第 2 页 共 49 页 [原创原创]一款完整的结构设计过程一款完整的结构设计过程目录 一，主板方案的确定 二，设计指引的制作 三，外形的确定 四，结构建模 1.资料的收集 2.构思拆件 3.外观面的绘制 4.初步拆件 5.建模资料的输出 五，外观手板的制作和外观调整 六，结构设计 1.止口线的制作 2.螺丝柱的结构 3.主扣的布局 4.上壳装饰五金片的固定结构 5.屏的固定结构 6.听筒的固定结构 7.前摄像头的固定结构 8.省电模式镜片的固定结构 9.MIC 的固定结构 10.主按键的结构设计 11.侧按键的结构设计 12.USB 胶塞的结构设计 13.螺丝孔胶塞的结构设计 14.喇叭的固定结构 15.下壳摄像头的固定结构 16.下壳装饰件的结构设计 17.电池箱的结构设计 18.马达的结构设计 19.手写笔的结构设计 20.电池盖的结构设计 21.穿绳孔的结构设计 七.报价图的资料整理 八,结构设计优化 九,结构评审 十,结构手板的验证 十一,模具检讨 十二,投模期间的项目跟进 十三,试模及改模 十四,试产 一，主板方案的确定 在设计公司，通常分为市场部（以下简称 MKT），外形设计部（以下简称 ID），结构设计部（以下简称 MD）。
一个项目的是从客户指定的一块主板开始的，客户根据市场的需求选择合适的主板，从方案公司哪里拿到主板的 3D 图，再找设计公司设计某种风格的外形和结构也有客户直接找到设计公司要求设计全新设计主板的，这就需要结构工程师与方案公司合作根据客户的要求做新主板的无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 3 页 共 49 页 堆叠，然后再做后续工作，这里不做主要介绍当设计公司的 MKT 和客户签下协议，拿到客户给的主板的 3D 图，项目正式启动，MD 的工作就开始了 此主题相关图片如下： 二，设计指引的制作 拿到主板的 3D 图，ID 并不能直接调用，还要 MD 把主板的 3D 图转成六视图，并且计算出整机的基 本尺寸，这是 MD 的基本功,我把它作为了公司招人面试的考题,有没有独立做过一考就知道了,如果 答得不对即使简历说得再经验丰富也没用,其实答案很简单,以带触摸屏的为例,例如主板长度 99,整 机的长度尺寸就是在主板的两端各加上2.5,整机长度可做到99+2.5+2.5=104,例如主板宽度37.6,整机的宽 度尺寸就是在主板的两侧各加上2.5,整机宽度可做到37.6+2.5+2.5=42.6,例如主板厚度13.3,整机的厚度尺 寸就是在主板的上面加上 1.2(包含 0.9 的上壳厚度和 0.3 的泡棉厚度),在主板的下面加上 1.1(包含 1.0 的 电池盖厚度和 0.1 的电池装配间隙),整机厚度可做到 13.3+1.2+1.1=15.6,答案并不唯一,只要能说明计算的 方法就行 还要特别指出 ID 设计外形时需要注意的问题，这才是一份完整的设计指引。
无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 4 页 共 49 页 此主题相关图片如下： 非触摸屏带镜片 此主题相关图片如下： 触摸屏带五金片 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 5 页 共 49 页 此主题相关图片如下： 触摸屏不带五金片 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 6 页 共 49 页 此主题相关图片如下： 不锈钢电池盖 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 7 页 共 49 页 不锈钢加塑胶电池盖 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 8 页 共 49 页 塑胶电池盖 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 9 页 共 49 页 三，外形的确定 ID 拿到设计指引，先会画草图进行构思，接下来集中评选方案，确定下两三款草图，既要满足客户要求 的创意，这两三款草图之间又要在风格上有所差异，然后上机进行细化，绘制完整的整机效果图，期间 MD 要尽可能为 ID 提供技术上的支持，如工艺上能否实现，结构上可否再做薄一点，ID 完成的整机效 果图经客户调整和筛选，最终确定的方案就可以开始转给 MD 做结构建模了。
此主题相关图片如下： 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 10 页 共 49 页 四，结构建模 1.资料的收集 MD 开始建模需要 ID 提供线框,线框是 ID 根据工艺图上的轮廓描出的,能够比较真实的反映 ID 的设计意 图,输出的文件可以是 DXF 和 IGS 格式,如果是 DXF 格式,MD 要把不同视角的线框在 CAD 中按六视图的方 位摆好,以便调入 PROE 中描线 (直接在 PROE 中旋转不同视角的线框可是个麻烦事).也有负责任的 ID 在 犀牛中就帮 MD 把不同视角的线框按六视图的方位摆好了存成 IGS 格式文件,MD 只需要在 ROE 中描线就 可以了.有人也许会问,说来说去都是要描线,ID提供的线框直接用来画曲面不是更省事吗?不是,ID提供 的线框不是参数化的,不能 进行修改和编辑,限制了后续的结构调整,所以不建议 MD 直接用 ID 提供的线 框.也有 ID 不描线直接给 JPG 图片,让 MD 自己去描线的,那就更乱了,图片缩 放之间长宽比例可能会发 生变化,MD 描的线可能与 ID 的设计意图有较大出入,所以也不建议 ID 不描线直接给 JPG 图片. 