Как изготавливается корпус из листового металла
Корпус из листового металла начинает жизнь в виде плоской заготовки. Заготовка разрезается лазерным или перфораторным прессом, обрезается, формируется на прессовом тормозе, оснащается фурнитурой, соединяется там, где это необходимо, и, наконец, покрывается. Каждая ступень имеет свои правила, и большинство проблем с конструкцией возникают из-за функции, которая подходит для одной ступени, но борется с другой, например, отверстие, которое аккуратно режет в квартире, но искажается, когда фланец рядом с ним изгибается.
Это руководство следует этой последовательности. Проектирование детали в том же порядке, что и изготовление, является самым простым способом улавливания конфликтов до того, как они попадут в магазин.
Этап 1: Материал и толщина
Сначала выберите материал и калибруйте, потому что почти каждое другое правило масштабируется по толщине (здесь написано как T).
| Материал | Типичная толщина для корпусов | Сильные стороны | Очки для просмотра |
|---|---|---|---|
| Алюминий 5052-H32 | ~1.0–3.0 mm | Легкий, хорошо образует, хорошая коррозионная стойкость | Избегайте 6061-T6 для жестких изгибов; он может треснуть |
| Холоднокатаная сталь (например, 1008/1010) | ~0.8–2.0 mm | Жесткий, недорогой, легко свариваемый | Требуется покрытие или краска против ржавчины |
| Сталь оцинкованная | ~0.8–2.0 mm | Встроенная защита от цинка | Сварные швы и режущие кромки теряют некоторую защиту |
| Нержавеющая сталь 304 | ~0.8–2.0 mm | Устойчив к коррозии, может быть оставлен голым | Пружины назад больше; труднее на оснастке |
Держите одну толщину для всего корпуса, где это возможно. Толщина смешивания означает отдельные программы резки и различную оснастку для гибки, что усложняет стыки.
Этап 2: Плоский рисунок и припуск на изгиб
Когда металл изгибается, внешняя часть растягивается, а внутренняя сжимается. Где-то посередине находится нейтральная ось, которая сохраняет свою длину. Его положение описывается K-фактором, обычно от около 0,3 до 0,5 в зависимости от материала, толщины и оснастки.
CAD-программы используют K-фактор, чтобы развернуть деталь в плоский узор. Если ваш CAD по умолчанию отличается от инструментов магазина, готовые фланцы будут слегка смещены. Для большинства корпусов пусть цех отрегулирует плоский рисунок в соответствии со своими собственными столами для изгиба и определит размер рисунка на сформированной части.
Внутренний радиус изгиба
Общей отправной точкой является внутренний радиус, примерно равный толщине материала. Использование одного радиуса на каждом изгибе позволяет сформировать всю деталь с помощью одного набора инструментов.
Минимальная длина фланца
Фланец должен быть достаточно длинным, чтобы сидеть поперек отверстия матрицы. Эмпирическое правило представляет собой фланец толщиной по меньшей мере примерно в четыре раза больше толщины, измеренной снаружи изгиба. Более короткие фланцы могут потребовать специальной оснастки или могут быть вообще невозможны.
Рельеф изгиба
Если изгиб заканчивается на краю или встречается с другим изгибом, добавьте небольшую рельефную выемку. Без него материал рвется или выпирает на углу. Ширина рельефа около толщины материала и глубина немного за радиусом изгиба являются обычным выбором.
Этап 3: Отверстия, пазы и вырезы возле изгибов
Особенности, которые находятся слишком близко к линии изгиба, вытягиваются из формы, когда образуется фланец. Круглые отверстия становятся овальными, а прорези - узкими.
- Держите отверстия не менее 2,5 × T плюс радиус изгиба вдали от линии изгиба
- Держите пазы и большие вырезы дальше или расширяйте их по изгибу в качестве преднамеренного рельефа
- Держите отверстия по крайней мере от одного до двух раз T от краев детали
- Сделайте диаметры отверстий не менее T для пробитых отверстий; лазерная резка может быть меньше
- Избегайте длинных узких выступов и пальцев, которые скручиваются во время резки и формовки
Если отверстие должно находиться близко к изгибу, спросите, можно ли его вырезать после формования. Это добавляет шаг, но позволяет избежать искажений.
Этап 4: Оборудование для сборки
В корпусах редко используются резьбовые отверстия в тонком листе, потому что резьбы недостаточно для удержания. Самозажимное оборудование решает эту проблему: гайки, шпильки и стойки, которые вдавливаются в лист и фиксируются на месте.
Правила размещения
Каждый производитель оборудования публикует минимальную толщину листа, размер отверстия и расстояние до края для каждой детали. Следуйте этим значениям напрямую; они различаются между деталями и материалами.
