结构设计基本知识
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结构设计（Mechanical Design）：根据已确定的原 理方案，完成具体的整机产品结构图，将抽象的原理 方案具体转化为一个个构件或零部件，以体现其所要 求的外观和功用。具体内容是确认每个构件的材料、 形状、尺寸、公差、表面处理等的同时，还需要考虑 其加工工艺、强度、精度以及与其他零件间的相互配 合关系等问题。
品质问题解决 领料.生产试做 特规单处理 供应商评估 模具报价.开模.零件 承认.样品请购
结构设计 （MD）
生 产 问 题 处 理
包装设计 运输实验验证
平面设计（GD）
包装结构设计，运 输实验验证
品保
物控 采购
包装设计（PD）
热流分析与散热设计，散 热片设计，风扇选择
生产部
散热设计及问 题解决
热流设计（TAE）
瓦楞纸箱由瓦楞纸板粘合或钉合而成的。瓦楞纸板 由面纸（牛皮纸）和瓦楞芯纸粘合而成的。
瓦楞纸板根据其面纸和芯纸的层数分为： 单面、三层、五层、七层瓦楞纸板 瓦楞的形状种类：U型、V型、UV型 常用瓦楞的楞型：A、B、C、E楞
四.包装部分知识
瓦楞的规格和性能比较：
种类 瓦楞高度（mm） 瓦楞条数/300mm 平面压力 A型 4.5～5 30±2 最差 C型 B型 E型 3.5～4 2.5～3 1.1～2 38±2 50±2 96±4 一般 最好 垂直压力 最好 一般 最差 平行压力 最差 一般 最好
常用钣金材料厚度系列：0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、 2.5、3.0mm
1.常用五金材料
五金件的加工工艺
模具加工和NCT加工的区别 *钣金的模具加工是指使用专用的冲压模具进行产品的落料，折 弯，成型. 特点: 加工快捷, 成本低, 但产品模具开发费用很高,需专用的 冲压设备, 适用于批量制作的定型的产品 *NCT又称数值控制冲压技术，主要是指五金件的落料过程由NCT 机床或Laser机加工完成。其后的折弯过程由数控折床完成。 特点: 加工的工件种类不受限制, 比较灵活, 常用于新产品的 样品及小批量制做, 但加工成本比较高 *两者的价格差异： NCT产品单价 = (2 – 2.5)*模具产品单价 五金件的表面处理: 依产品的具体要求进行表面磷化, 电镀, 烤漆, 网印等 常见的冲压工艺过程 落料，冲孔，折弯，翻边，卷边，拉伸, 铆钉等
2.冲压模具
冲压概念：指在压力机的作用下﹐利用模具使材料产生局部或 整体塑性变形﹐以实现分离或成形﹐从而获得一定形状和尺寸 制件的加工方法。 根据模具利用的冲压原理及复杂程度不同，可大致分为： 1).冲孔模 2).复合模 3).铆合模 4).成形模 5).连续模
2.冲压模具
1).典型冲孔模具结构图介绍
2.塑胶模具
含义 首先了解模具概念——在工业生产中，用各种压力机和装在压力 机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件 或制品，这种专用工具统称为模具。 再看塑胶注塑模具——是指经注塑机将熔融/塑化后的塑料注入其 成型模腔内通过保压冷却而形成塑胶制品之工具（其独立于成型机）。 分类 按成型方式可分为注射成型模、吹塑模、吸塑模、挤压成型模等。 注塑模具之基本架构 浇注系统/成型系统/排气系统/冷却系统/顶出系统/导向系统/固 定与定位部分。 按浇注系统可将注塑模具分为：大水口模具、细水口模具和热流 道模具；而按结构可将注塑模具主要分为两板模和三板模。
目前工业产品所使用的五金材料主要有以下几类.
钣金类: 薄钢板, 加工方便,节省材料,成本低等因素,使钣金 薄钢板材料应用的最为广泛. 金属工件(机加工): 加工成本较高, 应用广泛 合金材料(机加工): 性能比普通金属材料优越,成本高,通常用 于工治具类产品的制作 其它材料: 橡胶Rubber, 绝缘材料等.
