、較高; 蒁筆記本電腦的反光結(jié)構(gòu)較特殊,我見過一款筆記本的反光結(jié)構(gòu),是用圓形的LED射入一根長的玻璃棒,玻璃棒均勻發(fā)亮再從反光片側(cè)邊均勻進(jìn)入,得到相當(dāng)不錯(cuò)的背光效果.反光片的背面還有一些圓形結(jié)構(gòu)的小凸點(diǎn),光線在小凸點(diǎn)位置發(fā)生漫射,就象一個(gè)小光源一樣亮,在靠近玻璃棒位置小凸點(diǎn)比較疏,而遠(yuǎn)離玻璃棒位置小 凸點(diǎn)比較密,這樣整個(gè)反光片的亮度都比較均勻了.手機(jī)和MP3的夜光結(jié)構(gòu)直接做到OLED組件里面了,設(shè)計(jì)時(shí)省事不少;另外,投影鐘把時(shí)間直接投影到墻上,其結(jié)構(gòu)是用高亮的紅色LED圓燈,照射反 白的LCD,得到時(shí)間的顯示,然后通過兩個(gè)凸透鏡放大射到墻上,至于清晰度則是調(diào)節(jié)兩個(gè)凸透鏡間的距離實(shí)現(xiàn)的;最后提一點(diǎn)

14、,要用到夜光結(jié)構(gòu)的LCD通常是半透明的或超透明的, 羈通關(guān)柱結(jié)構(gòu)和防水結(jié)構(gòu): 膈通關(guān)柱是連接面殼和底殼的螺絲柱，其結(jié)構(gòu)直接影響到整機(jī)的裝配效果和可靠性；通關(guān)柱可以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最后再做，但規(guī)劃應(yīng)該在建模的時(shí)候就考慮清楚，例如一款產(chǎn)品因?yàn)橐龇浪Y(jié)構(gòu)，防水圈是圍繞通關(guān)柱設(shè)置的，所以先把通關(guān)柱位置定下來；通關(guān)柱的設(shè)計(jì)先要考慮整機(jī)受力情況，一般要求吃牙深度至少在3圈以上，孔 內(nèi)要留容屑空間0.30mm以上；有通關(guān)柱的地方外壁較厚，易導(dǎo)致縮水影響外觀，通常在螺絲孔底部減薄壁厚至1.00mm；掛墻鐘通關(guān)柱通常用 2.60mm的螺絲，螺絲內(nèi)徑2.20mm，螺絲外徑5.00mm，螺絲間距拉得較寬；小電子產(chǎn)品通

15、關(guān)柱通常用2.00mm的螺絲，螺絲內(nèi)徑 1.60mm，螺絲外徑4.00mm，螺絲間距視需要而定，外觀上盡量看不到螺絲，必要時(shí)可以做到電池門內(nèi)或藏在易拆件的下面，也可以做扣取代某一側(cè)的螺絲。電波鐘在天線軸線方向上要盡量避免螺絲，手機(jī)天線附近也要盡量避免螺絲；例如一款防水鐘用1.70mm的螺絲，螺絲內(nèi)徑1.40mm，螺絲外徑 3.60mm，因?yàn)橐浪?，故采用不銹鋼螺絲；曾有一款MP3整機(jī)只用一顆1.40mm的螺絲，螺絲內(nèi)徑1.10mm，螺絲外徑2.60mm，另一側(cè)做扣，螺絲藏在鏡片下面；另外一款翻蓋手機(jī)的A殼B殼在轉(zhuǎn)軸位置下兩顆1.40mm的螺絲，配合銅螺母使用，銅螺母外徑2.50mm，加熱后壓入

16、 2.30mm的孔內(nèi)。另一端做兩個(gè)深1.00mm的死扣，A殼B殼兩側(cè)則用0.50mm的活扣，方便拆卸；空間允許的話，長螺絲周圍可以拉些火箭腳，除了改善受力，還能使注塑時(shí)走膠順暢；這款產(chǎn)品要求防水，整機(jī)防水可以用防水圈，按鍵防水怎么辦呢？還是用防水圈，做成活塞結(jié)構(gòu)，既可以防水，有可以移動。用 一根金屬針，開一圈凹槽單邊固定防水圈。金屬針一頭頂按鍵帽，另一頭頂PCB板上的窩仔片，按下按鍵窩仔片就被按下，功能實(shí)現(xiàn)。為保證防水效果，金屬針與針孔間隙0.05-0.10mm，配合防水油使用，針孔要求光滑；一款產(chǎn)品主防水圈橫截面為直徑1.20mm的正圓，預(yù)壓量要大于30%，壓縮 0.40mm，所以防水槽設(shè)計(jì)

