适用版本：MedForge CAD v6.0.1 LTS

适合对象：第一次使用三维产品设计工具的用户

一、教程目标

本教程将设计一个结构简单、可以实际加工或 3D 打印的桌面手机支架。

完成后，产品将包括：

  • 一个带圆角的水平底座；

  • 一个倾斜的手机支撑板；

  • 一个防止手机下滑的前挡板；

  • 一个用于连接充电线的中央开口；

  • 基本颜色和材质；

  • 可导出的 STEP 三维模型。

通过这个例子，可以学习以下功能：

  1. 新建和保存项目；

  2. 创建二维草图；

  3. 添加尺寸；

  4. 拉伸草图生成实体；

  5. 创建倾斜结构；

  6. 使用布尔合并和布尔切除；

  7. 添加圆角；

  8. 设置颜色和材质；

  9. 检查模型是否为有效实体；

  10. 导出 STEP 文件和二维图片。

二、产品设计尺寸

本教程统一使用毫米作为单位。

2.1 主要尺寸

部件 尺寸
底座长度 100 mm
底座宽度 80 mm
底座厚度 8 mm
底座四角圆角 R8 mm
后支撑板宽度 80 mm
后支撑板高度 85 mm
后支撑板厚度 10 mm
后支撑板倾斜角度 约65°
前挡板宽度 80 mm
前挡板厚度 8 mm
前挡板高度 12 mm
充电线开口宽度 16 mm
充电线开口高度 8 mm
主要边缘圆角 R2–R4 mm

2.2 产品结构示意

侧面大致形状如下：

             手机
              /
             /
            /  后支撑板
           /
          /
 ________/________________
|                          |
|          底座            |
|__________________________|
   前挡板

