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有没有想过是什么让你的电子设备安全或机器顺利运转？很有可能，金属片外壳在幕后承担着重任。金属片外壳的核心是一种坚固的定制外壳，由薄而平的金属片制成——俗称钣金零件。这些外壳可以保护从精密电路板到重型工业设备等所有东西，提供保护、结构，有时甚至还能增添一点风格。作为一个花时间深入研究 Foxsen 钣金加工细节的人，我可以告诉你，这些外壳远不止眼前所见。让我们一步一步地分解，利用一些实际知识和一些数字来支持它。
基础知识：我们在做什么？
钣金外壳属于钣金零件，这些部件由金属板通过切割、弯曲和焊接等工艺制成。之所以能产生神奇的效果，是因为在整个过程中金属的厚度保持不变 — — 不像铸造或机加工部件，材料会被添加或切掉。想象一下把一张纸折进一个盒子里：纸不会变厚或变薄；它只是改变了形状。这些外壳的常用材料包括冷轧钢 (SPCC)、不锈钢 (SUS304) 和铝 (6061 或 5052)，每种材料都有其独特的优点。例如，SPCC 是厚度不超过 3.2 毫米的外壳的首选，因为它价格实惠且易于成型，而 SUS304 的抗拉强度约为 505 MPa，且耐腐蚀，是更严苛环境的最佳选择。
选择合适的材料不仅要考虑手头有什么材料，还要考虑外壳需要做什么。电池外壳需要轻质材料吗？铝是你的好朋友，它的弹性模量（70 GPa）低于不锈钢的 200 GPa，这意味着它在弯曲后不易回弹。担心成本？SPCC 可以控制预算。关键是金属与任务的匹配。
制作方法：从平板到成品外壳
将一块平板变成一个功能齐全的外壳需要动手操作，这也是这项工艺的真正亮点。下面是它的典型操作过程，其中包含一些车间实际细节：
步骤 1：切割形状
首先，我们将金属切割成合适的扁平形状，这称为冲裁。有几种方法可以做到这一点：
激光切割：非常适合复杂的设计，精度可达 0.1 毫米。价格稍贵一些，但对于复杂的设计来说无与伦比 钣金零件。
数控冲孔：使用编程冲头来提高速度和准确度（约 0.15 毫米），非常适合批量生产外壳。
剪切：一种简单、低成本的基本矩形选项，但精度较低（低于 0.2 毫米）。
选择取决于零件。对于带有许多孔的不锈钢外壳，激光切割可保持边缘干净、精确。
第 2 步：弯曲成形
接下来，我们使用折弯机将扁平件折弯成 3D 形状。这是技术问题，也有点棘手。弯曲半径 (R) 和材料厚度 (t) 非常重要。一个好的经验法则是保持半径至少等于厚度（例如低碳钢为 1.0t），以避免开裂。太小，外层纤维会撕裂；太大，您就会遇到额外的回弹问题。最小直边高度公式在这里有所帮助：
h≥r+2t
对于厚度为 1 毫米、半径为 1 毫米的钢板，直边至少需要 3 毫米才能保持其形状。
回弹是弯曲加工中最大的问题。压力消失后，金属会因弹性而产生令人讨厌的反弹。对于铝材，由于其屈服强度较低（6061-T6 屈服强度约为 276 MPa），因此与不锈钢相比，回弹问题并不大。我们通过调整模具（可能使用圆形冲头将回弹减少 20-30%）或弯曲超过目标角度一点来补偿。
步骤 3：将所有内容整合在一起
一旦弯曲，通常需要将零件连接起来。焊接在这里起着重要作用：
CO2 焊接：适用于钢制外壳，速度快、强度高，具有良好的防锈性能。
氩弧焊：铝或不锈钢的选择，提供清洁、优质的焊接。
对于电池外壳，我们可能会点焊铝板，使其既轻便又坚固。诀窍是避免弯曲——有时我们会使用夹具或调整焊接顺序，以使一切保持笔直。
步骤 4：收尾工作
最后，我们用表面处理来修饰它。冷轧钢可能会涂上磷酸盐涂层和油漆来防锈，而铝可以进行阳极氧化以获得光滑耐用的表面。不锈钢？通常最好保持原样，也许可以采用拉丝外观来打造时尚风格。这些步骤既能提升外观，又能延长使用寿命——这对于钣金零件就像面对自然元素的围栏。
回弹为何重要（以及我们如何处理）
这是来自工厂车间的提示：如果你没有做好准备，回弹可能会给工作带来麻烦。它与材料的性质（如屈服强度和弹性模量）以及我们如何弯曲它有关。以冷轧钢外壳为例：它的高硬化指数意味着它可以回弹超过弯曲角度的 10%。为了保持它一致，我们可能会：
使用较小的弯曲半径（r/t 约为 2-3）来强制更永久的变形。
增加一点弯曲力（例如，从 50kN 增加到 65kN），以将回弹减少 15%。
采用零间隙模具设计模具以将形状锁定到位。
对于 SUS304 不锈钢外壳，其弹性模量高达 200 GPa，多步弯曲可以将 15% 的反弹控制在可控水平。这完全取决于您对金属和工具的了解。
什么使得金属板外壳脱颖而出？
那么，为什么要选择金属板外壳呢？它们坚固、适应性强且经济实惠。无论是屏蔽电路的电子外壳、耐腐蚀的不锈钢盒，还是保持低重量的电池外壳，钣金零件交付。它们经过定制切割以适应尺寸，按规格弯曲，并经过精加工以持久耐用——非常适合从数据中心到汽车设备等各种应用。此外，借助激光切割等工艺，精度可达到 0.1 毫米，您将获得难以超越的精度。
总结
钣金外壳不仅仅是一个盒子，它是一种量身定制的解决方案，源自平板钣金零件，由尖端技术和老派技术塑造而成。从选择 SPCC 的 3.2 毫米最佳点到使用 h ≥ r + 2t 等公式进行弯曲，每一步都是为了正确完成。当然，回弹会给我们带来麻烦，但通过正确的调整（更小的半径、更智能的模具、一点额外的力量），我们可以控制它。下次您看到光滑的金属外壳时，您就会知道它背后有整个工艺世界，确保它合适、工作和持久。