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摘 要：随着我国经济的不断发展，我国也成为了世界的制造、消费大国，同时钣金作为制造行业的基础行业，也得到了不断地发展，据初步统计17年我国的钣金制作企业就已经达到了4万多家，钣金作为制造行业的基础，钣金结构设计与制造工艺成为了影响钣金行业发展的重要因素。
关键词：柜体结构；结构设计；工艺要求
中图分类号：TG386 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0199-02
引 言
钣金是一种不使用专门模具成形的一种薄板加工工艺，钣金柜体、机箱是现代使用较为广泛的设备，机体装配完成后，机体重量有较大变化，同时大多为方体结构，落地放置，具有很好的稳定性能，所以柜体、机箱的钣金设计应当具有良好的结构性能，才能满足机箱机体特殊的性能需求。
1 箱柜体结构解析
1.1 结构分类
按照不同方式进行分类可以分为：①使用环境分类：户外、户内型结构；②制造工艺分类：组装、焊接式结构；③结构方式分类：板式、框架式结构。其中柜体的主要结构如表1柜体结构。
1.2 钣金的材料选择
钣金材料的选取原则为：在满足冲压性能加工要求和用户使用要求下，尽量选用常见金属材料，尽量减少材料种类，尽量减少厚度和规格品种。对于大的箱柜体，还应当考虑整机的重量问题和柜体加强问题。
制作柜体常用的几种板材材料有：①冷轧薄钢板：一种碳素钢热轧钢带，经过冷轧后制成的薄钢板，具有很好的折弯、落料性能；②镀层薄钢板（镀锌）：在钢带的表面通过特殊工艺电镀一层锌，其主要作用为防止设备的腐蚀，主要用于耐腐蚀的设备；③不锈钢板：具有很好的耐腐蚀和强度高的材料，但是材料价格贵，且材料回弹大，成型形状和尺寸不易保证；④铝和铝合金：这种材料强度不高具有较好的可塑性，成型效果较好。
2 结构设计与设计工艺
2.1 结构设计考虑
柜体的设计应当充分考虑设备的结构性能和使用要求，设计前应当对设备柜体使用外部环境、安装方式（地面、挂墙等）以及设备的防护等级进行充分的了解，并对柜体的造型进行思考，以满足后期尺寸要求。
柜体的散热与通风性能：通风与散热可以通过空气自然对流方式或者强制性对流的方式进行实现，其中自然对流方式结构简单，经济性好，对箱体热源部分进行预开散热孔和排风孔，强制对流方式可以在柜体中安装风扇进行强制性的排风散热。
电磁兼容性：仪器设备箱柜体应当考虑到电磁兼容性，在箱体焊接不变形的情况下，焊缝尽量采用全焊方式；箱体电缆线的出入口开孔应尽可能的缩小，没有使用到的孔须用金属做的盖子盖起来；配电箱门和底板须留接地用的端点，接地面必须防护处理。
2.2 设计工艺
2.2.1 设计工艺的一般要求
金属板的开孔圆角半径应当控制在半径0.5～2.0mm，以及毛刺不得超过0.2mm；板材的内弯曲半径取值应当为板材厚度的1.5倍左右，但是根据材料的不同取值也略有不同。钣金弯曲边长度值应当合理，以满足工艺要求，其长度取值h=r+2t，如图1；板材的孔位于孔位之间的距离，以及孔与边的距离一般不小于2t，且不小于4mm，孔壁与工件直壁应当满足图2尺寸要求；柜门开启的角度应不小于90°，板的开启角度不应小于45°；柜体的外形尺寸公差应当符合表2。
2.2.2 设计工艺分析
缺孔结构工艺要求，板材孔尽量使用数控或者冲压模具进行，孔的规格尽量采用标准规格尺寸，距离板材边缘的折页以及螺钉的让位孔，要优先采用缺口型加工，以方便后期的安装拆卸性能。
弯曲结构工艺要求，板材的弯曲内R半径应当标注或注释在图纸上，板材在折弯机弯曲后其值约等于板材厚度尺寸。与弯曲内R配合的件，其倒角尺寸应当大于等于R值，以免导致配合干涉。其中弯曲线内有孔的钣金件，其孔位尺寸距离弯曲线值应当满足图3要求；板材的最小折度角应当满足在板材厚度为t≤2.0时，最小折弯角度不受限制，在厚度2.5≤t<3.0时，最小折弯角度30°且不得压死边，在厚度3.0≤t<4.0，最小折弯角度60°在厚度4.0≤t，此时严禁锐角折弯，当板材厚度小于2.0mm时，可以允许“Z”字型折弯，对板材厚度大于2.5mm时，折弯时应当设计宽度为1.5t的工艺缺口，以避免折弯撕裂凸起。
