加工成本減半的7條鈑金設計原則

最小彎曲高度、孔到彎曲的距離、翻邊、彎曲回彈、展開尺寸計算

鈑金是家電業、機殼業、設備業最常用的加工法之一,卻有不少工程師沒受過正式訓練就開始畫圖。結果常是加工廠來電說「這個做不出來」。返工累積會讓進度顯著延誤。下面 7 條原則依據 CNS 標準與加工廠實務整理,遵循後可降低成本並提升品質。

1. 最小折彎 R = 板厚 t 以上

內 R 比板厚小,外側會裂。最小值:軟鋼(SPCC 相當)R ≥ 1t、不銹鋼(304)R ≥ 1.5t、鋁(5052)R ≥ 1t。加工硬化材料或跟軋延方向垂直的折彎 R 要更大。CNS G 3203 規範鋼板規格。

2. 孔到邊距離 ≥ 2t

孔太靠近邊,沖壓時邊會塌。最小是板厚 2 倍。範例:t=2 mm 板,孔心到邊距離應在 4 mm 以上。距邊距不足的圖,加工廠報價時通常會加價。

3. 折彎線到孔距離 ≥ 2t + R

折彎線附近的孔會變形成「淚滴形」。從孔邊到內 R 至少 2t + R 預留。無法避免時,折彎線上加止裂槽(Relief Notch)。

4. 毛邊方向(Burr Direction)指定

雷射、沖壓加工一面會有毛邊。安全相關面(外露面板、手會碰到處)跟密封面(墊片面)必須在圖面指定毛邊方向。預設下凹模側(下面),折彎時方向翻轉,注意。

5. 展開尺寸公式

折彎後尺寸跟展開尺寸不同。中性面展開長度:

  • L = A + B + BA(A、B:翻邊長,BA:折彎裕度)
  • BA = (π/180) × 折彎角 × (R + K × t)
  • K 因子:軟鋼 0.33、鋁 0.33、不銹鋼 0.4(經驗值)
  • 實務中 SolidWorks 常設 K=0.4。與加工廠事前確認 K 因子較為穩妥。

6. 焊接換成攻牙 + 螺栓

鈑金加支架時不要一開始就想焊接。會熱變形,增加後處理成本(研磨・塗裝)。可能的話用 PEM 螺母(壓鉚螺母)、拉帽(Rivnut)、或攻牙後螺栓鎖固,成本低且可拆卸維護。

7. 考慮材料利用率(套料、Nesting)

鈑金通常用 1219 × 2438 mm(4×8 呎)標準尺寸。計算展開排版效率。利用率 70% 以下重新檢討設計——調尺寸或分割。加工廠的報價系統通常按套料效率自動加減成本。

💡 鈑金設計的指引
鈑金設計者的實力,體現在能否在腦中想像出展開圖。即使 3D CAD 能自動展開,不懂原理仍會設計出無法加工的形狀。折一張紙試試——這就是最直接的鈑金模擬。許多大型加工廠內部都有「拒收清單」供設計師參考。
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