17、寬度為1.20mm，深度為0.80mm，0.80mm大于防水圈橫截面直徑，配合防水油使用，放入防水槽后翻轉(zhuǎn)也不會掉出來；另外為保證防水效果，通關(guān)柱螺絲在防水圈外側(cè)，通關(guān)柱之間的距離不要超過20.00mm；有的防水產(chǎn)品電池門一側(cè)做扣，一側(cè)用一顆螺絲壓緊，壓縮量 0.40mm顯然不夠，至少0.60怎么辦？人家有高招，橫截面做成速效丸子形狀，上下兩個(gè)半圓，中間一端直升位，這樣就可以增加壓縮量了；順便提一下，如果防水要求不高的話，這款機(jī)的鏡片還可以直接用雙面膠粘接，粘接面光滑，粘接時(shí)吹干凈異物即可； 芆有的防水產(chǎn)品電池門一側(cè)做扣，一側(cè)用一顆螺絲壓緊，壓縮量0.40mm顯然不夠，至少0.60怎么辦？人家

18、有高招，橫截面做成速效丸子形狀，上下兩個(gè)半圓，中間一端直升位，這樣就可以增加壓縮量了；增加直升位的目的在于可以增加壓縮量,增加壓縮量更容易防水; 袂蝕羇(附圖,壓縮量0.60mm比壓縮量0.40mm更容易防水,稍微有點(diǎn)離殼變形沒關(guān)系的) 蒞按鍵結(jié)構(gòu): 芃常用按鍵有窩仔片，橡膠按鍵，機(jī)械按鍵，可根據(jù)空間大小，行程要求，手感要求來選擇； 膈窩仔片行程短，一般為0.20mm0.50mm，金屬材質(zhì)，可靠性好，占用空間小，帶腳的窩仔片可以配合PCB上的通孔定位安裝，這一款產(chǎn)品上用的就是帶腳的窩仔片。手機(jī)鍵盤也是用窩仔片，但不帶腳，粘接時(shí)需精確定位； 螆橡膠按鍵行程長，一般為1.00mm，也有0.50mm

19、的，橡膠材質(zhì)，可靠性不如窩仔片好，占用空間大，優(yōu)點(diǎn)是按鍵手感好。電話機(jī)里常用橡膠按鍵，而且橡膠按鍵連成一片，方便安裝； 蒅機(jī)械按鍵，其實(shí)里面還是金屬窩仔片性能和窩仔片差不多，但有輔助機(jī)構(gòu)，按鍵手感比窩仔片容易調(diào)整到最佳狀態(tài)，MP3，MP4通常采用機(jī)械按鍵，而且還可以作成五位鍵； 蚄順便提一下機(jī)械推制，可以加推制帽使用，檔位感不容易控制，裝配間隙不足都有可能影響檔位感。我比較傾向于用塑膠推制，檔位感容易控制，一般2.00mm一檔，最小可以做到 1.50mm一檔； 袀按鍵結(jié)構(gòu)有一點(diǎn)要特別注意，按下去不能被卡住，應(yīng)該可以順利回彈，這種不良情況多出現(xiàn)在行程較長的橡膠按鍵上，對策是加高按鍵深度，如行程為

20、1.00mm的橡膠按鍵，上面的 塑膠按鍵帽要高出面殼表面1.00mm以上，如果塑膠按鍵帽高出面殼表面不許超過1.00mm的，也可以在面殼表面以下起圍骨加深，效果一樣；MP3， MP4通常會讓按鍵高出面殼表面0.30mm；數(shù)碼產(chǎn)品操作時(shí)用戶會把注意力更多的放在按鍵表面，所以設(shè)計(jì)師會在按鍵表面效果上極盡奢華之能事。常用的按 鍵表面處理工藝有電鍍，在模具上做文章可以做成霧面面效果，邊緣處做成高亮效果，還可以做刀刻紋效果； 蝿薅PCB結(jié)構(gòu): 袁PCB是電子元件附著的載體，一般小電子產(chǎn)品的推制板厚度選用0.80mm,主控制板（以下簡稱COB）厚度選用1.00mm；一般大電子產(chǎn)品（如掛墻鐘）的推制板厚度選用1.00mm,COB厚度選用1.201.60mm；如果PCB面積有限不足以滿足布線要求，可以采用增加跳線，單面板改雙面板， 雙面板改多層板（如電腦的主板）；PCB上的電子元件按大小可分為普通元件和貼片元件，普通元件如線圈，火牛，大電容等；貼片元件如貼片電阻，貼片電容