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产品结构设计要求

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产品结构设计要求

产品结构设计要求范文第1篇

关键词:设计;结构设计;产品设计;工业设计

工业设计包含内容广泛,从外观造型设计概念图产生,到结构模具设计,手板成型及后期产品工艺处理等,都是工业设计涉及的范畴。在一个产品研发周期内,究竟是产品结构设计重要还是外观设计重要,一直是结构设计师和工业设计师辩论的重点。

工业设计:产品设计者必须要以满足消费者的心理审美需求为前提,否则会影响消费者的购买欲望;从产品研发流程中可以看到,结构设计在产品外观造型设计之后,设计者只需满足产品外观审美即可。结构设计:要求高于外观设计,产品结构设计的合理性和规范性会直接决定此产品是否可以投入生产和使用;结构设计中以毫米为单位(并且都是保留小数点后两位)可见其精确性,一个小数点错误可能会导致生产的产品厚度增加(或减薄),从而导致产品不能契合(或者硬度不够无法使用);结构设计在不受外观造型影响的情况下,需要多维度展现产品细节和功能特征,通过结构的优化设计从产品的材料和工艺上实现低成本、高质量。

笔者认为,不应该将工业设计和结构设计摆在排斥对立面,工业设计与结构设计之间不能错误理解为割裂关系,无论多么优秀的产品,必然是团队合作的结晶。如果工业设计师具有一定的产品结构设计知识,不仅有利于工业设计师和产品结构设计师之间的沟通,而且能优化工业设计师的技能,使产品设计更具可行性和实现性。

1 工业设计专业为何要学习产品结构设计

讨论到工业O计,一些机械设计(工业设计)专业的学生会特意说明自己非艺术类工业设计,以表明其在产品设计上的逻辑结构能力优于艺术类学生,而艺术类工业设计专业的学生则强调自己的艺术性,以突出在产品设计造型上的审美优势。实际上,产品结构设计和工业设计都不应该只做分内事,产品结构设计师需要外观细节处理能力,不能照本宣科的做结构,而工业设计师也必须要了解基础的结构形式和工艺,尤其是某些结构和特殊工艺对造型的限制,否则设计出来的作品只能纸上谈兵,无法成为真正的商品。

1.1 市场对未来工业设计师的要求

结构设计注重产品的材料、功能及可实现性,而工业设计注重外观效果,在设计工作中想要完全区分外观与结构,中小型公司是很难实现的。这些年针对工业设计上外观和结构之间表面对立关系,衍生出了CMF(色彩、材料、工艺)设计师职位,其主要职责为判断产品外观效果的准确性,是工业设计师和结构设计师之间的沟通桥梁,CMF设计师既能最大化实现ID设计师的外观审美要求,又能保证结构实现的可行性。目前在手机、家电、汽车行业等一些大型企业,基本都有自己的CMF设计团队,人员3~5个不等,10个以上CMF设计师的团队不多,但是能够构建CMF设计师团队的毕竟是一些大型企业,中国大部分中小型企业是少有意识和能力去组建。如何很好地在前期外观设计时考虑结构的可行性?很多小公司的工业设计师兼顾设计和结构,因此,市场就对工业设计师提出不仅有设计能力还要具备与产品结构沟通的能力。

1.2 工业设计师自身的素质需求

很多工业设计的学生毕业进入企业工作后,发现设计概念不错的作品被拒,排除产品外形设计上的设计经验不足外,另一原因是产品结构设计知识的缺失,导致设计作品在结构评估时就死于非命;或者有时一个好想法,例如产品上设计了一条很优美的弧线,等到结构设计出来时却发现完全没有感觉,原因可能是结构空间不足,弧度太大或因材料缩水性限制结构设计等等。如何避免此类事件发生呢?作为一名工业设计师不能仅仅把产品设计出来,还需要跟踪产品落地实现和关注市场反应;不只是设计产品的外部形态,还要有材料、形体构成、人机交互等方面的知识积累,只有预先考虑产品结构,才能增强产品设计实现的可能性,这就对工业设计师自身能力素养提出了新要求。

