钣金结构PC电源组件三维设计

　　日常做设备电控配套、工控机箱内置供电选型的时候，经常会碰到标准ATX电源安装位适配的问题，这次做的这套钣金结构PC电源组件，就是针对常规台式设备、小型工控主机内置供电的安装需求做的结构设计，全程用钣金模块做的特征搭建，所有折弯、止裂槽、安装孔位都符合实际钣金加工的工艺要求，不会出现建模特征没法落地生产的问题。

　　先从实际应用场景说，这套电源组件不光能适配普通台式办公电脑的机箱安装位，还能直接用到小型立式工控柜、嵌入式检测设备的内置供电舱里，不少做非标设备的同行都碰到过，外购的标准电源外壳固定位和自己设计的设备舱安装孔对不上，要么就是外壳突出干涉内部走线，这套模型在设计的时候就把常见的安装边界都考虑进去了，外壳主体采用1.2mm厚的冷轧钢板折弯成型，整体外轮廓尺寸严格遵循标准ATX电源的150mm×140mm×86mm安装规范，不会出现装不进标准电源位的情况，同时在外壳的四个固定耳位置做了加长腰型孔设计，孔位调节范围覆盖±3mm，就算设备舱的安装螺柱有小范围的位置偏差，也能顺利对位安装，不用现场重新打孔攻丝。

　　从功能特性来看，整个组件把电源的外壳屏蔽结构、内部安装支架、通风散热网孔、出线防护胶圈位都做了完整建模，外壳的上下盖采用卡扣加螺丝的双重固定方式，侧边预留的12颗M3螺丝固定位，既可以保证上下盖装配后的结构强度，也方便后期拆开维护内部的PCB板与滤波元件。散热出风口位置的网孔采用阵列式六边形冲孔设计，开孔率控制在65%左右，既能保证内部散热风扇的出风效率，又能屏蔽内部电磁辐射外泄，同时避免大尺寸异物掉入电源内部造成短路风险。在电源的出线端，专门设计了带橡胶护线圈的出线缺口，护线圈的卡槽尺寸和1.5mm厚的钣金边缘完全匹配，装配后不会划伤输出线材的绝缘层，出线缺口的大小可以同时容纳24Pin主板供电线、CPU供电线、硬盘供电线等常规线材的穿出，不会出现线材挤压变形的问题。

　　设计思路上，一开始做结构规划的时候，就没有直接照搬市售电源的外壳结构，而是先梳理了实际装配中容易出问题的几个点：首先是钣金折弯的工艺性，所有折弯边的内R角都设置为0.8mm，和常规冷轧板折弯的下模槽宽匹配，折弯止裂槽采用长圆形结构，宽度1.5mm，深度超过折弯线0.3mm，避免折弯的时候出现板材撕裂的问题；其次是内部元件的安装空间，外壳内部预留的PCB安装位高度达到40mm，足够容纳常规的EMI滤波电路、主变压器、输出滤波电容等元件，不会出现元件顶到上下盖的情况，内部的PCB固定柱采用翻边攻丝结构，直接在钣金外壳上冲出M3的翻边螺柱，不用额外压铆螺母柱，减少加工工序的同时也降低了生产成本。

　　安装边界这块，除了之前提到的整体外形尺寸和固定耳的腰型孔，还在电源外壳的进风面预留了12cm标准散热风扇的安装位，四个风扇固定孔的位置完全符合行业通用规范，孔位采用翻边结构，不用额外加装螺母就可以直接用自攻螺丝固定风扇。外壳的表面没有做多余的凸起结构，所有侧边的接缝处都做了0.5mm的折弯扣边，装配后上下盖的接缝间隙控制在0.2mm以内，既可以提升整体的电磁屏蔽效果，也能避免锋利的钣金边缘划伤装配人员。另外在电源外壳的侧面，还预留了接地螺柱的安装位，M4的接地螺柱位置距离安装边10mm，方便连接设备的保护接地线，符合电气安全的相关规范要求。

　　不少同行做钣金类的电源结构建模的时候，经常会忽略折弯系数的设置，导致加工出来的零件尺寸偏差过大，这套模型在建模的时候就按照1.2mm冷轧板、折弯内R0.8mm的参数设置了对应的折弯扣除值，所有展开尺寸都经过实际工艺校验，直接导出展开图就可以下发到激光切割工序加工，不用再重新调整尺寸。同时模型里的所有特征都是可编辑的参数化特征，如果需要调整电源的功率、更改内部元件的布局，只需要修改对应的草图尺寸和特征参数，就可以快速衍生出不同功率等级、不同安装尺寸的电源外壳结构，不用从头开始建模，能大幅缩短结构设计的周期。

　　在实际的设备配套中，这类钣金结构的电源组件相比塑料外壳的电源，拥有更好的电磁屏蔽性能和结构强度，在工业现场存在电磁干扰的环境下，能有效减少电源自身对外的电磁辐射，同时也能抵抗外部的电磁干扰，保证供电输出的稳定性，就算设备在运输过程中出现震动、碰撞的情况，钣金外壳也能很好的保护内部的电路元件，不会出现外壳开裂、元件脱落的问题。另外钣金外壳的散热性能也比塑料外壳更好，外壳本身就可以作为辅助散热的结构，帮助内部的功率元件散发热量，提升电源长时间工作的稳定性，减少过热保护的触发概率。