機械鈑金知識庫

2分鐘學會入門機械鈑金設計,讓你的設計不再被打槍!

2分鐘學會入門機械鈑金設計,讓你的設計不再被打槍!

鈑金設計中,設計圖往往存在「理想」與「製造現實」的落差。本篇文章整合我司的實務經驗,分享設計師必備的鈑金設計基礎概念,包含公差控制、加工限制、孔位與折邊設計,以及結構與成本的考量,協助您把圖一次畫對,打樣與量產更順利。

一、公差尺寸的控制

驚!來圖沒有預留任何公差!?(公差設計原則)

公差控制直接影響零件配合、裝配精度與製造可行性。若圖面完全未留公差,整機裝配時會產生「公差堆積」,影響功能。以我司經驗:

項目 建議公差/間隙 說明
薄板 ≤2.0t ±0.10 mm 一般加工公差
粉體烤漆 單邊 ~0.30 mm 膜厚較厚,需加大間隙
液體烤漆 單邊 ~0.15 mm 膜厚較薄,相對要求較低
小白版解釋:公差就是「允許的誤差」。如果完全沒有預留,就像拼積木沒有空隙,會卡死裝不進去。多留一點點空間,才能順利組裝。

小結:鈑金零件設計中,合理的公差預留能避免裝配卡死並提高整機穩定度。

二、加工工藝的限制

設計必須與加工能力匹配,常見限制包括:板厚、孔徑大小、孔距、折邊高度與機台刀模規格。

Q1:最小孔徑可以多小?(孔徑設計原則)

建議最小孔徑 ≥ 板厚。在薄板下,特定條件可挑戰至板厚 1/2,但風險較高。

例:2.0t 板 → 安全孔徑 ≧ Φ2.0
小白版解釋:「板厚」就是板子的厚度,例如 2.0t = 2mm 厚。如果要打孔,孔最好不要比板子還小,不然就像在硬紙板上戳比紙還薄的洞,很容易壞掉。

Q2:孔與折邊的安全距離要留多少?

折彎下模開口通常估算為 V ≈ 6~8 × 板厚;安全距離(孔→內折邊)約為 V/2

例:1.0t 板 → 下模 6V → 安全距離 ≧ 3mm
小白版解釋:孔如果太靠近折邊,折彎時會被「拉扯」變形。想像紙板上靠近折線的洞,很容易被撐裂。

Q3:最短折邊高度是多少?(含 1.5t 圖例)

最短折邊高度與下模 V 槽大小與 R 角有關。基本經驗式:

最短折邊 ≈ V/2 + Δ(Δ 為修正值,依模具 R 角/機台條件調整;一般薄板 Δ≈1.0mm,小 R 下模可至 ~0.6mm)
小白版解釋:折邊就像把紙摺起來,如果摺起來的高度太短,板子放不穩就會滑掉。高度多留一點,才能確保折得住。

圖片專欄解說:本圖以板厚 1.5t示範。我司常用下模 10V 對應 1.5t,計算為:
最短折邊 ≈ V/2 + Δ = 5mm + 1mm = 約 6mm。若折邊高度低於此值,可能造成折不住或滑動變形。

圖X 以 1.5t 板材為例:選用下模 10V → V/2 = 5mm,再加上修正值 Δ≈1mm,因此最短折邊高度約為 6mm。
圖1 以 1.5t 板材為例:選用下模 10V → V/2 = 5mm,再加上修正值 Δ≈1mm,因此最短折邊高度約為 6mm

小結:掌握最小孔徑、孔距、最短折邊這三個核心規則,可大幅降低折彎變形風險。

三、孔位受限的處理方法

當孔位無法後移時,常見解法:

  • 雷射劃破:於折線作淺切,折後孔較不易拉料,但表面會有毛刺,可再焊補。
  • 逃避孔:於折邊開小孔避讓,表面更平整,但孔徑較大。
小白版解釋:如果洞一定要開在折線上,就像衣服上必須打扣眼,可以透過「先切一條線」或「開大一點的避讓孔」來避免折彎時破壞洞口。
鈑金折曲:雷射劃破與逃避孔的比較
圖2 折邊孔位受限時的兩種解法:逃避孔(左)、雷射劃破(右)

小結:孔位受限時,與加工端協調劃破或避孔方案,能兼顧外觀與製程穩定性。

四、結構與成本的控制

1. 適當增加補強肋

大面積上蓋若僅四邊折曲,中間容易變形。於弱區域加條狀或ㄇ型補強肋可提升剛性。

小白版解釋:就像一張大紙板,如果只有邊緣折起來,中間很容易軟趴趴。加上幾條立起來的筋,就會硬很多。

2. 展開圖是否浪費料?

展開形狀越接近矩形,越利於排版利用。奇形怪狀零件,板材浪費高,單價也會上升。

鈑金展開圖規整度影響排版利用率:規整 vs 不規則
圖3 展開圖規整度比較:左側浪費料、右側利用率佳
小白版解釋:板材就像蛋糕,切成方形能吃到最多,切成奇怪的形狀就會剩很多邊角料,價格自然比較高。

3. 大量孔洞與五金

密集孔洞或大量鉚釘會增加加工時間,也容易造成板材變形,需要額外整形,成本隨之增加。

小白版解釋:板子打太多洞,就像海綿一樣容易變形,還要花力氣壓平,自然比較貴。

4. 折曲複雜度

若需頻繁更換刀具或遇到鉚釘干涉,折彎工序會變多,加工成本也會提升。

小白版解釋:折得太複雜,就像摺紙需要換不同步驟,時間和人工都會增加,價格就高了。

小結:合理的鈑金結構設計能同時提升剛性、提高材料利用率並有效控制製造成本。

結語

以上為我司多年累積的鈑金設計基礎概念與常規經驗,特殊加工另案討論。設計初期若能注意上述重點,能大幅減少設計與製造落差。

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