电子产品结构工艺-第10章电子产品结构课件

1、 电子产品的结构直接关系到产品的功能、可靠性、可维修性和实用美观并影响用户的心理。电子产品的整机结构设计已发展成为人机工程学、技术美学、机械学、力学、传热学、材料学、表面装饰等为基础的综合性学科。第10章 电子产品结构 10.1电子产品整机结构 整机结构主要包括：机壳、底座、面板等。 10.1.1机壳 机壳即是产品的外壳，是安装和保护电子产品内部各种元器件、电路单元及机械零部件的重要结构，对于消除各种复杂环境对电子产品的干扰，保证电子产品安全、稳定、可靠地工作，提高电子产品的使用效率、寿命，以及方便电子产品安装、维修的方便等起着非常重要的作用。 （1）压铸金属机壳 若将型板结构机壳的型板及连接

2、部分用铝压铸工艺方法加工，即为压铸结构机壳，如图10.1.1所示。这种机壳由于采用压铸工艺，故尺寸精确度高，强度与刚度均好，且装配方便，生产效率高，适用于大批量生产。但压铸金属模具制造成本高，并且还需专门的压铸机，因此，生产成本较高。 （2）塑料机壳 塑料机壳是利用工程塑料通过注塑或压塑成型而制成的机壳。塑料机壳具有尺寸稳定、表面光泽好、比强度和比刚度高、重量轻、易加工成型、生产效率高、耐腐蚀、成本低等诸多优点。塑料机壳，多用于家用电器，如图10.1.2为手机塑料压制机壳。为了防止电磁干扰，可在塑料压制机壳内喷涂或填充一层金属作为屏蔽。 3.电路调整方法 选择法。围绕性能指标要求，通过替换某些

3、元件来选择合适的电路参数，一般在电路原理图中，某些元件的参数旁边通常标注有“*”号，表示该元件参数需要在调试中才能实际最后确定。由于反复替换元件不方便，一般总是先用可调元件接入，等最后调试确定了比较合适的元件参数以后再换上与选定参数相同的固定元件。 （3）板料冲制机壳 板料冲制机壳一般是用钢板或铝板冲制或冲制折弯焊接而成，如图10.1.3所示。这种机壳尺寸精确度较高，强度与刚度均较好，装配方便，适用于各种批量的生产。 （4）铸造机壳 在密封结构中，常使用铸造机壳，如图10.1.4所示。在机壳与盖或其他零件相接合的表面处，需要进行机械加工，以达到密封效果。 2.机箱 机箱一般由机箱框架、上下盖板

4、、前后面板、左右侧板、手把等组成，如图10.1.5所示。也可以不用框架，直接由薄板经折弯而成。 常见的机箱结构有钣金结构机箱、铝型材机箱、铸造结构机箱、焊接结构机箱和塑料结构机箱等。 3.机柜 机柜和机箱具有不同的含义，机箱是把整个电子产品结合成机械整体的主体，靠它保证整机的机械结构强度。对于结构复杂，尺寸较大的电子产品，为了便于安装、使用和维修，往往将电子产品分为若干分机（插箱），安置在一个共同的安装架上。这种用以组合安装电子产品的安装架，称为机架，封闭结构的机架称为机柜。机柜由机架框架、插箱、导轨和外壳等组成，如图10.1.6所示。 10.1.2底座 底座是安装、固定和支撑各种电气元器件、

5、机械零部件的基础结构。 (1)冲压底座 冲压底座是采用金属薄板经落料、冲孔压弯而成型，如图10.1.7所示。 (2)铸造底座 对于在底座上安装重量较大、数量较多的零件时，要求底座有足够的强度和刚度，保证底座在受到振动、冲击的情况下不发生变形，零、部件不发生相对位移。在这种情况下，用铸造底座比较合适。 (3)塑料底座 目前，塑料底座大多用在中、小型电子产品中。塑料底座重量轻，而且具有绝缘性能，有良好的机械强度，可承受一定的负荷。 10.1.3面板 面板上主要承装操作及控制组件、指示装置、开关组件等。面板与底座、机架相联构成机箱、机柜，它起着保护和安装内部组件的作用，同时又是整个电子产品外观装饰的

