结构设计概述
结构设计是机械设计的基本内容之一，也是设计过程
中花费时间最多的一个工作环节。在产品形成过程
中，起着十分重要的作用。
如果把设计过程视为一个数据处理过程，那末，以一个零件为例，工作能力设计只为人们提供了极为有限的数据，尽管这少量数据对于设计很重要，而零件的最终几何形状，包括每一个结构的细节和所有尺寸的确定等大量工作均需在结构设计阶段完成。其次，因为零件的构形与其用途以及其它“相邻”零件有关，为了能使各零件之间彼此“适应”，一般一个零件不能抛开其余相关零件而孤立地进行构形。因此，设计者总是需要同时构形较多的相关零件（或部件）。此外，在结构设计中，人们还需更多地考虑如何使产品尽可能做到外形美观、使用性能优良、成本低、加工制造容易、维修简单、方便运输以及对环境无不良影响等等。因此可以说，结构设计具有“全方位”和“多目标”的工作特点。
一个零件、部件或产品，为要实现某种技术功能，往往可以采用不同的构形方案，而目前这项工作又大都是凭着设计者的“直觉”进行的，所以结构设计具有灵活多变和工作结果多样性等特点。
对于一个产品来说，往往从不同的角度提出许多要求或限制条件，而这些要求或限制条件常常是彼此对立的。例如：高性能与低成本的要求，结构紧凑与避免干涉或足够调整空间的要求，在接触式密封中既要密封可靠又要运动阻力小的要求，以及零件既要加工简单又要装配方便的要求等等。结构设计必须面对这些要求与限制条件，并需根据各种要求与限制条件的重要程度去寻求某种“折衷”，求得对立中的统一。结构设计是机械设计的基本内容之一，也是设计过程中花费时间最多的一个工作环节。在产品形成过程中，起着十分重要的作用。
如果把设计过程视为一个数据处理过程，那末，以一个零件为例，工作能力设计只为人们提供了极为有限的数据，尽管这少量数据对于设计很重要，而零件的最终几何形状，包括每一个结构的细节和所有尺寸的确定等大量工作均需在结构设计阶段完成。其次，因为零件的构形与其用途以及其它“相邻”零件有关，为了能使各零件之间彼此“适应”，一般一个零件不能抛开其余相关零件而孤立地进行构形。因此，设计者总是需要同时构形较多的相关零件（或部件）。此外，在结构设计中，人们还需更多地考虑如何使产品尽可能做到外形美观、使用性能优良、成本低、加工制造容易、维修简单、方便运输以及对环境无不良影响等等。因此可以说，结构设计具有“全方位”和“多目标”的工作特点。
一个零件、部件或产品，为要实现某种技术功能，往往可以采用不同的构形方案，而目前这项工作又大都是凭着设计者的“直觉”进行的，所以结构设计具有灵活多变和工作结果多样性等特点。
对于一个产品来说，往往从不同的角度提出许多要求或限制条件，而这些要求或限制条件常常是彼此对立的。例如：高性能与低成本的要求，结构紧凑
与避免干涉或足够调整空间的要求，在接触式密封中既要密封可靠又要运动阻力小的要求，以及零件既要加工简单又要装配方便的要求等等。结构设计必须面对这些要求与限制条件，并需根据各种要求与限制条件的重要程度去寻求某种“折衷”，求得对立中的统一。
机构学
机构学是研究机械中机构的结构和运动等问题的学
科，是机械原理的主要分支。
传统的机构学把机构的运动看作只与其几何约束方式有关，而与受力、质量和时间等无关的学科。这样，在十九世纪中叶，机构学就从一般力学中独立出来，并日益发展。
机构学研究的是各种常用机构的结构和运动，如连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、差动机构、间歇运动机构、直线运动机构、螺旋机构和方向机构等，以及这些机构的共性问题，在理论上和方法上进行机构分析和机构综合。
机构分析包括结构分析和运动分析两部分。前者研究机构的组成并判定其运动可能性和确定性；后者考察机构在运动中位移、速度和加速度的变化规律，从而确定其运动特性。
掌握机构分析的方法对于如何合理使用机器、验证机械设计是否完善等是必不可少的，所以机构分析也是机构综合的基础。但是综合有时不存在唯一解，因而机构分析和综合往往是不可逆的。
设计新机器时，先要考虑两个问题：首先，为了完成某一工艺或生产要采取什么运动，这属于专业问题；其次是采用什么机构来实
产品结构设计准则--入件 ( Moulded-in Inserts )
基本设计守则
塑胶内的入件通常作为紧固件或支撑部份。此外，当产品在设计上考虑便於返修、易於更换或重复使用等要求时，入件是常用的一种装配方式。但无论是作为功能或装饰用途，入件的使用应尽量减少，因使用入件需要额外的工序配合，增加生产成本。入件通常是金属材料，其中以铜为主。
入件的设计必须使其稳固地嵌入塑胶内，避免旋转或拉出。入件的设计亦不应附有尖角或封利的边缘，因为尖角或封利的边缘使塑胶件出现应力集中的情况。
入件的成型方式分为同步成型嵌入和成型後嵌入两种 :
(1) 同步成型嵌入
同步成型嵌入是在部件成型前将入件放入模具之中，在合模成型时塑料会将入件包围起来同时成型。若要使塑料把入件包合得好，必先预热後才放入模具。这样可减低塑料的内应力和收缩现象。
(2) 成型後嵌入
成型後嵌入是将入件用不同方式打入成型部件之中。所采用的方法有热式和冷式，唯原理都是利用塑胶的热可塑特性。热式是将入件预先在嵌前加热至该塑胶部件融化的温度，然後迅速的将入件压入部件上特别预留的孔中冷却後成型。冷式一般是使用超声波焊接方法把入件压入。用超声波的方法所得到
的结果比较一致和美观，而预热压入在工艺上要控制得好才有好的效果。否则出现入件歪斜、位置不正、塑料包含不均匀等现象形成坏品。正常情形下入件是在塑胶成品平面对齐或有些微的在平面之上以减少塑胶内的应力。
不同直径的入件塑胶所须之最小壁厚mm(inch)表
不同材料的设计要点
POM
POM成型时，因塑料和镶入件收缩比率不而有应力产生。渐渐在镶入件的地方发生了龟裂现象而成品破裂，以下方法可改善成品破裂现象。用温度达9 0℃左右的镶入件放于模腔内成型。模具内温度打90℃左右。镶入件要洁净及避免有尖角或利边。
PBT
镶入件通常是用以装配方便或维修容易为目的的，但亦有的是特殊用途如金属扣等。为了使镶入件在塑胶成品内减低应力和因不同物料的热膨胀系数所影响，镶入件尽量不要有尖角，防止拔出和转动的凹槽要使用简单的设计，压花的花纹面积不要太大，压花的边要和镶件边位远离，花纹的地方要放于稳藏处。镶入件表面不能有任何不相容的化学药品如润滑油等。在放入模具生产是使用80至110℃的模温来减低成型后的内应力。
PBT 入件压花的设计
产品结构设计准则--洞孔 (Hole)
在塑胶件上开孔使其和其它部件相接合或增加产品功
能上的组合是常用的手法，洞孔的大小及位置应尽量
不会对产品的强度构成影响或增加生产的复杂性，以下是在设计洞孔时须要考虑的几个因素。
相连洞孔的距离或洞孔与相邻产品直边之间的距离不可少於洞孔的直径，如孔离边位或内壁边之要点图。与此同时，洞孔的壁厚理应尽量大，否则穿孔位置容易产生断裂的情况。要是洞孔内附有螺纹，设计上的要求即变得复杂，因为螺纹的位置容易形成应力集中的地方。从经验所得，要使螺孔边缘的应力集中系数减低至一安全的水平，螺孔边缘与产品边缘的距离必须大於螺孔直径的三倍。
孔离边位或内壁边之要点
穿孔
