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产品设计中的倒角 | 产品设计系列

最后一次修改：

8 月 11, 2025

James Li

模具制造和精密制造专家

专门从事注塑成型、数控加工、高级原型制作和材料科学集成。

在产品设计中，细节往往决定着产品的成败。边角修正，这个看似微小的设计元素，实际上起着至关重要的作用。最常用的边角修饰分为圆角修饰和倒角修饰。

圆角和倒角设计是产品设计师的基本技能之一。与尖角相比，圆角和倒角设计更方便用户使用，视觉效果更流畅，更能展现产品的简洁和美感。此外，创造性地使用圆角和倒角还能使产品脱颖而出。

今天，让我们来谈谈产品设计中的圆角和倒角，文末附有大量圆角图片。

什么是切片和倒角？

圆角是指用一个切圆表面连接零件的两个曲面。标准圆角通常用半径值 R 来表示其大小。

倒角是指将零件的两个曲面连接成一个斜面。标准倒角通常用距离值 C 来表示其大小，标准角度为 45°。

在产品设计中，它们都是在物体的边角或边缘切割斜边的过程。根据设计要求和功能目的，这种斜边过渡可以是直线，也可以是曲线。

产品中倒角和切片的功能

安全：

倒角和圆角可以降低产品边缘的锋利程度，防止用户在使用过程中受伤。这对于手持设备或儿童玩具的设计尤为重要。

美学：

适当的倒角或圆角处理可以提升产品的外观，使其线条更加流畅。

人体工程学：

在手持设备或工具的设计中，倒角或圆角可以改善握持感，使产品更易于操作，提升用户体验。

耐用性：

倒角和圆角有助于减少应力集中，从而降低这些区域材料断裂的可能性，延长产品的使用寿命。

简化装配：

当产品的不同部件需要装配在一起时，倒角和圆角可以起到导向作用，帮助部件正确对齐，简化装配过程，提高生产效率。

设计语言的一致性：

倒角和圆角可以作为设计元素的一部分，与圆角和曲线等其他特征形成统一的风格，提高产品的品牌识别度。

圆角和倒角的区别

圆角和倒角都可以用来磨钝尖锐的边缘，或在两个相邻表面之间形成渐变过渡。在这方面，它们可以互换。然而，在许多应用中，圆角和倒角有明显的区别。

1.处理方法

在标准加工中，垂直内圆角和外圆角可以轻松加工，而内倒角则不能。圆角需要特定的刀具来实现不同的半径大小（在加工过程中，圆角半径大于刀具半径是一种好的做法）。相比之下，倒角不需要特定尺寸的刀具；通过控制切削深度可以加工出不同尺寸的倒角。

水平内圆角和外圆角需要更多的加工时间（除非使用特殊的圆角工具），而倒角所需的时间要短得多。

值得注意的是 数控加工因此，鱼片和倒角的加工时间相当。

2.功能性

圆角和倒角都能减少应力集中，优化流动性。但是，圆角提供的是连续的过渡，而倒角提供的是线性过渡，倒角后会留下一个边缘。与倒角相比，圆角的应力集中度更低，流动阻力更小，因此在塑料零件中更受欢迎，除非倒角边缘被进一步圆角化。

但是，如果您的设计涉及螺孔、定位孔或定位销，使用圆角就不是一个好的选择。与圆角相比，倒角的边缘更小、更锋利，有助于更顺畅地在孔中移动，使装配更容易。

此外，倒角可以产生 锥形锪孔而鱼片则不能。

3.美学

从美学的角度来看，由于其视觉上的悦目特性，工业设计中通常会优先考虑鱼片。圆角柔和舒适，给人以安全感和亲近感。相比之下，倒角则给人尖锐、咄咄逼人的感觉。消费品很少使用大倒角，但倒角可以在某些细节上创造出独特的外观，起到画龙点睛的作用。

根据设计要求，可以在外部边缘使用圆角和倒角。如果外观并不重要，例如在金属加工零件中，可以选择简单的倒角，使锋利的边缘变得暗淡，从而降低零件成本。

另一方面，如果美观很重要，而且需要圆角，则必须考虑内圆角的半径大小。如果半径太小，您可能需要进行更昂贵、更耗时的加工，例如 EDM 或 线切割.较大的半径更容易加工（可以使用较大的刀具，缩短加工时间并增加加工深度）。

选择鱼片和倒角时应考虑的因素

结构工程师在决定在设计中使用圆角还是倒角时，经常会发现自己拿不定主意。为避免这种困惑，应考虑以下几点：

用于机加工部件

处理时间和成本

如果只是为了使锋利的边缘变钝以防止受伤，倒角则是更好的选择，因为它所需的时间更短，成本效益更高。不过，如果使用数控加工而不是传统的铣削加工，圆角和倒角在时间上没有明显差别，唯一的差别在于更换刀具。

对于这样的边缘（凹面圆角），使用数控机床制造尤其具有挑战性，因为它们需要球头铣刀等专用工具，这些工具易碎且切割速度较慢。这就增加了制造成本，因此最好避免在此类边缘上进行圆角加工。如果需要圆角，圆角应尽可能大。

涂层覆盖率

圆角比倒角更容易覆盖涂层。这是因为圆角与相邻表面的切线过渡平滑，与倒角的边缘相比，能使零件附着更厚、更均匀的涂层。

压力集中

如果设计目标是减少应力集中，则圆角是更好的选择。与相同尺寸的倒角相比，圆角能将应力分散到更大的表面区域。

孔或插销

对于螺丝孔、定位孔或定位销，倒角是更好的选择。

用于塑料零件

塑料零件的成型与机加工零件不同，其设计倾向于使用圆角和倒角来达到特定目的（如美观细节或结构导向）。在塑料零件中使用圆角的好处包括

流动性

在注塑成型工艺中，熔融树脂的流动性至关重要。圆角可减少流动阻力，较大的圆角有利于填充。原始设计中的尖角会在注塑过程中因涡流而导致空气滞留，从而导致局部过热和外观烧焦。使用较大的半径进行优化可确保塑料熔体的顺畅流动。

塑料部件的强度

当熔融聚合物流过尖锐的边缘时，会产生剪切，使聚合物链断裂。聚合物链缩短会导致平均分子量降低，从而降低塑料部件的强度和性能。增加即使很小的半径也有助于流动并防止剪切。

压力集中

疲劳失效是由裂纹扩展引起的，主要发生在应力集中点和部件表面。在横截面尺寸突变的位置，如转角处，应使用足够大的圆角。如相关曲线所示，有效应力集中系数随半径增大而迅速减小。圆角有助于将应力分散到更大的表面上，防止受力部件快速变形或开裂。对于以下材料尤其如此 聚碳酸酯如果成型条件不当或部件结构不合理，则容易产生应力开裂。

易于模具加工并提高模具强度

在塑料零件中设计圆角可提高模具的强度，因为相应的模具零件也会有圆角。这可防止在淬火或使用过程中因应力集中而产生裂纹，从而提高模具强度。

降低电极磨损率

在模具加工中，对于死角等区域（工具无法触及的地方），需要使用电火花加工（EDM），这就需要电极（通常称为铜工具）。在放电过程中，电极上的尖角和边缘比平面区域磨损得更快。因此，实际加工的死角圆角较小（约 0.2），与设计不同。必须考虑到这一点，以确保结构不受影响。如果塑料零件的死角有设计圆角，电极磨损就会减少，最终加工的圆角也会与设计非常接近。