工业铝型材挤压模具设计思路与步骤

时间： 作者：上海哲朔模型设计有限公司

最高效方法的产品外观设计方法

简单介绍下我的工作，本人在一家外贸公司工作，负责出口刀具设计。初入行业时真的很迷茫，不知什么样的设计方案能被客人选中下单，精心绘制的效果图时常落选，偶尔一些凑数乱画的效果图却能被客人相中，还是个大订单！学校里教的设计理论又用不上，只能靠自己摸索，实践出真知，经过多年的努力，我总结了一套属于我自己的产品外观设计方法。

工业产品设计不是艺术创造，它有太多的限制条件，还要考虑使用过程中的意外情况。如下图所示，我将外观设计的限制因素分为四大块，分别1主体结构、2流行趋势、3差异性和4企业形象。这4点分别制约了外观设计的四大特征：基本形态和人机交互（形式与位置）、造型风格和CMF、个性化、家族化。（我个人将交互界面设计纳入造型风格范畴。）

《制约产品外观设计的四大因素》

主体结构就是实现产品功能的核心结构，在新品开发初期的概念开发和选择阶段确定，通过样机进行验证和改良。

制约外观因素: 轮廓大形&人机交互。

a.越注重技术含量的产品，主体结构越复杂，对外观设计需求越低，甚至只需少量的人机设计即可，如机械设备;反之技术含量越低的产品，对外观设计的依赖性越大。

b.在主结构基础上进行外观设计，要扬长避短，使得整个产品更符合用户审美；

c.优化设计人机界面，使其更实用舒适。

Ps：科学的主体结构是好产品的根基，很多学生产品设计作品乍看还行，但经不起推敲，就是因为主体结构不合理，存在致命缺陷，实用性几乎为零，比如机构安全性。

这是外观设计最重要的制约因素，主要分为设计趋势和消费趋势。

设计趋势: 行业产品整体造型风格和CMF发展趋势；

消费趋势: 主要是目标消费群体的喜好变化，如价格、功能特点等。

制约外观因素:  造型风格和CMF。

a.定期对市场进行深入的调研，及时准确把握流行趋势，甚至引领趋势。

设计趋势获取途径: 竞争&同类产品调研★★★★

消费趋势获取途径: 产品销量对比分析★★★

针对产品关注度最高的某一点或几点的趋势进行调研，可获取更明确的设计方向，一次为突破口进行设计效率更高。如只做CMF流行趋势调研。

b.小公司要建立适合自己的高效调研方法，只要保证企业开发人员能够轻松获取当前的流行趋势就行，由设计师自行推测未来流行趋势。虽然调研不够深入，分析结果也不一定绝对正确，但这种投入最小，适合小企业。

c.对于行业领导企业，其本身就是流行趋势的缔造者，新品外观设计基本都有一整套成熟体系，且更注重用户体验研究，没有深入接触过，我就不臆测了

d.根据流行趋势调研结果引导新产品设计，有助于企业做出既符合消费者审美需求又领先竞争对手的产品。流行趋势预测的准确性和新设计的感染力共同决定新品的成功几率。

Ps：不要仅仅关注某一类产品的流行趋势，其他行业的设计趋势、色彩趋势等等都可运用到自己产品设计之中。它山之石可以攻玉。

相对于现有产品而言新品外观设计具有一定的差异性，现有产品不仅包括竞争企业产品，还包括企业自身已推出的同类产品。在成熟的产品市场中，外观新颖的产品更容易吸引消费者的注意力。

