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电子产品结构设计范文1
关键词：连体按键；悬臂；形状；定位；间隙
中图分类号：TN602 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 04-0015-01
按键是电子产品中极其重要的结构件，常用按键按材质分为：塑料按键（Plastic key）、橡胶按键（Rubber key）、塑料+橡胶按键（P+R key）。随着塑料制造工艺的提高，塑料按键（Plastic key）尤其连体塑料按键以它整体造型好、后处理方便、组装简单等特点受到设计者欢迎。连体塑料按键结构要素主要包括按键的悬臂、定位及间隙。连体塑料按键在试装和使用中常出现按键手感僵硬、按键联动、卡键等问题，主要是由于上述结构要素的设计缺陷造成。本文结合作者多年的设计和注塑加工实践，给出连体塑料按键主要结构要素的设计经验，旨在为结构设计工作者提供设计经验。
一、悬臂
（一）悬臂尺寸。一般电子产品的按键悬臂厚度0.8-1mm，宽度1.2-2.5mm，长度10-20mm较合适。悬臂厚度小于0.8mm注塑时冲胶慢导致悬臂强度降低，厚度大于1mm悬臂弹性较差。根据悬臂的设计空间、弹性和强度要求，悬臂宽度可以设计等宽的，如图1；也可以设计渐变宽度的，如图3。悬臂长度大于10mm弹性较好，小于10mm会感觉按键手感僵硬。为提高短悬臂弹性，在悬臂与按键体连接处进行变壁厚处理，局部最薄壁厚0.5～0.6mm，变壁厚悬臂连接处一定采用圆角过渡，注塑浇口宜设计在悬臂附近，否则容易出现注塑不全缺陷。当然悬臂越薄，长度越长弹力越好，但长度超过20mm会给注塑走胶带来困难，同时出模、包装、运输极易变形，因此设计时要综合考虑上述因素。
（二）悬臂形状。以直臂设计最简单，如图1，如果悬臂不能伸的很长，可以做成S形或弧形悬臂，以增加悬臂长度，如图2、3。悬臂转弯和受力处须采用圆角过渡，避免注塑时材料在直角处受到剪切而产生应力集中，造成悬臂先天强度不良。如果做S形空间不够，可以做成上文提到的变壁厚悬臂，这样也能达到较好的手感效果。（三）悬臂数量。最好采用双悬臂结构，这样按键不易变形。如果只能采用单臂，单臂最好靠近按键长轴方向，按键上触动开关的柱子设计在长轴另一边，即使悬臂较短，但整个活动臂依然较长，按动也会很轻松，如图2。由于长单悬臂按键在注塑、后处理、运输等过程极易变形，因此尽量设计辅助悬臂，在装配前剪掉，这可以有效保护按键不变形，如图2。悬臂在短轴方向时，宜做成双悬臂，双悬臂的间距尽量宽一点，这样与按键触点柱子成三角形分布，能避免按键按动时偏斜，如图1。
二、连体按键定位
连体按键和壳体采用定位套和定位柱定位，两者配合间隙单边0.1-0.25mm，如图3。为防止按键串动，从理论上此处设计应为紧配合，但是按键和壳体一般有两个以上定位结构，加工时很难做到完全对中，这样很容易导致按键装配不上或歪斜而影响按键手感，因此此处一定设计成间隙配合，并根据加工精度和定位柱数量调整间隙大小。
连体按键的定位结构一般设计在容易产生联动的两按键悬臂交汇点，同时按键定位套分别顶在PCB和壳体上，如图3，这样既防止按键联动又防止因壳体变形而引起的按键被夹紧使手感僵硬的问题。设计中尽量不采用螺钉或热熔方式把按键和壳体固定成一体，否则容易导致按键歪斜而影响按键手感和外观。外壳与PCB之间的固定柱尽量远离按键悬臂，如果无法避免，此处螺钉不能固定过紧，否则将会造成死键或手感僵硬。
三、按键与周边件的设计间隙
（一）按键触点柱与触动开关设计间隙。小B键和锅仔片是电子产品常用的轻触开关。实际生产中小B键通常不能完全落地，与PCB板间通常存在0-0.2mm间隙，为保证较好的手感按动效果，按键触点柱距小B键顶面间隙设计为0.5-0.8mm。锅仔片采用透明双面胶粘在PCB板上，底面与PCB板贴平，顶面与按键触点柱间隙设计为0.3-0.5mm。（二）按键与壳体设计间隙。不进行表面后处理的按键与壳体，单边间隙0.15-0.25mm，后续或有喷油或电镀，单边间隙0.2-0.4mm，在外观要求不严格情况下，间隙值尽量靠上限，这样按键稍有变形或歪斜也不容易卡键，按键最高处露出壳体约1-1.2mm，壳体的按键孔碰穿面宜设计在孔内，不能设计在外表面，否则后续容易出现飞边造成卡键，按键孔碰穿面距上端面大于按键行程，这样既保证按键正常使用，又避免按键周圈间隙过大而影响美观。
四、结束语
看起来简单的连体按键结构设计，隐藏着诸多微妙，只有仔细体会和耐心设计，才能减少后续模具、注塑、组装工艺的控制难度，才能使产品具有竞争力。
参考文献：
[1]徐佩弦.塑料件的设计[M].北京：中国轻工业出版社，2001.
