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如何設計鈑金零件?

2025-03-20

產品連結:

https://www.sheetmetalparts.net/products-telecommunication-sheet-metal-parts.html

如果你曾經好奇過你的小工具或機器中那些光滑的金屬盒或堅固的支架是如何發揮作用的,你即將了解到詳情。設計一個鈑金零件不僅僅是勾勒出一個形狀——它是一個將創造力與一些專業技能相結合的動手過程。在 Foxsen,我捲起袖子做這些事情,鈑金零件是將一塊扁平的金屬(例如鋼或鋁)通過切割、彎曲和連接而成,變成一個功能性的東西,例如外殼或支架。讓我們一步一步地了解如何設計一個,並利用我一路學到的真實世界的技巧和數字。

Sheet Metal Part


那麼,鈑金零件到底是什麼呢?

一個鈑金零件一開始是一塊薄而平的板(厚度通常不到 6 毫米),其成型時厚度不會改變。與鑄件或機械加工件不同,它是將原始板材彎曲並切割成有用的東西,從電子外殼至汽車面板。首選材料是冷軋鋼 (SPCC,厚度最大 3.2 毫米,屈服強度 210 MPa) 或不銹鋼 (SUS304,抗拉強度 505 MPa),選擇哪種材料取決於強度、成本或防銹性。設計過程將平面毛坯變成 3D 作品(例如,400 毫米 × 300 毫米 × 150 毫米的盒子),同時保持其堅固性和精確性。


循序漸進:設計鈑金零件

以下是如何服用鈑金零件從想法到現實,我們得到了一些來之不易的教訓:

步驟 1:明確目的

從它的用途開始。它是一個可容納 3.5kW 負載(220V,I = 3500 ÷ 220 ≈ 15.9A)的支架,還是一個用於電器櫃?目的奠定了基礎 - SPCC 用於廉價的室內箱體,SUS304 用於需要 IP54 保護(防塵防濺)的室外部件。 2 毫米厚的 SUS304 外殼(8.0 g/cm³)可能重 6-8 公斤,可承受 40°C 的高溫或 80% 的濕度。

第 2 步:選擇材料

材料選擇決定一切:

  • SPCC: 最小 1.5 毫米(根據 GB05171-1992,門為 2.0 毫米,背為 3.0 毫米),價格實惠,為 0.80-1.00 美元/公斤,非常適合基本部件。

  • SUS304: 2.0mm,防銹溫度高達870°C,價格較高,為2.50-3.50美元/公斤,非常適合防爆外殼。

  • 鋁(6061): 2.7 g/cm³,比鋼的7.8 g/cm³輕,對於對重量敏感的鑽頭而言強度為276 MPa。

  • 提示: 高屈服強度(如 SUS304 的 505 MPa)意味著更大的回彈——為此做好計劃。

步驟 3:繪製藍圖

繪製出來—從 3D 模型開始,然後將其「展開」為 2D 平面圖案。公差很重要:外緣為負全角,正半角;孔翻轉(根據金屬板規則)。對於 400mm × 300mm 的盒子:

  • 寬度: 開關寬度 + 40 毫米(每側 20 毫米)。

  • 高度: 開關高度+40mm。

  • 深度: 最大開關深度 + 10mm。

  • 現實世界: 一個 10 電路箱的尺寸可能達到 400 毫米 × 300 毫米 × 150 毫米,適合 16A 斷路器。

第四步:規劃削減

切割成型毛坯:

  • 雷射切割: 精度為 0.1 毫米,非常適合緊密的孔(例如,彎曲處的 L ≥ r + 2t—在半徑為 1 毫米的 2 毫米板材上為 4 毫米)。

  • 數控沖孔: 0.15毫米,大量生產速度更快。

  • 剪切: <0.2mm,直邊來說價格便宜。

  • 小心: 防爆殼需密封電纜孔-防火泥使間隙維持<1mm。

第五步:向右彎曲

彎曲就是奇蹟發生的地方:

  • 半徑(R): 最小 1.0t(例如,2mm 厚的板材為 2mm)可避免出現裂紋(根據“鈑金加工中需要注意的二十件事”,0.6t 會導致撕裂)。

  • 邊緣高度: 為了確保穩定性,h≥r+2t(對於2mm厚的板材,半徑為2mm,則為6mm)。

  • 回彈: SUS304 的 200 GPa 模量意味著 15% 的回彈率 - 使用 r/t = 2-3 或過度彎曲來控制它(根據“反彈現象的控制策略”,減少 20-30%)。

  • 詭計: 多段彎曲可減少抽屜式零件的回彈。

步驟 6:連接起來

透過焊接或螺栓將其鎖定在一起:

  • 焊接: 防爆殼雙面(斑點<8mm,凹痕≤0.6mm),SPCC用CO2,SUS304用氬氣(505MPa強度匹配)。

  • 螺栓: ≥6mm接地螺栓,配銅帶,無漆,確保安全(根據《配電箱安全隱患檢查方法》)。

  • 查看: 焊接處必須光滑-無裂痕或燒穿。

步驟 7:完成並檢查

  • 塗層: 除鏽(溶劑或鹼洗)後的防腐漆-光滑、無剝落(依《配電箱外殼檢驗標準》執行)。

  • 安全: 接地螺栓、門隙 <1mm、IP3X 防護 (>2.5mm 塊) — 以 A4 紙拉力測試密封性。

  • 高度: 家庭用箱體1.5m-1.8m(JGJ 242—2011),工廠用箱體50-100mm(DL/T 5044—2014)。


Sheet Metal

為什麼這是一件大事

設計一個鈑金零件在於找到平衡點——功能與形式的結合。 2mm SPCC 外殼(5-7 公斤)或 SUS304(6-8 公斤)不僅僅是金屬,它也是 16A 斷路器或 380V 馬達裝置的屏蔽,切割至 0.1mm,彎曲至 h ≥ r + 2t,並焊接緊密。跳過回彈修復(SUS304 為 15%)或接地不當,則有產生火花的風險 - 根據安全檢查,90% 的事故都源於這些失誤。在 Foxsen,我們將平板變成電器櫃內部或獨立支架-堅固、精確且隨時可用。下次您看到它時,您就會知道它不僅僅是一個部分,而是一個實現的計劃。