制约外观因素:细节或者整体感觉要有新意。

a.差异性是外观设计的双刃剑，控制的好，能做出个性亮眼的新设计，口碑销量双丰收，如iPhone4；

差异性过大，在草图阶段就可能被毙掉或搁置，也可能作为实验性产品或个性定制产品小量推出，总之很难成为爆款或者主流；

差异性过小又会导致新设计缺乏新意，甚至被贴上山寨标签，再漂亮的设计方案也不会被采纳。

b.产品设计初期应鼓励天马行空的想法，越是夸张个性的设计，越有助于打开思路，最终做出新颖的设计方案。这点对于不断更新的快消品的外观设计尤为重要。

c.差异性过大而被毙掉的方案可作为设计案例储备保留，或者直接做成概念产品，注册个外观专利，发布出去看看市场反应，说不定有惊喜。

Ps：差异性最难把握的是量，同时最重要的也是量，如何做到收放自如，这只能靠丰富的行业经验。

对于企业来说，产品是企业形象最直接的宣传者，新产品的线条、风格、配色等所有外观要素都与企业既定的战略目标相辅相成。未来树立独特的企业形象甚至可以无视流行趋势。这一点在汽车外观设计上尤为明显。

制约外观因素: 与自家产品相比既要有共同点又要有差异性。

汽车外观设计不敢谈，在此只说说我所从事的刀具产品设计里，感受到的企业形象对外观设计的影响。

a.企业产品战略永远是第一要素。一个成熟企业的每一款产品在开发之初就确立了精准的市场定位，包括消费群体、风格特征、材料工艺、成本预算、销售渠道等等，任何一点不符合既定目标的设计方案会被直接pass,所以对于客户或上司的设计任务一定要咨询清楚。

b.从细节入手，熟悉企业既有产品的风格特征。越大牌的产品，细节越多，可从线条、倒角、接缝等一系列细节开始，探寻并总结品牌的产品特性，往往在探索的过程中就会冒出许多思路。 

c.在现有热销产品的基础上，根据企业形象和流行趋势稍作修改，往往是品牌产品设计捷径。（捷径偶尔走走可以，一直想着抄近道最后会连大路在哪都忘了，学会研究趋势和需求，做独创设计才是工业设计师的成长之路。）

Ps：企业产品家族化设计已经成为设计大势，形成自己的独有设计风格，并赢得消费者的认可甚至追求，收获一大票忠实的粉丝，使得企业获取更高的产品附加值。

四大因素，融汇贯通，效率第一

A、外观设计的一般顺序1-2-3-4，且类似一个金字塔,从下往上，逐级堆砌，直至完成外观设计，最后的企业形象往往就是打个LOGO。这种流程走一遍效率很低，仅适用于全新产品的研发。

B、企业要根据自身产品特点对这4大块进行取舍，如台灯、风扇灯传统小家电产品外观设计只要2-3就行，1主体结构已是非常成熟的了，直接用。只能硬件的创业公司多多关注1，附带点2、3也就足够了。这样可以最高效的外观设计。

C、最复杂的是成熟产品的外观设计，一般要求既要引领潮流，还要符合企业形象，还只给很短的时间。我一般用的方法是4-3-2，直接从企业形象开始，从细节分析企业既有产品的风格特点，结合市场上的新趋势进行设计。对企业形象分析和流行趋势把握都要非常准确，这要依赖定期的企业市场调研或者个人长期的市场观察，干一行爱一行，多看行业相关杂志公众号，慢慢地自然就会了。

D、如果设计时间充裕资金充足，就能做到4-3-2-1，通过优秀的外观设计和更舒适的人机界面，迫使产品内部结构进行大革新，然后反复验证新主体结构的稳定性，一旦成功，就是一款革命性的新产品，甚至开辟全新的市场！如果失败，也会为企业带来一定的技术储备和经验教训。当然一般来说失败的概率更高，尤其对于缺乏高级人才的公司，折腾一年半载什么都没搞出来，才发现新品开发最大的成本是试错成本。

E、目前已经很难出现全新的颠覆性的新品设计了，各大公司的都是以对既有产品零部件进行技术或设计创新为主要研发方向。熟练运用这四大外观限制和设计方法，如果再有扎实的设计功底和一定的经验，个人认为胜任国内绝大部分公司的工业设计师岗位绝不是问题。

