经典-钣金产品的细节设计和结构优化

mejxw · 发表于 2016-11-18 22:02:46

产品的细节设计和结构优化

[前言]
我一直想做一个这方面的贴子,做个引子!因为我发现普遍的企业不注重追求这一块,也想通过此向大家传输一个设计理念,多多关注这一块.做为一个工程师不仅要把东西搞出来,更重要的是我们要对产品负责,对消费者负责,对企业负责!往往一个好的ID就能决定一个企业的成败;同样,一个小小的细节往往决定一个产品的成败.产品设计中往往存在不同程度的抄袭现象,有的干脆拿去抄数,有一点,我们很少做这方面的工作,那就是怎样把别人的产品好的方面吸收进来,应用在我们的产品之上,成为我们的设计规范和准则;诸如世界上有个肯德基,中国也有一个麦肯基,世界上有个诺基亚我们也抄个诺基亚,为什么我们却成不了第二个诺基亚或是肯德基,关键一样,我们抄不来别人灵魂的东西,我们抄不来别人的文化,和不断创新,锐意进取的精神.韩国现代化工业的崛起,正是一个很好的例子,所以我们要通过不断的向别人学习,通过国人的努力和创新总结,而最终实现超越,此超非彼抄!
此贴我们不需要大道理,通过工作中的一些实例，或是身边产品的有哪些有优缺点,有哪些是需要改进的,有哪些需要摒弃的,有哪些是我们需要继承的.关注细节,关注创意,理应是我们做工程师的职责!而不应是因循守旧,墨守成规!思维是固定模式的那种!

我先来开个头,都是些很小的东西,也许在设计中没太注意!如有不对的地方欢迎大家讨论!
第一：关于产品一些圆角处理的地方。
下图是一个通讯产品扣线卡槽,以前的产品在设计时是没有加小圆角的,后来再才发现松下不是这样做的,他们是在转角的地方加了一个小圆角,防止线材破皮.这样小小的人性化设计别人都注意到了。file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.jpg

[图一]：需要加圆角的地方

[图二]：直接加圆角的效果
如果直接加上圆角的话会有倒扣出不了模,所以结构上要改进一下,做点变动,结果OK!如图所示。file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image004.jpg

[图三]：圆角处再起一级
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[图四]：背面效果
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[图五]：拨模分析OK
再看另外一个例:
如图所示:对于这样的矩形通孔,往往会忘记做一些圆角处理,如果要在四个拐角处加上小圆角,出来的效果也许就不一样,避免一些不必要的小缺陷。这样做的目的很简单,防止在出模时,由于应力集中,会有拉白拉裂等现象，一般留个0.3-0.5的小圆角就行了.也不影响外观和功能!。

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[图六：四个加圆角的地方
第二：关于产品保修贴，规格贴的一些问题。
象这些诸如贴纸凹槽,还有一些孔位,我们都要说明清楚是要留出来,还是需要镶出来,不同做法出来的效果也是不同的.如下图:
这个地方前模上需要留出,所以会有相应的小圆角,如果需要利角的话就需要镶出来.在图纸上尽量表达出来,这些小的细节,你不去提出来,往往模厂会遗漏掉!

另外:有些产品没有预留贴纸的位置,结果有的是纹面,贴纸很容易贴不牢,另外一方面在生产过程中贴的歪三扭四的什么情况都有,往往要在产品加一些贴纸的限位，所以这些小细节,在设计之初就应该考虑到。对于需要贴纸的地方尽可能的话是做刻字的可换镶件,第一提高产品质感,避免贴纸,同时也少一道工序节省成本。如果要刻字，当然要首选凹字，模具好做些，万一要修改，还可以有修改的机会，再改成凸字。

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[图七：镶件做出来的是清角，如果原生的话，会有自然形成一个小圆角

第三：关于合壳螺钉柱的一些细节
合壳螺钉柱要注意其强度问题，根据产品的要求，要经得起跌落实验这一关，另外也常遇到跌落时，连根拨起的现象和打螺钉爆裂的情况。因此在设计过程中要考虑到这些问题，留有一定的余量。
对于螺孔的内外径要给出合适的尺寸，外径不宜过大，大了有可能缩水，内径偏小容易爆裂，过大了要容易滑牙，根据对产品特性的了解给出恰当的经验值。
下面举个简单的小例子。
如下图:锁壳螺丝柱的配合端面,更改之前是这样的,这样也是可以做,但不是最理想的。

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优化之后,如下图所示:

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这里的火箭加强筋，最好上端面不要留有台阶。
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[上图]：产品上下壳的配合状况。

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[上图]：此处的模具图状况

第四：产品结构和外观的冲突。
往往某些结构的实现，无法避免的在外观上会留有缺陷，遇到这种状况，当然首先要保证外观，但结构性能和模具设计也要可靠，一般要动些脑筋，总会有解决问题的办法。
下面举个例子：
如下图所示:这是固定MJ的结构,此种结构有它的好处,装配方便,直接通过二边卡扣扣死，但在模具实现上会造成外观缺陷,外观上有很多插穿孔.

