一个完整产品的结构设计过程(请鼓励)

感谢KeySafety已经将本主题的相关内容整理成PDF文档供大家下载：
https://www.icax.org/thread-316489-1-1.html

原帖由 alexsung 于 2005-9-17 21:00 发表
我一直想给一些刚进入结构设计的会员用实例讲解完整的设计过程,
因业余时间不够充足,一直没去落实.
现在欢迎高手举例讲解一个完整产品的设计过程.每个实例设五分奖励.
可以是简单的产品,比如遥控器或小玩具等, ...

应alexsung版主的要求,我试讲一下我的工作方法,可能和大家的有所不同,请多指正!
涉及到技术资料的保密,我不上传PART档,只提供JPG插图,请见谅!
资料需要整理,我会分步上传,大家可以随时加进来讨论!

一个完整产品的设计过程
一.ID造型;
   1.ID草绘.............................第二楼
   2.ID外形图..........................第三楼
   3.MD外形图.........................第四楼
二.MD设计;
   1.建模;
     a.资料核对........................第五楼
     b.绘制一个基本形状............第六楼
     c.初步拆画零部件...............第七楼
   2.拆件；
    a.LENS结构........................第27楼
    b.LCD结构.........................第28楼
    c.夜光结构........................第29楼
    d.通关柱结构.....................第30楼
    e.防水结构........................第31楼
    f.按键结构........................第32楼
    g.PCB结构.........................第33楼
    h.电池结构........................第34楼
    i.辅助结构.........................第35楼
    j.尺寸检查........................第36楼
    k.手板跟进........................第37楼
    m.模具跟进.......................第38楼

其他讨论资料：
1.防水圈的结构.....................第164楼
2.瓦楞纸板的结构..................第172，178楼
3.把JPG图导入PRO/E...............第224楼
4.“止口”的结构......................第299楼
5.其他公司的开发流程............第103，242，321楼，或者参考：
   https://www.icax.org/thread-144459-1-1.html

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我们厂的流程跟楼主所说的大同小异：
1.首先是客户提供有手绘图或是图片，如果要跟其它的产品配合的话，客户还会给配合零件的图档或是实物（这是做OEM的），如果是自己厂里开发的话，先是会有新产品开发会议，电子，结构还有外观的人都会在场，确定产品要实现一些什么功能，然后用到什么型号的IC，用什么类型的电池什么的，然后就是ID弄出创意，做了效果图后大家再来开会确认外形；
2.ID将做好的外形图（有的时候是cdr格式的2D图或是图片，也有时候是用Rhino做好了外形面的）传至结构处，我们再结合平面图和效果图来做结构，我这边主要是做计算器及电波钟或是太阳能充电器什么的，所以，我们在做结构的时候，首先会以LCD做为整个产品的设计基准，然后，再要将按键和电池什么的定下来（因为按键不是每套新产品都会新做按键模具的，会共用其它产品的），定下按键之后再来结合外观看是采用斑马条(zebra)或是斑马纸，如果可能的话，尽量用斑马条（稳定性好一些），定下电池后，电池门的尺寸及位置也就可以定下来了，相应的在这一部就要看用什么类型的电池片；
3.将电子原件放好后，再根据ID的资料来做外形，不过，要注意的是，通常ID是不会靠虑到脱模斜度的，所以，我们在做大外形（即主体零件）的时候就要尽量把脱模斜度做好（如果外观允许的话，脱模斜度通常会在3至5度之间），而且ID通常对于间隙的预留也不会很严格的，在做这一步的时候，要特别留心。做好外形之后，就可以给ID确认一次；
4.拆件做各部分的结构，如果有必要的话，可能会在外形上面跟ID有少许的出入（通常会比ID的总体外形大2至3mm左右，因为ID对于脱模斜度及螺丝柱太靠边易造成缩水不会考虑得很周全），所以，在把结构做好之后，还需要将产品的外形图转给ID，让他们核对丝印位置及大小是否能符合要求，而且，在做结构的过程中，需要经常跟电子工程师沟通，并尽可能地把需要用到的电子元件（诸如电容什么的）以最大外形绘制于结构图中，并且须注意的一点是，电子零件的公差可能会比较大，且在焊锡及装配的过程中不可能做到如塑胶件般精确（特别是手工焊元件尤为如此），如有可能应尽量以最大外形再预留至少1mm以上的空间，如果电子部分要“飞线”的话，可考虑做线槽，将线材尽可能固定，以免装配的时候压坏或是拉断.....

就说这么一些，如有不妥，望大家不要见笑啊!!!

我来一个：
1、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。
                           下面还有！

9月22日
这款产品要求防水，整机防水可以用防水圈，按键防水怎么办呢？还是用防水圈，做成活塞结构，既可以防水，有可以移动。用一根金属针，开一圈凹槽单边固定防水圈。金属针一头顶按键帽，另一头顶PCB板上的窝仔片，按下按键窝仔片就被按下，功能实现。为保证防水效果，金属针与针孔间隙0.05-0.10mm，配合防水油使用，针孔要求光滑（图后补）；
这款产品主防水圈横截面为直径1.20mm的正圆，预压量要大于30%，我压缩0.40mm，所以防水槽设计宽度为1.20mm，深度为0.80mm，0.80mm大于防水圈横截面直径，配合防水油使用，放入防水槽后翻转也不会掉出来；另外为保证防水效果，通关柱螺丝在防水圈外侧，通关柱之间的距离不要超过20.00mm；
我见过有的防水产品电池门一侧做扣，一侧用一颗螺丝压紧，压缩量0.40mm显然不够，至少0.60怎么办？人家有高招，横截面做成速效丸子形状，上下两个半圆，中间一端直升位，这样就可以增加压缩量了；
顺便提一下，如果防水要求不高的话，这款机的镜片还可以直接用双面胶粘接，粘接面光滑，粘接时吹干净异物即可；

谢谢楼上的兄弟捧场，有完整的方案可以自己开一新帖，有5分鼓励哦！
我继续：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；（附图为简易的装配图）

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，一般需注明整体尺寸，至于表面工艺的要求则根据实际情况，尽量完整；（附图为转帖）

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；（附图为MD做的外形图）

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；（附图为将IGES线画图导入PROE）

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，我觉得这一步不要省略；（附图是一个完成的BASE）

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；

（附图为简单拆画的零部件）

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。。。

有经验的朋友在将各个零部件引入装配图时，会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。。。（附图为翻盖手机的零件树）