2.冲压模具
常用模具材料介绍:
YK30（SK-3）碳素工具
YK30S是SK-3的改良钢种，且有更佳的强韧性和硬化性能，易 于加工，且有一般高碳钢的高硬度和耐磨性热处理后硬度HRC50， 用于局部受力较大的模板。
SKH-9（JIS） 合金工具钢
相当于我国的W6Cr4Mo5V2合金工具钢，硬度较高，热处理后硬 度可达HRC65，但脆性较大，塑性较差，不易进行切削加工。适 用于冲φ3.0以下小孔的冲子材料。
四.包装部分知识
包装的定义：为在流通中保护产品、方便储运、促进销 售，而进行的选择相关容器、材料和辅助物并施加一定 的技术手段等的活动。 包装的三大功能：保护产品、方便储运、促进销售
公司常用的包装材料：
外包装材料：纸箱、木箱、栈板等 缓冲材料：EPS、EPE等
四.包装部分知识
瓦楞纸箱介绍：
1.结构设计 4.结构设计开发流程
产品需求 工业设计 结构设计 技术评审 打样确认
修模/改模
样品检测
开模跟踪
模具评审
厂商报价
样品检测
样品承认
模具承认
小批量
正式量产
二.塑胶材料知识及塑胶模具 1.塑料定义及常用塑胶材料 2.塑胶模具
1.塑胶材料
含义 塑料是以合成或天然的树脂作为主要成分，添加或不添加辅助材料 如填料，增塑剂，稳定剂，颜料，防老剂等，在一定温度，压力下加 工成型而成的。塑料的性能主要取决于主体成分高聚物树脂的性质， 高聚物中适当添加某些辅料可以改善材料耐寒，耐热，耐磨，导热， 机械和加工性能。 优点：密度小,具有较高的比强度；同时具有良好的耐磨性和耐腐 性，以及优良的电绝缘性、热绝缘性和成型工艺性。 缺点：不耐高温，强度差易变形，热膨胀系数大，导热差，易老化 等缺点。 分类 按受热特性分：热塑性塑料和热固性塑料。 按塑料用途分类：通用塑料和工程塑料。 常用塑料 ABS、PC、ABS+PC、POM、PP、PMMA、PE、PA、PVC等
1.常用五金材料
常用钢板：
镀锌钢板（SECC） 通常又叫白锌板，有抗腐蚀性强及表面美观的特征，其表面有 镀锌层结晶花纹。 SECC 1.2t(E16/E16)：1.2t是指厚度1.2mm， （E16/E16）是指两面镀锌，每面的镀锌量是16g/m² 。 冷轧钢板(SPCC) 没有经过表面镀锌处理的冷轧钢板，因此抗腐蚀能力较差，一 般在加工成型后，我们会要求厂商喷漆来保护表面。 铝板 特点: 重量轻,外观好,目前应用越来越广泛。 合金类板 特点: 具有特定的性能, 如不锈钢薄板,弹簧钢薄板等。
2.冲压模具
2).典型复合模具结构图介绍
2.冲压模具
3).铆合模具结构图介绍
由于铆合模 通常采取的 是整块模板 作为公模， 因此其模具 制作精度要 求低，成本 也低。
铆合示意图
2.冲压模具
4).折弯模具结构图介绍
向上成形折弯模
向下成形折弯模
V折折弯模
2.冲压模具
常用模具材料介绍:
SS41（JIS） 低碳机械构造用钢 含C量0.30%，不能进行热处理，硬度不高，塑性好，强度低， 易进行切削加工，可满足模具中非成形模板性能的要求。适用 于模具中的打背板，上、下托板，垫脚，模座，垫板，夹板等 受力不大的模板和零件。 SKD11（JIS）冷间加工合金工具钢 相当于Cr12MoV,是一种高C、高Cr的合金钢，有极高的硬度和适 宜的韧性，有回火硬化效果，是目前耐磨性最好的合金钢，同 时添加Mo、V元素，使其兼具耐磨，不弯形，耐冲击等特性。适 用于受力较大的模具成形模板和零件，如与料片相接触受力很 大的下模板和上打板. 钨钢 硬度很高，热处理后硬度可达HRC70，但脆性很大，受力不均 匀时易发生崩裂，且不易进行切削加工，材料成本和加工成本 较高。适用于受力很大的冲压模具零件。
结构设计基本知识了解
讲义主要包括内容： 结构设计定义、职责及开发流程 塑胶材料知识及塑胶模具 五金材料知识及冲压模具 包装部分知识
一.结构设计 1.结构设计定义 2.结构设计职责 3.结构设计（MD）与相关部门的关系 4.结构设计开发流程
一.结构设计 1. 结构设计定义（MD）
与 其 他 各 部 门 间 的 关 系
元件布局（走线. 接地.EMC） 直接联系较少
硬件 软件 DCC 安规 LAYOUT
外观设计、功能规划
市场部
产 品 需 求
外观、功能要求
工业设计（ID）
包装外观设计，标签、菲林 设计，说明书设计，宣传资 料设计
文档处理
安轨认证 机械.电气防护
平面文件处理
PCB固定孔位 功能实现
四.包装部分知识
常用栈板介绍：
常用栈板按材质分为两类：原木栈板、胶合板栈板
原木栈板直接由木材直接加工而成，其特点是强度高，原料广，价 格便宜。但其不符合环保要求，主要用于内销机。