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[图]：有倒钩

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[图]：外观上的插穿小孔
如图所示:后来就把这种形式改掉了,改成打带帽螺钉固定,一般也就满足跌落要求了,另外也可以考虑在上壳上加柱子压住就更加保险一点!

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这种做法，就避免外观破孔的情形，当然要根据产品的定位，看侧重点在什么地方，我个人觉得外在质感也是很重要的。
第四：关于一些扣位跌落断或发白的问题。
我们以前也遇到这样的问题，再设计尺寸合理的情况下，也会发生这种问题，后来发现一个小小的细节，这种情况得到比较好的控制。
如下图所示:象这种扣位形式,在拐角处都要加上适当的圆角过渡,避免因为出模,跌落,应力集中,造成拉白,拉裂,跌断拉断的情形,这些在设计中都要考虑到.另外要跟踪这些小细节一定要做上,有时图纸上有,而实际回样的,却漏做了。所以有时设计考虑了，但开模时却漏做的情况也是时有发生的，所以产品设计出来了，后期跟踪也显得十分的重要。

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第五：关于在外观细节上的一些优化。
如图:这个螺丝孔裸露在外面是不是很难看?孔内会积脏另外螺丝也会生锈,很难看的.有的还用海绵挡一下,还要考虑有色差的问题,有的干脆没有,给产品的质感打了一个折扣。

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更改之后:在模具上配套加一个螺孔塞子,情况就好多了,也不浪费多大成本.
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有时看见显示器的合壳螺丝孔都是很大的，特别当螺孔落在斜面上时，拉的更大，后来就见到有的显示器就在螺孔的地方加一个螺孔盖片扣上，外观上好看多了，这是早期的CRT显示器，现在都是主流液晶的了，螺孔都留在隐避外，没有那么大的视觉冲击。
下图一例：
如图:这是一个卡纸槽,原先这种卡的形式会造成掏胶不均,注塑之后会有阴阳纹的出现.

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换另一种结构形式,这种情况就可以避免了,而且也不觉得难看.

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关于产品掏胶问题，我个人认为还是应当避免，因为在后期注塑的时候，往往会因为胶厚不均带来外观缺陷。因为一些外在的因素不可控，比如说：调机的注塑参数，机台的性能等等。当然适当的掏胶也不可避免，特别现在流行超薄的手机，空间问题都很紧张，往往找几个丝的空间都比较的困难。
同类产品都很多，一些优秀的产品一些结构形式和好的方面还是值得我们去学习和关注的，做为一个工程师不仅要认真工作，获取信息也是很重要的。
如图:下列是电话机听筒处的挂墙钮结构,很多电话机是这样做的,可以取下二头互换的.

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[图]：传统的挂墙结构，在一些普遍的电话机上存在。

下图:是松下数字电话的挂墙钮结构形式,采用翻转机构,翻下去不挂听筒,翻上来起挂听筒的作用.也显得高档

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学习别人的长处，使之成为自已的，这不是抄，更是一种超。要敢于打破传统，接受新的观念，也要不断积累达到创新的目标。
第六：产品的设计评审是重要的一个把关过程。
一个人的力量是有限的，在产品评审中我们也应注意细节上的把关，使之更加合理，包括模具评审。好的结构不仅满足产品需求，也应满足模具合理性。
下面举一些简单的例子。