手机下端放在底座上，背面靠在倾斜支撑板上，前挡板防止手机向前滑落。

三、进入工作台

登录网站后，进入：

我的工具 → 3D 产品设计工具

进入工作台后，将右侧工作区切换为：

建模

如果右侧栏处于隐藏状态，点击画布右侧的恢复按钮。

建议暂时展开以下模块：

  • 项目；

  • 草图；

  • 基本建模；

  • 变换；

  • 布尔运算；

  • 圆角和倒角；

  • 外观；

  • 导入与导出。

其他高级模块可以暂时折叠。

四、新建项目

点击：

新建项目

填写：

项目名称：桌面手机支架
产品名称：通用桌面手机支架
零件编号：PHONE-STAND-001
图号：PS-001
修订号：A
材料：ABS
单位：mm

点击：

创建项目

项目建立后，立即点击一次：

保存

这样即使后续误操作，也可以恢复到最初版本。

建议再创建一个版本快照：

版本说明：新建项目，尚未开始建模

五、创建底座

5.1 新建底座草图

在模型树或基准平面中选择：

XY 平面

点击：

新建草图

进入草图模式后，选择：

中心矩形

以坐标原点为中心绘制一个矩形。

给矩形添加尺寸：

长度：100 mm
宽度：80 mm

为了让模型以后容易修改，建议使矩形中心与草图原点重合。

5.2 添加底座圆角

在草图工具中选择：

草图圆角

依次选择矩形的四个角。

输入：

圆角半径：8 mm

草图现在应成为一个四角圆润的闭合轮廓。

5.3 检查草图

确认：

  • 轮廓完全闭合；

  • 没有重复线；

  • 没有多余线段；

  • 长度为 100 mm；

  • 宽度为 80 mm；

  • 四角圆角均为 R8。

完成后点击：

结束草图

5.4 拉伸底座

选中刚才创建的闭合草图，点击：

拉伸

设置：

拉伸距离：8 mm
方向：正向
操作：新建实体

点击：

确定

现在中央三维视图中应出现一个尺寸约为 100 × 80 × 8 mm 的圆角底座。

建议将该对象重命名为：

底座

六、创建倾斜后支撑板

后支撑板可以通过侧面草图拉伸生成。这样比先创建长方体再旋转更准确，也更容易控制支撑角度。

6.1 选择侧面基准平面

选择：

XZ 平面

点击：

新建草图

此时看到的是手机支架的侧面。

6.2 绘制后支撑板侧面轮廓

使用折线工具绘制一个倾斜的四边形。

可以使用以下参考点：

点1：X = 20，Z = 8
点2：X = 30，Z = 8
点3：X = 70，Z = 85
点4：X = 60，Z = 85

再连接点4与点1，形成闭合四边形。

该四边形表示后支撑板的侧面厚度和倾斜方向。

如果软件使用不同方向显示坐标，只要满足以下条件即可：

  • 后支撑板底部位于底座上表面；

  • 支撑板向后倾斜；

  • 高度约 85 mm；

  • 板厚约 10 mm；

  • 侧面轮廓闭合。

6.3 添加尺寸和约束

建议添加：

  • 底部厚度约 10 mm；

  • 顶部厚度约 10 mm；

  • 支撑板高度 85 mm；

  • 支撑板与底座夹角约 65°。

也可以不直接设置角度，而是通过顶部和底部的坐标控制倾斜程度。

6.4 拉伸支撑板

结束草图后，选中该草图，点击：

拉伸

设置：

拉伸宽度：80 mm
拉伸方式：对称
操作：新建实体

使用对称拉伸，可以使支撑板与底座宽度方向居中。

如果拉伸后支撑板偏向一侧，可使用移动工具，将其调整到与底座宽度方向对齐。

将该对象重命名为：

后支撑板

七、调整后支撑板位置

切换到：

右视图

或者：

左视图

检查支撑板底部是否与底座相交。

支撑板底部不能只与底座表面“刚好接触”，应略微进入底座内部，例如进入 1–2 mm，以确保布尔合并稳定。

如果没有相交：

  1. 选中后支撑板；

  2. 点击移动工具；

  3. 沿水平或垂直方向微调；

  4. 让支撑板底部进入底座约 1–2 mm。

然后切换到：

前视图

确认支撑板左右两侧与底座对齐。

八、合并底座与后支撑板

同时选中：

  • 底座；

  • 后支撑板。

点击：

布尔运算 → 合并

成功后，两个实体会成为一个整体。

将合并后的对象重命名为：

手机支架主体

如果合并失败

常见原因包括：

  • 支撑板没有与底座真正相交；

  • 只是表面接触；

  • 支撑板偏离底座；

  • 草图轮廓存在问题。

处理方法：

  • 将支撑板向底座内部移动 1–2 mm；

  • 检查支撑板是否为实体；

  • 检查两个对象是否位于同一位置；

  • 再次执行合并。

九、创建前挡板

前挡板用于防止手机从底座前方滑落。