焊接结构工艺要求，钣金面板焊缝焊点应当优先考虑在次要面板上，以保证外观美观性，其焊接的方式分为：贴面焊接（平板普通点焊和间断氩氟焊），适用于冷板和不锈钢板，优点是工艺性能好，外观美观；植焊，主要用于植焊螺钉，是一种通过焊接（一般用螺柱焊机焊接）连接在母件（金属板材）上的螺钉，通常用于接地螺钉或小安装板的固定螺钉，其螺钉规格不得超过M10以及板材厚度不得低于1.0mm；塞焊，也为二保焊、电弧焊，其板材的厚度应当大于2.5mm厚，适用于对强度要求高的厚板；对接断续焊，适用于无防水要求的焊缝；对接满焊，适用于户外柜体以及强度要求较高的焊缝；断续角焊，适用于无防水及强度高的焊缝；满角焊，适用于户外柜体以及强度要求较高的焊缝。
结构间隙工艺要求，开启门板以及固定门板与框架之间的间隙，应当控制在0.5～2.5之间；其余活动结构的间隙与活动面的关系，箱盖与箱体之间的间隙可以设计为0.5mm，固定件与固定件之间的间隙可以设计为0.2mm，折弯间隙可以设计在0.3～0.5mm。
柜体表面涂层工艺要求，对于需要喷涂的工件，须在设计结构前进行预留相关的工艺孔，以便于排水；钣金柜体一般采用喷粉处理，工件应当先进行酸洗磷化后再喷粉，以便增强粉末与金属之间的附着力。
4 结束语
箱柜体的钣金设计涉及多种工艺与结构的组合设计，本文集中从柜体的材料选择、结构设计要求以及设计工艺要求三个方面进行阐述，隨着行业产品的竞争越来越强，先进、高效、经济的钣金加工成为了当代钣金行业的技术发展重中之中，只有不断加强技术的变革，工艺的不断改进，才能适应社会发展的需求。
参考文献
[1]施大康.钣金箱柜设计及工艺方法[M].航空制造技术，2010，08.
[2]杨青莱.钣金结构设计一般要求[M].机械出版社，2009，23.
[3]曹盟军，刘汉青.钣金设计规范要求[M].机械出版社，2015，12.
收稿日期：2018-3-25
关键词：柜体结构；结构设计；工艺要求
中图分类号：TG386 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）12-0199-02
引 言
钣金是一种不使用专门模具成形的一种薄板加工工艺，钣金柜体、机箱是现代使用较为广泛的设备，机体装配完成后，机体重量有较大变化，同时大多为方体结构，落地放置，具有很好的稳定性能，所以柜体、机箱的钣金设计应当具有良好的结构性能，才能满足机箱机体特殊的性能需求。
1 箱柜体结构解析
1.1 结构分类
按照不同方式进行分类可以分为：①使用环境分类：户外、户内型结构；②制造工艺分类：组装、焊接式结构；③结构方式分类：板式、框架式结构。其中柜体的主要结构如表1柜体结构。
1.2 钣金的材料选择
钣金材料的选取原则为：在满足冲压性能加工要求和用户使用要求下，尽量选用常见金属材料，尽量减少材料种类，尽量减少厚度和规格品种。对于大的箱柜体，还应当考虑整机的重量问题和柜体加强问题。
制作柜体常用的几种板材材料有：①冷轧薄钢板：一种碳素钢热轧钢带，经过冷轧后制成的薄钢板，具有很好的折弯、落料性能；②镀层薄钢板（镀锌）：在钢带的表面通过特殊工艺电镀一层锌，其主要作用为防止设备的腐蚀，主要用于耐腐蚀的设备；③不锈钢板：具有很好的耐腐蚀和强度高的材料，但是材料价格贵，且材料回弹大，成型形状和尺寸不易保证；④铝和铝合金：这种材料强度不高具有较好的可塑性，成型效果较好。
2 结构设计与设计工艺
2.1 结构设计考虑
柜体的设计应当充分考虑设备的结构性能和使用要求，设计前应当对设备柜体使用外部环境、安装方式（地面、挂墙等）以及设备的防护等级进行充分的了解，并对柜体的造型进行思考，以满足后期尺寸要求。