6、重要部件。面板背面板 对面板的要求： (1)对操作组件排列的要求 主要而常用的调节器应安装在面板上，定期调节的机构安置在面板上小孔的内部，可用螺丝刀伸进小孔内进行调节。 应尽可能减少控制旋钮和开关数目。 旋钮和开关的配置应尽可能与电子产品工作时的操作顺序相适应，从左向右排列，并且和有关的指示装置设置在一起，同时还应避免操作时会挡住操作者观察指示的视线。 形状和尺寸应根据负荷大小、运动速度、转动精度和工作环境来决定。 对各个旋钮和开关，在面板上应标志其用途或名称。旋钮应有旋转方向指示。为了表示旋钮旋转角度，旋钮上应有标记点和标志线，在面板背面应设定位坑，或在面板内衬板上打定位孔。 (2) 对指示

7、装置排列的要求 面板上的指示装置，如电压表、显示屏等应使操作者观察时感到清楚明确，刻度和数字的选择应根据人们的习惯来设计。 装指示器的面板应垂直于操作者的视线，或略微向上倾斜。 应尽可能减少指示仪表的数目，尽可能采用一个仪表指示多种性能指标。 所有指示应尽可能采用同一类型、同一形状大小和同一色彩，以加强协调。布置时，应尽可能对称、整齐地配置，并水平排列，以便眼睛左右运动。10.2电子产品结构设计 10.2.1结构设计概念 1.结构设计的美学原理 形式美是指结构形式诸要素间的必然联系，它是指导一切结构形式构成的永久性原则。 审美观是领会事物或艺术品的美的观念，它往往受民族文化、地理条件、生活方式

8、、年龄、个人爱好和时代变化等因素影响，是有相对性的。 各种结构形式无论是受何种审美观念的影响，它们都应当符合形式美的普遍规律要求。 结构设计中为获得产品美感的表现，必须依据形式美法则结合产品自身的功能特点来加以具体创造，通过产品的线、形、色、质等要素来创造新颖、美观的结构。产品结构设计的美学原则概括为以几个方面：比例 、尺度 、均衡 、稳定 、统一 、变化 、重点 。 （1）比例 比例是指结构局部之间或局部与整体之间的匀称关系。在结构设计中常用的比例有：黄金比例、整数比、相加级比等。这些比例的形式体现了匀称、节奏、渐变和明快等造型特征。 黄金比是世界上公认的优美比例，亦称黄金分割。它是指把一线

9、段分割成两段，使分割后的长段为全长的0.618倍，这就是著名的黄金比。 随着文明程度的提高，人们的审美情趣也不断变化，导致新的比例关系产生。如宽银幕在视觉上造成新的效应，使人眼在欣赏时略作左右移动，符合人眼观察周围环境的实际情况，形成视觉真实感，所以被人们接受和欢迎。 (2)尺度 工业产品的尺度是指整体和局部构件与人之间相适应的在小比例关系。尺度与产品的物质功能有关，如机器上的操纵手柄、旋钮等，其尺度必须较为固定，因为它们必须与人发生关系，它们的设计要与人的生理、心理特点相适应，由此确定它们的尺度。如果单纯考虑与机器的比例关系，使这些操纵件尺度过大或过小，势必造成操作不准确或失误。 (3)均衡

10、 美的造型应给带人以各部分形体间平衡、安定的感觉。均衡是指造型各部分之间前后、左右的相对轻重平衡关系，是力和重心两者矛盾统一所产生的形态。一般而论，凡一组对立存在的东西，只要它们能够安定地组合在一起，构成完整且统一的整体，那么这种造型就是均衡的。均衡有两种形式： 对称均衡 它将相同的形状、相同的体积、相同的纹样等距离地配置在对称面、对称轴事特定的支点两侧，具有简单、明了、匀称、庄严、整齐的感觉，期缺点是易使人感到单调。 不对称均衡 均衡中心的每一边在形式上虽不相等，但在美学意义上都有着某种等同，视觉上感到平衡，这就是不对称均衡。不对称均衡是积极的均衡，是一种富于变化的、生动的现代造型感觉。 (

11、4)稳定 稳定是指结构整体上、下之间的轻重关系。稳定的造型给人以轻松感，不稳定的造型给人经紧张。 电子产品结构的稳定，有实际效用的稳定和视觉审美的稳定两种。实际稳定是指产品实际质量的重心符合稳定条件所达到的稳定；视觉稳定则指人的心理对形体外部形态关系的稳定感受。结构设计时，为取得良好的稳定感，需同时对上述两种稳定进行考虑。 （5）统一 统一就是将性质相同或类似的结构要素放置在一起，造成一种一致性或一致趋势的感觉，为了在统一中增强秩序感，必须在变化中求统一。常用的方法有以下几种： 以分明的主从关系求统一。主要部分必须处于突出的地位，从属部分则作陪衬，这样就可使主、从部分组合成一个有机、和谐的统一