从装配的角度来看，穿孔的应用远较盲孔为多，而且较盲孔容易生产。从模具设计的角度来看，穿孔的设计在结构上亦较为优胜，因为用来穿孔成型的边钉的两端均可受到支撑。穿孔的做法可以是靠单一边钉两端同时固定在模具上、或两枝边钉相接而各有一端固定在模具上。一般来说，第一种方法被认为是较好的；应用第二种方法时，两条边钉的直径应稍有不同以避免因为两条边钉轴心稍有偏差而引致产品出现倒扣的情况，而且相接的两个端面必须磨平。
盲孔
盲孔是靠模具上的哥针形成，而哥针的设计只能单边支撑在模具上，因此很容易被溶融的塑料使其弯曲变形，形成盲孔出现椭圆的形状，所以哥针的长度不能过长。一般来说，盲孔的深度只限於直径的两倍。要是盲孔的直径只有或於1.5mm，盲孔的深度更不应大於直径的尺寸。
盲孔的设计要点
钻孔
大部份情况下，额外的钻孔工序应尽量被免，应尽量考虑设计孔穴可单从模具一次成型，减低生产成本。但当需要成型的孔穴是长而窄时”即孔穴的长度比深度为大〔，因更换折断或弯曲的哥针构成的额外成本可能较辅助的後钻孔工序为高，此时，应考虑加上後钻孔工序。钻孔工序应配合使用钻孔夹具加快生产及提高品质，亦可减少因断钻咀或经常番磨钻咀的额外成本及时间；另一做法是在塑胶成品上加上细而浅的定位孔以代替使用钻孔夹具。
侧孔
侧孔往往增加模具设计上的困难，特别是当侧孔的方向与开模的方向成一直角时，因为侧孔容易形成塑胶产品上的倒扣部份。一般的方法是使用角针”Angl e Pin〔及活动侧模”Split Mould〔，或使用油压抽哥。留意哥针在胶料填充时会否受压变形或折断，此情况常见於长而直径小的哥针上。因模具的结构较为复杂，模具的制造成本比教高，此外，生产时间亦因模具必须抽走哥针才可脱模而相应增加。
其他设计考虑
有关孔穴在产品设计上的考虑，尚有下列各点：
1. 多级”多个不同直径但相连的孔〔的孔可容许的深度比单一直径的孔长；此外，将模具件部份孔位偷空，亦可将孔的深度缩短，下图说明这两种方法的应用。
多级孔或将穿孔偷空的应用方法
2. 侧孔若使用角针、活动侧模或油压抽哥必会使模具的结构复杂及增加成本，此问题可从增加侧孔壁位的角度，或以两级的孔取代原来的侧孔得以消除侧孔引致的倒扣，消除侧孔倒扣的方法图说明这两种方法的应用。
消除侧孔倒扣的方法
3. 洞孔的边缘应预留最少0.4mm的直身位，设计一个完整的倒角或圆角於孔边在经济上或实践上都是不设实际的，可叁考洞孔边缘的设计图。
产品结构设计准则--公差 ( Tolerance )
基本设计守则
大部份的塑胶产品可以达到高精密配合的尺寸公差，而一些收缩率高及一些软性材料则比较难於控制。因此在产品设计过程时是要考虑到产品的使用环境，塑胶材料，产品形状等来设定公差的严紧度。除着顾客的要求愈来愈高，以往的可以配合起来的观念慢慢的要修正过来。配合、精密和美观是要同时的能在产品上发挥出来。
公差的精密度高，产品质素相对提高，但随之而来的是增加了成本和因达到要求而花更多的时间。故此公差的设定可以跟随不同塑料来作一标准，以下是几种由塑料供应商提供的塑料公差设计要点。而设计的容许公差范围是可在美国S PI规格内找得到。
不同材料的设计要点
LCP
液晶共聚物成品容许公差随着设计的复杂程度和壁厚而定。薄壁的部份经常可以在液晶共聚物的产品上可找得到。而且液晶共聚物容许公差可是极小容许公差的50%。
LCP液晶高分子设计容许公差的指南
宝特龙 (PET) 的设计公差准则
精密公差的标准叁考表
产品结构设计准则--壁厚篇
基本设计守则
壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间〔，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。
最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。
对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage F actor〔低於0.01mm/mm 时，产品可容许厚度的改变达；但当收缩率高於0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。
此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。
平面准则
在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。
转角准则
壁厚均一的要诀在转角的地方也同样需要，以免冷却时间不一致。冷却时间长的地方就会有收缩现象，因而发生部件变形和挠曲。此外，尖锐的圆角位通常会导致部件有缺陷及应力集中，尖角的位置亦常在电镀过程後引起不希望的物料聚积。集中应力的地方会在受负载或撞击的时候破裂。较大的圆角提供了这种缺点的解决方法，不但减低应力集中的因素，且令流动的塑料流得更畅顺和成品脱模时更容易。下图可供叁考之用。
转角位的设计准则亦适用於悬梁式扣位。因这种扣紧方式是需要将悬梁臂弯曲嵌入，转角位置的设计图说明如果转角弧位R太小时会引致其应力集中系数(S tress Concentration Factor)过大，因此，产品弯曲时容易折断，弧位R太大的话则容易出现收缩纹和空洞。因此，圆弧位和壁厚是有一定的比例。一般介乎0.2至0.6之间，理想数值是在0.5左右。
壁厚限制
不同的塑胶物料有不同的流动性。胶位过厚的地方会有收缩现象，胶位过薄的地方塑料不易流过。以下是一些建议的胶料厚度可供叁考。
热塑性塑料的胶厚设计叁考表
热固性塑料的胶厚设计叁考
其实大部份厚胶的设计可从使用加强筋及改变横切面形状取缔之。除了可减省物料以致减省生产成本外，取缔後的设计更可保留和原来设计相若的刚性、强度及功用。下图的金属齿轮如改成使用塑胶物料，更改後的设计理应如图一般。此塑胶齿轮设计相对原来金属的设计不但减省材料，消取因厚薄不均引致的内应力增加及齿冠部份收缩引致整体齿轮变形的情况发生。
不同材料的设计要点
ABS
a) 壁厚
壁厚是产品设计最先被考虑，一般用於注塑成型的会在1.5 mm (0.06 in)至4.5 mm (0.18 in)。壁厚比这范围小的用於塑料流程短和细小部件。典型的壁厚约在2.5mm (0.1 in)左右。一般来说，部件愈大壁厚愈厚，这可增强部件强度和塑料充填。壁厚在3.8mm (0.15 in) 至6.4mm (0.25 in)范围是可使用结构性发泡。
b) 圆角
建议的最小圆角半径是胶料厚度的25%，最适当的半径胶料厚比例在60%。轻微的增加半径就能明显的减低应力。
PC
a) 壁厚
壁厚大部份是由负载要求内应力几何形状外型塑料流量可注塑性和经济性来决定。PC的建议最大壁厚为9.5mm (0.375 in)。若要效果好，则壁厚应不过3.1mm (0.125 in)。在一些需要将壁厚增加使强度加强时，肋骨和一些补强结构可提供相同结果。PC大部份应用的最小壁厚在0.75 mm(0.03 in)左右，再薄一些的地方是要取决於部件的几何和大小。短的塑料流程是可以达到0.3 mm (0.012 in) 壁厚。
壁厚由厚的过渡到薄的地方是要尽量使其畅顺。所有情况塑料是从最厚的地方进入模腔内，以避免缩水和内应力。
均一的壁厚是要很重要的。不论在平面转角位也是要达到这种要求，可减少成型後的变型问题。
LCP
a) 壁厚
