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第一部分 产品结构设计基础知识2

第1章 产品结构设计简述2

1.1 产品结构设计的概念及分类2

1.1.1 产品结构设计的概念2

1.1.2 产品结构设计的分类3

1.2 开发部的组织架构3

1.3 开发部各职位工作职责3

1.3.1 开发部经理工作职责4

1.3.2 开发部主管工作职责4

1.3.3 开发部文员的工作职责4

1.3.4 电子工程师的工作职责5

1.3.5 结构工程师的工作职责5

1.3.6 绘图员的工作职责5

1.3.7 技术员的工作职责6

1.4 产品结构设计工程师任职要求6

1.5 产品结构设计认识的误区8

1.5.1 误区1——结构设计就是画图8

1.5.2 误区2——会软件就会结构设计9

1.5.3 误区3——结构设计就是抄袭9

1.5.4 误区4——结构设计很难学9

第2章 新产品开发流程11

2.1 新产品开发流程介绍11

2.2 新产品开发流程图11

2.3 新产品开发流程具体环节12

2.3.1 市场部签发新产品开发指令单12

2.3.2 指令单确认与前期评审阶段13

2.3.3 新产品开发计划及进度管制16

2.3.4 产品结构设计阶段17

2.3.5 结构手板及检讨18

2.3.6 模具制作及跟进18

2.3.7 第一次试模及检讨20

2.3.8 样板制作及检讨21

2.3.9 新产品发布会22

2.3.10 新产品开发的后续工作25

第3章 产品结构设计总原则及钣金类产品结构设计基本原则26

3.1 产品结构设计总原则26

3.1.1 合理选用材料26

3.1.2 选用合理的结构27

3.1.3 尽量简化模具结构27

3.1.4 成本控制28

3.2 产品结构设计特点28

3.2.1 产品结构设计特点之连接29

3.2.2 产品结构设计特点之限位29

3.2.3 产品结构设计特点之固定29

3.3 钣金类产品设计的基本原则30

3.4 钣金类产品设计的工艺要求30

3.4.1 冲切31

3.4.2 折弯33

3.4.3 拉伸35

3.5 压铸类产品结构设计的工艺要求36

第4章 塑料件结构设计的基本原则37

4.1 塑料件结构设计原则37

4.2 塑料件料厚37

4.3 塑料件的脱模斜度38

4.4 塑料件的圆角设计40

4.5 塑料件的加强筋设计41

4.6 塑料件的支撑面设计42

4.7 塑料件孔的设计42

4.8 塑料件上文字、图案设计43

4.9 塑料件上的螺纹设计44

4.10 塑料件上的嵌件设计45

4.11 塑料件的自攻牙螺丝46

4.11.1 自攻牙螺丝的分类46

4.11.2 自攻牙螺丝的长度计算47

4.11.3 自攻牙螺丝与机牙螺丝的区别47

4.11.4 自攻牙螺丝、螺丝柱的设计48

4.11.5 自攻牙螺丝材料及常用表面处理49

4.12 塑料件的尺寸精度49

第5章 模具基础知识51

5.1 模具概述51

5.2 模具的分类51

5.3 塑胶注射模介绍52

5.4 塑胶注塑机介绍53

5.4.1 注塑机分类53

5.4.2 模具在注塑机上的安装54

5.5 注塑过程55

5.6 注塑模结构56

5.6.1 注塑模分类57

5.6.2 二板模结构57

5.6.3 三板模结构58

5.6.4 标准模架59

5.7 模具行业常用术语介绍60

5.8 模具设计流程61

5.8.1 接收塑胶产品结构图并检查61

5.8.2 模具装配图设计62

5.8.3 模具零件加工图设计62

5.8.4 模具制作与加工62

5.8.5 T163

5.8.6 注塑生产63

5.9 浇注系统63

5.9.1 浇注系统的构成63

5.9.2 主流道63

5.9.3 分流道64

5.9.4 冷料井65

5.9.5 浇口65

5.10 分模面67

5.11 顶出系统68

5.11.1 脱模设计原则68

5.11.2 顶针、扁顶针介绍69

5.12 排气系统69

5.12.1 排气不足的危害性69

5.12.2 排气方法70

5.13 行位与斜顶71

5.13.1 行位结构71

5.13.2 行位的运动原理71

5.13.3 斜顶结构72

5.13.4 斜顶的运动原理73

5.14 常用塑胶缩水率73

5.15 模具钢材74

第6章 常用结构材料及注塑缺陷分析76