以上是我总结的最高效的产品外观设计方法，既能短时间内出图，又能保证图纸与设计目标具有较高的契合度，这只是一个基本方法，具体如何运用还要根据具体产品和项目时间安排进行调整。

供大家参考，如有更好的外观设计方法思路或建议，欢迎留言交流。

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分享产品设计思路中的产品结构思路和基本条件

相信很多资深产品设计师都知道，在设计制做产品的时候都需要把思路完善，这样才可以一步步的做好，没有设计师是做一步想下一步的，而且产品的结构也不允许你有太多的画蛇添足想法，在产品设计思路当中，除了需要一定的时间经验进行磨砺之外，更重要的是需要有自己的设计灵魂，精明的工程师勤奋好学更讲究方法。一个优秀的产品机构工程师需要具备下面这些基本条件，一起来了解一下吧！

优秀的结构工程师具备的基本条件

见多识广，熟悉市场能提供的通用零件、标准零件和其它组件，清楚各类标准零件结构与应用，了解各行业配件与设备，熟悉当前产品工艺。了解常用的外购件的品牌，有助于你选择合适的供应商，尽可能多的了解外购件和标准件的种类，拓宽知识面。对一个产品设计有优质的方案构思，产品的设计成本很大程度上取决于方案，见过同一种产品加工工艺，有用各种机械手进行操作，成本几十万的方案，而另一种只用两个气缸及一些软胶进行操作，成本只有一万多的方案。一般刚入门的时候，只是帮老工程师出图，或跟进修改一些小问题，就算设计很多只能照抄，在此过程中需要去理解原设计者的意图和思维，理解整个机器的传动，各个装置之间的相互关联，每个零件的相互关系，理解之后就可以出图，图纸上就可以有明确的尺寸配合要求，形位公差约束。

基础扎实，了解材料特性，机械加工工艺，机械运动控制形式和优缺点，能分析各运动结构和主体结构的受力情况。会设计不一定要会机械加工，但至少要懂得各类机械加工工艺与加工特点，在设计时加以充分考虑，会画图不代表设计，如果自己都不知道按什么方法画，也不知道设计的零件如何加工那就不叫设计了。之前碰到好多自以为设计的东西是很精密的工程师，不管设备零件是否有必要精度要求，都玩命的把精度往上标，动不动就0.005，0.002，本来就用普通平垫可以解决的还非得定制一个垫圈来用，只会把成本都浪费在无意义的地方。

学会使用工具，很多勤劳的工程师喜欢自己花一天时间去计算整理，甚至不知疲倦地重复设计相类似的结构，不会在设计过程中查手册和资料，不懂得运用可自动计算的工具来复制自己的工作，而在他们忽略的手册和工具中已有很多前人已整理好的经验技术资料或各种科学计算的方法和公式，也有很多供应商手册中就有设计教导方法。精明的工程师通常都会在空闲之时翻阅各类设计手册，设计图例，优秀供应商资料，哪怕只看看目录也能加深印象，以便在以后需要之时找到。

熟练使用一两门设计软件，相似软件不需要门门精通，找到一个适合自己使用的软件并应用精通，如果软件只是用来画零件装配出工程图，那只能说你会用而已，最多也就用了20%，有些工程师得到一个项目就开始画图，没有明确的思路，先做哪个草图，先建哪个特征，后做哪个特征，全是想到那，做到哪。甚至草图都没有约束完全，想到要减短不去改总长直接来个切除。随着零件特征的不断修改，一个很简单的零件做到最后，占用的内存很大。因为没有明确的思路，往往会给后面的修改带来很大麻烦，经常拿到一些工程师的相似零件想修改点尺寸使用，看了后发现比自己重画还复杂，因为根本找不到要修改的尺寸或修改一个尺寸出现一堆特征报错的问题。建模的思路远比会操作某个命令要重要得多，软件功能很强大，一些功能可以批量处理你的重复工作；一些功能可以检查你的设计缺陷；一些功能可以改善你的设计性能；一些功能可以降低设计产品的制造成本。