9.1 在底座上表面新建草图

选择底座上表面，点击：

新建草图

绘制一个矩形。

设置尺寸：

宽度：80 mm
厚度：8 mm

将矩形放在底座前端。

建议使前挡板与底座前边缘之间保留约 4–8 mm 的距离，避免边缘过薄。

9.2 拉伸挡板

结束草图后，点击：

拉伸

设置：

拉伸高度：12 mm
方向：向上
操作：合并

如果“合并”操作失败，也可以先生成新实体，再使用布尔合并。

完成后，前挡板应与底座连成一个整体。

十、创建充电线开口

为了让手机竖放时仍能连接充电线，在前挡板中间切出一个开口。

10.1 在前挡板正面建立草图

选择前挡板的正面，点击：

新建草图

绘制一个居中的矩形。

设置：

开口宽度：16 mm
开口高度：8 mm

让矩形底边与底座上表面连接，形成一个向上开口的缺口。

如果希望开口底部保留材料，可以让矩形距离底面 2 mm；但为了充电线更容易穿过，建议让开口直接贯穿到挡板底部。

10.2 切除开口

结束草图后，选择：

拉伸切除

设置：

切除方式：贯穿全部

点击：

确定

前挡板中央应出现一个 16 mm 宽的充电线开口。

十一、添加圆角

尖锐边缘不利于握持和实际使用，因此需要添加圆角。

11.1 前挡板圆角

选择前挡板顶部的两条长边，点击：

圆角

设置：

圆角半径：2 mm

11.2 后支撑板圆角

选择后支撑板顶部边缘，设置：

圆角半径：3 mm

11.3 支撑板与底座连接区域

如果连接区域允许，可以选择连接处边缘，设置：

圆角半径：3–4 mm

这可以减少应力集中，使产品更适合 3D 打印或注塑。

11.4 圆角失败时的处理

如果一次选择多个边导致失败：

  1. 撤销操作；

  2. 每次只选择一组相近边；

  3. 从较小半径开始，例如 R1；

  4. 成功后再逐渐增大；

  5. 复杂连接区域最后处理。

十二、增加底部防滑脚垫位置

这一部分属于可选设计。

12.1 创建脚垫

在底座底面创建草图，绘制四个圆。

建议尺寸：

圆直径：10 mm
距离底座边缘：8–10 mm

可以选择两种方式：

方式一：直接创建凸起

向下拉伸：

高度：1.5 mm

方式二：创建脚垫安装槽

向上切除：

深度：1 mm

以后可以在槽中粘贴硅胶防滑垫。

本教程可以跳过该步骤，不影响主体设计。

十三、检查产品尺寸

选择整个手机支架，打开：

测量

检查：

  • 总长度约 100 mm；

  • 总宽度约 80 mm；

  • 底座厚度 8 mm；

  • 后支撑板高度约 85 mm；

  • 前挡板高度约 12 mm；

  • 充电线开口宽度 16 mm。

还应检查手机放置空间。

普通手机厚度约为 7–12 mm，加上保护壳后可能达到 12–16 mm。

底座前挡板与后支撑板之间应至少保留：

18–25 mm

如果空间太窄，可移动前挡板位置，或减小支撑板底部占用空间。

十四、检查模型有效性

选中手机支架主体，执行：

几何检查

或者：

B-Rep 有效性检查

理想结果应包括：

实体有效：是
封闭实体：是
体积大于0：是
自交：无
无效面：无
开放边：无

如果存在开放边，说明模型可能只是曲面而不是封闭实体。

如果存在多个实体，应检查是否遗漏了布尔合并。

十五、设置颜色和材质

选择手机支架主体，打开：

外观或材质

可以设置：

颜色：深灰色或黑色
材质：ABS 塑料
表面：哑光
金属度：0
粗糙度：0.65

如果希望模拟金属支架，可以设置：

材质：铝合金
颜色：深灰
金属度：0.8
粗糙度：0.3

材质外观主要用于视觉展示，不会自动改变真实结构强度。

如果需要生产分析，应在项目材料属性中单独设置真实材料。

十六、检查外观和光照

切换到：

等轴测视图

打开：

  • 环境光；

  • 阴影；

  • 实体加边线。

旋转模型，检查：

  • 后支撑板是否偏斜；

  • 前挡板是否居中；

  • 充电线开口是否居中；

  • 左右宽度是否一致；

  • 圆角是否连续；

  • 是否存在明显尖角。

如果视图中的阴影太强，可以降低阴影强度，避免影响边缘观察。

十七、进行简单制造可行性检查

将右侧工作区切换到：

制造

17.1 壁厚检查

对于 ABS 注塑或普通 3D 打印，可以检查主要壁厚。

本设计目前的主要厚度为：

  • 底座：8 mm；

  • 后支撑板：10 mm；

  • 前挡板：8 mm。

如果计划注塑生产，这些厚度偏大，可能产生：

  • 缩痕；

  • 冷却慢；

  • 材料浪费；

  • 翘曲。

注塑版本可以进一步改为：

  • 底座壁厚 2.5–3 mm；