胶合板栈板因为经过高温处理，符合环保要求，主要用于外：mm）如下： ISO： L*W＝1200*800 L*W＝1200*1000 L*W＝1200*1200 中国： L*W＝1000*600 L*W＝1200*800 L*W＝1200*1000 欧盟： L*W＝1000*600 L*W＝1200*1000 L*W＝1000*800 L*W＝800*600
一.结构设计 2.结构设计主要职责
负责产品结构方案的设计和功能的实现 负责监控模具供应商的工作，并对模具进行审核、验收
负责结构模组的规划和选择
负责整机测试中关于结构部分的测试 负责有关结构部分的生产维护工作 负责给其他部门提供结构方面的技术支持
一.结构设计
3.结构设计（MD）与相关部门的关系
常用规格
三层瓦楞纸板常用B、C型
五层瓦楞纸板常用A-B型或B-C型 表层宜选用B型，内层宜选用A、C型
四.包装部分知识
缓冲材介绍：
EPS （俗称：保利龙 学名：发泡级聚苯乙烯） 重量轻，较好的缓 冲性能，抗压强度一般，成本低廉，但其韧性，回复性较差，易破 裂，不环保，主要用于内销机类。
EPE （俗称：珍珠棉 学名：发泡级聚乙烯） 缓冲效果好，弹性好， 回复性好，不易变形。但成本较高，为环保料，主要用于外销机类。
常见集装箱内部尺寸、内容积及载重量
常见集装箱箱门开度
四.包装部分知识
包装设计的验证
根据产品储存、运输、使用环境要求，对产品及包装进行耐
温、耐湿、振动、跌落等实验，验证包装的可靠性。
跌落标准
振动标准
2.塑胶模具
注塑成型之基本过程
合模 注射 保压 冷却 开模 顶出
2.塑胶模具
典型单分型面注塑模剖面
2.塑胶模具
模具成型动画演示
两 板 模 成 型 动 化 演 示
三 板 模 成 型 动 化 演 示
三.五金材料知识及冲压模具 1.常用五金材料及加工工艺 2.冲压模具
1.常用五金材料
品质问题解决 领料.生产试做 特规单处理 供应商评估 模具报价.开模.零件 承认.样品请购
结构设计 （MD）
生 产 问 题 处 理
包装设计 运输实验验证
平面设计（GD）
包装结构设计，运 输实验验证
品保
物控 采购
包装设计（PD）
热流分析与散热设计，散 热片设计，风扇选择
生产部
散热设计及问 题解决
热流设计（TAE）
瓦楞纸箱由瓦楞纸板粘合或钉合而成的。瓦楞纸板 由面纸（牛皮纸）和瓦楞芯纸粘合而成的。
瓦楞纸板根据其面纸和芯纸的层数分为： 单面、三层、五层、七层瓦楞纸板 瓦楞的形状种类：U型、V型、UV型 常用瓦楞的楞型：A、B、C、E楞
四.包装部分知识
瓦楞的规格和性能比较：
种类 瓦楞高度（mm） 瓦楞条数/300mm 平面压力 A型 4.5～5 30±2 最差 C型 B型 E型 3.5～4 2.5～3 1.1～2 38±2 50±2 96±4 一般 最好 垂直压力 最好 一般 最差 平行压力 最差 一般 最好
常用钣金材料厚度系列：0.5、0.6、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、 2.5、3.0mm
1.常用五金材料
五金件的加工工艺
模具加工和NCT加工的区别 *钣金的模具加工是指使用专用的冲压模具进行产品的落料，折 弯，成型. 特点: 加工快捷, 成本低, 但产品模具开发费用很高,需专用的 冲压设备, 适用于批量制作的定型的产品 *NCT又称数值控制冲压技术，主要是指五金件的落料过程由NCT 机床或Laser机加工完成。其后的折弯过程由数控折床完成。 特点: 加工的工件种类不受限制, 比较灵活, 常用于新产品的 样品及小批量制做, 但加工成本比较高 *两者的价格差异： NCT产品单价 = (2 – 2.5)*模具产品单价 五金件的表面处理: 依产品的具体要求进行表面磷化, 电镀, 烤漆, 网印等 常见的冲压工艺过程 落料，冲孔，折弯，翻边，卷边，拉伸, 铆钉等
2.冲压模具
冲压概念：指在压力机的作用下﹐利用模具使材料产生局部或 整体塑性变形﹐以实现分离或成形﹐从而获得一定形状和尺寸 制件的加工方法。 根据模具利用的冲压原理及复杂程度不同，可大致分为： 1).冲孔模 2).复合模 3).铆合模 4).成形模 5).连续模
2.冲压模具
1).典型冲孔模具结构图介绍
2.塑胶模具
含义 首先了解模具概念——在工业生产中，用各种压力机和装在压力 机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件 或制品，这种专用工具统称为模具。 再看塑胶注塑模具——是指经注塑机将熔融/塑化后的塑料注入其 成型模腔内通过保压冷却而形成塑胶制品之工具（其独立于成型机）。 分类 按成型方式可分为注射成型模、吹塑模、吸塑模、挤压成型模等。 注塑模具之基本架构 浇注系统/成型系统/排气系统/冷却系统/顶出系统/导向系统/固 定与定位部分。 按浇注系统可将注塑模具分为：大水口模具、细水口模具和热流 道模具；而按结构可将注塑模具主要分为两板模和三板模。
目前工业产品所使用的五金材料主要有以下几类.