制作一个优秀的产品，如果还是按非标产品来进行设计，工程师凭经验感觉进行设计，其很难兼顾到最小的制造经济与最大的机器性能，对产品而言，理论先行是最省时省钱的办法，机械设计没有理论很难做出精品。当一台非标设计要转变成标准产品时，需要做的工作便比非标项目多很多，原来可以随意建立的零件都需要充分考虑其命名规则，通用性、经济性、可扩展性和是否可量化，对产品各部件进行模块化、标准化转变，对使用者充分考虑安全简单、人性化操作。

非标自动化设计多数在时间上较紧，通常省略了前期市场分析评估，直接根据客户需求确定方案，再进行功能选型、零件匹配，在设计过程中也简化了评审再评审的工作，工程师多数以之前的经验作为基础进行设计或用相似机器原型进行修改拼装成适合的新机器，对理论数据设计相对较少，也由于产品数量少的原因，放弃了通用性、经济性、可扩展性的考虑。

一个产品的开发必须经过市场调研，了解市场背景确定产品市场定位，再根据市场情况及相关行业的技术情况分析可开发产品的范围，定义好产品功能，分析公司的设计制造能力。一台大型设备通常由多台机器组合而成，而每台机器又分多个功能模块，每个模块再设计不同功能的零件或用标准零件装配而成。在设计过程通常由多名工程师根据自身特长针对性地设计功能模块或机器，共同协作完成。

机械设计包含方案、设计、制造、使用，维护几个过程的思想，前期的优劣直接影响到后期的性能与成本，就有设计一天修三天，设计三天闲两天；卖一年烂机器修三年的说法。设计时的疏忽总会在后面反映出来，设计的过程中，受制造的影响很大，也就是说好的设计是不能脱离制造的，对制造越了解，越有助于提高设计水平。设计的图纸，投入生产，很多并不能立即按图加工装配，在审图、工艺等过程发现大堆的问题很常见，包括一些资深的高工、总工拿出的图纸，也有可能是经过多次开会研究反复讨论出来的结果，原因是一个人不可能全才，其他方面总有高人，但设计人员对制造工艺的了解不深入会是主要原因。以前一个零部件在设计过程中检查修改八遍的事情我干过，一个方案功能结构在设计完成后推倒重定方案再设计也没少做。

设计方法不同工程师会有不同的思路，现就谈谈个人在产品设计整个过程思路。

分析产品功能定义与工艺要求，把大脑中想象出来的产品在纸上勾画出大概形状并理清功能模块设计方法，总体思路清楚后再用软件对产品进行方案式设计，初步评估设计方案可行性。

确定产品重点功能模块（影响工艺要求相关部分），分出整机设计先后顺序，按整体方面从大到小，细节方面从内到外的原则进行。整体方面，设计一个机器框架、平台，预定各运动模块尺寸与位置，最后确定小型功能模块安装，整体规划好后便进入细节设计，细节设计顺序刚好与整体设计顺序相反，最先对安装于运动未端部分进行设计，以便清楚未端部件大小、重量、重心位置等参数，然后根据已有参数再逐级向上设计各运动部件，最后才设计机器机架与外壳。

零件设计可以根据主要加工工艺顺序一步步进行出图，其与加工制作形成同步，如板件可以按外型画出草图并拉伸厚度，把下原料、加工外形、加工通孔等一次性画好，其与加工方法也基本相同，同时考虑好加工基准面并尽量用基准面去标注尺寸，然后再画重点特征，并对后续特征（如打孔挖槽）尺寸关联到重点特征上，以便后继修改位置时无需每个特征都修改，最后才画无位置关系的加工。轴件可以画出各台阶面尺寸并定好轴芯旋转生成，同时考虑单端还是两端装夹，是否需要端面支撑等，分两端加工的还得考虑先加工哪一端，加工一端后如何装夹才能满足同心度，长度是否方便测量，测量基准面为哪个台阶面。钣金件设计与加工商能力关系很大，通常在尺寸上不能太理想化，不光要考虑钣金成型工艺造成的尺寸偏差，更要考虑加工商能力与方法上的误差，这样就需要工程师在装配设计上充分满足因各种误差带来的装配效果。一般来讲，零件的结构和形状越复杂，制造、装配和维修将越困难，成本也越高。所以，在满足使用要求的情况下，零件的结构形状应尽量简单，力求减少加工表面的数量和加工的面积，公差精度越少越好,产品的成本是按精度的几何级数上升的，设计者笔头上稍微疏忽，成本可能直线上升几倍。几个符合精度的零件不一定能装起来，尺寸链问题在装配设计中就要考虑避免。