2 工业设计与产品结构设计关系认知

实际上工业设计和产品结构设计之间有着紧密关系,固定的结构功能和人机因素对造型有制约作用,但是也可在范围内调节结构布局,形成新的比例结构而实现不同的视觉美感。

2.1 设计上明显的区别特征

从产品开发流程上看,二者是新产品开发过程中的两个环节;从工作性能看,工业设计决定产品的外在审美,结构设计决定产品内在的质量优劣;从设计手段上看,工业设计常用PS、AI、3D等设计软件模拟产品,结构设计常用CAD、PROE、UG、CATIA、SOLIDWORK等设计软件分解产品细节。

2.2 设计流程上承接关系

从产品开发流程上看,工业设计在前产品结构设计在后,二者存在先后承接关系;从工作性能上看,二者的紧密合作才能使最终的产品表里如一;从设计手段上看,当下的工业设计师已开始使用PROE、UG、CATIA、SOLIDWORK等软件做工业设计,与结构设计采用一致的接口,使结构设计可以在3D表面基础上,轻松设计与之对应的结构,更好地完成产品设计工作。

产品结构设计要求范文第2篇

Abstract: Product Structure Design is a professional core course of computer aided design and manufacture specialty. It needs high-skilled talents with innovative consciousness to know about some industrial product appearance design, and master internal structure design of products, and can transform the product appearance modeling to practical product. According to the goal, it explores the teaching content and teaching method of product structure design in practice.

关键词: 工业设计;结构设计;产品外观造型设计

Key words: industrial design;structure design;product appearance design

中图分类号:G640.2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)34-0247-02

0 引言

“产品结构设计”是计算机辅助设计与制造专业的一门重要的必修课,同时也是计算机辅助设计与制造专业的核心课程,利用三维设计软件进行家电产品或电子产品的结构设计,有较强的专业性和实践性。目前,国内高职院校随着时代的发展相续开设计算机辅助设计与制造专业的课程,高职工科类工业设计与结构设计属于年轻的专业。专业建设需要时间的沉淀,产品设计类专业有很多问题急待解决,其中首要问题就是确立课程内容和改进教学方法。而核心课程《工业产品结构设计》就是必须解决的问题。

1 课程开发的思路

以工作过程为导向构建课程体系的开发设计思路是:依据地区经济规划大力发展先进制造业的要求和确定的职业岗位群,高职计算机辅助设计与制造专业学生的就业为导向,经过专业人才培养论证会的辩证,提取企业资深工程师和行业专家的宝贵意见,先分析其典型工作任务,得出完成典型工作任务对应的职业能力,并对专业所涵盖的产品设计能力进行研究分析,综合考量学生的知识接受能力,最终确定课程的工作任务和课程的项目模块。

2 教学目标

结构设计课程的开发要解决的最关键问题是培养结构设计人才需掌握哪些知识和技能,而当今社会企业对一个合格的产品结构设计人员有下列要求:①熟练一门三维设计软件和一门二维平面CAD软件。②对塑料模具和五金模具有一定的了解,包括模具各组成部分,以及塑料件和钣金件的设计规范。③塑料性能的认识。比如塑料的分类,注塑成型工艺的影响因素等。④塑料表面工艺了解,其中内容有磨砂、抛光、喷涂、烫印、电镀和覆膜等。⑤机械相关知识、机械制图,需掌握凸轮、曲柄摇杆等各种机构,熟悉绘图国家标准。⑥相应产品的生产装配工艺。⑦国内和国际在品质方面的安规相关知识,以及相应试验标准。

本课程的目标是使学生通过以工作过程为导向的项目实训,掌握结构设计所需的各种知识,具备分析和解决实际问题的能力。

3 教学方法

目前社会上的企业招聘时,用人单位往往优先挑选有工作经验的人才,而刚毕业的大学生由于缺乏工作经验,常常受到冷漠地对待,就业压力大。因此,提高学生的工作经验已经成为各大院校的当务之急。