12、整体。 运用线条和形状的协调关系求统一。 用色彩的协调求统一。 （6）变化 所谓变化，就是特质性相异的结构要素并置在一起，造成一种明显的对比感觉，为了在统一中增加活跃、生动的美感，必须在统一中求变化。常用的手法有： 加强对比。结构设计时，常通过形体的大小、形状、轻重、虚实，线条的曲直、疏密，色彩的冷暖、明暗、，质感的粗细、优劣等方面的对比来求得统一中的变化，从而产生自然、生动的视觉效果。 节奏变化。将结构有疏有密、有大有小、有高有低的设置，形成节奏变化。给人以统一协调、变化自然的感觉。 （7）重点 重点突出是指结构设计中对主要部分加以重点刻画。组成产品的部分，是结构设计必不可少的组成部分。但是

13、，就其功能作用、结构方式、繁简和气息的部位来说又是各不相同的。因此，结构设计中运用重点突出的方法来加强结构造型的变化，对产品的重点或中心部分、作比较细致的艺术处理，而对次要部分只在符合整体统一的原则基础上，作一般的造型处理，起烘托或陪衬主要部分的作用，使主要部分突出、生动和自然。 2.基本设计原则 (1)创新原则 人类造物的历史就是不断创新的历史，尤其是现代经济社会，物质的调试丰富和市场竞争的日益激烈，产品必须以创新占领市场，赢得客户。新产品满足人们求新求异、与众不同的消费心理，提供产品多样性的需求。 (2)实用原则 实用是指产品具备先进和完善的各种功能，并保证产品物质功能得到最大限度的发挥。

14、产品的用途决定产品的物质功能，产品的物质功能决定产品的结构，因此产品的结构设计必须服从于产品的物质功能。“实用”是产品设计的主要目的，应该体现产品功能设计的科学性和先进性、操作的合理性和使用的可靠性等。 (3)美观原则 美观即是产品的造型美，是产品整体在形式上、结构上、材质上、工艺上、装饰上和色彩上体现出来的全部美感的综合。它还包括时代感和传统的民族风格特点。审美是人与生俱来的特性。在经济高度发展，物品供过于求的时代，产品所体现的精神功能，最重要内容之一是对产品审美的需求，追求美观的产品是人消费行为的重要特征。通过产品结构设计创造美的产品，使产品更能吸引消费者，提升产品的附加值、提升产品市场竞

15、争力。 (4)可行性原则 产品设计应符合现代工业化生产。在现实条件下，不仅要使产品能够制造，符合成型工艺，材料使用可行，还要保证产品安装、拆卸、包装与运输、维修与报废回收可行。产品设计可行主要是指产品自设计之后，由产品计划转化为产品和商品，到废品的可行性。 (5)合理原则 这一原则包括产品功能的合理，即产品功能是否实用，产品功能范围是否合适，产品功能发挥是否科学。产品设计定位的合理，即产品风格与产品性质的协调，产品档次对营销的合理性，产品价格高低对购买力的合理性，产品外在形式对内在技术特性的合理性。产品的人-机关系的合理性，即使用方式的合理性、使用安全的合理性、人- 机界面设置的合理性和产品舒

16、适度的合理性等。 (6)经济原则 经济原则主要体现在设计与成本的控制。首选，产品设计直接决定了产品成本的高低。设计决定了成型工艺、材料和生产过程成本的高低。其次，经济原则不仅仅意味着降低产品生产成本，其成本大小相对于产品造型效果、质量水准和性能水准等还要控制在适当的水平，即所谓的价格性能比和价格质量比等要达到最优。 (7)环保原则 环保原则就是产品设计必须考虑到产品在制造过程中消耗最低，排除污染最少；产品在使用过程中能源消耗最低；产品在报废后形成的污染最少或报废后可利用回收用于再生资源。 3.设计特点 电子产品的结构设计既不是纯工程技术设计，也不是单纯的美术设计，它是工程技术与美学艺术的密切结合，以产品设计为主要对象，重点研究与产品造型有关的工程技术问题，与造型形式美的密切结合问题和造型构思、表现方法与技能问题。它探讨如何应用造型设计原理，达到产品的科学性与艺术性的高度统一，研究如何应用造型设计原则，处理特定条件下各种产品的结构、功能、材料、工艺和市场等方面与造型的关系，并且创造性地将这些因素协调地表现在产品的结构和造型上，创造出既有物质功能又具有精神功能，而且具有时代感的现代电子产品。10.2.2结构设计基本内容 1.电子产品结构设计的基本