电子产品结构设计范文2
关键词：儿童；电子产品；视觉；体验
1视觉体验的含义
视觉体验既是一种普遍的体验又是一种特定的体验，在眼睛看的过程中通过一系列抽象过程形成的体验过程我们通常说的看，是一种生理能力作为最简单的感知活动，是客观的对事物的记忆，是外在的一种扫描。视觉体验是人们接触社会感受世界的最直接的一种方式，儿童的视觉体验，例如对事物的认知都是先以判断事物的颜色、形状、大小等进行感知，在通过其他的例如重量，体积等进行认知活动，当然全面的了解事物还有坚硬、美丽、柔软、丑陋等一些心理上的感觉，这些都可以依托视觉进行感官上的体验，视觉的体验相对其他感官占得比重最高。
2分析现代儿童的电子产品中体验学习的视觉要素分类
2.1儿童电子产品中的色彩视觉
色彩对人的感官冲击很大，也直接影响人的精神和认知取向，在儿童探索世界的阶段，色彩是认识世界的重要因素，对儿童的心理健康起到重要的作用，儿童电子产品在设计时期一定要考虑产品色彩的要素，颜色对产品设计具有强大的艺术魅力，对儿童的教育以及成长起到直接作用。所以，儿童电子产品在设计时一定要根据儿童心理体验的需要为基准进行研发。一般我们印象中电子产品都是感觉比较冰冷的印象，所以在设计儿童电子产品的时候，考虑儿童发展阶段的特征必须打破这种成规，儿童电子产品在颜色搭配和色彩组合上一定要体现出使孩童感受的新鲜，通过接触电子产品产生喜爱、好奇等情感，所以设计电子产品的色彩的时候一定要考虑孩童视觉的体验，单纯且明快、完整且鲜明，进行合理的配色。既要能够使儿童身心健康又要赏心悦目，效果和谐统一。结合现代心理学孩子的视觉体验的相关理论，在设计中传达美的享受，爱的体验。将色彩运用到和谐能够让儿童健康成长，在使用产品的过程中得到快乐愉悦的感受。
2.2儿童电子产品中的形态视觉
产品的外观吸引力强是消费者购买的重要因素之一，通过外观形态也建立了较好的情感认知，对孩子来说，电子产品的设计在外观上一定有足以吸引的能力让儿童感到好奇和引起兴趣，拉近距离并且设计产品要充分考虑孩子身心发展特征，产品设计既要满足儿童心理需要又要满足市场的双重需求。所以根据儿童形态视觉的特点，电子产品在设计时优先考虑儿童的感受和体验，让孩子在使用电子产品时得以满足和感受愉悦。电子产品设计外形上要选择适合儿童身心发展的样子，符合孩童的形象思维和逻辑思维，因为孩童时期的思维发展与成人不同，所以在产品形象要求上更为敏感，一般年龄较小的孩子对圆润的外形，简单的形象，活泼可爱的风格更为偏好，这也符合孩子当时的视觉体验的心理，在孩子身心发展的阶段，满足其强烈好奇心的电子产品或者满足求知欲的产品加上特殊或心理感受的造型都能收到儿童的喜爱。产品设计的形态在吸引孩子视线的同时也建立了与孩子联系的一种方式，充满趣味性的电子产品能够让孩子身心得到满足，设计产品的形态来满足孩子的趣味心理不是单纯地盲目的而是要建立在能够吸引孩子产生对产品具有强烈认知的基础上，通过趣味性强的设计来建立，从而引导孩子喜欢和享受产品。外形美观且大方的造型，结构新颖别出新意，对孩子的审美和艺术培养都起到较好的作用，儿童接触较好外形的电子产品还能锻炼其形象和创造性思维。
2.3儿童电子产品中的结构视觉
产品设计是按照一定的结构方式进行的，儿童电子产品在设计的时候一定要结构简单不失童趣，对孩子的体验式要求进行合理的满足，儿童电子产品通常含有多种电子零件而进行装配，一定要体现出结构设计的合理性。在产品设计过程中，根据孩子自身阶段特点，产品设计要容易操作，不要因为操作不当或者零件太多太复杂而造成产品结构损坏，或者根据孩子注意力时间短的特点，产品结构设计要皮实耐用，设计紧凑，保证使用安全。尤其是结构的安全性，在设计产品中这一点显得尤为重要，尽量将外观机身部分进行电子零件的围封，避免自行打开产品外壳，不要接触带电零件。
2.4儿童电子产品中的材料视觉
产品形态的关键是材料，不同的材料拥有不同的特性，在设计中会展现出不同的魅力和品质，带给人丰富多彩的视觉和触觉体验。因此，材料的选择，要合理而巧妙，更好的获得人们的喜爱。材质的变化对带来视觉体验上的变化或者提升，这种体验与触觉和行为相结合，能够在感知的过程中获得多样的感官体验。儿童在经过一定阶段的触觉积累之后，很多触觉上的感触会抓化为视觉上的间接感受，在大脑中唤起对此种产品材料的感性记忆。儿童独特的身心发展特点，要求在材料选择和外在处理方面要严格谨慎，避免对儿童产生不良影响或损害。伴随着低碳、绿色、环保等设计理念的出现，儿童电子产品的设计也要遵循这些原则，多使用健康环保材料，开发出性能更为优越，且兼具时尚潮流等诸多元素的产品。根据产品概念、儿童心理特征，设计师应通过对不同质感绝缘材料的合理选用，增强产品的亲和力，调动儿童的视觉体验特点，提升其兴趣，让其能够更加充满乐趣和好奇心，在与电子产品的互动之间获得优质的享受与体验。
