工业设计下新产品三维模型开发分析

工业设计下新产品三维模型开发分析

发表时间：2020-01-16T10:29:22.013Z 来源：《知识-力量》2019年12月59期作者：郑其浩[导读] 本文将三维设计软件PRO/E作为研究工具，以电视机遥控器为研究对象，用从顶向下的建模方法，首先总体然后再细节，将实际加工考虑在内，对结构设计、外观设计等开展深入研究，通过此方法研究，对新产品开发有着重要的参考价值。（青海大学，青海省西宁市 810016）

摘要：本文将三维设计软件PRO/E作为研究工具，以电视机遥控器为研究对象，用从顶向下的建模方法，首先总体然后再细节，将实际加工考虑在内，对结构设计、外观设计等开展深入研究，通过此方法研究，对新产品开发有着重要的参考价值。关键词：工业设计；工业设计开发；三维模型

依据产品正向设计的总体思路与操作流程，在开发新产品时，通常需先由工业设计师依据产品的基本设计要求，对整体外形进行绘制，得到外形效果图，然后再由结构设计师围绕其创建三维CAD模型，最后绘制工程图，并进行加工出模试制。在围绕产品创建CAD模型是整个新产品开发工作的重难点所在，其除了要充分获取设计师的意图之外，还需与现实加工实况相结合，设计并完善各个机构细节，为后续制造生产工作提供切实便利。需要指出的是，因传统工业设计产品有一定的装配关系，因此，用从顶至下的建模方法，能为设计信息的管理提供方便，而且还能实现各个配合件结构关系的统一流动，预防装配过程中发生结构冲突。本文结合当前实况，以电视机遥控器为例，就新产品三维模型开发路径作一探讨。

1.设计产品整体外观

1.1草图创建

通常情况下，在围绕产品整体外观进行建模时，多依赖的是工业设计效果图，需要借助软件，将产品3个方向的视图图片导入。需指出的是，因三视图之间有一定的投影关系，所以，当导入图片之后，需确保其位置关系不变。可通过旋转、移动坐标系，对图片的方位进行准确调整。不然在绘制后续线条时，便会出现偏差情况，增加建模的难度。导入图片之后，便能够进行草图的创建工作，描线图片（即抄图）；针对描线来讲，其乃是准确获取设计师设计意图的重要条件与方式，因此，需做到精确化。可以将主要视图作为对象，先对其进行描线，基于俯视图可知，此遥控器实为一个对称体，为了能够做到对称，一般仅需对最大外围轮廓线条的一半进行描绘便可，而对于另外一半来讲，可用“镜像”命令来进行创建。与此同时，经深入观察可知，一些圆弧可以采用两条线间的倒圆角来进行绘制，如此一来，便能够准确得到圆弧。在抄图时，通常需要设置好线条的形状约束、位置，然后标注尺寸。针对侧视图的抄图来分析，通常是便于产品出模，侧面线条通常均有拔模斜度，但如此设计，会造成产品侧面有棱线出现；针对此情况，可采用圆弧对侧面斜线进行替代，并对圆弧形状进行调整，来确保存在一定的拔模倾斜度。当对左视图草图进行创建时，因两端有着不同的截面，因而需创建2个截面，对此，选择截面位置尤为重要。在实际选择时，将其设于引导线条节点处最为合宜，如此进行绘制，能够避免后续曲面出现变形情况。

1.2整体外观曲面的创建

基于侧视图可得知，顶部为曲面，且有一定的弧度，在上节抄图过程中，绘制一条截面线和一条引导线，因此，此处可以采用“扫掠”命令，进行顶部曲面的创建，而对于圆角半径来讲，可通过对草图中的圆弧尺寸进行测量而得到，后续可采用诸如“抽壳”、“缝合”等命令，进行上盖实体的创建。需要指出的是，因上下盖见存在配合关系，所以在实际装配设计过程中，需根据现实需要，围绕各个装配组建，建立它们的产品关联性。为了能够获得优质的装配关系，在创建遥控器下盖时，在建模策略上，可选用“自顶向下”，即在装配关系架构中，创建床品，使各个创配组件无论是在尺寸上，还是在位置上，均相关，避免尺寸配合不当而干涉装配位置。

2.结构设计

2.1扣位设计

针对遥控器上下盖配合来讲，通常情况下，可借助扣位或者拧螺丝的方式来固定。而针对扣位来讲，其乃是塑料件一种比较常用的装配固定方式，从基础层面来分析，主要借助外力，来改变塑胶材料的外形，然后强行将扣位扣至装配位置，以此来固定两个零件。在对扣位进行创建前，首先需要对凹凸止口进行设计，并且在止口上，进行扣位的创建，止口的最突出作用即为限位，而锁紧为扣位的作用。通常来讲，下盖做成凹止口，而将上盖做成凸止口，便于装配操作。需要强调的是，因止口形状同于盖体轮廓，因此，可选取上盖轮廓线实施偏置，且进行拉伸，遮掩便能进行上盖凸止口的创建；而针对止口宽度来讲，通常需要小于盖体壁厚，高度需要依据产品特点来进行设置，究其原因，主要因为止口高度对装配流畅度有决定作用。为了能够确保配合关联性，针对下盖的凹止口来讲，可采用“几何链接器”，将上盖的止口轮廓线提取出来，然后进行拉伸，求差成型。在设计止口时，其重点为凹凸止口配合不能面贴面，在各个配合面间，需留一定间隙空间，这样便于装配，也切还方便模具脱膜。

2.2软按键设计

软按键建模方法比较简单，借助拉伸成型便可完成。首先，硬胶与软胶之间的配合，需要有一定间隙，可提取按键孔的轮廓线，以向内的方向偏置0.3mm，然后再进行拉伸。在拉伸按键的高度上，由于上盖顶面是一个曲面，因此，不可直接设定某个拉伸数值。可借助拉伸选项当中的“直至延伸”，选上盖顶部曲面，将各按键均拉伸至曲面，此时，全部按键的高度便可平齐于上盖顶面曲面，最后用“偏置曲面”使按键较顶面偏高（2mm），如此一来，便能够使各位置按键无论是外科部曲面，还是顶部曲面，均有一致的形状。若直接用数值拉伸，全部按键顶部都处在同一水平面上，效果并不理想。

3.结语

综上，产品设计实为一个比较繁琐且复杂的过程，通常需要在反复改进中进行不断优化。在刚开始设计时，主要借助工业设计师来识别设计要求，明确主体框架，决定产品特征；然后再由结构设计师描述产品。针对结构设计来讲，其乃是整个产品设计中最为繁琐且复杂的工作环节，其除了需要熟识各种零件设计之外，如塑胶件、钣金等，还需掌握工艺知识，比如模具表面处理、零部件设计知识等。因此，在开发新产品时，需根基现实需要，创建三维模型，更好的完成此操作。

参考文献

[1]陈志红,周认岐.逆向工程技术在检测分析和建模中的应用[J].摩托车技术,2018(12):45-47.