FLYGHT机箱用异形安装铝型材结构

　　做机箱结构设计快十年，经手的型材类构件少说也有上百种，这次拿到的这款FLYGHT机箱配套型材，第一眼就注意到它的截面设计完全跳出了常规工业机箱的型材思路。常规机箱铝型材要么是纯直角拼接的方管结构，要么是带简单卡槽的通用款，这款型材在侧边做了带V型定位槽的折边结构，不是为了造型好看，是实际装机的时候能省掉不少定位工装的工作量。

　　先从实际应用场景说，这类型材主要用在工业测控类FLYGHT机箱的侧边承托位置，机箱内部要装工控板卡、电源模块还有接线端子排，整个机箱的侧边框架既要承担外壳拼接的连接作用，还要给内部导轨安装提供基准面，之前用通用型材做同类机箱的时候，每次拼接都要额外打定位销，不然板卡导轨装上去容易出现平行度偏差，插板的时候会卡滞，严重的还会把板卡金手指磨坏。这款型材在设计的时候直接把定位折边和主体做了一体化挤出，折边处的V型槽刚好和机箱上下盖板的凸筋匹配，拼接的时候不用额外做定位治具，只要把盖板凸筋卡进V型槽，打自攻螺丝的时候就不会出现偏移，现场装配的效率能提不少。

　　再看功能特性，型材主体的两道平行卡槽不是随便开的，卡槽的内槽宽度刚好匹配常用的3mm厚机箱隔板，卡槽的深度做了4.2mm，之前测过不少型材，卡槽做太浅的话隔板受点震动就会脱出来，做太深又会浪费型材的有效壁厚，降低整体结构强度。这款型材的主体壁厚控制在1.8mm，折边位置因为要承担螺丝锁附的受力，局部加厚到2.5mm，之前做过同类型材的受力仿真，1.8mm的主体壁厚在机箱单侧承受15kg静载荷的时候，形变不超过0.3mm，完全满足工业机箱的运输和使用强度要求，不会出现机箱变形导致内部板卡接触不良的问题。

　　说到设计思路，这款型材最巧的地方是底部的外翻折边，常规机箱型材的底部要么是平的，要么是做内折边，内折边的话机箱放在机柜里的时候，和机柜立柱的接触面只有型材侧边的一条线，锁螺丝的时候容易打滑，而且接地的时候接触面积不够，还要额外加接地弹片。这款做的外翻折边，折边宽度刚好8mm，上面预留的沉头孔位和标准机柜的安装孔距完全匹配，锁机柜螺丝的时候整个折边完全贴在机柜立柱上，接触面积大，接地电阻能直接满足工业设备的EMC要求，不用额外加装接地件，省了物料成本也省了装配工序。

　　再讲安装边界的细节，这款型材的截面总宽度是32mm，总高度是28mm，比常规同承重级别的机箱型材窄了4mm，别小看这4mm，对于标准19英寸机箱来说，两侧型材各窄4mm，内部的可用安装宽度就能多出来8mm，刚好能多装一块半宽的采集板卡，对于紧凑型测控机箱来说，这点内部空间的提升非常关键。型材的卡槽位置距离侧边的尺寸公差控制在±0.1mm，之前用公差±0.2mm的型材做机箱，装完之后两侧导轨的平行度偏差能到0.4mm，长一点的板卡插进去就会别劲，这个公差等级做出来的机箱，导轨平行度偏差能控制在0.2mm以内，全长400mm的板卡插拔都很顺畅。另外型材端部的切割面不用做额外的铣削加工，因为折边位置的结构在挤出的时候就做了圆角过渡，切割之后没有尖锐的毛刺，装配的时候不会划手，也不用做额外的去毛刺工序，加工成本能压下来不少。

　　之前有个项目用通用型材做类似结构的机箱，为了实现同样的定位和安装功能，需要在型材上额外铣定位槽、加装接地片、补装定位销，算下来每根型材的加工成本比这款一体挤出的型材高了近三成，而且装配的时候多了三道工序，人工成本也高。这款型材把所有需要后续加工的结构都整合到了挤出截面里，下料之后只要按尺寸切割、打沉头孔就能直接用，对于批量生产的机箱来说，综合成本优势非常明显。另外型材的表面做了常规的阳极氧化处理，氧化膜厚度10μm，耐磨和耐腐蚀性能都能满足工业现场的使用要求，在普通车间环境下用个五六年不会出现氧化锈蚀的问题，折边位置的氧化膜因为是一体化挤出后氧化的，没有拼接缝隙，不会出现积灰或者积液导致的腐蚀问题，比那种拼接式的框架结构耐用性好很多。

　　实际装机测试的时候，这款型材做的机箱在做1米高度的跌落测试，侧边着地的时候，折边位置没有出现开裂或者变形，内部的板卡也没有出现松动，之前用薄款通用型材做的机箱，跌落之后经常会出现型材变形导致盖板翘起来的问题，这款因为局部加厚的设计，抗冲击性能提升了不少。还有个细节，型材上的两道平行卡槽之间的筋位做了0.5°的拔模斜度，隔板插进去的时候不会卡滞，而且因为有斜度，隔板装到位之后会有轻微的预紧力，不用额外打胶或者锁螺丝就能固定住，小批量做样机的时候拆装非常方便，调试内部板卡的时候拆隔板不用拧螺丝，能省不少调试的时间。