钣金类: 薄钢板, 加工方便,节省材料,成本低等因素,使钣金 薄钢板材料应用的最为广泛. 金属工件(机加工): 加工成本较高, 应用广泛 合金材料(机加工): 性能比普通金属材料优越,成本高,通常用 于工治具类产品的制作 其它材料: 橡胶Rubber, 绝缘材料等.
2.冲压模具
常用模具材料介绍:
YK30（SK-3）碳素工具
YK30S是SK-3的改良钢种，且有更佳的强韧性和硬化性能，易 于加工，且有一般高碳钢的高硬度和耐磨性热处理后硬度HRC50， 用于局部受力较大的模板。
SKH-9（JIS） 合金工具钢
相当于我国的W6Cr4Mo5V2合金工具钢，硬度较高，热处理后硬 度可达HRC65，但脆性较大，塑性较差，不易进行切削加工。适 用于冲φ3.0以下小孔的冲子材料。
四.包装部分知识
包装的定义：为在流通中保护产品、方便储运、促进销 售，而进行的选择相关容器、材料和辅助物并施加一定 的技术手段等的活动。 包装的三大功能：保护产品、方便储运、促进销售
公司常用的包装材料：
外包装材料：纸箱、木箱、栈板等 缓冲材料：EPS、EPE等
四.包装部分知识
瓦楞纸箱介绍：
1.结构设计 4.结构设计开发流程
产品需求 工业设计 结构设计 技术评审 打样确认
修模/改模
样品检测
开模跟踪
模具评审
厂商报价
样品检测
样品承认
模具承认
小批量
正式量产
二.塑胶材料知识及塑胶模具 1.塑料定义及常用塑胶材料 2.塑胶模具
1.塑胶材料
含义 塑料是以合成或天然的树脂作为主要成分，添加或不添加辅助材料 如填料，增塑剂，稳定剂，颜料，防老剂等，在一定温度，压力下加 工成型而成的。塑料的性能主要取决于主体成分高聚物树脂的性质， 高聚物中适当添加某些辅料可以改善材料耐寒，耐热，耐磨，导热， 机械和加工性能。 优点：密度小,具有较高的比强度；同时具有良好的耐磨性和耐腐 性，以及优良的电绝缘性、热绝缘性和成型工艺性。 缺点：不耐高温，强度差易变形，热膨胀系数大，导热差，易老化 等缺点。 分类 按受热特性分：热塑性塑料和热固性塑料。 按塑料用途分类：通用塑料和工程塑料。 常用塑料 ABS、PC、ABS+PC、POM、PP、PMMA、PE、PA、PVC等
1.常用五金材料
常用钢板：
镀锌钢板（SECC） 通常又叫白锌板，有抗腐蚀性强及表面美观的特征，其表面有 镀锌层结晶花纹。 SECC 1.2t(E16/E16)：1.2t是指厚度1.2mm， （E16/E16）是指两面镀锌，每面的镀锌量是16g/m² 。 冷轧钢板(SPCC) 没有经过表面镀锌处理的冷轧钢板，因此抗腐蚀能力较差，一 般在加工成型后，我们会要求厂商喷漆来保护表面。 铝板 特点: 重量轻,外观好,目前应用越来越广泛。 合金类板 特点: 具有特定的性能, 如不锈钢薄板,弹簧钢薄板等。
2.冲压模具
2).典型复合模具结构图介绍
2.冲压模具
3).铆合模具结构图介绍
由于铆合模 通常采取的 是整块模板 作为公模， 因此其模具 制作精度要 求低，成本 也低。
铆合示意图
2.冲压模具
4).折弯模具结构图介绍
向上成形折弯模
向下成形折弯模
V折折弯模
2.冲压模具
常用模具材料介绍:
