机械设计2d图总结(机械设计原理之圆角设计)(1)

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文/机械设计原理之圆角设计

首先,解释一下文中所说的圆角:主要指机械零件的上常见特征,当然也可以是生活中各种家具、建筑等物体结构上的特征。

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家居内饰

古希腊比格达拉斯派提出:一切立体图形中最美的是球形,一切平面图形中最美的是圆形。因而从古至今,关于圆形,圆润,圆角的设计都备受喜爱,在生活中随处可见。

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建筑结构

机械设计过程中,结构特征设计是一项很重要的事情,不仅关乎功能,而且关乎艺术美观。从功能上来说,圆角结构特征均具有独特的功能,常见的机械结构圆角主要有两种功能:一是减少关键位置处应力集中,二是防止金属边角伤人。

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ANSYS仿真云图

减少应力集中的方式有多种方式,采用圆角是最为简单且成本最低的一种。机械专业的同学,无论是学习solidworks simulation,还是学习ANSYS workbanch,第一个分析的受力结构一般都是L型圆角结构钢。在L型结构钢应力集中处,常识即通过增加圆角解决应力超过屈服强度问题。

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螺栓螺母

而防止金属边角伤人的圆角设计,目前已经是一种产品设计的默认选项。统一的规范如:产品的外观面能接触到的地方不允许有尖角利边,倒圆角处理,圆角半径不应小于0.3mm。

在零件图纸技术要求上,一般也会有相应标注,圆角多少毫米。举个例子,机械产品当中常用的标准件:螺栓、螺母,其头部六棱柱结构,如果仔细观察会发现,那并不是简单的六棱柱,它的上下两个面的边线都被特定处理过。

当然,采用圆角设计有时是因为受限于加工。

例如考虑加工成本时,加工一个四方槽,一般采用铣床加工,四个角都要加工成内圆角形。如果方槽一定要四个角都是直角,那么就要用电极火花加工,加工成本较高。所以设计人员,或者工艺工程师会将其设计为圆角结构。这里的设计与轴之上的键槽有着相同的道理,键槽两端因为刀具原因也均是圆型。

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轴键槽

此外,在铸造过程中也会产生圆角,虽然多数圆角被加工处理掉了,但是仍旧有些圆角结构被直接保留。

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钣金件设计

钣金作为机械产品中的一个大的分支,其圆角结构更为常见,无论是机箱后盖、前盖,还是连接承载零部件,多少都会有圆角特征。这里圆角的主要设计目也在于成本控制,但这种成本控制体现在模具设计上,因为尖角模具更易损坏。同样地,注塑模 具在设计时,也会避免尖角的出现,为了使注塑材料料能够完全填充、压实。

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压塑成型

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设备常用型材

日常生活当中,以家具装饰为主题,圆角设计也是一个必选项。书桌、电视桌、餐桌或者板凳的边界一般均采用圆角型设计——防止磕倒后尖锐碰伤。尤其对于有小孩子的家庭,更需要注意采购附有圆角的家具产品,小细节决定大心思。

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餐桌椅子

在目前价格战的趋势压迫下,很多的机械产品、零件,家具用品、灯饰等都没有采用圆角设计以避免潜在危险,不仅没能考虑产品使用中的细节,而且更谈不上追求艺术感。

在此,本人也呼吁,设计人员应当充分认识到一个产品设计的潜在危险性和使用体验,设身处地的考虑产品设计,同时自己要对自己所设计的产品负责。

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IPHONE

APPLE公司深受喜爱的一个主要原因是公司对于设计始终抱有追求,科技发展到一定程度以后,追求的便是艺术。对产品细节的极致追求不光是APPLE一个公司,但是仅此一个科技公司,就能让其在日本手机市场的保有量占到68%。让日本多数人,摒弃对索尼等本土产品的崇拜。

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HUAWEI

与APPLE公司相似的后起之秀华为公司,在2011年以后,通过引入美学、声学等全面的内在设计,与不断突破的外观设计,使得其在世界手机终端市场上也具有举足轻重的地位,在欧洲为人称赞。

文末,再举一例,例如:从小学到大学,甚至到工作当中,理工科同学和老师常用的三角尺,应该被重新设计,设计成圆角型。

关于三角尺,目前晨光文具已经有销售产品。

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常规三角尺设计

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圆角三角尺设计(晨光)

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