由於液晶共聚物在高剪切情况下有高流动性，所以壁厚会比其它的塑料薄。最薄可达0.4mm，一般厚度在1.5mm左右。
PS
a) 壁厚
一般的设计胶料的厚度应不超过4mm ，太厚的话会导致延长了生产周期。因需要更长的冷却时间，且塑料收缩时有中空的现象，并减低部件的物理性质。均一的壁厚在设计上是最理想的，但有需要将厚度转变时，就要将过渡区内的应力集中除去。如收缩率在0.01以下则壁厚的转变可有的变化。若收缩率在0.01以上则应只有的改变。
b) 圆角
在设计上直角是要避免。直角的地方有如一个节点，会引致应力集中使抗撞击强度降低。圆角的半径应为壁厚的25%至75%，一般建议在50%左右。
PA
a) 壁厚
尼龙的塑胶零件设计应采用结构所需要的最小厚度。这种厚度可使材料得到最经济的使用。壁厚尽量能一致以消除成型後变型。若壁厚由厚过渡至薄胶料则需要采用渐次变薄的方式。
b) 圆角
建议圆角R值最少0.5mm (0.02 in)，此一圆角一般佳可接受，在有可能的范围，尽量使用较大的R值。因应力集中因素数值因为R/T之比例由0.1增至0.6而减少了50% ，即由3减至1.5 。而最佳的圆角是为R/T在0.6之间。
PSU
a) 壁厚
常用於大型和长流距的壁厚最小要在2.3mm (0.09in)。细小的部件可以最小要有0.8 mm (0.03in) 而流距应不可超过76.2 mm (3 in)
PBT
a) 壁厚
壁厚是产品成本的一个因素。薄的壁厚要视乎每种塑料特性而定。设计之前宜先了解所使用塑料的流动长度限制来决定壁厚。负载要求时常是决定壁厚的，而其它的如内应力，部件几何形状，不均一化和外形等。典型的壁厚介乎在0.76mm至3.2mm (0.03至0.125in)。壁厚要求均一，若有厚薄胶料的地方，以比例3:1的锥巴渐次由厚的地方过渡至薄的地方。
b) 圆角
转角出现尖角所导致部件的破坏最常见的现象，增加圆角是加强塑胶部件结构的方法之一。若将应力减少5% (由3减至1.5) 则圆角与壁厚的比例由0. 1增加至0.6。而0.6是建议的最理想表现。
产品结构设计准则--加强筋篇
基本设计守则
加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积，但没有如『工』字铁般出现倒扣难於成型的形状问题，对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外，加强筋更可充当内部流道，有助模腔充填，对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面，其伸展方向应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向，选择加强筋的位置亦受制於一些生产上的考虑，如模腔充填、缩水及脱模等。加强筋的长度可与产品的长度一致，两端相接产品的外壁，或只占据产品部份的长度，用以局部增加产品某部份的刚性。要是加强筋没有接上产品外壁的话，末端部份亦不应突然终止，应该渐次地将高度减低，直至完结，从而减少出现困气、填充不满及烧焦痕等问题，这些问题经常发生在排气不足或封闭的位置上。
加强筋一般的设计
加强筋最简单的形状是一条长方形的柱体附在产品的表面上，不过为了满足一些生产上或结构上的考虑，加强筋的形状及尺寸须要改变成如以下的图一般。
《陶瓷产品装饰设计与制作》课程标准 课程编码：0700136 课程类别：必修 适用专业：陶瓷艺术设计专业授课单位：艺术设计系 学时： 96 开设学期：第三学期 审定负责人及审定日期：系（部）主任及审定日期： 一、课程定位和设计 1.课程性质与作用 课程的性质：陶瓷产品装饰设计与制作课程是是陶瓷艺术设计专业的专业核心课程。 课程的作用：本课程努力培养引导学生敏锐的观察生活的能力和以生活为创作设计第一源泉的思想，也是培养学生陶瓷绘画能力与设计能力的必修课程之一，在专业人才培养过程中处于基础的地位起并着决定性作用，本课程的后续课程有现代陶艺设计与制作、顶岗实习与毕业设计等。 2．基本理念 本课程以学生为主体、以岗位职业能力的培养为目标，课程的主导设计思想是创新，教学内容新颖，将陶瓷产品装饰设计与制作的理论技法与现代设计理念与技术有机地溶于一体。本课程充分体现高职人才培养的特点，注重将理论知识、实践技能、行业知识、岗位知识、相关学科现状与发展趋势以及职业道德和心理素质等内容相互融通。 具体理念： （1）、面向职业岗位，关注素质结构 （2）、基于工作过程，建立职业环境 （3）、突出学生主体，尊重个体差异 （4）、注重过程评价，促进学生发展 （5）、开发课程资源，拓展学习渠道 3．设计思路 陶瓷产品装饰设计与制作课程是一门培养学生陶瓷装饰设计制作能力的专业课程。它是将的陶瓷釉下彩产品制作、陶瓷釉上彩产品制作、陶瓷花纸设计等课程综合在一起，构建学习领域课程，课程设计遵循“设计导向”的现代职业教育指导思想，授课过程实施“项目导向”的教学模式。根据高职人才要求和企业行业岗位的需要，突出高职特色，融传统陶瓷装饰、现代装饰设计的理论知识与典型工作任务融于一体，将陶瓷装饰与陶瓷花纸设计联系起来，锻炼实践应用能力。 （1）在教学方法上，改变以往传统的灌输式，建议采用课堂理论讲授与企业顶岗实
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
注塑产品结构设计规范 1.目的 旨在规范注塑产品结构设计，使公司注塑产品设计有明确的、统一的要求，从而保证产品质量。 2.适用范围 适用于本公司所有注塑产品结构设计。 3.规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款，其最新版本适用于本规范。 产品3D建模设计规范 产品标记作业指导书 4.定义无 5.内容 5.1厚度设计 5.1.1 壁厚 Wall Thickness 5.1.1.1 最小壁厚 就传统注射成形而言，实用的最小壁厚在0.55到1.00mm之间。如果要采用更薄的壁厚，却又缺乏实际的经验，可以借助CAE作科学的决定。 5.1.1.2 壁厚变化 产品设计中壁厚不均带来的麻烦比任何其它问题设计带来者都要严重。这些麻烦包括了雾斑、喷流痕、气痕、焦痕、缩痕和缩孔、短射、熔接痕、迟滞痕、应力痕、翘曲变形以及周期时间长等。这些麻烦都可用CAE以直接或间接的方式预测。 设计高收缩率的结晶性注塑成型品时，设计者应将壁厚变化限制在10%以內。就低收缩率的非结晶性塑料而言，容许壁厚变化可到25%。厚度需在公称厚度的50%或67%或75%之间作一抉择。 下面是某一产品的壁厚变化引起的其它注塑参数变化的比较： 当壁厚改变时，阶梯式的断然变化应当避免，从厚到薄应以斜坡式的缓冲带过渡，该过渡区的长度以厚壁厚度的3倍为宜。看下图
5.1.1.3 掏空厚壁 Coring Out Thick Section 掏空厚壁以消除缩痕 差[Poor] 改善[Improved]
5.2 转角设计 5.2.1转角半径Corner Radius 尖锐的转角应力集中。塑料中，如尼龙和聚碳酸酯者，是对V字型刻痕敏感的，较之不敏感的塑料，如ABS和聚乙烯者，成型时会在内圆角上产生高的应力。 当一90°转角的内圆角半径小于公称厚度的25%时，角落就会有高的应力集中。内圆角的半径增加到公称厚度的75%时，二壁相交处就能进而强化。可接受的平均内圆角半径是公称厚度的50%。 内圆角半径图表Fillet Radius 5.2.2 转角设计实例 上图及中图中根部尖角，易开裂根部园角，开裂问题解决