3结论
电子产品的设计既要考虑儿童视觉体验，又要满足儿童健康身心发展的要求，产品设计得到孩子的认可和喜爱才能长久的生存和发展。对于产品的形态，结构，材质和色彩都要进行研究，充分迎合孩子生长规律，体现出产品设计的优越性能，通过多种元素相辅相成进而成功的将视觉理论运用到产品研发中。
作者:金煦阳 单位:河北省唐山市第一中学
参考文献:
[1]况燧媛.基于儿童认知特点的玩具包装视觉体验及设计[J].人民论坛.2015(33)
[2]彭国华,陈红娟,杨君顺.视觉体验与日用产品设计[J].包装工程.2015(02)
[3]战宁.童话般的视觉体验──墨尔本皇家儿童医院导视系统设计探析[J].装饰.2014(04)
电子产品结构设计范文3
Abstract： Product Structure Design is a professional core course of computer aided design and manufacture specialty. It needs high-skilled talents with innovative consciousness to know about some industrial product appearance design， and master internal structure design of products， and can transform the product appearance modeling to practical product. According to the goal， it explores the teaching content and teaching method of product structure design in practice.
关键词： 工业设计；结构设计；产品外观造型设计
Key words： industrial design；structure design；product appearance design
中图分类号：G640.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0247-02
0 引言
“产品结构设计”是计算机辅助设计与制造专业的一门重要的必修课，同时也是计算机辅助设计与制造专业的核心课程，利用三维设计软件进行家电产品或电子产品的结构设计，有较强的专业性和实践性。目前，国内高职院校随着时代的发展相续开设计算机辅助设计与制造专业的课程，高职工科类工业设计与结构设计属于年轻的专业。专业建设需要时间的沉淀，产品设计类专业有很多问题急待解决，其中首要问题就是确立课程内容和改进教学方法。而核心课程《工业产品结构设计》就是必须解决的问题。
1 课程开发的思路
以工作过程为导向构建课程体系的开发设计思路是：依据地区经济规划大力发展先进制造业的要求和确定的职业岗位群，高职计算机辅助设计与制造专业学生的就业为导向，经过专业人才培养论证会的辩证，提取企业资深工程师和行业专家的宝贵意见，先分析其典型工作任务，得出完成典型工作任务对应的职业能力，并对专业所涵盖的产品设计能力进行研究分析，综合考量学生的知识接受能力，最终确定课程的工作任务和课程的项目模块。
2 教学目标
结构设计课程的开发要解决的最关键问题是培养结构设计人才需掌握哪些知识和技能，而当今社会企业对一个合格的产品结构设计人员有下列要求：①熟练一门三维设计软件和一门二维平面CAD软件。②对塑料模具和五金模具有一定的了解，包括模具各组成部分，以及塑料件和钣金件的设计规范。③塑料性能的认识。比如塑料的分类，注塑成型工艺的影响因素等。④塑料表面工艺了解，其中内容有磨砂、抛光、喷涂、烫印、电镀和覆膜等。⑤机械相关知识、机械制图，需掌握凸轮、曲柄摇杆等各种机构，熟悉绘图国家标准。⑥相应产品的生产装配工艺。⑦国内和国际在品质方面的安规相关知识，以及相应试验标准。
本课程的目标是使学生通过以工作过程为导向的项目实训，掌握结构设计所需的各种知识，具备分析和解决实际问题的能力。
3 教学方法
目前社会上的企业招聘时，用人单位往往优先挑选有工作经验的人才，而刚毕业的大学生由于缺乏工作经验，常常受到冷漠地对待，就业压力大。因此，提高学生的工作经验已经成为各大院校的当务之急。