功能模块设计，个人习惯在模块设计时用配置生成系列化零件库或模块化功能配件，各零件装配关系都直接在零件草图中标注清楚公差等级，以便在生成工程图或转交其他工程师时可以很直观地了解设计思想。对功能模块设计如同整机设计相似，也是先确定整体安装情况，先对工艺要求及安装要求进行初步规划结构，再根据使用条件选择零件材料、工艺处理、成本评估，如运动部件还需对速度、重心、力矩等进行计算，关键部件要用有限元分析应力、变形、失效等优化设计，最后确认尺寸与重量是否与定义相符，装配顺序是否与设计相符，是否会因人为原因造成模块装配精度不稳定，维护是否方便拆装。

零件的选择，很多工程师都很勤快很卖力，设计起来一头扎进去玩命地画图，标准的非标的都一五一十地描绘出图，相似的零件也一个个画出来。在这种缺乏有效选择的情况下，只会出现工作效率低、生产管理成本高、非标零件图纸数量多、售后维护难的情况。很多时候，工程师需要的是准确判断，如果可以用标准零件的就必须用，装配后对精度要求不高的零件就尽量不标公差要求，之前见过十多年的老工程师还特别喜欢在小皮带轮上自制非标垫片，理由是精度高，但实际皮带比轮宽足足小0.5mm，自制垫片只不过是在浪费成本而已，此类华而不实的设计尽量少干。可能有人认为拿别人画好的零件或设计好的半成品体现不出自己的设计能力，但问题是很多工程师也仅仅只是重画一遍而已，没有创新。设计之时，我首先考虑使用各类设计手册或软件上自带的标准零件，节约设计时间与成本，对于常用的非标准零部件，通常先在供应商或网上找相关设计模型资料，因为此类零部件我们自己生产与外购价格不会相差很多，质量与交期可能外购更有优势，同时因技术经验管理等方面，供应商已形成他的标准零部件而我们还是非标件，充分利用他人的技术经验与资源，实在没有必要去再设计。

设计检查，完成一个零件、工程图或者一台机器的设计，最重要的是检查检查再检查，因为大神也有分神的时候，每个人都有考虑不周的时候。所以检查很重要，零件的加工问题、公差尺寸、装配工艺、运动干涉、受力情况等。每一个设计者从一开始搞设计就应该保持一丝不苟、严格要求，坚持不懈的作风，久而久之习惯了才能练就一身敏捷、利落的好本事。

虚心学习团队合作，在设计方面，包括各个部门或供应商，各个机械工程师和电气工程师。由于各个工程师都在负责不同部分，这就面临各工程师之间需经常沟通协作，在技术讨论的时候，尽量用理论数据结合实际进行技术说明，不依靠个人经验或权威独裁，因为很少有人可以兼顾产品的多个方面的能力。在设计过程中，对不清楚的地方一定要虚心地寻求帮助，没有哪个工程师或供应商会瞧不起虚心求教的人，就算生产线的小小钳工车工，相信他也会很乐意告诉你他的打磨方法或能达到的加工精度。机械工程师也需要有一定的电气基础知识，在设计中才能更好地布局电气路，当然，最主要还需要有专业电气工程师的团队合作与互补。

产品设计师需要了解结构设计的很多思路方法，包含产品生产的各个环节的重要性，这样才能够带领团队走向更好的发展。