环境艺术工程系 《产品设计》课程标准 一、课程概述 （一）课程的性质与定位 《产品设计》课程是产品造型设计专业的专业核心课程之一。通过产品开发设计课题的实际训练，使学生进一步掌握产品设计的方法及程序，培养学生系统思考问题的能力，增强对产品的认识能力和分析能力，提高学生综合运用材料、工艺、造型、色彩等知识进行产品设计的实践能力，使学生能够具备完成简单产品的开发与设计的基本技能。 （二）与相关课程的关系 本课程安排在第二学年第一学期、第二学期共同完成，是产品造型设计专业的专业核心课程之一。 1.先修课程 先修课程为设计基础、计算机辅助设计、机械制图、人体工程学、视觉传达基础等。 2.后续课程 家具设计、产品陈列、产品包装设计、公共设施设计、概念交通设计。 （三）课程改革的理念 “产品设计”课程改革从单纯知识学习向发展、寻找和加工知识的能力转变，从以学科为基础的课程向以能力为基础的课程转变。围绕产品设计相关的“用户研究”和“产业研究”两个特征内核，开展教学研究与改革，形成面向课程教学的教材与教学资源体系。 （四）课程设计的思路 本课程的总体设计思路是以产品设计各岗位应具备的职业能力为课程开设依据。以设计调研、设计创意、设计实施、方案细化、方案呈现的产品开发设计工作流程作为课程内容选择标准，以实际的产品设计与开发任务为载体，按学生的认知特点，由浅入深编排课程内容，促进学生掌握必备的产品设计与开发知识及技能。 二、课程目标 通过本课程的学习，学生能够基本掌握产品设计与开发的理论，并将其应用 在具体的产品设计与表现工作当中，熟悉产品设计与开发加工工艺等工作内容， 从而提高学生产品开发与设计的水平。 （一）知识目标 了解产品设计的含义、特征、分类
一种完整产品构造设计过程 一.ID造型; 1.ID草绘 2.ID外形图 3.MD外形图 二.MD设计; 1.建模; a.资料核对 b.绘制一种基本形状 c.初步拆画零部件 2.拆件； a.LENS构造 b.LCD构造 c.夜光构造 d.通关柱构造 e.防水构造 f.按键构造 g.PCB构造 h.电池构造 i.辅助构造 j.尺寸检查 k.手板跟进
m.模具跟进 其她讨论资料： 1.防水圈构造 2.瓦楞纸板构造 3.把JPG图导入PRO/E 4.“止口”构造 5.其她公司开发流程 1：一种完整产品设计过程,是从ID造型开始，收到客户原始资料（可以是草图，也可以是文字阐明），ID即开始外形设计； ID绘制满足客户规定外形图方案，交客户确认，逐渐修改直至客户认同； 也有公司是ID绘制几种草案，由客户选定一种，ID再在此草案基本上绘制外形图。
2：外形图类型，可以是2D工程图，含必要投影视图,也可以是JPG 彩图； 不论是哪一种，普通需注明整体尺寸，至于表面工艺规定则依照实际状况，尽量完整 3：外形图拟定后来，接下来工作就是构造设计工程师（如下简称MD）了； 顺便提一下，如果客户创意比较完整，有公司就不用ID直接用MD 做外形图； 如果产品对内部构造有明确规定，有公司在ID绘制外形图同步MD 就要参加进来协助外形调节；（附图为MD做外形图）
4：MD开始启动，先是资料核对，ID给MD资料可以是JPG 彩图，MD将彩图导入PROE后描线； ID给MD资料还可以是IGES线画图，MD将IGES线画图导入PROE 后描线，这种办法精度较高； 此外，如果是手机设计，还需要客户提供完整电子方案，甚至实物；（附图为将IGES线画图导入PROE
《Inventor》课程标准 课程名称：Inventor 适用专业：机械类、计算机软件等专业 1、前言 1.1课程的性质与任务 《Inventor》是一门技术基础课，本课程是为了使新时期学生更快的适应社会需求，引导和培养学生把数字三维技术新理念和方法应用于所学专业之中，对创建三维数字模型到转换工程图、虚拟装配、生成动画等方法，以及由此变革而带来的产品设计新的表达形式和相关国内国际标准的认识，从而提高设计创新能力而设置。 1.2设计思路 本课程以专业培养目标和专业教学计划为依据，遵循适用、实用、会用、通用的原则，这里培养学生适用《Inventor》的知识和技能。 本课程建议总学时为60学时。 2、课程目标 通过本课程的教学，学生应达到以下基本要求： （1）理解《Inventor》的基本概念和基本理论，掌握其使用的基本命令、基本方法，具有一定空间想象能力、抽象思维能力，达到综合运用所学的知识、方法提高设计应用与开发能力。 （2）课程注重集产品造型、创意设计、工程图绘制、实用性、艺术性、前沿性于一体，注重学与练结合，注重前瞻技术文献、资料查阅、整理、提炼，在对实际运用实例的研究分析中开阔视野，从而使学生能够在本专业应用实践中实现创新。
3.课程内容和要求
4实施建议 4.1教材编写 （1）教材要依据本课程标准编写教材 （2）教材需要充分考虑中职学生的基础，说明文字表述要简明扼要，图文并茂；要生动形象。 （3）所设置的教学项目活动要具有可操作性。 （4）教材要着重突出本课程的实用性，同时要具有前瞻性，应将相关领域的新知识、新设
备、新标准融入教材。 4.2教学建议 （1）本课程是机械类、软件类等专业一门重要的计算机辅助设计专业课，因此在教学中中应理论生产实际，突出应用，讲清原理，使学生能够灵活的运用所学的知识。 （2）教学中结合专业、工种的特点，组织现场参观，充分利用实物、教具、电化教学等手段、避免抽象的作理论指导。 4.3教学评价 （1）本课程是实操性很强的课程，需突出学习过程的评价，加强实践性教学环节的考核；并加重此项考核的分数比重。 （2）要突出强调课程学习结束后学生形成的具体能力的综合评价，着重考核学生上机操作能力和在实践中分析问题、解决问题的能力。 （4）、评分采取考试成绩和平时成绩相结合的形式；二者各占成绩的50% 。考试采用笔试形式进行考试，以上机考试为主。 4.4课程资源的开发与利用 （1）、充分利用行业资源，为学生提供阶段性实训，让学生在真实的环境中磨练自己，提升其职业综合素质。 （2）、开发适合教师与学生使用的多媒体教学素材和多媒体教学课件；利用现代信息技术开发挂图、幻灯片、摄像、录像带、视听光盘等多媒体课件，通过搭建起多维、动态、活跃、自主的课程训练平台，使学生的主动性、积极性和创造性得以充分调动。 （3）、可将课堂教学与实验教学相结合，充分利用现代教育手段、网络平台，校内实训与校外工程实践相结合等多元化的教学手段。使教学内容从单一化向多元化转变，通过职业指导教师的指导或辅导，使学生知识和能力的拓展成为可能。 参考文献 1、赵卫东主编．《Inventor2011基础教程与项目指导》同济大学出版社 2、《Inventor 2012基础培训教程》—电子工业出版社 2、工业产品设计Inventor进阶教程—同济大学出版社
