久久精品亚洲国产AV搬运工_久久99精品国产麻豆婷婷_久久免费精品频无码

當前位置:首頁(yè) >> 雜志期刊 >> 《廣東美術(shù)與設計》

倒圓角在產(chǎn)品設計中的實(shí)踐應用

發(fā)布日期:2022-9-26 11:26:05 來(lái)源:《廣東美術(shù)與設計》 作者:占守祥(廣東省機械技師學(xué)院) 瀏覽:次

摘要:在產(chǎn)品三維造型及產(chǎn)品結構設計過(guò)程中,倒圓角命令,經(jīng)常性用到,是比較常見(jiàn)的一種操作。隨著(zhù)國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工業(yè)產(chǎn)品的大量使用,以及人們對產(chǎn)品的要求越來(lái)越高,產(chǎn)品升級更新?lián)Q代越來(lái)越快[1]。在產(chǎn)品同質(zhì),市場(chǎng)化敏銳的情況下,產(chǎn)品的細節設計尤為重要。倒圓角設計在產(chǎn)品設計與制造全流程中,是屬于產(chǎn)品細節設計的一部分。

關(guān)鍵詞:產(chǎn)品設計;倒圓角;同質(zhì);產(chǎn)品結構設計。

 

1、前言

 倒圓角設計在產(chǎn)品設計與制造全流程中無(wú)處不在,經(jīng)常性用到。在產(chǎn)品設計過(guò)程中,倒圓角設計有多種形式和多種功能性作用[2]。有些是滿(mǎn)足外觀(guān)造型需要,有些是功能上需要,還有些可能是操作使用上的需要,倒圓角的尺寸也是大大小小的沒(méi)有統一。針對不同的產(chǎn)品,不管是外觀(guān)造型可見(jiàn)的,還是產(chǎn)品內部設計不可見(jiàn)的,林林總總的各類(lèi)尺寸圓角,都有其規律或作用說(shuō)明。了解分析倒圓角的一些基本作用,掌握倒圓角的一些基本技巧,提高產(chǎn)品綜合設計水平。

 

2、倒圓角在造型設計上的重要作用

隨著(zhù)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,以及各類(lèi)先進(jìn)軟件的使用,大量同質(zhì)產(chǎn)品面世。如今,消費者對產(chǎn)品外觀(guān)造型越來(lái)越挑剔,細節要求也越來(lái)越高[3]。一般外觀(guān)產(chǎn)品或零部件可見(jiàn)到的楞邊,都需要倒圓角。普通產(chǎn)品倒圓角尺寸太大,會(huì )給人圓潤、圓滑、可愛(ài)、靈動(dòng)的感覺(jué);尺寸太小,又會(huì )顯得機械、生硬、僵化。究竟多少合適?這個(gè)要看具體產(chǎn)品,以及產(chǎn)品所使用的環(huán)境等決定。

筆者之前曾開(kāi)發(fā)一款電磁爐,該產(chǎn)品左、右、后三邊邊緣都呈規則狀,邊緣倒角3毫米。設計師覺(jué)得造型沒(méi)有亮點(diǎn),如是把該產(chǎn)品前端邊緣倒30毫米的大圓角。從效果圖及3D模型來(lái)看,沒(méi)有什么特別感覺(jué)。但是,當做出外觀(guān)模型板后,大家都覺(jué)得前面30毫米的倒圓角,有些怪異。倒圓角是全尺寸倒角,尤其是中間點(diǎn)位置,會(huì )顯得比較飽滿(mǎn)。該設計就像一個(gè)車(chē)頭,倒圓角后,中間造型部位顯得特別簡(jiǎn)單,突兀。后來(lái),改成橢圓狀,客戶(hù)才認可外觀(guān)造型,予以接受該產(chǎn)品。

在設計音響,手提電腦等產(chǎn)品,都遇到類(lèi)似“有爭議”問(wèn)題,總結來(lái)說(shuō),一般體積不大的產(chǎn)品,大于5毫米的外觀(guān)倒圓角造型,都會(huì )影響到產(chǎn)品觀(guān)感和形態(tài)。設計師在做造型改良設計時(shí),遇到本體或主體呈簡(jiǎn)單結構、簡(jiǎn)單形狀,亦要想辦法予以改變,做成橢圓、要形、拋物狀、雙曲面等,不能用“倒圓角”簡(jiǎn)單處理。在這方面,有些公司的做法,可以借鑒參考一下。像小米公司的某一系列產(chǎn)品,它的倒圓角都有統一尺寸。包括美國最大的電器商APPLICA公司,沃爾瑪公司,在同一系列同時(shí)開(kāi)發(fā)的數款產(chǎn)品中,如咖啡機、水壺、面包機,是同一系列同時(shí)開(kāi)發(fā)的三款產(chǎn)品,其設計團隊就曾要求,三款產(chǎn)品中,所有外觀(guān)倒圓角處,不能大于5毫米。