以往本课程的授课内容与学习三维绘图软件的课程很类似，学生跟着老师一个零件接着一个零件地绘制，偏于注重学生“技”的训练，特别是仅强调计算机辅助软件的应用训练，而没有让学生具体地做一个项目，即从产品输入、结构设计与评审、模具评审与改模，直至项目结题的完整过程，使学生无法对产品设计有深刻的理解。因此，本课程将采用基于工作过程的项目教学法，选用一些典型的企业产品作为项目来源，立足于加强培养学生的实际动手操作能力，学生不仅需要掌握产品设计的能力，还要具体地管理项目，在实践中运用产品设计相关的各方面知识和必要的项目管理知识，使学生对产品结构设计有深刻的理解，掌握相应的产品设计经验，着重培养学生“先模仿，后创新”的能力。选取产品的绘制难度由易到难，所用的知识由浅到深。
本课程分两个阶段教学：第一阶段采用项目教学法，边讲边学边练。强调“教、学、做”相结合，灵活运用理论讲授、实践操作（演示）、讨论等多种教学形式。教师可以参考企业设计部门，把学生分成几个项目组，选出组长，并人为地设置一些障碍，使各组员互相帮忙，共同克服困难，推进项目的进程，培养学生的创新意识、职业能力和团队协作能力，使之养成良好的个人品格和行为习惯，从而提升职业道德和修养。第二阶段安排实训专周采用实训教学方式，让学生到合作企业的校外CAD实训室实践，并引用企业的产品案例作为实训的题目，在企业工程师的指导下，按企业的产品设计开发流程和方法进行实训，在实训过程中既将所学相关课程的知识应用到实际中，又进一步提高学生的工作能力、实践能力和专业技能，提高教学效果。
4 课程内容
为了体现基于工作过程为导向的课程思想，本课程根据产品结构设计的工作岗位、工作任务和实际运用中所应具备的各方面技能，从学习各类型设计特征到把握总体产品绘制，将总体项目进度分解为各个时间节点，确定各种具有代表性的产品为单元组织项目化课程内容。
本课程的前导课程主要是机械制图与测绘、机械工程材料、三维造型与工程图、模具设计、电器产品强制认证基础等，培养学生初步具备读图、计算机辅助二维和三维绘图、工业产品设计的能力，为本课程的学习奠定基础。
课程的主体内容包括：①钣金结构件可加工性设计规范；②注塑件材料特性、成型方法以及设计技巧；③连接结构：a.固定连接结构；b.活动连接结构；④电路板安装结构；⑤编写项目进度表和项目任务书；⑥结构设计方案评审；⑦编写改模方案表；⑧绘制工程图；等等。
5 教学评价
本课程采用过程评价与结果评价相结合的方法，以及企业对学生能力的评价来综合评价学生的成绩。总成绩由三部分组成：平时成绩占总成绩的比例为10%，期末考试成绩占50%，实训成绩占40%。
注重考核学生在项目进程中动手能力和分析问题、解决问题的能力，对于在设计中有创新意识的学生，尤其是在创新设计大赛获奖或其设计作品被企业采纳的学生予以特别的鼓励，可考虑折合成相应的学分，做到全面综合评价学生的能力。
6 课程资源的开发
身为产品结构设计师，不仅必须掌握至少一种三维造型软件，而且需要具有广泛的专业背景和理论基础，包括工程材料的知识、机构设计、塑料件和钣金件的设计要点，相关模具的特点，以及国内外产品行业安全标准等等。虽然国内有多所高职院校开设了《工业产品结构设计》课程，但都是各自为营，教学内容和使用教材常常大相径庭。综观国内关于产品结构设计的教材，大概分为两个极端，要么是大而泛，即牵涉的范围太广，而没有侧重点，看似内容挺多，其实真正实用的很少；要么就是讲解的内容偏窄，比如仅提到了塑料件和塑料模具，而没有提及钣金件、新材料的运用，更没有材料表面处理的说明。由此可见，目前在产品结构设计课程领域，专业针对性强的教材稀缺。
本课程从实战出发，整理产品结构设计相关的各种材料，融入企业的实际工作经验，充分考量学生的实际能力，制作出实用课件、实训指导书和整个产品绘制过程的教学视频，创建学生作品数据库，汇集国内外优秀结构设计作品，并经过两个学年的不断修订，最终开发出符合当前企业需求和学校情况的教材。
7 总结
本课程适用于工科类计算机辅助设计与制造专业，亦可作为所有与产品结构设计相关专业的课程内容选用，相信本课程的探索与实践必将有利于高职院校计算机辅助设计与制造专业的人才培养。
参考文献：
[1]虞凯，路海萍.中国高职教育课程模式现状及其发展走向[J].学理论，2011（35）.
[2]陈青云.高职院校工业设计人才的培养模式探讨[J].技术与市场，2009（10）.
[3]许弢.高职院校课程改革的主体探析[J].武汉商业服务学院学报，2011（1）.
[4]盖海红，秦学武.浅谈高职院校的改革创新[J].教育与职业，2005（2）.
[5]徐向明.高职院校的产品设计课程[J].番禺职业技术学院学报，2005（1）.
