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洗練された板金箱電子機器を収納したり、車のボンネットのきれいなラインを賞賛したりするときに、板金設計実際に動作しています。金属をただはめ合わせるだけではありません。平らな金属板、あるいは板金部品機能的で精密な物体に生まれ変わります。私がこの仕事に携わったフォックスセンでは、板金設計は、筐体から産業用機器まで、あらゆるものを作るための最初のステップです。実際の現場から、実際の数値を交えて、その意味、仕組み、発生場所などについて詳しく見ていきましょう。
では、板金設計とは何でしょうか?
板金設計平らな金属片（「シート」）を、例えば、完成品の部品に加工する方法を考えるプロセスです。板金箱厚さを変えずに、板厚を均一にすることができます。設計図を描くようなものだと考えてください。工具を金属に当てる前に、すべての切断、曲げ、接合部を計画します。ひび割れや跳ね返りなどの落とし穴を避けながら、形状、サイズ、強度を完璧に決めることが求められます。板を箱型に曲げる場合でも、ネジ用の穴を開ける場合でも、板厚は 1 んん または 3 んん のままです。この点が、鋳造品や機械加工品との違いです。
これは適切な金属を選ぶことから始まります。当社では、最大厚さ 3.2mm で成形が容易な冷間圧延鋼 (SPCC)、厳しい作業には引張強度 505 MPa のステンレス鋼 (SUS304)、軽量化のニーズには 2.7 g/cm³ のアルミニウム (6061) を使用します。板金設計早い段階でそれらの選択を確定し、部品が果たすべき役割に合わせて材料を適合させます。
要点：どのように起こるのか
設計板金部品これは推測ではなく、実際に行うパズルです。私が実際に学んだコツをいくつか紹介します。
ステップ1: 描く
すべては3Dスケッチから始まります。コンピューターモデルや詳細な図面を思い浮かべてください。それを平らな「展開」2Dプランに変換し、どこを切断して曲げるかを正確に示します。ここでは許容差が重要です。外寸の場合、マイナスの差は完全に、プラスの差は半分になります。穴の場合はその逆です。これにより、私たちが構築するときに物事がしっかりと保たれます。板金箱。
ステップ2: 賢く切る
デザインはシートをどのようにスライスするかを示しています。
レーザー切断: 複雑な形状でも0.1mmの精度を実現 板金部品。
CNCパンチング: 0.15mm の精度で高速、大量生産に最適です。
剪断: 0.2mm以下のシンプルな基本形状。
ステンレス鋼の場合板金箱きれいなエッジにはレーザーが最適です。
ステップ3: 右に曲げる
曲げるところ板金設計曲げ半径 (R) は、ひび割れを防ぐために、少なくとも厚さ (t) （SPCC の場合は 1.0t）である必要があります。直線エッジの高さは次の規則に従います。
h ≥ r + 2t
したがって、半径 1 んん の 1 んん 厚のシートには 3 んん のエッジが必要です。スプリングバックが問題です。金属は曲げた後に元に戻ります。SUS304 の弾性率は 200 成績 で、アルミニウムの 70 成績 よりも弾力性があります。そのため、より永続的な形状を強制してスプリングバックを削減するために、r/t を小さく (2 ～ 3) 設計する場合があります。
ステップ4: 接合と仕上げ
設計では、部品の接続方法を計画します。鉄鋼の場合はCO2溶接、アルミニウムの場合はアルゴンアーク溶接で、正しく行えば505MPaの強度に達します。SPCCの塗装やアルミニウムの陽極酸化などの仕上げも指定され、耐久性が向上します。板金箱。
スプリングバックがデザインにおいて重要な理由
工場からのお知らせです。スプリングバックは良いものを台無しにする可能性があります。板金設計計画していなければ、反りは大きくなります。これは金属の降伏強度 (SPCC は 210 MPa、6061 は 276 MPa) と弾性率に関係しています。冷間圧延鋼は曲げ角度の 10% 以上で反り返ります。スマートな設計でこれに対抗できます。たとえば、丸いパンチ (反り返りを 20 ～ 30% 削減) や、多段階曲げで SUS304 の 15% の反り返りを抑えるなどです。重要なのは、これらの修正を設計図に組み込むことです。
板金設計が活躍する場所
板金設計権限板金部品数多くの分野で活躍しています。その優れた点は次のとおりです。
エレクトロニクス
回路筐体を考えてみましょう。板金箱アルミニウムで設計され、R ≥ t (1.5mm シートの場合は 1.5mm) で曲げられ、0.1mm の精度で切断されています。この設計により、配線用の穴が整列し、ギアが安全になります。
自動車
自動車のパネルやバッテリーケースは平らなシートから始まります。SPCC 設計では、210 MPa の強度を活かして耐久性を高め、亀裂を回避するために R = 1.5t を使用します。
工事
電気ボックスとダクトは、SECCC の亜鉛コーティング (普通鋼の 1/30 まで腐食が低減) を採用しています。安定性を確保するため、設計仕様は h ≥ r + 2t (半径 1 んん の 2 んん シートの場合は 5 んん など) です。
産業
機械のケーシングには、870°C の熱に耐えられるように設計された SUS304 が使用され、溶接部は 505 MPa の強度に匹敵します。この設計により、機械の堅牢性と精度が維持されます。
なぜ「板金」設計と呼ばれるのか
「シート」の部分は単純で、平らな金属板から設計するだけです。しかし板金設計そのシートを板金箱またはパネル。0.1mm で切断し、r/t 2～3 で曲げるなど、すべての動作を計画して、確実にフィットして機能するようにします。これがなければ、金属を推測するだけです。
まとめ
板金設計フラットシートから板金部品日常生活に欠かせないもの。SPCCの3.2mmの限界からSUS304の防錆グリットまで、h ≥ r + 2tなどのルールを使用して設計がすべてを固定します。電子機器から自動車まで、舞台裏で静かな技術が、すべての板金箱役割を果たします。次にこれを目にしたとき、それが実現するには綿密な計画と現場のちょっとした根性が必要だとわかるでしょう。