  • 后支撑板壁厚 2.5–3 mm；

  • 使用加强筋代替实心厚板；

  • 采用抽壳结构。

本教程为了方便初学者建模，采用较厚的实心结构，更适合小批量 3D 打印。

17.2 拔模检查

如果产品计划注塑，应设置开模方向为垂直方向，并检查：

  • 前挡板；

  • 支撑板；

  • 充电线开口；

  • 圆角区域。

没有拔模角的垂直面不适合直接注塑，需要进一步增加 1°–2° 拔模角。

十八、保存正式版本

点击：

保存

建立版本快照：

版本名称：桌面手机支架 v1
版本说明：完成底座、倾斜支撑板、前挡板、充电线开口和圆角

如果准备继续优化注塑结构，可以从该版本创建分支：

分支名称：注塑轻量化版本

原始实心版本可以保留作为 3D 打印版本。

十九、导出 STEP 文件

选中：

手机支架主体

点击：

导出 → STEP

建议文件名：

PHONE-STAND-001_REV-A.step

导出设置建议：

单位：mm
精确几何：开启
颜色：保留
对象名称：保留
装配结构：保留

导出完成后，建议使用其他 CAD 软件重新打开，检查：

  • 模型尺寸；

  • 实体数量；

  • 圆角；

  • 充电线开口；

  • 是否为封闭实体。

二十、导出二维产品图片

调整到合适的等轴测视图。

建议设置：

  • 背景为白色；

  • 关闭网格；

  • 关闭坐标轴；

  • 关闭辅助线；

  • 打开柔和阴影；

  • 使用实体着色。

然后点击：

导出图片

该图片可以用于：

  • 产品介绍；

  • 设计记录；

  • 工程评审；

  • 网站展示；

  • 说明书插图。

二十一、最终验收清单

完成设计后，逐项确认：

项目数据

  • 项目名称正确；

  • 零件编号正确；

  • 材料已填写；

  • 图号和修订号已填写；

  • 项目已保存；

  • 已建立版本快照。

几何结构

  • 底座尺寸为 100 × 80 × 8 mm；

  • 后支撑板高度约 85 mm；

  • 支撑板倾斜方向正确；

  • 前挡板高度约 12 mm；

  • 充电线开口宽度约 16 mm；

  • 产品左右居中；

  • 圆角已完成；

  • 没有明显尖锐边。

几何质量

  • 模型是有效 B-Rep；

  • 模型是封闭实体；

  • 没有开放边；

  • 没有多个未合并实体；

  • 没有布尔运算错误；

  • 体积大于 0。

输出文件

  • STEP 文件成功导出；

  • STEP 在其他 CAD 软件中可重新打开；

  • 产品图片成功导出；

  • 已保存项目备份。

二十二、常见问题

1. 后支撑板和底座无法合并

原因通常是两个实体没有真正相交。

解决方法：

  • 将后支撑板向底座内部移动 1–2 mm；

  • 确认支撑板是实体而不是曲面；

  • 检查支撑板宽度方向是否与底座对齐。

2. 充电线开口没有切穿

检查拉伸切除是否选择：

贯穿全部

同时确认切除方向是否指向实体内部。

3. 圆角失败

尝试：

  • 减小圆角半径；

  • 每次只处理少数边；

  • 先处理简单边；

  • 暂时撤销其他复杂圆角。

4. 支撑板方向反了

可以：

  • 修改侧面草图；

  • 使用镜像；

  • 使用旋转工具将支撑板旋转 180°；

  • 调整草图中顶部和底部点的位置。

5. 模型显示为多个对象

说明某些部件尚未完成布尔合并。

依次选择主体和新增部件，再执行：

布尔合并

6. 手机放不进去

测量前挡板与后支撑板之间的距离。

建议保留：

18–25 mm

如果不足，可移动前挡板，或调整后支撑板底部位置。

二十三、完成效果

完成本教程后，应得到一个具备以下结构的三维产品：

  • 圆角矩形底座；

  • 向后倾斜的手机靠板；

  • 前方防滑挡板；

  • 中央充电线开口；

  • 连续圆角；

  • 黑色或深灰色塑料外观；

  • 可保存、可修改、可导出的精确三维实体。

该产品可以作为后续练习的基础，继续增加：

  • 可调节角度；

  • 转轴；

  • 折叠机构；

  • 无线充电线圈槽；

  • 底部配重；

  • 硅胶防滑垫；

  • 加强筋；

  • 抽壳轻量化；

  • 注塑拔模角；

  • 品牌文字或标志；

  • 多种手机尺寸配置。

通过这个简单项目，用户已经完整走通了 MedForge CAD 的基础产品设计流程：

项目建立
→ 草图
→ 拉伸
→ 斜面结构
→ 布尔合并
→ 布尔切除
→ 圆角
→ 外观
→ 几何检查
→ 保存版本
→ STEP 导出