《产品设计实务》课程标准 一、课程性质与任务 本课程是效果图设计方向专门化课程，通过对产品基础调研分析、形态、人机工学、色彩、材料的设计训练，引导学生加深对工业设计基础的认识，提高学生的设计表现能力。培养学生的综合能力和创新设计的能力，从而在知识、生活、感觉、创造和开发等作为设计师必备的条件方面得以全面提高，为走向社会、开发设计新产品打下基础。 二、参考课时 80课时 三、课程学分 4学分 四、课程目标、内容、考核标准 要素描述 典型职业活动名称产品设计项目策划、产品设计草案、产品设计制作（计划-草图）、产品设计细化，出图、产品设计完善 典型职业活动 1、产品设计项目策划：客户提出工作要求制定目标、调研用户需求、用户需求分析，客户提供办公相关文本及图片资料、提出技术要求产品设计。 2、产品设计草案：阅读客户提出的要求、收集相关信息、细化设计方案、双方就设计内容进行协商修改、补充方案达成共识、双方确定设计具体细节及价格。 3、产品设计制作（计划-草图）：安排具体负责人成立工作小组分配工作、市场调查、搜集设计资料。 4、产品设计细化，出图：整体策划、设计制作，客户审核确认、修改或调整设计方案、完成整体设计、提交客户最终审核。 5、产品设计完善：根据合同内容进行验收验收合格客户签发“设计合格确认书”客户支付余款将成功案例录入公司网站宣传。 课程目标综合把握产品的功能、形态、技术经济等基本要素，掌握产品设计基本知识和基本技能，培养创造性思维能力，培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力；培养学生的综合能力和创新设计的能力，进行有针对性的创新产品开发或提案设计。从而在知识、生活、感觉、创造和开发等作为设计师必备的条件方面得以全面提高，为走向社会、开发设计新产品打下基础。 课程内容第一单元产品设计基础（参考课时：10课时） 1、选择日用品或家电产品零件，在原产品的基础上拿出平面表达及设计报告
结构篇 塑料的外观要求：产品表面应平整、饱满、光滑，过渡自然，不得有碰、划伤以及缩孔等缺陷。产品厚度应均匀一致，无翘曲变形、飞边、毛刺、缺料、水丝、流痕、熔接痕及其它影响性能的注塑缺陷。毛边、浇口应全部清除、修整。产品色泽应均匀一致，表面无明显色差。颜色为本色的制件应与原材料颜色基本一致，且均匀； ?需配颜色的制件应符合色板要求。 ?上、下壳外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面 ?壳）。可接受面刮<0.15mm,可接受底刮<0.1mm。所以在无法保证零段差时，尽量 ?使产品：面壳>底壳。 ?一般来说，上壳因有较多的按键孔，成型缩水较大，所以缩水率选择较大， ?一般选0.5%，底壳成型缩水较小，所以缩水率选择较小，一般选0.4%。 结构设计的一般原则：力求使制品结构简单，易于成型；壁厚均匀；保证强度和刚度；根据所要求的功能决定其形状尺寸外观及材料，当制品外观要求较高时，应先通过外观造型在设计内部结构。 尽量将制品设计成回转体或对称形状，这种形状结构工艺性好，能承受较大的力，模具设计时易保证温度平衡，制品不以产生翘曲等变形。应考虑塑料的流动性，收缩性及其他特性，在满足使用要求的前提下制件的所有转角尽可能设计成圆角或用圆弧过渡。 塑料件设计要点 开模方向和分型线 每个塑料产品在开始设计时首先要确定其开模方向和分型线，以保证尽可能减少抽芯机构和消除分型线对外观的影响； 开模方向确定后，产品的加强筋、卡扣、凸起等结构尽可能设计成与开模方向一致，以避免抽芯减少拼缝线，延长模具寿命。 脱模斜度 脱模斜度的要点 脱模角的大小是没有一定的准则，多数是凭经验和依照产品的深度来决定。此外，成型的方式，壁厚和塑料的选择也在考虑之列。一般来讲，对模塑产品的任何一个侧壁，都需有一定量的脱模斜度，以便产品从模具中取出。脱模斜度的大小可在0.2°至数度间变化，视周围条件而定，一般以0.5°至1°间比较理想。具体选择脱模斜度时应注意以下几点: a. 取斜度的方向，一般内孔以小端为准，符合图样，斜度由扩大方向取得，外形以大端为
*************** 电子CAD及PCB板制作课程标准 课程代号：107102 学时数：64 理论教学时数：0 实践教学时数：64 适用对象：应用电子技术专业学生开课单位： 编写人：编写时间： 一、课程概述 （一）课程性质 本课程是应用电子技术专业的职业基础课，该课程以“电路分析基础”“数字电子技术”、“模拟电子技术”课程的学习为基础，通过本课程的学习，让学生掌握电路原理图绘制、原理图库编辑与管理、布局、布线、印制电路板（PCB）封装库编辑与管理的基本方法，使学生熟悉PCB板制作的工艺流程，能按照相关要求和标准绘制电路原理图，能根据要求绘制相应的印刷板图，能根据印刷板图制作电气功能完整的PCB板。从而为培养学生电子产品设计与制作技能打下基础。本课程是进一步学习“微控制器的选择与应用”、“小型智能电子产品开发”等课程的基本保障。 （二）课程基本理念 本课程教学的指导思想是：采用任务驱动法的教学方式，以任务为主线，教师为主导，学生为主体，将学生的学习活动与任务相结合，围绕任务展开学习，以任务的完成情况作为检验的重要依据，使学生主动探究、实践、思考后，运用相关知识解决问题的综合能力。本课程要求使Protel DXP 2004为设计工具，完成PCB板的设计、布局、布线规划；然后在PCB制板实训室里，采用相应仪器，通过曝光、显影、蚀刻、打扎、焊接、检验测试等工艺完成PCB板的制作与检测。 （三）课程设计思路 本课程是依据“PCB设计与制作工程师”工作领域设置的。其总体设计思路是采用任务驱动教学模式，突出工业应用领域的电子技术特色，使学生掌握电路原理图设计绘制的基本方法，掌握电路原理图库编辑与管理的基本方法，掌握PCB布局的基本方法与规则，掌握PCB布线的基本方法与规则，掌握PCB封装库编辑与管理的基本方法，使得学生能按照相关要求和标准绘制电路原理图；能根据要求绘制相应的印刷板图；能根据印刷板图制作PCB 板，且电气功能完整。 在工作任务实施过程中，注重促进学生的自主创新意识，在工作任务确定的知识领域中引导学生进行自主性的电子产品单元电路设计、规划。在引导学生自主创意设计的过程中，把握学生设计思路的难易程度、理论范围，充分体现学生的创新思想，丰富学生制作的多样性，提升学生设计制作的兴趣和积极性。同时，通过创新思考、设计、电路规划及实训报告思考中，体现学生的学习效果。评价采用分阶段分评价的模式，重点评价学生的综合职业能力。
产品创新设计课程作品 “多功能储物架”设计方案书 蜗居多功能储物架设计说明书 摘要： 蜗居多功能储物架主要包括储物架主体、平行四边形结构储被架、丝杆自锁分层台、简易电脑桌、垃圾桶移出装置、翻转鞋架、双摇杆雨伞架及接水装置、旋转衣帽架。其主要特点是最大程度地节约利用空间，将生活必需品统一整理收纳实现多功能储物。采用机械结构简单易实现，连贯性好，设计结构紧凑。 关键词： 节约空间，整理收纳，丝杆自锁，平行四边形。 作品简介 蜗居多功能储物架将生活零散必需品更具规划性地整理收纳并在整场储存中贯彻最大空间利用率的思想。按具体储存需求可逐个取出特定功能的储存装置使用，而在不需要某项储存功能时又可将该部分隐藏在储物架主体里。 如遇雨天需悬挂湿雨伞时，只需推出第二层并掰下隐藏于其底下的双摇杆伞架和拉出接水装置即可；被褥冬用夏储，当冬季不再需要储被架，只需掰下两边支杆，利用平行四边形机构即可将储被架收缩至紧贴储物架主体而不占用空间。 主要应用在小户型居民住房和集体宿舍。 1.研制背景及意义。 我国一直致力于解决买不起房买不到房的新升级社会矛盾，由此推出了一系列社会保障性住房，如经济适用房。此类住房有一共性，即住房面积较小，大都被
