这类双立板三角构型的钣金支撑件,在工业装配场景里的应用覆盖度非常广,小到自动化产线的传感器安装位、小型气动元件的固定基座,大到电气柜内元器件承托、轻型设备的地脚连接补强,都能见到同构型零件的身影。它的核心作用是在两个互相垂直的安装面之间传递载荷,同时通过自身的构型设计抵消横向、纵向的复合受力,避免单平面安装带来的应力集中问题。
从结构功能上看,底部的平板是主安装基面,上面预留的两个圆形通孔用于穿装螺栓,和设备基体或者安装框架的面做刚性固定,孔位的边距做了等距预留,既保证螺栓拧紧时有足够的承压面,也不会因为孔距太靠近板材边缘导致冲压或者使用过程中出现板材开裂。两块垂直于底板向上延伸的立板,是主要的承载受力面,立板和底板之间采用折弯一体成型,没有额外的焊接接缝,这就从工艺上避免了焊接变形、焊道应力集中的隐患,整体的结构一致性更好,批量生产时的尺寸精度也更容易控制。
立板上的开孔做了差异化设计,上部的大圆孔是用于穿装连接轴或者固定被支撑件的安装螺栓,中部的异形镂空不是单纯的减重设计,更多是为了调整立板的受力分布——如果整面立板做无镂空设计,在承受侧向冲击载荷的时候,应力会集中在立板和底板的折弯圆角处,很容易出现折弯处断裂的问题;而通过异形挖槽的形式,相当于在立板上预设了应力释放的路径,让载荷能够沿着立板的两侧边缘均匀传递到底板上,同时也能减轻零件整体重量,对于有轻量化要求的移动设备、机载安装场景来说,这点重量优化积少成多也能带来不小的收益。立板下部的小圆孔,一方面可以作为辅助安装孔,用于固定小型的附属零件,另一方面也能作为工艺孔,在钣金折弯、电泳或者喷涂工序里作为吊挂定位的基准,方便批量生产时的工装装夹。
设计这类钣金支架的时候,首先要确认的是安装边界尺寸:底板的长宽尺寸要匹配安装面的可用空间,不能超出安装基体的边缘,同时要保证螺栓安装时有足够的扳手操作空间,不会出现螺栓拧不到位的情况;两块立板的间距要根据被支撑件的宽度来设定,预留出0.2-0.5mm的装配间隙,避免因为板材折弯的角度误差导致被支撑件卡滞装不进去。折弯处的内圆角半径要匹配板材的厚度,一般取和板材厚度等值的圆角,既不会因为圆角太小导致折弯处外侧板材拉裂,也不会因为圆角太大导致折弯处的定位不准,安装时出现面贴合不严的问题。
在实际选型使用的时候,要根据承载的载荷大小选择对应的板材厚度,如果是承托重量在5kg以内的小型元器件,用1.5mm厚度的冷轧钢板就足够满足强度要求;如果是承受动态载荷、有振动的使用场景,比如设备上的振动电机安装支架,就要选用2mm以上厚度的板材,同时在折弯处增加压筋结构来提升整体刚性。零件的表面处理一般根据使用环境选择,普通室内干燥环境用静电喷塑就可以满足防锈要求,如果是在潮湿、有腐蚀的户外或者工业车间环境,就要采用镀锌或者电泳的表面处理工艺,提升零件的抗腐蚀能力,延长使用寿命。
很多刚接触钣金设计的工程师容易忽略安装时的干涉问题,比如立板上的安装孔如果太靠近折弯边,穿螺栓的时候螺栓头会和折弯圆角处产生干涉,导致螺栓无法垂直拧紧,所以在设计孔位的时候,孔中心到折弯边的距离至少要大于螺栓头半径加上折弯圆角的半径,预留出足够的操作空间。另外立板上的镂空边缘要做去毛刺处理,避免装配的时候划伤操作人员,也防止尖锐的棱边割破连接的线缆或者其他零件的防护层。这类支架虽然属于小型的结构件,但是在整套设备里起到的连接固定作用非常关键,一旦出现强度不足或者安装干涉的问题,很容易导致被支撑的元件移位甚至脱落,影响整套设备的正常运行,所以设计时每一个尺寸、每一处开孔都要结合实际的装配场景和受力情况来确定,不能照搬构型随意调整参数。
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- 系统要求: Autodesk Inventor,STEP / IGES,Rendering
- 软件分类: 通用五金配件