柜体的散热与通风性能：通风与散热可以通过空气自然对流方式或者强制性对流的方式进行实现，其中自然对流方式结构简单，经济性好，对箱体热源部分进行预开散热孔和排风孔，强制对流方式可以在柜体中安装风扇进行强制性的排风散热。
电磁兼容性：仪器设备箱柜体应当考虑到电磁兼容性，在箱体焊接不变形的情况下，焊缝尽量采用全焊方式；箱体电缆线的出入口开孔应尽可能的缩小，没有使用到的孔须用金属做的盖子盖起来；配电箱门和底板须留接地用的端点，接地面必须防护处理。
2.2 设计工艺
2.2.1 设计工艺的一般要求
金属板的开孔圆角半径应当控制在半径0.5～2.0mm，以及毛刺不得超过0.2mm；板材的内弯曲半径取值应当为板材厚度的1.5倍左右，但是根据材料的不同取值也略有不同。钣金弯曲边长度值应当合理，以满足工艺要求，其长度取值h=r+2t，如图1；板材的孔位于孔位之间的距离，以及孔与边的距离一般不小于2t，且不小于4mm，孔壁与工件直壁应当满足图2尺寸要求；柜门开启的角度应不小于90°，板的开启角度不应小于45°；柜体的外形尺寸公差应当符合表2。
2.2.2 设计工艺分析
缺孔结构工艺要求，板材孔尽量使用数控或者冲压模具进行，孔的规格尽量采用标准规格尺寸，距离板材边缘的折页以及螺钉的让位孔，要优先采用缺口型加工，以方便后期的安装拆卸性能。
弯曲结构工艺要求，板材的弯曲内R半径应当标注或注释在图纸上，板材在折弯机弯曲后其值约等于板材厚度尺寸。与弯曲内R配合的件，其倒角尺寸应当大于等于R值，以免导致配合干涉。其中弯曲线内有孔的钣金件，其孔位尺寸距离弯曲线值应当满足图3要求；板材的最小折度角应当满足在板材厚度为t≤2.0时，最小折弯角度不受限制，在厚度2.5≤t<3.0时，最小折弯角度30°且不得压死边，在厚度3.0≤t<4.0，最小折弯角度60°在厚度4.0≤t，此时严禁锐角折弯，当板材厚度小于2.0mm时，可以允许“Z”字型折弯，对板材厚度大于2.5mm时，折弯时应当设计宽度为1.5t的工艺缺口，以避免折弯撕裂凸起。
焊接结构工艺要求，钣金面板焊缝焊点应当优先考虑在次要面板上，以保证外观美观性，其焊接的方式分为：贴面焊接（平板普通点焊和间断氩氟焊），适用于冷板和不锈钢板，优点是工艺性能好，外观美观；植焊，主要用于植焊螺钉，是一种通过焊接（一般用螺柱焊机焊接）连接在母件（金属板材）上的螺钉，通常用于接地螺钉或小安装板的固定螺钉，其螺钉规格不得超过M10以及板材厚度不得低于1.0mm；塞焊，也为二保焊、电弧焊，其板材的厚度应当大于2.5mm厚，适用于对强度要求高的厚板；对接断续焊，适用于无防水要求的焊缝；对接满焊，适用于户外柜体以及强度要求较高的焊缝；断续角焊，适用于无防水及强度高的焊缝；满角焊，适用于户外柜体以及强度要求较高的焊缝。
结构间隙工艺要求，开启门板以及固定门板与框架之间的间隙，应当控制在0.5～2.5之间；其余活动结构的间隙与活动面的关系，箱盖与箱体之间的间隙可以设计为0.5mm，固定件与固定件之间的间隙可以设计为0.2mm，折弯间隙可以设计在0.3～0.5mm。
柜体表面涂层工艺要求，对于需要喷涂的工件，须在设计结构前进行预留相关的工艺孔，以便于排水；钣金柜体一般采用喷粉处理，工件应当先进行酸洗磷化后再喷粉，以便增强粉末与金属之间的附着力。
4 结束语
箱柜体的钣金设计涉及多种工艺与结构的组合设计，本文集中从柜体的材料选择、结构设计要求以及设计工艺要求三个方面进行阐述，隨着行业产品的竞争越来越强，先进、高效、经济的钣金加工成为了当代钣金行业的技术发展重中之中，只有不断加强技术的变革，工艺的不断改进，才能适应社会发展的需求。
参考文献
[1]施大康.钣金箱柜设计及工艺方法[M].航空制造技术，2010，08.
[2]杨青莱.钣金结构设计一般要求[M].机械出版社，2009，23.
[3]曹盟军，刘汉青.钣金设计规范要求[M].机械出版社，2015，12.
收稿日期：2018-3-25