电子产品结构设计范文4
合肥美菱股份有限公司 安徽 合肥 230601
摘 要：CAE又称为计算机辅助工程，也就是通过虚拟分析的方法来模拟结构的性能，从而对结构设计进行优化，能够解决实际的工程问题，指导产品的研发。本文对基于CAE的冰箱产品结构与外包装方案进行了分析和优化，从而有效地提高外包装对冰箱产品的防护能力，降低产品成本。
关键词 ：CAE；冰箱产品结构；外包装方案
使用CAE软件能够将产品包装设计和结构设计中的不足查找出来，从而有效的对其进行优化。在冰箱的总成本中，包装占了很大的比例，但是却没有起到应有的效果。电冰箱的包装质量直接影响到产品的开箱合格率和损坏率，如果能够对冰箱的包装质量进行改善，则能够有效地降低产品的维修成本和运输损坏率。
1 基于CAE的冰箱左右侧垫包装结构优化
冲击和戳穿是冰箱左右侧的主要破坏形式，可以使用横木撞击实验在实验室对其进行测试。冰箱的外包装材料为EPS泡沫和纸箱，冰箱的结构件材料为PU发泡层、ABS、冷轧钢板。纸板的耐破强度为1.765MPa，法向E为100MPa；垂直瓦楞的方向E为25MPa，沿瓦楞方向E为10MPa，因此最终E为1.3MPa。冰箱包装件的包装板的瓦楞方向和包装间的结构方向改变之后，能够对外来的冲击能力进行抵抗[1]。根据CAE技术，应该在能够抵抗外来冲击的基础上尽量节约材料的用量。
①戳穿CAE分析。共有4种方案分析冰箱侧垫结构的纸板箱结构：纵向和横向的瓦楞板配合长圆孔和圆孔。对结构尺寸参数进行改变，使用CAE软件来分析和评价戳穿，从而对结构进行优化。中部开孔部位是测电最薄弱的区域，分别承受的顶荷载为20×60、20×40、20×20，区域均布荷载为250N。②横木撞击CAE分析。冰箱在遭受横木撞击之后不得出现机械变形和损伤，使用100×100的横木在相距1米处对冰箱进行撞击。横向直板和纵向直板都能够通过撞击实验，根据分析结果，只要合理的搭配内泡沫垫和包装纸板箱，就能够承受横木撞击，提高产品的抵抗能力，并且节省材料用量。
2 基于CAE的冰箱前后垫结构优化
改变纸箱瓦楞的纵向方向，将其改为横向方向。原有的前后垫宽度为400mm，现改进为200mm，原有的厚度为10mm，现在加到18mm，减少了5.7%的材料用量。经过CAE分析，改进冰箱前后垫方案之后，其能够与泡沫进行更好的配合，有效地提高了其抵抗外来冲击的能力，顺利通过了横木撞击试验。以此为基础分析和改进了抵抗戳穿的能力，改进之后能够对门体进行更好的保护[2]。
3 基于CAE的冰箱侧板变形加强板结构优化
分析和对比侧板可以发现，由于生产制造和结构设计中的不足，侧板在运输和发泡的过程中容易出现变形。
①侧板发泡过程中的受力。以已知条件为根据，对各边界条件进行定义。固定侧板底部侧板上端会产生位移，这是由发泡磨具的精度误差造成的，位移约为0.5-1mm。将发泡塑料产生的压力施加在侧板大平面上，最后产生了0.1mm的最大变形量。这充分说明侧板变形会受到发泡模具精度的影响。②分析后底板海绵的影响作用。海绵可以避免冰箱发泡后底板露出泡料，因此，侧板的变形会受到海绵用量的影响。例如单层海绵的情况下，其最大变形量能够达到0.1275mm，逐渐增加海绵的层数之后，变形量也会随之增大，最后达到0.2mm。因此海绵的厚度作用和后底板装配尺寸链都会影响侧板变形。③分析加强铁不到位装配的影响。在实际装配中，加强铁如果存在装配不到位的现象，也会对侧板变形造成影响。例如假设侧板下翻边的间隙为2mm，固定侧板和发泡层的接触部位，箱体自重荷载由侧板底部承受。通过计算发现，侧板压缩机舱部位会产生0.616mm的变形量。这充分说明侧板变形会受到加强铁装配不到位的影响[3]。④分析加强铁的结构。通过CAE软件，对不同结构的加强铁和加强板的组合进行棱跌落、角跌落、平跌落分析，能够将合理的加墙体结构确定下来。通过比较发现，加强铁如果不能进行可靠的固定，就会造成跌落中的串动，从而引起侧板变形。通过计算发现加强铁的最大变形量是1.225mm，因此要抵抗冰箱角跌落的冲击，就应该在冰箱的后底板上支撑可靠的加强铁。
要避免冰箱的前角变形的情况，就应该将加强铁前端的缺口取消，并且对加强铁进行可靠的装配，使其能够抵抗脚跌落的冲击，保障结构的可靠性。
4 基于CAE的冰箱底部跌落优化
①分析冰箱的底部结构。在冰箱跌落的过程中，底垫会与压缩机托板滚轮内侧进行接触，从而产生一定的反力，造成托板的变形。因此，应该设置至少15mm的底垫平面避空。冰箱的前墩角在跌落的过程中会产生大约10mm的底垫压缩量，并与泡沫产生接触，从而造成前端脚承受的反作用力较大。②分析冰箱的组合底垫结构。组合底垫不仅要能够抵抗冰箱冲击跌落的能力，而且还要尽量降低底垫成本。根据CAE软件的分析，可以适当的增加底垫泡沫和支撑柱零件组合，支撑柱能够产生24MPa的应力，从而有效的抵抗冰箱的冲击跌落。
5 基于CAE的冰箱顶部承载优化
使用CAE软件对冰箱顶部进行分析，主要是为了找出顶部结构设计的问题。CAE软件能够对冰箱的装卸、搬运和运输过程进行模拟，顶部的抗拉强度最小值为18MPa，在运输和装卸过程中顶盖会产生10.95MPa，而在低温下材料的抗冲击强度仅为2MPa。因此，如果要在冬天对冰箱进行运输和装卸，顶部边缘很容易出现破损，应该适当的增加泡沫垫。
6 结语
CAE软件在家用电器的开发设计中用的比较普遍，能够为家电企业提供有效的技术优化方案，通过对冰箱产品结构与外包装方案的优化，将包装纸箱的瓦楞方向改为横向，减少了冰箱外包装前后垫10%的泡沫材料用量，不仅能够有效地拓宽原材料的供应渠道、降低对冰箱生产设备的要求，还能够减少冰箱结构件的金属材料用量。
参考文献：
[1]韩艳艳,于智宏.基于Moldflow的台面框注塑模冷却系统分析[J].河南机电高等专科学校学报，2011(05).