6.1 常用塑胶材料基本知识76

6.1.1 塑胶的定义及分类76

6.1.2 ABS78

6.1.3 PP79

6.1.4 PE81

6.1.5 PVC82

6 1.6 PA83

6.1.7 POM84

6.1.8 PC85

6.1.9 PMMA87

6.1.10 PS88

6.1.11 PET89

6.1.12 PC＋ABS90

6.1.13 PC＋GF91

6.2 常用金属材料基本知识92

6.2.1 金属材料的简述92

6.2.2 不锈钢92

6.2.3 铝93

6.2.4 铜95

6.2.5 镍96

6.2.6 锌合金97

6.3 常用软胶材料基本知识98

6.3.1 软胶材料简述98

6.3.2 硅胶98

6.3.3 TPU99

6.4 胶件注塑常见问题分析及解决方法100

6.4.1 缩水100

6.4.2 披锋101

6.4.3 塑胶变形102

6.4.4 多胶及少胶102

6.4.5 顶白103

6.4.6 胶件拖伤及拉伤104

6.4.7 烧焦104

6.4.8 夹水线105

6.4.9 水口切除不良106

6.5 塑料的简单识别方法106

第7章 常用表面处理知识108

7.1 喷涂108

7.2 水镀110

7.3 真空镀113

7.4 电铸115

7.5 IML117

7.6 丝印121

7.7 移印121

7.8 水转印122

7.9 烫金123

7.10 烤漆124

7.11 氧化125

7.12 机械拉丝126

7.13 镭雕127

7.14 高光切边127

7.15 批花128

7.16 喷砂128

7.17 腐蚀129

7.18 抛光129

第二部分 实例——完整的产品结构设计过程132

第8章 ID图及PCB堆叠分析132

8.1 产品说明及相关资料132

8.2 ID图分析134

8.2.1 分析前壳组件135

8.2.2 分析底壳组件136

8.3 PCB堆叠138

第9章 结构建模155

9.1 结构建模简述155

9.2 产品模板介绍及自顶向下的设计理念157

9.3 创建产品模板159

9.4 构建骨架模型164

9.4.1 构建骨架的基本要求164

9.4.2 跟踪草绘构建外形曲线164

9.4.3 构建前壳曲面170

9.4.4 构建底壳曲面173

9.4.5 构建公共曲面174

9.4.6 构建其他曲线174

9.5 构建前壳组件175

9.6 构建底壳组件180

9.7 装配PCB堆叠板184

9.8 建模评审结构并调整骨架中的曲线186

第10章 产品结构布局设计189

10.1 结构关系分析与结构绘图的基本要求189

10.1.1 产品各零部件的结构关系分析189

10.1.2 产品结构设计绘图的基本要求190

10.2 结构布局设计的流程190

10.3 判断PCB堆叠板的装配顺序191

10.4 前壳与底壳的止口设计191

10.4.1 止口的定义191

10.4.2 止口的作用192

10.4.3 止口设计的原则192

10.4.4 公止口尺寸说明192

10.4.5 止口的配合尺寸说明193

10.4.6 止口作图步骤193

10.5 前壳与底壳的螺丝柱设计195

10.5.1 前壳与底壳固定方式的选择195

10.5.2 螺丝柱作图步骤196

10.6 前壳与底壳的卡扣设计198

10.6.1 卡扣的作用198

10.6.2 卡扣的分类198

10.6.3 卡扣横向配合199

10.6.4 卡扣纵向配合199

10.6.5 卡扣与止口的关系200

10.6.6 卡扣的变形空间设计201

10.6.7 卡扣掏胶201

10.6.8 整机卡扣个数设计201

10.6.9 卡扣作图步骤202

10.7 螺丝塞结构设计205

10.7.1 螺丝塞设计要点205

10.7.2 螺丝塞结构设计作图步骤206

第11章 前壳组件结构设计209

11.1 LCD屏限位结构设计209

11.1.1 前壳限位骨位209

11.1.2 限位骨位避开屏FPC209

11.1.3 LCD屏限位骨四个角缺口设计210

11.1.4 限位骨位装配边倒角210

11.1.5 前壳视窗开口设计211

11.1.6 LCD泡棉设计211

11.1.7 限位骨位作图步骤211

11.2 TP屏结构设计213

11.2.1 TP屏简介213