普通電子電器類(lèi)產(chǎn)品,像手機、電腦、電視等產(chǎn)品,電子板及電子元件高度集成,產(chǎn)品都呈扁平狀,倒圓角處不多。

交通工具、日用百貨及兒童玩具等產(chǎn)品,外觀(guān)造型設計涉及環(huán)境、使用性安全。在不影響功能使用時(shí),外觀(guān)邊緣,則盡可能倒大圓角。如公共汽車(chē)上的塑料座椅,不管是椅面,還是靠背,都是倒大圓角設計;日常用的掃把、口杯、牙刷等產(chǎn)品的手柄,必須是圓潤的;幼兒圓、及嬰幼兒產(chǎn)品,少兒玩具等外觀(guān)產(chǎn)品,邊緣、夾角處都必須倒圓角處理;其它車(chē)站、碼頭、廣場(chǎng)、賓館等公共場(chǎng)所,所使用的凳椅、水碼、健身器材、指示牌等產(chǎn)品,不管是塑料還是五金的,其外觀(guān)裸露處的夾角或邊緣,必須要倒圓角,避免發(fā)生安全事故。

 

3、倒圓角在產(chǎn)品結構設計上的重要作用

在沒(méi)有犀牛、proe造型軟件之前,產(chǎn)品造型效果圖以ps、corlordraw平面設計為主,一般設計師不考慮外觀(guān)倒圓角,或者說(shuō)倒圓角不是外觀(guān)造型者所考慮的。一般零部件外觀(guān)倒圓角后,會(huì )影響產(chǎn)品內部空間布局及結構裝配關(guān)系,因此倒圓角特征,更多的是從事產(chǎn)品結構相關(guān)技術(shù)人員所設計。

產(chǎn)品結構設計是產(chǎn)品設計及制造全流程過(guò)程中,最為重要的一項工作。產(chǎn)品結構設計師根據外觀(guān)造型圖、效果圖、模型或實(shí)物,完成產(chǎn)品所有零部件建構工作,然后,將圖紙給到模具、研制、制造部門(mén),完成模具制造等系列工作。

產(chǎn)品結構設計的可靠性、先進(jìn)性將直接關(guān)系到產(chǎn)品的成本、性能、可加工及可制造性等關(guān)鍵質(zhì)量指標。

3.1安全性倒圓角

不管何類(lèi)別產(chǎn)品,所有裸露特征,正?;蚍钦J褂脮r(shí),涉及消費者人身、財產(chǎn)安全時(shí),優(yōu)先選擇倒圓角,且滿(mǎn)足使用,不影響功能時(shí),圓角尺寸越大越好。

3.2 五金工藝性倒圓角

五金殼體、端蓋、軸承座、軸、法蘭、支架等機械零部件,在車(chē)、銑、刨、磨基本車(chē)削加工后,其端面、夾角及其它外露邊緣,都比較鋒利,裝配或使用過(guò)程中,都會(huì )造成安全隱患。此類(lèi)零部件,行業(yè)通則,造型或建模過(guò)程中,默認狀態(tài)都會(huì )做倒斜角或圓角處理。

五金箱體或殼體類(lèi)結構零件,如發(fā)動(dòng)機、機床齒輪箱等零部件,其加工工藝是采用翻砂鑄造或精密鑄造技術(shù)。加工時(shí),通過(guò)熔爐,將塊狀金屬原材料(生鐵、生鋁),熔化成高溫液狀,在澆注入型腔后冷卻成型。金屬液在型腔流動(dòng)過(guò)程中,要求腔體圓滑通暢[4]。因此,此類(lèi)零部件設計通用要求,就是不能有利角,所有特征及過(guò)渡處,必須倒圓角。一般圓角尺寸不小于2毫米,實(shí)現平滑過(guò)渡。

另一方面,高溫金屬液體充填型腔,冷卻成型后會(huì )收縮,在特征過(guò)渡處會(huì )產(chǎn)生不同強度的“內應力”?!皟葢Α睆姸雀牧媳诤?、溫度、壓力成正比?!皟葢Α睍?huì )造成零部件形變,崩裂等一系列質(zhì)量缺陷?!皟葢Α笔俏锢憩F象,暫無(wú)法克服。理論上,圓角越大,內應力越小,對產(chǎn)品的質(zhì)量影響也越小[5]。

五金鈑金類(lèi)殼體零件,在模具沖壓成型時(shí),是通過(guò)模具擠壓、拉伸鈑金原材料而加工成型,零件的夾角及邊緣角,倒圓角時(shí)必須滿(mǎn)足基本工藝成型要求。像碗、碟、盆等金屬容器,既是造型、功能使用上的要求,也是在產(chǎn)品結構設計時(shí),模具加工工藝成型上的要求。理論上,在滿(mǎn)足功能情況下,倒圓角尺寸越大越有利于產(chǎn)品加工成型。

3.3 塑料制品倒圓角

塑料是工業(yè)產(chǎn)品主要原料之一,各種工業(yè)產(chǎn)品的殼體、箱體、本體、底座、支架等零部件,一般都由塑料所做成。由于塑料制品采用規?;a(chǎn),有質(zhì)輕、價(jià)廉、工藝先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)。在工業(yè)產(chǎn)品研制過(guò)程中,會(huì )優(yōu)先選用相關(guān)塑料材料。常用塑料加工工藝有注塑、壓塑、擠塑、吹塑和吸塑等幾種加工工藝,其中注塑加工是使用最多的一種加工工藝。