电子产品结构设计范文5
工业设计是一门集艺术、技术、人文、社会等科学于一体的综合性很强的交叉学科，自上世界80年代进入我国教育领域，在我国发展时间不长，相对于其他专业，工业设计专业人才培养定位一直存在着争议。笔者及团队通过调查分析，发现大多本科院校和高职院校工业设计专业都是从工艺美术或装饰装潢专业衍生或辐射而来的，其师资团队也大都是美术或艺术设计专业的，这些院校工业设计专业人才培养目标大都定位在产品造型设计（产品美工）方面，注重培养学生产品造型能力和美感，培养目标趋同性现象较严重且较宽泛、笼统，指向性不强。调查企业时也发现，大部分工业设计人才由于缺少产品结构设计、人机工程、材料工艺、加工工艺方面的知识与技能，产品设计时往往过分追求美观，而忽略了产品综合设计和产品实现，与产业人才需求不匹配。专业定位是专业建设的“指南针”，是决定专业立足和发展的首要问题。因此，工业设计专业建设首先要解决专业定位问题，即解决“办什么样的专业、培养什么样的人”的问题，各职业确定专业定位时要围绕区域产业人才需求，结合学院特色，合理利用资源，清晰合理把握，走特色发展之路。因此，工业设计专业建设首先要解决专业定位问题，即解决“办什么样的专业、培养什么样的人”的问题，这是决定专业立足和发展的首要问题。广州市机电技师学院具有60年工科办学基础，学院专业结构突出“机”、“电”特色，在工程技术、加工技术和相关资源上具有很大的优势。因此，学院在工业设计人才培养定位时，主要思路为：一是遵循职业院校的历史使命和定位，将人才培养规格定位于具有实践能力、应用能力、创造性和协作意识的应用型高技能人才；二是结合区域产业优势，培养主要面向电子产品和交通工具方向的产品设计人才；三是基于学院工科优势，主要培养学生创意设计、设计表达、模型制作等能力，重点突出设计表达和工程实现的能力。
2改革人才培养模式与课程体系
2.1创新“学习站+工作室”的人才培养模式
广州市机电技师学院与企业共同建设技迪设计工作室，对外技术服务，并探索实践“学习站+工作室”人才培养模式。该培养模式根据学生的认知过程将学生综合职业能力的提升分为以下三个阶段：（1）第一阶段：以一体化学习站为平台，主要培养岗位基本技能。学习站环境建设和设备布局兼顾一体化教学和技能训练需求，在此阶段学生作为初学者，在教师指导下完成由企业典型工作任务转化而成的核心课程，接受一些职业定向性或者程序性的封闭式学习任务，掌握行业、企业和职业工作的基本情况和岗位要求。通过本阶段的学习，学生应具备设计创意、设计表达和工程实施等基本职业技能。（2）第二阶段：以工作室为平台，以竞赛、承接的真实项目或教学化处理的实际项目带动教学内容的选择和教学过程的实施，主要培养职业素质。工作室与设计公司环境、管理、运营一致，在此阶段学生通过接受一些蕴涵问题的开放式学习任务，学生不但要掌握工业设计基本技能的应用，还要具备一定的设计管理能力，实现基本技能的加强和向实际应用能力的转变。（3）第三阶段：以校企合作企业为平台，主要培养学生创新能力和项目开发能力。学生在校内教师和企业兼职教师的指导下，通过实际项目的开发，完成创新性的任务，实现应用和创新能力的提升。“学习站+工作室”人才培养模式不仅力求符合人的职业成长逻辑规律，还充分发挥了工学交替的优势，学生在实践中提升了职业技能，养成了良好的职业素养，综合职业能力得到充分锻炼。
2.2构建基于工作过程系统化的课程体系
课程是专业的核心，是专业人才培养目标和培养模式的具体载体，也是专业内涵建设的切入点和落脚点，课程模式是否合适与人才培养质量休戚相关。工作过程导向的学习领域课程依据人的职业成长规律对课程进行排序，强调培养学生以技术能力为核心的综合职业能力，适合于应用型高技能人才的培养定位。广州市机电技师学院工业设计专业通过广泛地调研，按照职业成长规律、学习规律、职业资格标准构建了合理的专业课程体系，并结合培养模式三阶段的平台开发了相适应的课程。其中公共基础课和职业核心能力课程注重培养学生的人文素质；专业核心课程来源于行动领域的转化，同时对接工业设计师三级职业资格标准，这部分课程在学习站或工作室完成；拓展课程分为横向岗位拓展课程和纵向岗位拓展课程，横向岗位拓展课程主要面向电子产品和交通工具两个方向，纵向拓展课程按岗位层次向设计主管、工程部主管等岗位拓展。同时，将电子类产品设计项目作教学设计成八个学习任务，从产品手绘到项目设计，贯穿到8门专业核心课程中，通过完整的项目实施过程将课程体系串联起来。
3结语
电子产品结构设计范文6
关键词：环氧树脂； 电子变压器； 绝缘设计； 局部放电
中图分类号：TN91134文献标识码：A文章编号：1004373X(2012)06015203
Insulation design of epoxy cast electronic transformer
DENG Li
（Sichuan Information Technology College, Guangyuan 628017, China）
Abstract： In order to improve the insulating property of highvoltage electronic transformer, core type, singleinline package structure and epoxy poured highvoltage transformer is adopted. In practical application, the pouring thickness is 1/3 to 1/4 of the theoretical value. The external insulation distance is designed generally as 400 V/mm in good indoor environment to avoid the phenomenon of creepage or flashover. The splitting resistance of transformer winding is improved and PD is reduced to make the insulating property of the transformer to meet the requirement through improving the pouring technology level and adjusting solidification methods. The transformer made with the technology can work securely, reliably and stably.