以往本课程的授课内容与学习三维绘图软件的课程很类似,学生跟着老师一个零件接着一个零件地绘制,偏于注重学生“技”的训练,特别是仅强调计算机辅助软件的应用训练,而没有让学生具体地做一个项目,即从产品输入、结构设计与评审、模具评审与改模,直至项目结题的完整过程,使学生无法对产品设计有深刻的理解。因此,本课程将采用基于工作过程的项目教学法,选用一些典型的企业产品作为项目来源,立足于加强培养学生的实际动手操作能力,学生不仅需要掌握产品设计的能力,还要具体地管理项目,在实践中运用产品设计相关的各方面知识和必要的项目管理知识,使学生对产品结构设计有深刻的理解,掌握相应的产品设计经验,着重培养学生“先模仿,后创新”的能力。选取产品的绘制难度由易到难,所用的知识由浅到深。

本课程分两个阶段教学:第一阶段采用项目教学法,边讲边学边练。强调“教、学、做”相结合,灵活运用理论讲授、实践操作(演示)、讨论等多种教学形式。教师可以参考企业设计部门,把学生分成几个项目组,选出组长,并人为地设置一些障碍,使各组员互相帮忙,共同克服困难,推进项目的进程,培养学生的创新意识、职业能力和团队协作能力,使之养成良好的个人品格和行为习惯,从而提升职业道德和修养。第二阶段安排实训专周采用实训教学方式,让学生到合作企业的校外CAD实训室实践,并引用企业的产品案例作为实训的题目,在企业工程师的指导下,按企业的产品设计开发流程和方法进行实训,在实训过程中既将所学相关课程的知识应用到实际中,又进一步提高学生的工作能力、实践能力和专业技能,提高教学效果。

4 课程内容

为了体现基于工作过程为导向的课程思想,本课程根据产品结构设计的工作岗位、工作任务和实际运用中所应具备的各方面技能,从学习各类型设计特征到把握总体产品绘制,将总体项目进度分解为各个时间节点,确定各种具有代表性的产品为单元组织项目化课程内容。

本课程的前导课程主要是机械制图与测绘、机械工程材料、三维造型与工程图、模具设计、电器产品强制认证基础等,培养学生初步具备读图、计算机辅助二维和三维绘图、工业产品设计的能力,为本课程的学习奠定基础。

课程的主体内容包括:①钣金结构件可加工性设计规范;②注塑件材料特性、成型方法以及设计技巧;③连接结构:a.固定连接结构;b.活动连接结构;④电路板安装结构;⑤编写项目进度表和项目任务书;⑥结构设计方案评审;⑦编写改模方案表;⑧绘制工程图;等等。

5 教学评价

本课程采用过程评价与结果评价相结合的方法,以及企业对学生能力的评价来综合评价学生的成绩。总成绩由三部分组成:平时成绩占总成绩的比例为10%,期末考试成绩占50%,实训成绩占40%。

注重考核学生在项目进程中动手能力和分析问题、解决问题的能力,对于在设计中有创新意识的学生,尤其是在创新设计大赛获奖或其设计作品被企业采纳的学生予以特别的鼓励,可考虑折合成相应的学分,做到全面综合评价学生的能力。

6 课程资源的开发

身为产品结构设计师,不仅必须掌握至少一种三维造型软件,而且需要具有广泛的专业背景和理论基础,包括工程材料的知识、机构设计、塑料件和钣金件的设计要点,相关模具的特点,以及国内外产品行业安全标准等等。虽然国内有多所高职院校开设了《工业产品结构设计》课程,但都是各自为营,教学内容和使用教材常常大相径庭。综观国内关于产品结构设计的教材,大概分为两个极端,要么是大而泛,即牵涉的范围太广,而没有侧重点,看似内容挺多,其实真正实用的很少;要么就是讲解的内容偏窄,比如仅提到了塑料件和塑料模具,而没有提及钣金件、新材料的运用,更没有材料表面处理的说明。由此可见,目前在产品结构设计课程领域,专业针对性强的教材稀缺。