控制在35平米到80平米之间。“蜗居”便成了当下社会的一个流行词。并且，随着人们对未来生活品质要求的提高，如何高效利用小面积住房的空间也成了当下一个热议话题。 高效利用室内空间应该包括两个方面：一、尽量减少储物框架本身占空率；二、储存统一化规整化。而目前市场上虽然储物架众多，但大都为固定框架，不能根据实际需求减少储物架本身所占用空间，对小面积居民房和集体宿舍造成放置压力，如：使用一个一般储物架来储藏冬被，那在冬季被褥使用时，储物架处于空置状态白白占用室内空间。并且，现有储物架都只具备单一储物功能，如：鞋架、书架、衣帽架等，零散放置在室内，显得杂乱无章，既浪费空间又不符合人们对高整洁度品质生活的追求。 而我们设计和制作的蜗居多功能储物架主要为解决以上两个问题，对现有储物架的一种改良与创新。针对性解决现今广为推行的小户型居住房以及集体宿舍的空间利用率和整洁度问题。 目前市场常见的储物架常见衣帽架 常见鞋架 2.蜗居多功能储物架总体方案设计 2-1蜗居多功能储物架总体结构装配及总体功能简图： 1、蜗居多功能储物架总体装配如图2-1所示： 收缩状态伸展状态 图 2-1蜗居多功能储物架装配图 2-2蜗居多功能储物架总体功能简介
模具的checklist表： 产品名称模具编号材料收缩率 序号内容自检确认 1与客户交流清楚外观面位置及外观要求如镜面，皮纹，亚光等。 2清楚产品的安装方向，产品的出模方向及它们之间的关系。 3产品在出模方向无不合理结构。 4壁厚合理，壁厚均匀，没有过薄，过厚及壁厚突变。 5圆角齐全，所有外观面倒圆角（特殊要求除外），所有非外观面倒圆角，非外观面圆角足够大。且圆角处壁厚均匀，无漏掉的圆角。 6脱模斜度齐全，正确，无放反的情况，脱模斜度足够大，已用DRAFTCHECK命令进行检查。7透明件，皮纹处理的外观面，插穿面脱模斜度足够大，满足标准。 8透明件已考虑外观效果，可见结构，并与客户进行交流。 9需贴膜的件已经考虑到膜在实际安装方向的定位， 10电镀件装配考虑到镀层厚度和装配间隙， 11一面用插接，一面用卡爪的结构已考虑到装配过程中是否有与外观干涉，是否有造成外观面破坏的情况，卡爪是否易断 12加强筋高度，宽度，脱模斜度结构及工艺均合理。 13外观件检查产品结构如壁厚，加强筋（尤其是横在制品侧壁的筋考虑与侧壁的防缩）、螺钉柱等不会引起缩水，已采取防缩措施。 14产品变形，收缩等注塑缺陷轻微，且已与客户协商，得到客户的书面认可。 15需出斜顶，滑块，抽芯的结构活动距离及空间足够，结构能否简化。 16产品无引起模具壁薄，尖角等不合理结构。 17带嵌件的产品考虑嵌件在模具中的牢固固定,内桶底的嵌件要求将嵌件和包嵌件的胶位合并到一起作为模具嵌件。 18与客户交流清楚分型面的位置，外观面滑块，抽芯允许的夹线位置。 19备份产品已检查所有修模报告及更改记录并进行了更改，重要装配尺寸进行了样件的实际测绘验证。 笔记本的CHECKLIST DesignCheckListBySub-Assy. 1.U-Case 1-1上下盖嵌合部份 1-1-1上下盖PL是否Match 1-1-2Lip是否完成，是否符合外观要求(修饰沟) 1-1-3侧壁之TAPER/与下盖是否配合/考虑到开模 1-1-4上下盖之配合卡勾共几处，是否位置match 1-1-5卡勾嵌合深度多少 1-1-6卡勾两侧有无夹持Rib，拆拔时是否易断裂 1-1-7卡勾是否造成侧壁缩水(如果太厚) 1-1-8公模内面形状(如各处高度). 1-1-10PL切口处是否有刀口产生(全周Check) 1-2BOSS 1-2-1上下盖BOSS孔位是否相合 1-2-2BOSS尺寸是否标准化，内缘有没有倒角
《产品结构设计》实验教学大纲 英文名称: Computer aided industrial design 课程编码：03007-3 学时：课程总学时48学时，实验总学时6学时。 学分：总学分1.5学分。 是否独立设课：非独立设课 先修课程：设计制图、机械基础 适用专业：工业设计 开课单位：机电工程学院 撰写人：马辉 审核人：姚实 修订时间：2016年3月 一、本实验课程的性质、特点和发展现状 本实验课程是产品结构设计教学的一个重要组成部分，是不可缺少的重要环节，也是理论联系实际的重要手段。通过实验教学，能够验证和巩固所学的理论知识，训练实验技能，培养实际工作能力。 二、本实验课程的目的、任务和主要内容 通过本课程的学习，要求学生掌握前壳结构布局设计、底壳结构布局设计、后续机构布局设计的应用；熟悉产品结构结构设计的分析和设计方法，能初步具备理论联系实际，应用产品结构知识初步解决实际问题的能力，为以后的工作打下良好的基础，同时能积极主动地参加前沿讲座，了解本课程的发展动态。通过实验培养学生理论联系实际、实际动手操作的能力和严谨的科学态度。 主要内容：产品结构布局设计、前壳组件结构设计、底壳组件结构设计、后续结构设计及检查。 三、教学方法和手段 学生在实验前认真阅读实验指导书，教师要重点讲述有关理论和实验方法，使学生掌握设备的原理及使用方法，要求学生独立完成实验，并根据实验数据写出实验报告。 四、考核方式与成绩评定 实验成绩按本人在实验中的表现、动手操作能力和实验报告的完成情况，按优秀、良好、中等、及格和不及格5级平分标准，由实验教师评定给出。 五、实验学时分配 六、实验内容安排
塑胶产品结构设计注意事项 目录 第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1、材料选择 1.2、壳体厚度 1.3、零件厚度设计实例 2、脱模斜度 2.1、脱模斜度要点 3、加强筋 3.1、加强筋与壁厚的关系 3.2、加强筋设计实例 4、柱和孔的问题 4.1、柱子的问题 4.2、孔的问题 4.3、“减胶”的问题 5、螺丝柱的设计 6、止口的设计 6.1、止口的作用 6.2、壳体止口的设计需要注意的事项 6.3、面壳与底壳断差的要求 7、卡扣的设计 7.1、卡扣设计的关键点 7.2、常见卡扣设计 7.3、
第一章塑胶结构设计规范 1、材料及厚度 1.1、材料的选取 a. ABS：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受冲 击，不承受可靠性测试中结构耐久性的部件），如内部支撑架（键板支 架、LCD支架）等。还有就是普遍用在电镀的部件上（如按钮、侧键、 导航键、电镀装饰件等）。目前常用奇美PA-757、PA-777D等。 b. PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。适用于作高刚性、高冲击 韧性的制件，如框架、壳体等。常用材料代号：拜尔T85、T65。 c. PC：高强度，价格贵，流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳、 按键、传动机架、镜片等。常用材料代号如：帝人L1250Y、PC2405、 PC2605。 d. POM具有高的刚度和硬度、极佳的耐疲劳性和耐磨性、较小的蠕变性和吸 水性、较好的尺寸稳定性和化学稳定性、良好的绝缘性等。常用于滑轮、 传动齿轮、蜗轮、蜗杆、传动机构件等，常用材料代号如：M90-44。 e. PA坚韧、吸水、但当水份完全挥发后会变得脆弱。常用于齿轮、滑轮等。 受冲击力较大的关键齿轮，需添加填充物。材料代号如：CM3003G-30。 f. PMMA有极好的透光性，在光的加速老化240小时后仍可透过92%的太阳 光，室外十年仍有89%，紫外线达78.5% 。机械强度较高，有一定的耐