11.2.2 电阻式触摸屏基本知识213

11.2.3 电容式触摸屏基本知识214

11.2.4 电阻式与电容式触摸屏的优缺点比较215

11.2.5 电容触摸屏的分类215

11.2.6 电容触摸屏的结构组成216

11.2.7 触摸屏设计尺寸217

11.2.8 触摸屏的固定设计218

11.2.9 TP屏的结构作图步骤218

11.3 MIC结构设计220

11.3.1 限位设计220

11.3.2 MIC密封音腔设计220

11.3.3 MIC的进音面积设计220

11.3.4 MIC的结构设计作图步骤221

第12章 底壳组件结构设计223

12.1 电池固定结构设计223

12.1.1 电池限位设计223

12.1.2 电池Z向限位设计224

12.1.3 电池限位作图步骤224

12 2 喇叭结构设计225

12.2.1 喇叭限位设计226

12.2.2 喇叭密封音腔设计226

12.2.3 喇叭配合尺寸设计227

12.2.4 喇叭出音面积设计227

12.2.5 喇叭防尘网设计228

12.2.6 喇叭结构设计作图步骤228

12.3 摄像头结构设计229

12.3.1 认识摄像头229

12.3.2 摄像头限位结构设计230

12.3.3 摄像头镜片设计230

12.3.4 摄像头泡棉设计231

12.3.5 摄像头结构设计作图步骤231

12.4 GPS模块结构设计233

12 4.1 固定设计233

12.4.2 避让设计233

12.4.3 GPS模块结构设计作图步骤234

12.5 连接器的避让与限位235

12.5.1 内存卡连接器结构设计235

12.5.2 音频与AV接口结构设计236

12.5.3 其他连接器的结构设计237

12.5.4 连接器的避让作图步骤238

12.6 侧键结构设计240

12.6.1 侧键的P＋R结构设计240

12.6.2 纯塑料键帽结构设计240

12.6.3 侧键与壳体的配合设计241

12.6.4 侧键的定位结构设计241

12.6.5 侧键结构设计作图步骤242

第13章 后续结构设计及检查245

13.1 反止口结构设计245

13.1.1 反止口的作用245

13.1.2 反止口设计要点245

13.1.3 反止口与止口的配合设计246

13.1.4 反止口不同的结构类型246

13.1.5 反止口的数量设计248

13.1.6 反止口设计的作图步骤248

13.2 限位主PCB的结构设计249

13.2.1 主要限位结构249

13.2.2 辅助限位结构设计250

13.2.3 螺丝柱限位主板250

13.2.4 反止口限位主板250

13.2.5 主板扣位250

13.2.6 限位主PCB的结构设计作图步骤252

13.3 前壳Z向顶主板结构设计252

13.3 1 螺丝柱四周长骨位252

13.3.2 LCD屏的四周长骨位253

13.3.3 前壳顶主板作图步骤253

13.4 底壳Z向顶主板结构设计254

13.4.1 螺丝柱四周长骨位254

13.4.2 反止口处长骨位254

13.4.3 限位电池骨位顶主板254

13.4.4 底壳顶主板作图步骤255

13.5 其他结构设计255

13.5.1 贴标签纸位置255

13.5.2 设计支架卡扣位256

13.5.3 设计壳料上的字符及标识256

13.5.4 作图步骤257

13.6 模具斜顶倒扣检查及处理258

13.7 零件拔模检查及处理259

13.8 尖钢、薄钢的检查及处理260

13.8.1 尖钢及薄钢的介绍260

13.8.2 壳料容易产生薄钢的地方260

13.8.3 尖钢、薄钢的处理261

13.9 厚胶、薄胶的检查及处理262

13.9.1 厚胶及薄胶的介绍262

13.9.2 壳料容易产生厚胶及薄胶的地方262

13.9.3 厚胶及薄胶的检查263

13.9.4 厚胶及薄胶的处理265

13.10 小断差面的处理265

13.11 干涉检查及处理266

13.11.1 干涉的概念266

13.11.2 干涉的检查267

13.11.3 干涉的处理268

13.12 DFMA 与 FMEA结构设计检查269

13.12.1 DFMA定义及优点269

13.12.2 FMEA装配检查表269

13.12.3 FMEA零件检查表270

13.13 结构评审271

13.13.1 结构评审的重要性271