本课程从实战出发,整理产品结构设计相关的各种材料,融入企业的实际工作经验,充分考量学生的实际能力,制作出实用课件、实训指导书和整个产品绘制过程的教学视频,创建学生作品数据库,汇集国内外优秀结构设计作品,并经过两个学年的不断修订,最终开发出符合当前企业需求和学校情况的教材。

7 总结

本课程适用于工科类计算机辅助设计与制造专业,亦可作为所有与产品结构设计相关专业的课程内容选用,相信本课程的探索与实践必将有利于高职院校计算机辅助设计与制造专业的人才培养。

参考文献:

[1]虞凯,路海萍.中国高职教育课程模式现状及其发展走向[J].学理论,2011(35).

[2]陈青云.高职院校工业设计人才的培养模式探讨[J].技术与市场,2009(10).

[3]许弢.高职院校课程改革的主体探析[J].武汉商业服务学院学报,2011(1).

[4]盖海红,秦学武.浅谈高职院校的改革创新[J].教育与职业,2005(2).

[5]徐向明.高职院校的产品设计课程[J].番禺职业技术学院学报,2005(1).

产品结构设计要求范文第3篇

关键词:工艺 结构 优化设计 成本控制

工艺是指企业或者个人利用某些生产工具对各种原材料、半成品等进行加工处理,使之成为最终的产成品的方法和过程。结构可以是指植物的结构、原子的结构、语言结构、产品结构以及建筑结构等,而本文所指的结构是工业产品结构,产品结构是指产品的“骨骼系统”、“皮肤与肌肉系统”,即产品外部及连接结构、产品内部股价及安装结构、产品运动机构等,产品结构对于产品主要起到包装、支撑、安装、连接等作用,而产品的机构主要起到完成运动、空间运动以及产生功能等作用。成本控制是企业长久以来探讨的主要问题,在市场竞争日益激烈的今天,企业都在努力的进行成本控制,将成本发展成企业的竞争优势。本文将对工艺、结构的优化设计与企业的成本控制相结合,从全新的角度对企业成本控制进行剖析。

一、工艺、结构的优化设计在企业成本控制中的作用

工艺、结构的优化设计对企业的成本控制有着重要的作用,工艺、结构的设计关系着企业经营的所有方面,不同的工艺工程或者结构会使得企业收入成本发生很大的变化。目前应用比较广泛的成本控制方法主要有作业成本法、VE价值工程成本管理、标准成本法、目标成本法、本—量—利分析方法以及战略成本管理方法等。工艺结构的优化设计与企业成本控制相结合的方法,强调的是企业在保证生产的产品和服务的前提下,对工艺和结构进行相应的优化设计,使企业在成本上获得优势。将工艺结构的优化设计与适合企业的成本管理方法联系起来,是企业进行成本控制的重要途径和方法。

企业进行成本控制的目的是降低产品或者服务的成本,在行业中建立起成本领先的优势,获得更高的利润,也就是说利用更低的成本来获取更大的收益。这是一种双赢的状态,消费者用更少的钱购买了相同价值的产品,而企业则利用更少的钱获得了更多的收益。对工艺、结构的优化设计可以有效的降低企业成本,使企业在激烈的市场竞争中获得优势,所以对企业的发展有重要的作用。

二、工艺、结构的优化设计在企业成本控制中的应用

工艺、结构的优化设计其实在企业中的运用十分广泛,对每一道工序的选择、机器的选择以及结构的选择等都是对工艺、结构的优化设计,也许其目的不仅仅是为了控制成本,但是成本也是其改良的重要方面。

(一)工艺的设计及优化

工艺设计是对某个工业建设项目生产工艺的设计,其主要内容包括产品方案的设计,原料、燃料、动力的来源和用量设计,选用设备的型号和配置,主要经济指标,对建筑物的要求等。工艺设计的种类有基础工艺、改性工艺和后期处理工艺。工艺的范围很广泛,涉及到了各行各业,例如说玉雕工艺、剪纸工艺、机械工艺、化工工艺等。据调查显示,企业将近80%的成本涉及到工艺成本,所以对工艺进行优化设计具有很大的潜力可以为企业节约更多的成本。工艺加工过程既是生产过程同时也是消耗的过程,工艺方法很多,所以具有很强的灵活性。对不同要求、不同批量的零件或者产品,其设计方案的可行与否,不仅取决于技术上的优劣还取决于其经济性。