产品结构设计准则--壁厚篇 基本设计守则 壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期”冷却时间〔，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴”气孔〔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。 最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。 对一般热塑性塑料来说，当收缩率”Shrinkage Factor〔低於0.01mm/mm时，产品可容许厚度的改变达；但当收缩率高於0.01mm/mm时，产品壁厚的改变则不应超过。对一般热固性塑料来说，太薄的产品厚度往往引致操作时产品过热，形成废件。此外，纤维填充的热固性塑料於过薄的位置往往形成不够填充物的情况发生。不过，一些容易流动的热固性塑料如环氧树脂”Epoxies〔等，如厚薄均匀，最低的厚度可达0.25mm。 此外，采用固化成型的生产方法时，流道、浇口和部件的设计应使塑料由厚胶料的地方流向薄胶料的地方。这样使模腔内有适当的压力以减少在厚胶料的地方出现缩水及避免模腔不能完全充填的现象。若塑料的流动方向是从薄胶料的地方流向厚胶料的地方，则应采用结构性发泡的生产方法来减低模腔压力。 平面准则 在大部份热融过程操作，包括挤压和固化成型，均一的壁厚是非常的重要的。厚胶的地方比旁边薄胶的地方冷却得比较慢，并且在相接的地方表面在浇口凝固後出现收缩痕。更甚者引致产生缩水印、热内应力、挠曲部份歪曲、颜色不同或不同透明度。若厚胶的地方渐变成薄胶的是无可避免的话，应尽量设计成渐次的改变，并且在不超过壁厚3:1的比例下。下图可供叁考。
《设计程序与方法》课程标准 课程编码[ ] 适用专业[ ] 课程承担单位[ ] 学时[ ] 制定人[ ] 制定日期[ ] 审核人[ ] 审核日期[ ] 批准人[ ] 批准日期[ ] 一、课程性质与作用 本课程是工业设计专业的一门专业基础课，是理论与实践相结合的课程。本课程采用任务体系教学，通过学习工业产品设计的任务与原则，将产品形态设计、产品造型的美学法则、产品色彩设计的基本理论、与工业产品造型设计有关的人机工程学知识、产品造型设计的表现技法和主要程序，以及产品造型的质量评价等知识融会贯通，掌握工业产品设计的基础理论和方法，探求人一机一环境相互协调的设计思想，学会一般工业产品的设计程序和方法，能与他人合作完成工业产品设计任务，配合其他人员完成一般家电产品、家具产品、电子设备等工业产品的开发和设计工作。 本课程的主要就业岗位为工业设计师、产品设计师，以“电热水壶设计”、“移动硬盘造型设计”项目为载体，将工业设计方法、程序、市场调研、专利等知识融到项目中进行讲解。本课程是工业设计课程体系中职业技能的重要内容，是工业设计专业的核心课程之一，是学生必须掌握的职业技能要素，是达到工业设计职业标准的前提和基础。 本课程需要前期学习《工业设计概论》、《设计表现技法》课程，完成前导任务是“本专业相关的美术基础训练”，为本课程学习提供理论知识与必备技能。本课程为后续课程《产品造型设计》、《产品结构与创新设计》提供必须的专业基础知识。 二、课程目标 本课程的核心能力是产品的设计流程与设计方法，这就要求学生先掌握必要的设计手段和设计理论知识，继而获得岗位所需的实际产品设计知识和技能，为后续课程的学习，为将来走上社会从事产品设计、工业设计等工作打下坚实的基础。 （一）知识目标 1．了解工业设计的各种方法； 2．学会使用有效的方法和流程进行工业产品的策划和设计； 3．能与团队协作完成完整的工业产品设计任务。 （二）能力目标 1．学会工业产品形态设计的思维方法和创造方法；
基本设计守则 塑料成型过程中所埋入的或成型后压入的螺栓、接线柱等金属或其它材质零件，统称为塑件中的嵌件。嵌件可增加制品的功能或对制品进行装饰。 塑胶内的嵌件通常作为紧固件或支撑部份。此外，当产品在设计上考虑便於返修、易於更换或重复使用等要求时，嵌件是常用的一种装配方式。但无论是作为功能或装饰用途，嵌件的使用应尽量减少，因使用嵌件需要额外的工序配合，增加生产成本。嵌件通常是金属材料，其中以铜为主。 嵌件的设计必须使其稳固地嵌入塑胶内，避免旋转或拉出。嵌件的设计亦不应附有尖角或封利的边缘，因为尖角或封利的边缘使塑胶件出现应力集中的情况。 嵌件的模塑使操作变繁，周期加长，生产率降低（带有自动装夹嵌件的机械手或自动线不在此列）。 嵌件的结构形式 1、常见的金属嵌件（图2-67） 2、嵌件的形状及结构要求 (1) 金属嵌件采用切削或冲压加工而成，因此嵌件形状必须有良好的加工工艺性。图2-68为常用嵌件的标准形式。 (2) 具有足够的机械强度（材质、尺寸）。 (3) 嵌件与塑料基体间有足够的结合强度，使用中不拔出、不旋转。嵌件表面需有环形沟槽或交叉花纹（参见图2-68）；嵌件不能有尖角，避免应力集中引起的破坏；尽可能采用圆形或对称形状的嵌件，保证收缩均匀。 (4) 为便于在模具中安放与定位，嵌件的外伸部分（即安放在模具中的部分）应设计成圆柱形，因为模具加工圆孔最容易（图2-69）。 (5) 模塑时应能防止溢料，嵌件应有密封凸台等结构（图2-70）。 (6) 便于模塑后嵌件的二次加工，如攻螺纹、端面切削、翻边等。图2-71a即为模塑后再翻边的嵌件结构。 (7) 特殊嵌件的结构参见图2-71。 3、嵌件材料
电子产品结构设计的标准及原则 一、壁厚设计原则 塑胶材料基本设计守则壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以4mm 为上限从经济角度来看过厚的产品不但增加物料成本 延长生产周期增加生产成本。从产品设计角度来看过厚的产品增加产生气孔的可能性大大削弱产品的刚性及强度。 模具的温度都比塑材的熔融温度低，当塑材刚从唧嘴中进入模具时，由于模具的温度更低，在模具表面会形成一层结晶层，约有0.2MM，造成能通过胶料的空间非常小，需要非常大的注塑压力,很有可能造成无法填满，现在有一些薄壁注塑技术就是应此而生的。最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题 二、筋位设计原则 加强筋的作用加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外，加强筋更可充当内部流道助模腔充填，对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。设计原则加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面其伸展方向，应跟随产品最大应力和最大偏移量的方向选择加强筋的位置，亦受制於一些生产上的考虑如模腔充填、缩水及脱模等 三、柱位设计原则 1.支柱突出胶料壁厚是用以装配产品、隔开物件及支撑承托其他零件之用。 2.空心的支柱可以用来嵌入件、收紧螺丝等。 四、止口设计原则 反叉骨设计的一般尺寸 A、止口与反止口息息相关 配合使用。反止口的作用与止口相反，反止口是防止B壳朝外变形，同时防止A壳朝内缩。 B、反止口是做在母止口的那个壳上。 C、设计反止口时要注意离公扣单边8.0MM 至少6.0MM，因为扣位要变形 五、卡扣设计原则原理