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为了追求产品利益的最大化，特别对于ODM型企业，最佳的产品周期是非常重要的，如果在最短的时间内推出一款产品，占领市场先机，往往就能赢得更好的利润，所以在研发阶段，我们要想办法缩短我们的周期，当然这其中的因素很多，一个团队的配合和协作，供应商的配合等等，在技术上一个合理的科学化的流程，软件的应用技巧等等。当然对于同类产品，有时内部模块都是相同的，不同的只是外观，所以对于一些固定的结构就可以进行模块化设计，所谓模块化设计，就是将一些特殊结构做成模块，直接插入运用，就象粘东西一样，在设计效率上将会大大提升。
以上只是简单的说一说，抛砖引玉和大家一起分享一下，其实与人分享你的经验，对自已也是一种小结。有的人认为把自已好的东西不愿意和别人分享，怕别人超过他了，其实这是一种很狭隘的观念，外国人称作为叫中国墙。我觉得这也是自我封闭，是不可取的，欢迎大家讨论，共同探讨，其实设计是无止境的追求，只要我们用心努力去做，我们自已也会得到超越和升华，小到自已的利益，大到国人的设计能力的提升，都是有利的。

1与面盖，外壳配合断差最好分别为0.5mm和0.3mm 以免产生盖帽外壳罩外观可见高度推荐使用7.0mm

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设计时面盖与外壳罩之间配合间隙预留0.3mm,面盖与内盖之间预留0.2mm间隙

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对于结构，偶绝对是外行了，看到烟大诚直的总结，偶觉得，作为一个搞模具的，也要配合一下你们做设计的。

首先一个产品出来之后，外观要求一定要提出来，哪些地方要电镀、蚀纹、高光、喷油、贴膜等要做详细的说明，如果有丝印的还要提供cdr文档。

file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image051.gif2.如果是一个简单的上下壳，例如手柄，小盒子之类的，做止口时要注意止口配合间隙，不要动不动留个单边0.1甚至更多，现在的模具加工手段和注塑手段都有较大提高，所以不必要留太多的间隙来给后续修模。现在很多产品都取消了美观线，对模具加工提出了更高要求，所以在产品设计时请注意内部结构的稳定。file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image051.gif

3.单个零件的拔模分析请花点宝贵的时间来做一下，一定会有意想不到的收获，在asm里多做几个sec看看，零件有干涉吗，pcb板位置、高度够了吗？file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image051.gif

4.如果有按键，弹簧片设计的手感好吗，我个人感觉尽量弯转一点比较好。因为骨位比较细小，模具上不好改，顶针不好下，出模不太好，所以按键的定位、复位、装配一定要反复考虑好。file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image051.giffile:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image051.gif
......

不能尽言，让大家见笑，多包涵，多包涵～～～

好的产品需要的是仔细，沟通与全身心的投入，相信自己设计出来的东西都是自己最爱的！！！file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image052.gif

結構設計時候還應該考慮表面處理工藝。
以下按鍵表面需要做電鍍處理，但是按鍵整體電鍍後彈性臂將硬度增加，大大削落它的彈性功能。
有些時候可能會改成其他的表面處理方式(噴漆濺鍍等)。有些時候還可以將按鍵拆件。將電鍍部分單獨出來
這樣既不影響外觀又不影響功能。如下圖

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结构设计其实需要考虑的细节方面的太多了,如下面一个按键的例子:
下面按键图1 模具制作没有是没有问题的,但是由于弹性臂位置的原因,分模面在
最下面(红色部分),这样成型生产脱模时产品就有可能被母模拉住很难脱模,因为
产品绝大部分都在母模上面.
如果将弹性臂位置往上移改到图2的位置, 那么模具制作的分模面就会移到上面
(如红色线部分),这样成型脱模时就会改善它的脱模问题.
所以设计时候细节考虑非常重要!
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上面我说了生产工艺,模具成型要考虑设计的细节问题,下面我再说一个模具制作
要考虑的结构设计细节问题:
下面一个产品需要在一个斜面上开孔,如果象图a设计成垂直于斜面的圆孔,那么
模具制作时在此处将要增加斜滑块或斜销.这样模具成本将会增加.
有时候可以将孔设计成与脱模方向一致的圆孔,这样就不需要跑斜销,但是孔与斜
面将成一个角度,这样孔将会有很大的锐角.对成型及组装不利.
还可以将孔设计为垂直于斜面的方孔,这样模具可以靠公母模靠破实现,又不会出
现锐角.
以上只是在不影响外观的情况下.
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结构设计需要考虑,细节方面的很多很多, 如安全标准方面:
GB 4706.01和EN60335 等一些标准中都提到跟结构及ID相关的要求，如对机械稳定
性机械强度结构内部布线等都有一定的要求，如一些电子产品，家用电器都要求
能够在１０度（有些是１５度）的斜面上不能倾倒，要保持产品的稳定．
但是我看很多市面上的液晶显示器可能都没有考虑这方面的要求．
以上安规方面我只举了一个例子，其实有很多很多．
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