产品的工艺设计体现在所制定的设计总方案中,设计方案主要包括产品原材料和零件的采购、工艺设备、工艺特点以及工艺流程等的安排,但是对工艺设计必须进行评审,分析其技术性和经济性。产品工艺的设计优化需要对工艺进行技术革新和工艺创新,也需要依据企业自身的实际情况,制定合理工艺设计方案,保证产品质量的同时,达到成本控制的目的。工艺的设计优化应该考虑以下几个方面:合理选择产品设计结构,保证零件或者产品的技术性和经济性的要求;依据产品的设计阶段和批量不同,合理改善毛坯技术状态;采用新工艺和新技术;合理选择机器设备,优化工艺参数,减少辅助时间。

在优化工艺方案方面,为了使得产品成本得到最好的控制,企业必须要找到影响工艺优化的瓶颈之处。与优秀企业相比较,找出自身存在的不足之处,例如设备方面的不足,应该引进行业内先进的设备,来满足行业内的市场需求,提高生产效率。并且应该加强对新工艺的开发利用,改善落后工艺而造成的低效、高耗现象,在不断促进工艺创新的同时,达到降低成本的目的。对工艺的设计及优化既可以降低消耗,又可以完善工艺上的不足之处,对企业有非常重要的意义。

(二)结构的设计及优化

本文所描述的结构的设计及优化主要针对工业企业的产品结构,以下是对产品结构的优化设计以降低成本的描述。

1、工业产品结构的设计流程

工业产品设计流程是先根据客户的要求和提供的资料如产品开发计划书、产品性能介绍以及基本材料结构等进行分析,考核是否需要追加其他资料,制定多种设计方案、选择材料、制定安全标准以及拆分合理的结构装配等。之后进入实践设计阶段,对产品进行外形设计、结构设计和功能介绍,企业还需要进行平面设计和立体设计,然后选择材料、零件拆分、制定安全标准,最后是产品颜色设计、整体的装配说明以及最后的包装设计,到此为止,产品设计完成,但是后面的阶段还要进行审核和改进。

2、工业产品结构设计及优化与成本控制

材料的选择是产品结构设计的开始阶段,材料的选择关系到以后的很多阶段,例如生产、包装、配送等阶段,都会因为选择材料的不同而使得这些阶段也会有相应的变化。影响材料选择的因素有很多,例如说价格、销售情况、品质、装配问题以及完成时间等因素。但是在考虑选择何种材料时不能兼顾如此多的因素,需要依据客户提供的资料以及市场需求等实际情况选择材料的类型。常用的工业材料类型主要有硬胶(GRPS)、不碎胶(HIPS)、超不碎胶(ABS)、透明大力胶(AS)、软胶(LDPE)、硬性软胶(HDPE)、橡皮胶(EVA)、百折胶(PP)、软质(PVC)、硬质(PVC)、尼龙单6(PA-6)、防弹胶(PC)以及酸性胶(CA)等材料。材料的选择直接影响了产品的成本和利润,选择合适的材料保证成本在一定的范围之内,例如PC材料强度较高、价格贵,流动性不好,比较适合强度要求较高的外壳,按键、镜片等。有些产品需要进行厚度的选择,厚度的多少对产品设计也有着举足轻重作用,选择合适的厚度对成本也会影响较大,在不影响产品质量的前提下,减少产品的厚度,若产品是批量生产会节约很大一部分的成本。适度的减少产品的厚度,会节约材料,降低成本,给产品的工艺也带来一定困难。塑件制品的强度和刚度要得到保障,而又不想加厚塑件制品的厚度,就需要放置加强筋,若要求强度较大,可以多放置一些加强筋,企业一般都宁可多放置加强制也不会选择增加产品的厚度,这不仅是为了节约成本,更多的是为了保证产品的强度。外形设计是在进行产品结构设计时需要考虑的重要方面,如果外形错误的话,会导致各种零部件的报废。在现在社会中,外形设计已经越来越重要,对其要求也越来越高,既要求美观大方又要求自然、合理。目前市场竞争愈演愈烈,很多企业都借助外形来增加竞争优势,所以对外形的要求也越来越苛刻,而且在考虑这些的同时还要考虑成本问题,根据市场需求来设计产品的外形,制造出物美价廉的商品。