13.13.2 结构评审的分类272

第14章 常用资料输出与可靠性测试274

14.1 常用资料的输出274

14.1.1 BOM表274

14.1.2 外形线框图275

14.1.3 零件工程图276

14.1.4 辅料打样图277

14.1.5 常见辅料设计技术要求278

14.1.6 爆炸图281

14.2 可靠性测试283

14.3 机械试验项目测试283

14.4 环境适应测试284

14.5 寿命测试286

14.6 静电抗干扰测试288

14.7 结构件表面处理测试288

14.8 特殊条件测试291

第三部分 产品结构设计提高及求职294

第15章 常用结构294

15.1 电池仓的结构294

15.1.1 常见电池型号及规格294

15.1.2 认识电池仓295

15.1.3 电池仓结构设计尺寸295

15.1.4 电池仓结构设计注意事项297

15.2 美工线结构297

15.2.1 认识美工线297

15.2.2 美工线的结构设计尺寸298

15.2.3 美工线的形式298

15.2.4 其他美工线299

15.3 超声波焊接300

15.3.1 超声波焊接的概念300

15.3.2 超声波焊接的优点及缺点301

15.3.3 超声波焊接的应用301

15.3.4 不同的焊接面设计302

15.3.5 超声线设计303

15.3.6 影响焊接效果的因素304

15.3.7 不同塑料超声焊接的匹配性305

15.4 齿轮传动设计305

15.4.1 齿轮传动概述305

15.4.2 齿轮的分类306

15.4.3 塑胶齿轮介绍306

15.4.4 塑胶齿轮的材料307

15.4.5 齿轮的相关参数308

15.4.6 齿轮中心距的设计309

15.4.7 牙箱传动比的计算309

15.4.8 塑胶牙箱的结构设计310

15.4.9 电动机的扭矩312

15.4.10 减少牙箱噪声的措施313

15.4.11 齿轮与齿条的传动313

15.5 防止胶件缩水的结构优化314

15.5.1 缩水的概念314

15.5.2 缩水的原因分析315

15.5.3 加强筋厚度设计315

15.5.4 胶柱厚度设计316

15.5.5 其他胶厚处优化设计317

第16章 Pro/E产品外观建模实例318

16.1 手机外观建模318

16.1.1 题目要求318

16.1.2 分析图形319

16.1.3 导入线框320

16.1.4 导入Pro/E软件中324

16.1.5 构建基本曲线325

16.1.6 构建外形曲线与分界面曲线326

16.1.7 构建分界面曲面327

16.1.8 做前壳曲面327

16.1.9 构建后壳曲线333

16.1.10 构建后壳上部分曲面334

16.1.11 构建斜边曲面335

16.1.12 构建后壳底面曲面337

16.2 车形鼠标外观建模341

16.2.1 题目要求341

16.2.2 分析图形341

16.2.3 构建顶面拱形曲面342

16.2.4 构建侧面圆弧曲面343

16.2.5 构建前面波形曲面344

16.2.6 构建后面凸出的曲面348

16.2.7 构建侧面车轮曲面349

16.2.8 生成实体353

第17章 产品结构设计练习355

17.1 建模练习355

17.1.1 根据抄数线构建模型355

17.1.2 作图思路提示356

17.1.3 根据ID线构建外形357

17.1.4 作图思路提示358

17.2 结构设计练习359

17.2.1 遥控发声器的结构设计359

17.2.2 发声器结构设计思路提示360

17.2.3 MP4整机结构设计练习361

17.2.4 MP4结构设计思路提示362

17.3 牙箱设计练习365

17.3.1 牙箱设计要求365

17.3.2 牙箱设计思路提示365

第18章 结构工程师常见面试题解答及面试技巧367

18.1 塑胶、橡胶材料类367

18.2 金属材料类370

18.3 结构设计类371

18.4 表面处理类376

18.5 模具基本知识类379

18.6 机械制图类383

18.7 测试类384

18.8 产品结构设计的职业规划及面试技巧385

18.8.1 决定工资的因素385

18.8.2 产品结构设计的职业规划386

18.8.3 写简历的注意事项387

18.8.4 面试技巧387