注塑加工工藝與五金鑄造加工原理基本一致。注塑加工工藝主要由塑料模具和注塑機組成。注塑模具安裝在注塑機上,模具由強度較高的數塊模具鋼組成,經(jīng)過(guò)模具系列加工工藝后制作完成。模具號稱(chēng)“工業(yè)之母”,一般模具可完成最少50萬(wàn)次的開(kāi)合,如果該零件是一模一穴的,意思是可以做50萬(wàn)件。注塑機是塑料加工的基礎,其結構及工作原理,注塑機有基座、料斗、螺桿、套筒、模具夾持結構、推桿、動(dòng)力裝置、控制裝置等組成。工作時(shí),纏繞裝置發(fā)熱塊的套筒將套筒內的塑料原料融化,在注塑機螺桿的擠壓下,將熔融后的塑料注射進(jìn)塑料模具。注塑機的規格有80T(噸),150T(噸)等不同規格。噸位數代表機器的鎖模力,或者叫機器注射時(shí)的壓力。注塑加工時(shí),一般注塑機的壓力大于產(chǎn)品的重量[6]。如300克重的本體零件,會(huì )選用350噸的注塑機。也就是說(shuō),每一克熔融后的塑料,將被1噸的壓力注射進(jìn)模具型腔。

舉例來(lái)說(shuō),一般300克重的塑料殼體零件,設計壁厚2~3毫米,殼體上的筋、柱位壁厚0.8~1.5毫米。加工過(guò)程中,盡管注塑機壓力比較大、模具強度也可以承受,但是零件若是結構性設計不好,注塑時(shí),殼體內外表面會(huì )產(chǎn)生、少膠、缺膠、燒膠、縮水等質(zhì)量缺陷。因設計缺陷,流動(dòng)性不通暢,有時(shí)候還會(huì )出現模具前端跑披鋒,后端缺膠現象,甚至出現極端的模具崩裂現象。隨著(zhù)設計人員水平的普遍提高,三維軟件中流體力學(xué)、拔模分析等命令應用,目前較少出現極端情況。

為了克服注塑缺陷,保證熔融后的塑料能夠順暢,塑料零件設計時(shí),所有殼體或本體內部特征夾角、邊緣處,默認都需要倒圓角。一般開(kāi)模的工程圖,在圖面上的技術(shù)要求處,一般會(huì )注明“未注圓角R0.5”。在模具裝配與調試過(guò)程中,會(huì )對澆口、筋、柱位、邊緣角、棱角等特征處省模、拋光,其目的也是為了改善塑料熔融后的流動(dòng)性,保證零件注塑質(zhì)量。

注塑加工跟五金鑄造原理一樣,在特征過(guò)渡等處亦會(huì )產(chǎn)生“內應力”?!皟葢Α睍?huì )造成零件形狀變化和部分特征脆裂,影響裝配和質(zhì)量隱患。通過(guò)“倒圓角”操作,是改善“內應力”最有效的方法之一。

按照ISO國際標準委員會(huì )要求,在產(chǎn)品結構設計過(guò)程中,一般要經(jīng)過(guò)由模具、塑料加工、制造等各部門(mén)高階技術(shù)人員參加的產(chǎn)品結構工藝評審,確保設計及可加工技術(shù)的先進(jìn)性。一般討論較多,爭議較大,最不易形成共識的,就是產(chǎn)品設計及加工時(shí),“內應力”所帶來(lái)的形變及加工問(wèn)題。

4、結語(yǔ)

總體而言,隨著(zhù)工業(yè)制造現代化發(fā)展水平不斷提高,三維軟件及新進(jìn)激光數控設備的使用,普通模具制造水平較高,基本滿(mǎn)足一般企業(yè)制造需要。“倒圓角”作為產(chǎn)品結構設計的一部分,其設計的內容、形式、大小,要根據不同的產(chǎn)品標準、設計要求,實(shí)時(shí)做出精準判斷。通過(guò)對“倒圓角”的相關(guān)研究,可以迅速提高產(chǎn)品設計方面的認知,提高設計師乃至企業(yè)設計群體水平和能力。

   

參考文獻:

[1] 周甘.我國機械產(chǎn)業(yè)模具技術(shù)的現狀及未來(lái)前景[J].中國電子商務(wù),2014,(13):259.

[2] 陳栩雪.Pro/E倒角功能在產(chǎn)品設計中的應用技巧[J].機電工程技術(shù),2008,(6):23-25.

[3] 李凡.產(chǎn)品外觀(guān)的造型意象設計技術(shù)要點(diǎn)分析[J].科技展望,2014,(14):44-44.

[4] 劉小華.ZL204鋁合金半圓環(huán)鑄件鑄造工藝設計[J].鑄造,2012,(3):326-328.

[5] 沈鐵成.轉爐煉鋼雙渣法操作探究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(1):141-142.

[6] 胡琳.基于Pro/E的手機外殼造型及注塑模具的設計[J].機電工程技術(shù),2005,(9):40-45.

收起