结构的设计及优化并不只是单纯的对设计找出不足之处,而是选择更加适合的结构以及在保证各方面要求的基础上对设计的改进,进行更有深度的控制成本。对结构的优化设计并不是降低要求,而是减少一些不必要的浪费,以此来控制成本。结构的设计及优化需要对设计人员的水平不断提出更高的要求,只有这样才能设计出更好的结构以及优化。例如,根据产品的具体情况,分析存在的优势与不足,针对不足进行更加严密的思考,亦可以效仿国内外成功的案例进行改良,改良的主要目的并不只是为了削减成本而是在完善产品结构过程中进行成本控制。

通过以上描述可以看出在结构设计及优化过程中需要考虑很多方面,首先要根据信息制定计划书等,详细分析产品资料和市场行情之后,在进行结构设计工作,只有事半功倍才能最大程度的节约成本。

三、结束语

工艺、结构的设计优化的目的之一是进行成本控制,将成本管理方法与工艺、结构的设计优化相结合可以发挥更加明显的效果。但是值得强调的是工艺、结构的设计优化需要在保证产品质量的前提下,优化设计、减少不必要的浪费,使企业具有成本竞争优势。

参考文献:

[1]包乐琪,陈绪坤,潘伟.结构设计中的成本控制.科技致富向导,2011,5

产品结构设计要求范文第4篇

关键词:吸尘器外壳 注射模具成型 计算机辅助设计

中图分类号:TB47 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(c)-0094-01

在现代社会中,吸尘器正成为人们生活中的产品,它的发展带动着一系列科技领域的崛起。随着吸尘器产品的不断成熟以及人们消费观念的转变,吸尘器的质量、功能以及外观成为商家竞争的焦点。而要保证竞争优势就必须重视吸尘器的结构设计和注塑模具成型。本文通过对吸尘器外壳用UG软件进行产品的三维造型,在对产品结构工艺分析的基础上,进行了分型面、浇注系统、侧抽芯机构、脱模机构、冷却系统等结构设计,用UG进行了模架的设计,设计过程中采用了计算机辅助模具设计,大大缩短了开发周期和生产成本。

1 塑件的结构工艺性分析

塑件为吸尘器外壳,产品壁厚均匀,厚度为1.6 mm,塑件唇部厚度为1 mm,塑件主体的脱模斜度为3°,塑件唇部的脱模较为1°,由于唇部的厚度较小易产生翘曲变形,使塑件间的配合可能造成一定的影响,而且此处容易产生气穴。为此在塑件的内壁上加上两条加强筋,以保证塑件的形状精度要求。塑件三维造型图如图1。

2 模具结构设计

2.1 分型面的选择

根据分型面的选择原则,以塑件下表面的边作为分型面,边界溢料会在分型面上,除去较为麻烦,但塑件可以顺利脱离凹、凸模。

2.2 浇注系统设计

由于本塑件作为电器表面外壳,表面要求光滑,无浇口痕,所以选择以点浇口的进料方式,采用从塑件顶部进料,模具结构比较简单,浇口加工方便,同时可以满足塑件的填充要求。从模流分析图中可见,采用顶部进料方式,所产生的排气穴主要集中在分型面上,有利于模具充填过程中的排气,有效保证塑件质量。浇口处有一小圆弧向下凹,这样浇口断裂时会在圆角处,这样塑件注射完成时,不用进行二次修正,分流道截面为梯形。