螇一个完整产品的结构设计过程 薄1.ID 造型; 膃a.ID 草绘............. 薀b.ID 外形图 ............. 薆c.MD 外形图........... 蚄2.建模; 薄a. 资料核对 ............. 肈b. 绘制一个基本形状............ 蕿c. 初步拆画零部件............ 螃 蚁 螀1.ID 造型; 莈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； 袃顺便提一下，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； 肂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； 蒂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；
袃2。建摸阶段， 蒃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； 羀所以 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；袆具体做法是先导入 ID 提供的文件，要尊重 ID 的设计意图，不能随意更改；羃描线，PROE 是参数化的设计工具，描线的目的在于方便测量和修改；袄绘制曲面，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； 蚂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；罿面/底壳，电池门只需做初步外形，里面掏完薄壳即可； 肃我做 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 ；肀另外面 /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 聿已经非常保险了，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 蚇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；膃建摸阶段第三步，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 蒁重合的对齐方式；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。 袁例如做翻盖手机时，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
塑料产品设计规范 一、塑料及塑料模的基本概念 1.1 塑料的分类及性能 塑料的品种很多，可以按其组成、性质和用途等对它们进行分类。 1.1.1 依据其热性能分类 按照热性能塑料可以分为热塑性塑料和热固性塑料两类。 塑料受热熔融，冷却后凝固，再次加热又可软化熔融，重新制成产品，这一过程可以反复进行多次，而材料的化学结构基本上不起变化，称之为热塑性塑料。常用的热塑性塑料有：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。 在一定温度下能变成粘稠状态，但是经过一定时间加热塑制成形后，不会因再度加热而软化熔融。这是因为在成形过程中聚合物分子之间发生了化学反应，形成了交联网状结构，使之成为不熔的固态，所以只能塑制一次，称为热固性塑料。常用的热固性塑料有：酚醛树脂、环氧树脂、有机硅塑料等。 1.1.2 依据其用途分类 按用途不同塑料可以分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。 一般把价格低、产量大、用途广而受力不大的，常用于制造日用品的塑料称为通用塑料。例如：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、酚醛、聚苯乙烯等等。把机械强度高、刚性大的，常用于取代钢铁或有色金属材料制造机械零件或工程结构受力件的塑料称为工程塑料。例如：聚砜、聚酰胺、聚碳酸酯、聚醚酮等等。另外，将一些具有特殊功能的塑料，称为特种塑料。例如：导电的聚乙炔、耐高温的聚芳砜等。随着聚合物合成技术的发展，塑料可以通过采取各种措施来改进性能和增加强度，从而制成新颖的塑料品种。 1.2 塑料成形方法及塑料的种类 1.2.1 塑料的成形方法 1.注射成形：注射成形技术是据压铸原理发展起来的,是目前塑料加工中最普遍采用的方法之一。注射成形是间歇操作，成形周期短，生产效率高，产品种类繁多，生产灵活。其制品已占塑料制品总产量的30%以上。注射成形的工艺原理是将颗粒状塑料原料置于塑料注射成形机内并加热熔化，通过压力作用注射到模具内定型，经过一段时间冷却后取出制品。 2.吹塑成形：吹塑成形是目前塑料成形生产的主要方法，它包括挤出吹塑，如吹塑薄膜；中空吹塑，如吹塑中空的塑料容器等。 3.热成形：塑料的热成形是将热塑性塑料的片状材料加热至软化，使其处于热弹性状态，然后通过压力在模具中成为制品。塑料的热成形工艺主要有：差压成形、覆盖成形、柱塞助压成形等。 另外，塑料成形方法还有挤塑成形、压缩成形和压注成形等。 1.2.2 塑料的种类 常用的塑料有以下一些种类： 1.聚乙烯（PE）是目前国内外产量最大的塑料，优点是质轻、价廉和电绝缘性能好。 2.聚丙烯（PP）除了具有聚乙烯同样的质轻、价廉和电绝缘性能好的优点之外，其机械性能和耐热性比聚乙烯要好得多。缺点是耐寒和耐氧化性较差。 3.聚氯乙烯(PVC) 机械性能良好，耐化学腐蚀和耐候性较好，缺点是耐热性不好。适用于多种成形工艺，产量大而价廉，是重要的塑料品种。 4.聚苯乙烯(PS) 主要优点是质轻、透明、易染色，成形工艺性好，应用广泛。缺点是韧性较差、不耐寒、不耐热。 5.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗称有机玻璃具有良好的综合性能，尤其是光学性能非常好。缺点是硬度小、耐磨性及耐热性差、吸湿性大、易脆裂。 6.聚碳酸酯(PC) 透光率与有机玻璃相近，而机械性能要好得多，尤其是韧性较突出，抗蠕变性能也较好。缺点是制品易开裂。 7.聚酰胺(PA) 就是尼龙或锦纶，大多为乳白色热塑性塑料。其机械性能优越，在弹性模量、强度等方面较突出。抗震性较好，震动时发出的噪声低。 8.氯化聚醚(CPT)又称盼通塑料。常用于注射和挤出成形，是优良的耐腐蚀性材料。 9.聚苯醚(PPO)抗拉强度高、韧性好。主要通过注射和挤出成形，应用于机械、化工、医药、电器、电子及国防工业等尖端技术上面。 10.聚甲醛(POM)机械性能较好，在机电、汽车、仪表、精密仪器等方面常用来代替有色金属和合金。