如果有 ID 用犀牛做的参考曲面就更好了,其实 ID 也是可以建模的,而且犀牛的自由度比 PROE 大,所 以 ID 建模的速度比 MD 更快,只是 ID 对拔摸模和拆件的认识不足,可能建出来的曲面与实际有些出入,对 后续的结构设计帮助不大,只能拿来参考. 另外,如果是抄版还有客户提供的参考样机,或者网上可以找到现成的图片,这些都能为MD的建模提供方 便. 主板的 3D 是 MD 本来就有的,直接找出来用就可以了,不过,用之前最好和 ID 再核对一下,看看有没有弄 错,还有没有收到更新的版本,否则等结构做完才发现板不对可就痛苦了. 此主题相关图片如下： 2.构思拆件 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 11 页 共 49 页 MD 动手之前要先想好怎样拆件,做有一个重要的思想,就是的壳体中一定要有一件主体,主 体的强度是最好的, 厚度是最厚的,整机的强度全靠他了,其他散件都是贴付在他身上的,这样的结 构才强壮,主板的固定也是依靠在主体上,如果上壳较厚适合做主体,则通常把 主板装在上壳,如果下壳 较厚适合做主体,则通常把主板装在下壳, 拆件力求简捷,过散过繁都会降低强度,装配难度也会增大,必要时和结构同事们商量权衡一番,争 取找出最佳拆件方案.拆件方案定了之后,就要考虑各个壳体之间的拔模了,上下壳顺出模要3度以上,五 金装饰片四周的拔模要 5 度以上. 此主题相关图片如下： 3.外观面的绘制 外观面是指的外轮廓面,好的曲线出好的曲面,描线的时候务必贴近 ID 的线框,尊重 ID 的创意是结 构工程师基本的 修养.同时线条还要尽量光顺,曲率变化尽量均匀,拔模角要考虑进去,如果ID的线拔模 角与结构要求不一致,可以和 ID 协商,如果对外观影响不大,可以由结 构在描线时直接修正轮廓线的拔 模角,如果塑胶壳体保留拔模角对ID的创意破坏较大,不妨考虑塑胶模具做四边行位,毕竟是高档消 费品,这点投资值得. 的外形多是对称的,外观面只需要做好一半,另一半到后面做拆件时再镜像过去,做完外观面先自己 检查一下拔模和光顺情况,然后建立装配图,把大面和主板放在一起,看看基本尺寸是否足够,最后请 ID 过来看看符不符合设计要求,ID 确认完就可以拆件了. 此主题相关图片如下： 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 12 页 共 49 页 4.初步拆件 这个时候的拆件是为给客户确认外观和做外观手板用的,可以不做抽壳,但外观可以看到的零件要画成单 独的,方便外观手板做不同的表面效果,外观面上有圆角的地方要导上圆角,这个反倒不可以省略.总装配 图的零件命名和分布都有要求,例如按键是给按键厂做的,可以集中放在一个组件里,报价和投模可以一个 组件的形式发出去,很方便. 此主题相关图片如下： 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 13 页 共 49 页 5.建模资料的输出 MD 建模完成后,在 PROE 工程图里制作整机六视图,转存 DXF 线框文件反馈给 ID 调整工艺标注,建完模的 六视图 线框可能与当初ID提供给MD的线框有所修改,ID需要做适当的更新,并进一步完成工艺图,标明 各个外观可视部件的材质和表面工艺,有丝印或镭雕的还要出 菲林资料, 更新后的工艺图菲林资料,再加上 MD 的建模 3D 图,就可以发出做外观手板了. ============================================== 五，外观手板的制作和外观调整 外观手板的制做有专门的手板厂,制做一款直板需要3~4天,外观板为实心.不可拆,主要用来给客户 确认外观效果,现在外观手板的按键可以在底部垫窝仔片,配出手感,就象真机一样.客户收到后进行评 估,给出修改意见,MD 负责改善后,就可以开始做内部结构了. 六，结构设计 结构的细化应该先从整体布局入手,我主张先做好结构的整体规划,即先做好上下壳的止口线,螺丝柱和主 扣的结构,做完这三步曲,的框架就搭建起来了.再遵循由上到下,由顶及地的顺序依此完成细部的结 构, 由上到下是指先做完上壳组件,再做下壳组件, 由顶及地是指上壳组件里的顺序又按照从顶部的听筒 做到底部的 MIC,这是整体的思路, 具体到局部也可以做一些顺序调整,例如屏占的位置比较大,我可以先 做屏,其他的按顺序做下来.请注意,每一个细部的结构尽量做完整再做下一个细部,不要给后面的检查和 优化增加额外的工作量. 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 14 页 共 49 页 1.止口线的制作 内部结构开始,先是对上下壳进行抽壳,一般基本壁厚取 1.5~1.8mm.上下壳之间间隙为零,前面说过怎样 判定主体,主体较厚适宜做母止口,另外一件则做公止口,止口不宜太深,一般 0.6mm 就够了,为了方便装 配,公止口可适当做拔模斜度或导 C 角. 此主题相关图片如下： 2.螺丝柱的结构 螺丝柱是决定整机强度的关键,通常主板上会预留六个螺丝柱的孔位,别浪费,尽可能地都利用起来.螺 丝柱还有一个重要 的作用就是固定主板,主板装在哪个壳,螺丝柱的做法也相应有些变化,螺丝柱不但 要和主板上的孔位相配合管住主板,螺丝柱的侧面还要做加强筋夹住主板,这样 的结构才牢靠. 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 15 页 共 49 页 4.上壳装饰五金片的固定结构 上壳装饰五金片一般采用不锈钢片或铝片,厚度 0.4mm 或 0.5mm,用热敏胶,双面胶或者扣位固定,表面可 以拉丝,电镀和镭雕.其中铝片可以表面氧化成各种不同的颜色,边沿处还可以切削出亮边. 此主题相关图片如下： 无涯机械无涯机械 CAD 论坛论坛——收集收集 第 16 页 共 49 页 5.屏的固定结构 屏就好象的脸,要好好保护起来,砌围墙?对了,就是。