2.3 成型零件的结构设计

动、定模型芯采用嵌入定模板和动模板,小型芯直接在凸模上加工成型的结构形式,这种结构可以大大减少型芯和型腔的加工余量,而且在型芯和型腔的维修和更换非常的方便,相对于整体式结构大大延长了模具的使用寿命。由于型芯上的小凸台(用来成形塑件上的孔)的高度只有1.6mm,可以直接在型芯上加工,减少了型芯上的镶件数量,降低了型芯的复杂程度。

采用将成型零件镶入动、定模板后用内六角螺钉进行加固的形式。加工比较方便,型芯稳定性好,加工余量少。型腔采用凸肩式镶入定模板中,再用内六角螺钉加固。

2.4 顶出机构的设计

塑件为均匀薄壁件,而且塑件唇部较薄(1mm),可以选择顶杆推出机构或者推板推出机构。本设计采用镶件式推杆脱模机构,可以稳定地推出塑件,且推杆的位置有利于气体的排除,模具结构简单,有利于加工。

3 模具总体结构及工作原理

3.1 模具总体结构

模具总体结构如图2所示。

3.2 模具工作原理

熔融塑料从注射机喷嘴经由模具浇注系统注满型腔,开模,第一分型面打开,当移动一定距离时,螺钉拉住卸料版,主流道浇口从注塑机分离,模具继续移动,当到一定距离,小拉杆拉住定模板,点浇口分离,在机械力的作用下,动模板胀开锁模开关器继续移动,最后注塑机顶杆的作用下,顶杆、丝筒顶出塑件脱离定模。

4 结论

通过对吸尘器外壳用UG软件进行产品的三维造型,在对产品结构工艺分析的基础上,进行了分型面、浇注系统、脱模机构、冷却系统和侧抽芯机构等结构设计,用UG进行了模架的设计,设计过程中采用了计算机辅助模具设计,大大缩短了开发周期和生产成本,经生产实践验证,本模具结构合理,侧抽芯动作平稳可靠,塑件质量可以满足技术要求。

参考文献

产品结构设计要求范文第5篇

关键词:电视机结构设计;机械冲击脆值;缓冲包装设计

家电产品结构和包装设计虽然是一个多目标、多约束要求的任务,但同时也作为一个整体任务而存在。在实际产品设计中,除了要满足产品自身功能外,也要考虑到后续的包装设计,我们在这里提到的包装设计主要指缓冲包装设计,缓冲包装设计能直接影响到产品的质量和成本控制,只有把产品设计和包装设计集合在一起,整体效果才能清晰的显现出来。

1 脆值的概念与发展

涉及到产品与包装设计的其中一个重要概念,即脆值。脆值泛指产品的耐冲击能力,即产品不产生功能损伤或功能失效所能承受的冲击极限。只有全面了解了脆值定义,在实际设计中对脆值在方向性上具备的差异合理应对,才能设计出合格的产品和包装设计。

在家电行业中,产品不发生物理损伤或功能失效所能承受的重力加速度和最大加速度的比值,即称为G值,用G来表示,目前在家电行业中广泛使用。但是,产品的耐冲击能力不是单一受到峰值加速度影响,冲击波形、持续时间等元素也会对产品的耐冲击力变化产生影响。随着包装设计系统的发展,破损边界的概念更多的应用到了包装设计中,从多种元素量变化突破了设计人员对旧有包装设计的认识,意识到保证产品安全上采用的矩形脉冲估算方法相对传统,无法全面解决各个因素对产品产生的冲击,若想解决上述问题,必须找到预测产品破损的方法,才能有效降低产品损失[1]。

2 脆值的确定及提高产品脆值的方法

经验估算法、试验测定法都可作为脆值的确定方法,其中试验测定法是属于比较精确的方法,但相对其精确度对来说,试验成本也很高,因为这种方法必须具备侧录仪器和试验设备才可以。但是由于脆值试验所具备的破坏特性,对于单价很高,并且更新换代很快的电视机产品来说并不合适。