Keywords： epoxy; electronic transformer; insulation design; PD
收稿日期：201110260引言
电子变压器应用十分广泛，是各种电子产品中极其重要的部件，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。而变压器的绝缘水平又是保证变压器安全、稳定、可靠运行的关键所在，所以变压器的绝缘设计显得尤为重要。在进行绝缘设计时必须结合变压器的应用技术标准、环境、性能指标和工作状态，对不同参数的变压器采用不同的绝缘结构及工艺方法，以求达到所需的绝缘性能。如何保证变压器的绝缘性能达到要求，现做如下分析。
1环氧浇注高压电子变压器绝缘设计需考虑的因素
1.1绝缘电阻
绝缘电阻主要检查变压器绝缘系统的局部缺陷和普遍缺陷缺陷，是验证变压器绝缘在常态、热态、高温和潮湿等环境条件下绝缘可靠性程度的一个重要技术指标，也是决定变压器抗电强度试验的主要参考依据。
1.2抗电强度
抗电强度是考验变压器绝缘系统承受暂态过电压冲击能力和绝缘系统是否存在潜在缺陷的关键技术指标。为了证明变压器的设计、选材和制造工艺的可靠性，必须要进行的主绝缘可靠性试验。
1.3局部放电
局部放电是变压器线圈、绝缘内部或表面两电极间空气在强电场作用下，发生的局部、非贯穿性的放电。局放可使变压器绝缘材料的电气性能和机械性能下降，是导致绝缘材料老化的主要原因，将直接影响着变压器的安全运行和寿命。因此在设计时，应从绝缘结构设计上采取相应措施，不允许绝缘结构内发生较强烈的局部放电。
1.4热老化和热寿命
热老化和热寿命是考核变压器绝缘材料在变压器工作温度特性作用下，其绝缘、防潮、机械等性能下降直到失效这一过程的重要性能指标。为了减缓绝缘材料的热老化进程，使变压器绝缘有足够的热寿命，必须按变压器工作温度来选择绝缘材料的耐热等级。
2环氧浇注高压电子变压器的绝缘设计
2.1高压绕组的绝缘结构
（1） 绕制绝缘。由于变压器的高电压或高电位的要求，绕组宜采用心式、单线包结构形式。绕制时，采用分段（正、反）绕制，首尾相连的方法，以达到降低层间和组间的电压，合理减少绝缘（如厚度）以达到减小变压器体积的目的。
（2） 出头与绝缘。绕组出头的绝缘距离，应根据绕组工作电压、邻近出头之间的电位差及变压器的工作环境确定。如果出头按常规排列状态不能满足绝缘要求时，可采用加强绝缘、翻头、焊片打弯、高压电缆、沉孔灌注（螺母）和加隔墙（板）等方式改变出头位置，增强出头的绝缘性能，加大电距离，达到有效防止爬电或飞弧的目的。
2.2采用环氧树脂的绝缘设计
由于变压器次级对初级与铁心间抗电试验往往高达几千伏、几十千伏，而其漏电流却要求非常小，如果按照常规进行绝缘设计和选用一般的绝缘材料是很难满足要求的。而环氧树脂不仅具有良好的电气性能、机械性能和工艺性能，还是一种难燃、阻燃，对环境条件的适应性很强的材料。资料表明，环氧树脂的固化产物具有优异的电气绝缘性能，击穿电压一般为35～50 kV／mm，体积电阻率为1013~1016 Ω・cm。环氧树脂产品粘合力强、机械强度高、收缩率小、尺寸稳定。在常温下或稍微加温后，便可以成为流动的液体，容易与各种试剂互相混合，保证各种加工工艺的顺利进行，因此被广泛应用于变压器，特别是高压或高电位变压器的灌注。
（1） 绝缘厚度设计。在实际应用中，环氧树脂的抗电强度与厚度关系是非线性的，取决于工艺水平，比较成熟的经验数据是理论值的1/3~1/4。由于变压器初、次级绕组的工作电位不同，其环氧浇注的厚薄差异很大，可对初、次级绕组分别进行浸渍、浇注，而且高压绕组在浇注前应进行真空绝缘浸渍，以达到提高机械性能、电性能的目的。但如果在初级绕组外采用同工艺制作的条形环氧树脂垫块定位后，再绕制次级高压绕组，也可进行一次性环氧浇注，能达到省时、省料的目的。
