欧标工业铝挤压型材截面结构设计

　　做非标自动化设备机架这么多年，铝挤压型材一直是做设备主体框架的首选材料，这次的20x40、20x60规格的挤压铝型材，是小型自动化设备、桌面型工装台、检测工位架体最常用的截面规格，很多刚入行的结构工程师选型材的时候总觉得越厚越重越好，其实不然，选对截面的筋位布局、槽口尺寸，比单纯选大规格型材要靠谱得多。先说说实际应用场景，20系列的铝型材本身截面宽度小，适合做对安装空间有严格限制的轻型架体，比如桌面式视觉检测设备的相机安装支架、小型皮带线的侧边护板固定架、实验室测试工位的物料放置架，还有电子行业流水线旁边的小型工具挂架，用这个规格的型材做出来的架体不会显得笨重，外露的槽口也方便后期加装各类传感器、走线槽、透明亚克力防护板，

　　不用额外在型材上打孔攻丝，靠T型螺栓和法兰螺母就能完成所有连接，现场装配的时候能省大量的加工时间。从截面结构来看，这款型材的中空腔体做了多道加强筋布局，不是简单的单腔结构，中间的斜向筋位把主腔体分隔成多个小的受力腔，当型材承受垂直方向的静载荷时，筋位能把集中应力分散到整个截面，避免单腔结构容易出现的侧壁凹陷变形问题，两侧的T型槽是标准的欧标槽口尺寸，槽口宽度、槽深都和通用的20系列紧固件完全匹配，不管是装内置的连接件还是外置的角码，都能直接适配，不用做二次修配。设计这类型材截面的时候，首先要考虑挤压工艺的可行性，所有的壁厚要尽量保持均匀，不能出现局部过厚或者过薄的位置，不然挤压生产的时候，厚的位置冷却慢会产生型材扭曲变形，薄的位置容易出现充型不足导致缺料，这款截面的内外壁厚差控制在0.5mm以内，筋位的连接处都做了圆角过渡，既可以减少挤压模具的应力集中，延长模具使用寿命，也能避免型材生产出来之后在转角位置出现应力开裂的问题。再说说安装边界的问题，20x40规格的型材，截面宽度20mm、高度40mm，单根型材的直线度按照工业铝型材的通用标准控制在每米0.5mm以内，做平行拼接的时候，两根型材靠槽内的内置连接件连接，拼接后的平面度误差可以控制在0.2mm以内，适合安装对平面度有要求的直线导轨、滑台模组，不会因为型材本身的变形导致导轨卡滞。20x60规格的型材截面高度更大，抗弯截面模量比20x40高不少，适合做小型架体的主梁，

　　比如跨度在800mm以内的轻型工作台横梁，上面放10kg以内的检测仪器，横梁的绕度可以控制在0.3mm以内，完全满足精密检测设备的安装精度要求。很多工程师做架体设计的时候容易忽略型材端部的连接处理，这款型材的中空腔体尺寸刚好适配20系列的端面连接板，不用在型材端面攻丝，直接把端板塞进腔体，用机米螺丝顶紧就能实现型材的垂直连接，做多层架体的时候，层板的高度可以任意调整，后期改造的时候不用重新切割型材，只需要松开紧固件就能挪动层板位置。另外型材表面的阳极氧化层厚度控制在10μm以上，日常在车间环境使用不会轻易氧化生锈，表面的硬度也足够，普通的工具磕碰不会留下明显的划痕，外露的槽口还可以塞专用的PVC密封条，既可以防止车间的粉尘、

　　切屑掉进槽口里不好清理，也能让架体的外观更整洁，做出口设备的时候，这种带封条的铝型材架体外观质感完全能满足客户的验收要求。做走线设计的时候，型材的中空腔体还可以当走线通道，把设备的电源线、信号线从腔体内部穿过去，不用额外在架体外面装塑料走线槽，整个设备的外观会更简洁，也能避免线缆外露被现场的工件刮破造成安全隐患。需要注意的是，这类轻型铝型材不适合做有冲击载荷的架体，比如冲压设备的周边防护架，还是要选更大规格的重型型材，但是在轻型装配、检测、实验类设备的架体设计里，这个截面的型材不管是成本、装配效率还是后期改造的灵活性，都比焊接方管有明显优势，焊接方管需要做表面喷漆、焊接处打磨，加工周期长，后期改动的时候只能切割重新焊接，而铝型材用标准紧固件连接，装配的时候只需要内六角扳手就能完成所有组装，一个工人半天就能搭完一台小型设备的架体，效率比焊接结构高好几倍。