SS41（JIS） 低碳机械构造用钢 含C量0.30%，不能进行热处理，硬度不高，塑性好，强度低， 易进行切削加工，可满足模具中非成形模板性能的要求。适用 于模具中的打背板，上、下托板，垫脚，模座，垫板，夹板等 受力不大的模板和零件。 SKD11（JIS）冷间加工合金工具钢 相当于Cr12MoV,是一种高C、高Cr的合金钢，有极高的硬度和适 宜的韧性，有回火硬化效果，是目前耐磨性最好的合金钢，同 时添加Mo、V元素，使其兼具耐磨，不弯形，耐冲击等特性。适 用于受力较大的模具成形模板和零件，如与料片相接触受力很 大的下模板和上打板. 钨钢 硬度很高，热处理后硬度可达HRC70，但脆性很大，受力不均 匀时易发生崩裂，且不易进行切削加工，材料成本和加工成本 较高。适用于受力很大的冲压模具零件。
结构设计基本知识了解
讲义主要包括内容： 结构设计定义、职责及开发流程 塑胶材料知识及塑胶模具 五金材料知识及冲压模具 包装部分知识
一.结构设计 1.结构设计定义 2.结构设计职责 3.结构设计（MD）与相关部门的关系 4.结构设计开发流程
一.结构设计 1. 结构设计定义（MD）
与 其 他 各 部 门 间 的 关 系
元件布局（走线. 接地.EMC） 直接联系较少
硬件 软件 DCC 安规 LAYOUT
外观设计、功能规划
市场部
产 品 需 求
外观、功能要求
工业设计（ID）
包装外观设计，标签、菲林 设计，说明书设计，宣传资 料设计
文档处理
安轨认证 机械.电气防护
平面文件处理
PCB固定孔位 功能实现
四.包装部分知识
常用栈板介绍：
常用栈板按材质分为两类：原木栈板、胶合板栈板
原木栈板直接由木材直接加工而成，其特点是强度高，原料广，价 格便宜。但其不符合环保要求，主要用于内销机。
胶合板栈板因为经过高温处理，符合环保要求，主要用于外：mm）如下： ISO： L*W＝1200*800 L*W＝1200*1000 L*W＝1200*1200 中国： L*W＝1000*600 L*W＝1200*800 L*W＝1200*1000 欧盟： L*W＝1000*600 L*W＝1200*1000 L*W＝1000*800 L*W＝800*600
一.结构设计 2.结构设计主要职责
负责产品结构方案的设计和功能的实现 负责监控模具供应商的工作，并对模具进行审核、验收
负责结构模组的规划和选择
负责整机测试中关于结构部分的测试 负责有关结构部分的生产维护工作 负责给其他部门提供结构方面的技术支持
一.结构设计
3.结构设计（MD）与相关部门的关系
常用规格
三层瓦楞纸板常用B、C型
五层瓦楞纸板常用A-B型或B-C型 表层宜选用B型，内层宜选用A、C型
四.包装部分知识
缓冲材介绍：
EPS （俗称：保利龙 学名：发泡级聚苯乙烯） 重量轻，较好的缓 冲性能，抗压强度一般，成本低廉，但其韧性，回复性较差，易破 裂，不环保，主要用于内销机类。
EPE （俗称：珍珠棉 学名：发泡级聚乙烯） 缓冲效果好，弹性好， 回复性好，不易变形。但成本较高，为环保料，主要用于外销机类。
常见集装箱内部尺寸、内容积及载重量
常见集装箱箱门开度
四.包装部分知识
包装设计的验证
根据产品储存、运输、使用环境要求，对产品及包装进行耐
温、耐湿、振动、跌落等实验，验证包装的可靠性。
跌落标准
振动标准
2.塑胶模具
注塑成型之基本过程
合模 注射 保压 冷却 开模 顶出
2.塑胶模具
典型单分型面注塑模剖面
2.塑胶模具
模具成型动画演示
两 板 模 成 型 动 化 演 示
三 板 模 成 型 动 化 演 示
三.五金材料知识及冲压模具 1.常用五金材料及加工工艺 2.冲压模具
1.常用五金材料