（2） 外绝缘距离设计。实践证明，变压器高电位引出端至初级引出端、铁芯及其紧固件之间，在沿着环氧树脂固体表面或在极间空气中会出现爬电或飞弧现象，这与外绝缘距离的设计及使用环境条件有关，在一般良好室内环境条件下，其安全绝缘距离通常为400 V/mm。另外，如果使电介质表面电场均匀，可大大缩小飞弧的绝缘间距。如在环氧树脂浇注线圈表面建立导电镀层或半导电镀层，盖住锐边的边缘，使绝缘电极和非绝缘电极的不均匀电场重新分配（布），以达到使介质（环氧树脂）表面电场均匀的目的。还可采用同种工艺环氧树脂填堵绕组与铁心之间全部空气间隙，可解决其结合部位局部电场不均匀造成的电晕。
变压器的高压绕组采用环氧树脂作为其基本密封绝缘后，具有良好的电气性能、绝缘性能和机械强度，产品均具有难燃、自熄、防潮，抗震、防火，防尘，安全可靠等特点。
3提高绕组抗开裂性和降低局放
由于铜的膨胀系数为16×10-6/K，铝的膨胀系数为24×10-6/K，它们与环氧树脂的膨胀系数相差甚大，这样纯环氧树脂与铜或铝固化成一体后，在热胀冷缩的作用下很容易发生开裂现象，使树脂绝缘损伤，机械性能下降，危及电气性能，造成局部放电上升，使树脂固化物老化、寿命减少。因此，防止树脂浇注体开裂，控制浇注体内残留气泡的产生，使局放降低到最小限度是树脂绝缘变压器的关键技术问题。
当环氧树脂与一定的填料物质混合在一起固化后，不仅能减小固化体系收缩率和线性热膨胀系数，而且还能有效地降低成本，增加固化体系热传导性能、提高树脂固化体的耐开裂和减小微局放。
3.1采用带填料的环氧树脂浇注
加入不同的填料对环氧树脂固化物性能的改变各不相同，应根据产品的要求选择不同的填料。
（1） 以活性硅微粉为填料，不仅能降低固化收缩率与线膨胀系数，有效地防止固化物开裂，增加固化产物的机械强度，更重要的是能大大降低高压绕组的局部游离放电现象的发生。而且活性硅微粉能与树脂反应交联，不会影响浇注工艺。因此被广泛用于高压变压器的浇注中。
（2） 以短玻璃丝毡为填料，固化物的膨胀系数可降低到（10～15）×10-6／K左右，这就与铜的膨胀系数较为接近，因此该类型的浇注产品通常采用铜导体。同时，由于玻璃丝毡的机械强度远大于环氧树脂，因而使抗拉强度、弯曲强度提高。以短玻璃丝毡为填料的真空浇注线圈，其外包封厚度较薄，通常只有2 mm左右，散热性能较好。但是整个线圈在制造过程中工艺要求严格，不得出现气孔和浸透不匀现象。但是，对于各类树脂绝缘变压器的线圈，膨胀系数这个因素并不是决定浇注体是否发生开裂的惟一条件，同时要有高真空的设备和正确的浇注工艺来保证。
3.2调整固化方法
浇注线圈在固化过程中，因固化收缩而产生的内应力是不可避免的，但是选择适当的固化条件，可以在一定程度上减少固化内应力。可采用缓慢升温、分布固化的方法，使固化物在缓慢的固化过程中能自行调节内应力的分布，达到防止开裂的目的，还可避免表面产生缩孔、凹陷现象。
此外，可对环氧树脂填堵部位进行硅橡胶复盖浇注或在浇注体固化后再降温开模，都可以达到防止开裂的目的。
3.3降低局部放电
局部放电指标是用户关心的一项性能指标，也是变压器生产厂家检测设计制造水平的一项指标，与产品结构设计、绝缘材料互配、环氧树脂浇注料和浇注工艺有关。绕组内部导线及焊接的尖角、毛刺，浇注过程中存在气泡，导线及绝缘的裂纹和孔隙等是影响局部放电的关键因素。在生产过程中应注意浇注真空度要符合技术规范要求，而且绝缘树脂应严格按工艺文件规定配比；严格检查导线质量，尽量采用耐压高的漆包线，这样树脂的渗透性更好，避免气泡产生。
4结语
变压器的绝缘设计是保证变压器安全、稳定、可靠运行的关键所在，为保证变压器绝缘设计的科学、先进、合理并达到最佳效果，采用环氧树脂进行浇注，从绝缘结构、绝缘厚度、外绝缘距离等方面着手，使变压器的绝缘性能达到要求。当然，若能改善工艺方法和提高浇注工艺水平，则起到事半功倍的效果。
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