Приоритет операции
Аппаратное обеспечение обычно устанавливается после изгиба, потому что пресс должен иметь возможность добраться до него, а деталь должна лежать ровно под прессом. Убедитесь, что ни один фланец не блокирует доступ к расположению оборудования после его формирования.
Покрытие и резьба
Оборудование вводится перед нанесением порошкового покрытия или краски. Затем резьбу маскируют или очищают после нанесения покрытия, чтобы винты продолжали свободно вращаться.
Этап 5: Соединение углов и панелей
Коробка нуждается в закрытых углах. Основные варианты:
| Метод | Внешний вид | Прочность и герметичность | Примечания |
|---|---|---|---|
| Открытый угол с рельефом | Небольшой зазор на углу | Самый низкий; не запечатан | Самый дешевый; подходит для внутреннего шасси |
| Вкладка и прорезь, затем закреплены | Аккуратный, самонаводящийся | Умеренная | Подходит для плоских упаковок |
| Точечная или шовная сварка | Очистить после заземления | Высокий | Добавляет время сварки и шлифования |
| Полностью сварные и заземленные | Бесшовная. | Наивысший; может быть запечатан | Большая часть рабочей силы; тепло может деформировать тонкие панели |
| Отдельные панели с винтами | Видимые крепежные элементы | Умеренная | Легче всего обслуживать и менять |
Во многих корпусах используется U-образное основание с отдельной крышкой или двумя сложенными половинами, привинченными друг к другу. Это упрощает формирование каждой детали и облегчает сборку внутренней части.
Этап 6: Вентиляция, кабельные вводы и заземление
Узоры вентиляционных отверстий часто представляют собой сетку небольших отверстий или жалюзи. Держите их подальше от изгибов и краев, используя те же правила, что и в других отверстиях, и оставьте достаточно твердого материала между отверстиями, чтобы панель оставалась жесткой.
Для кабельных вводов размерные выбивные отверстия или отверстия для сальника или уплотнительной втулки, которые вы планируете использовать, и оставьте зазор для гайки внутри.
Если корпус является частью конструкции электробезопасности или экранирования, отметьте точки заземления на чертеже. На этих участках не должно быть краски или порошка, поэтому заземление выполняется через голый металл.
Этап 7: Завершить выбор
| Покрытие | Номера сьют | Примечания |
|---|---|---|
| Порошковая окраска | Сталь и алюминий | Прочный, широкая цветовая гамма; добавляет покрытие заметной толщины |
| Влажная краска | Сталь и алюминий | Тонче, чем порошок; хорошо подходит для подбора цвета |
| Анодирование | Алюминий | Твердый, тонкий оксид; также анодируются режущие кромки и изгибы |
| Цинкование | Сталь | Защита от коррозии; часто используется под краской или отдельно внутри оборудования |
| Матовый или голый | Нержавеющая сталь | Отсутствие покрытия для скола; показывает отпечатки пальцев |
Порошковое покрытие накапливается на краях и в отверстиях. Оставьте зазор в отверстиях, в которых находятся винты или сопрягаемые детали, или замаскируйте их.
Этап 8: Допуски, соответствующие процессу
Допуски на листовой металл шире, чем допуски на механическую обработку, потому что каждый изгиб добавляет небольшие изменения. Особенности одной и той же плоской грани, вырезанные за одну операцию, очень точны относительно друг друга. Особенности на разных фланцах несут в себе изменение каждого изгиба между ними.
Критические соотношения размеров в пределах одной поверхности, где это возможно, и дают более свободные допуски на размеры, которые пересекают изгибы. Если два фланца должны быть выровнены, укажите это на чертеже, чтобы цех мог спланировать последовательность изгиба.
Углы ведут себя аналогичным образом. Изгиб обычно удерживается в пределах примерно одного градуса от его номинального угла, и пружина слегка варьируется между листами одного и того же материала. В тех случаях, когда две части соединяются болтами через длинный фланец, щелевые отверстия или небольшой зазор поглощают это изменение и делают сборку намного проще, чем схема с плотным отверстием.
Распространенные ошибки, которых следует избегать
- Отверстия или пазы внутри зоны деформации изгиба
- Фланцы слишком короткие для стандартной оснастки
- Различные радиусы изгиба на каждом изгибе без причины
- Оборудование, размещенное там, куда пресс не может добраться после формования
- Жесткие допуски, применяемые на нескольких изгибах
- Нет примечания по маскировке резьбы и точек заземления перед нанесением покрытия
Последующие шаги
Загрузите 3D-модель или плоский узор с чертежом сформированной детали через форму расчёт. Проверяющий инженер проверяет изгибы, доступ к оборудованию и покрытие перед ценообразованием и предложит изменения, которые облегчат сборку корпуса.