通过相关数据的研究显示,在结构失效问题上,局部裂纹、表面摩擦损伤等外壳问题占据了主要影响因素,还有由结构失效引起的液晶屏和显像管破损、移位等,因此,在设计产品和包装时要仔细分析液晶屏、外壳和包装三者之间的受力关系,在提高产品脆值的同时,寻求到产品设计和包装设计之间成本的平衡[2]。

3 缓冲包装的力学模型及对包装设计的启示

变形过程中产生的能量损耗是泡沫塑料缓冲机理,一般包括(1)由基体变形产生的能量损耗;(2)基体单元间摩擦产生的能量损耗;(3)开孔泡沫塑料中流体的粘性流动产生的能量损耗;(4)闭孔结构中气体的不可逆压缩产生的能量损耗。因此,在设计缓冲包装时,要想缓冲效果越好,所选取的缓冲材料单位体积吸收能量就要越大。我们可以用C代表缓冲系数,Q代表作用于缓冲材料上的应力,E代表单位体积缓冲材料所吸收的能量,用公式来表示,即:C=Q/E,从这个公式我们可以看出,当缓冲材料单位体积吸收的能量越多,则缓冲系数越小。

在电视机设计中,难以界定易损件。但在理论上我们可以得出这样的结论,产品主体设计和包装设计之间存在着密不可分的内在联系,对于能够有效减低冲击响应幅值的阻尼问题,我们要从理论上和实践上都提高认识,从而降低易损件对外界的冲击影响。

4 缓冲包装设计的传统方法及有限元数值模拟的应用

发泡聚苯乙烯(EPS)作为目前家电行业中使用最广泛的缓冲材料,对其静态和动态特性研究已经非常成熟。缓冲包装设计的基本方法是缓冲系数-最大应力曲线(C-m)法与最大加速度-静应力曲线(G-s)法。阐述了产品设计与缓冲包装之间的关系,对于包装设计具有指导意义。

目前,作为辅助产品和包装设计的一个重要工具,越来越广泛的应用有限元仿真软件,对产品进行仿真跌落分析,从而达到优化产品设计和包装设计的目的。

在产品和包装设计完成后,运用数值模拟的方法提前对产品的包装和产品的设计进行了解,有效优化产品和包装设计。有限元仿真软件对于跌落时产品和包装的各个位置的应力和变形,及指定位置的加速度曲线,这些我们评价设计的关键指标都能计算出来。

当然,实际的试验结果和模拟结果无论使用哪种有限元软件都会有些出入,其原因是很多方面的:比如有限元模型中理论材料参数和产品外壳和包装的真实材料参数之间存在的差异,选取的电视机不同计算部位,结构件之间的联结和接触的处理方法,以及阻尼值的考虑等多种因素。在实验中,因为试验设备和人为操作的元素,有限元仿真模拟的处理是按照理想跌落方向进行的,而试验中对缓冲包装件跌落方向却不能与模拟完全保证一致,这就导致了试验结果出现了一定的误差。同时,影响试验结果差异的因素还包括试验环境、跌落情况等。因此,模拟数值结果在实际设计中,只能作为参考来使用,不能成为根本设计标准。

近年来,国内外在数值模拟方面提出了机电产品稳健设计优化概念的最新成果,对设计人员具有积极启示意义。一套适合自己公司的产品设计系统的建立,需要结构设计人员将设计经验和数值模拟有效统一结合,通过不断的设计、模拟与试验产生的产品结晶[3]。

5 结束语

结构设计和包装设计在实际的电视机产品设计过程中,其关系非常密切。产品的脆值是产品结构设计中一个非常重要的因素,因此,在产品设计中要重点关注,从而打好缓冲包装设计的基础。同时,为了产品在运输安全和包装设计的经济性上得到保证,对缓冲材料的特性能够更充分的利用,就要了解缓冲材料的基本特性和缓冲包装的力学模型。同时有效利用有限元数值模拟软件,争取达到缩短设计周期、降低成本、优化设计的目的。

参考文献

[1]申刚.电视机产品设计和缓冲包装设计关系探讨[J].广西轻工业,2011,5(03)15-26.