产品链接:
https://www.sheetmetalparts.net/products-tcommunication-sheet-metal-parts.html
如果你曾经好奇过你的小工具或机器中那些光滑的金属盒或坚固的支架是如何变成现实的,那么你即将得到答案。设计一个钣金零件不仅仅是勾勒出一个形状——这是一个动手的过程,将创造力与一些严肃的专业知识相结合。在 Foxsen,我卷起袖子做这些事情,钣金零件是一块扁平的金属(比如钢或铝),通过切割、弯曲和连接变成功能性的东西,比如外壳或支架。让我们一步一步地介绍如何设计一个,利用我在设计过程中学到的现实世界技巧和数字。
那么,钣金零件到底是什么?
一个钣金零件一开始是一块薄而平的板坯(厚度通常不到 6 毫米),在不改变厚度的情况下进行成型。与铸件或机加工件不同,成型的关键是将原始板材弯曲并切割成有用的东西,从电子外壳到汽车面板。冷轧钢(SPCC,厚度可达 3.2 毫米,屈服强度为 210 MPa)或不锈钢(SUS304,抗拉强度为 505 MPa)等材料是首选,每种材料都具有强度、成本或防锈性。设计过程将平面毛坯变成 3D 件(例如 400 毫米 × 300 毫米 × 150 毫米的盒子),同时保持其坚固性和精确性。
循序渐进:设计钣金零件
以下是如何服用钣金零件从想法到现实,我们得到了一些来之不易的教训:
步骤 1:明确目的
首先要知道它的用途。它是用来支撑 3.5kW 负载(220V,I = 3500 ÷ 220 ≈ 15.9A)的支架,还是用来支撑电气柜? 用途决定了性能——SPCC 用于廉价的室内机箱,SUS304 用于需要 IP54 防护(防尘防溅)的室外机箱。2 毫米厚的 SUS304 外壳(8.0 g/cm³)可能重 6-8 公斤,可承受 40°C 的高温或 80% 的湿度。
第 2 步:选择材料
材料选择决定一切:
SPCC: 最小 1.5 毫米(根据 GB05171-1992,门为 2.0 毫米,背为 3.0 毫米),价格实惠,为 0.80-1.00 美元/公斤,非常适合基本部件。
SUS304: 2.0mm,防锈温度高达870°C,价格较高,为2.50-3.50美元/公斤——非常适合防爆外壳。
铝(6061): 2.7 g/cm³,比钢的7.8 g/cm³轻,对于对重量敏感的钻头而言强度为276 MPa。
提示: 高屈服强度(如 SUS304 的 505 MPa)意味着更大的回弹——为此做好计划。
步骤 3:绘制蓝图
绘制它——从 3D 模型开始,然后将其“展开”为 2D 平面图案。公差很重要:外边缘为负全角,正半角;孔翻转(根据钣金规则)。对于 400 毫米 × 300 毫米的盒子:
宽度: 开关宽度 + 40 毫米(每侧 20 毫米)。
高度: 开关高度+40mm。
深度: 最大开关深度 + 10mm。
现实世界: 一个 10 电路箱的尺寸可能达到 400 毫米 × 300 毫米 × 150 毫米,适合 16A 断路器。
第四步:规划削减
切割成型毛坯:
激光切割: 精度为 0.1 毫米,非常适合紧密的孔(例如,弯曲处的 L ≥ r + 2t—在半径为 1 毫米的 2 毫米板材上为 4 毫米)。
数控冲孔: 0.15毫米,批量生产速度更快。
剪切: <0.2mm,对于直边来说价格便宜。
小心: 防爆壳需密封电缆孔——防火泥使间隙保持<1mm。
第五步:向右弯曲
弯曲就是奇迹发生的地方:
半径(R): 最小 1.0t(例如,2mm 厚的板材为 2mm)可避免出现裂纹(根据“钣金加工中需要注意的二十件事”,0.6t 会导致撕裂)。
边缘高度: 为了保证稳定性,h≥r+2t(对于2mm厚的板材,半径为2mm,则为6mm)。
回弹: SUS304 的 200 GPa 模量意味着 15% 的回弹率 - 使用 r/t = 2-3 或过度弯曲来控制它(根据“反弹现象的控制策略”,减少 20-30%)。
诡计: 多级弯曲可减少抽屉式零件的回弹。
步骤 6:连接起来
通过焊接或螺栓将其锁定在一起:
焊接: 防爆壳双面(斑点<8mm,凹痕≤0.6mm),SPCC用CO2,SUS304用氩气(505MPa强度匹配)。
螺栓: ≥6mm接地螺栓,配铜带,无漆,确保安全(根据《配电箱安全隐患检查方法》)。
查看: 焊缝必须光滑——无裂纹或烧穿。
步骤 7:完成并检查
涂层: 除锈(溶剂或碱洗)后的防腐漆——光滑、无剥落(按《配电箱外壳检验标准》执行)。
安全: 接地螺栓、门隙 <1mm、IP3X 防护 (>2.5mm 块) — 用 A4 纸拉力测试密封性。
高度: 家庭用箱体1.5m-1.8m(JGJ 242—2011),工厂用箱体50-100mm(DL/T 5044—2014)。
为什么这是一件大事
设计一个钣金零件关键在于平衡——功能与外形的结合。2mm SPCC 外壳(5-7 千克)或 SUS304(6-8 千克)不仅仅是金属——它是 16A 断路器或 380V 电机装置的屏蔽,切割至 0.1mm,弯曲 h ≥ r + 2t,并焊接牢固。跳过回弹修复(SUS304 为 15%)或接地不当,就会冒火花的风险——根据安全检查,90% 的事故都来自这些失误。在 Foxsen,这就是我们将平板变成电气柜无论是整体式支架还是独立式支架,都坚固、精确且随时可用。下次您看到它时,您就会知道它不仅仅是一个部件,而是一个实现的计划。