保险柜外部壳结构的工艺优化改进研究

赵志明

摘 要：对于保险柜等贵重物品，最重要的是它的安全和防盗功能，保险柜的防盗安全性当然首先要考虑锁。在购买保险柜时，许多人担心锁不耐用或不会使用很长时间。表面生锈或氧化。对于这个问题，下面解释选择安全锁的优点和缺点。对于采用锌合金材质的保险柜来说，其硬度和防腐性都要差得多，但其好处是更便于制作很复杂图形的零部件，特别是压铸造。市场上发现的图案更繁复的锁很可能性是由锌合金制作，这些涉及核心目的在于确保保险柜的安全性。

关键词：保险柜;外壳设计;工艺优化

一、引言

近年来，防盗保险柜的盗窃案件频发。根据公安部门披露的材料分析，只有约2%的材料被盗（并呈逐渐下降趋势）。通过销毁锁（约20%）和机柜门（约70%）返回大量机柜。从作案手段来看，几乎都是众所周知的常用手工工具，如撬棍、凿子、锤子、螺丝刀等，这充分暴露了长期在中国市场销售的国产防盗保险柜的整体结构强度是存在问题的，机柜的质量、安全水平和可靠性在很大程度上取决于机柜的整体结构强度。

二、保险柜材料及结构的国家标准

按照中国国标GB10409-2019《防盗保险柜》，防盗保险柜的选材标准为：防盗保险柜所用钢筋的抗拉硬度应不低于354MPa。我国公安技术标准GA166-2006《防盜保险柜》则对防盗保险柜的选材规定如下：当采用普通或低碳钢板材做成的箱体时，钢板厚度不应低于6mm;采用低碳合金钢板材制作的箱体时，钢板厚度也不应当低于4mm。而从耐久性的角度考虑，最佳的建筑材料应当是不锈钢，特别是作为表面材质，应用得更多，颜色越亮。强度较好，耐腐蚀性强，且色泽基本不变。而不锈耐酸钢材又有很多种类型，大致包括铁素体和奥氏体。

铁素体不锈耐酸钢板富有磁力，俗称不锈耐酸钢板。经过很久，在严酷的自然环境下，就会锈蚀。唯有奥氏体不锈钢才不会生锈。鉴别方式也非常简单，仅需要通过磁铁进行鉴别。

水泥柜同时也是中低价保险柜的优选材料。按照标准，其由不低于3MM的钢材+混凝土发泡腔所构成。因为水泥的存在，这种保险柜结构非常沉重，但也很容易被钻头破坏，没有良好的防盗功效。后来因为市场竞争加剧，部分不良商家采用经过特殊外观加工的铁板夹盖水泥，单台钻机就轻易破坏保险柜，导致防盗能力很弱。

三、保险柜常见设计分析

3.1外观设计部分

从消费者的角度来看，第一印象非常重要。目前大多数保险柜都是长方体的，尺寸也没有统一的标准。其中，最受欢迎的尺寸有600mm*380mm*330、340mm、250mm*350mm*250mm，这些尺寸受到普通消费者的青睐。青铜色、当地金黄色，这些颜色给人一种大气、高贵、优雅、庄重的感觉，也让人体验到安全的味道，京东上的销售证明了这一点。

3.2材料选用部分

用于保险柜的材料绝对优越。目前，市场上的大多数产品都是由实心钢制成的。像大一公司生产的diyi60这样的畅销产品是实心钢。还有一些低价产品是空心钢，一些产品的内表面有隔热材料，但淘宝上热销的产品很少有这种材料，这可能是一个成本问题。

3.3锁具设计部分

保险柜的核心：锁，毫无疑问，电子密码现在是主流。大多数解锁方法是密码+钥匙+把手和电子密码芯片。由于国内厂商缺乏研发精神，大部分都是进口的。成本增加，原理相同，大直径相同，缺乏区别。大多数锁芯为三芯或四芯实心钢，具有箭头形状和直接形状。

3.4报警功能设计

目前，保险柜大多使用振动来发出警报。原理是有一个内置的陀螺仪。当陀螺仪的水平装置移位时，会触发报警并发出声音。与功能强大的得力BGX-A/D60一样，该产品使用振动发声。更高级一点的是网络报警，原理类似，但网络报警设备是触发的。

四、保险柜外壳材质

4.1钢板+水泥

一般被叫做水泥柜，因为它一般是由低价保险柜的材质构成。而按照国标，由不低于3mm的钢材+混凝土发泡腔所构成。因为混凝土的存在，这种保险柜结构比较厚重，而且也易被钻头破坏，没有防盗功能。但因为市场竞争加剧，部分不择手段的商家采用了经过特殊外观处理的铁板夹覆盖水泥，单钻就更易损坏，所以防盗能力也很低，因此不建议购买。

4.2钢材

市场上最普遍的保险柜材质是钢板，但也包括了普通低合金钢板和低碳合金钢材料板。其中，大部分保险箱都使用普通低合金钢板制成，但防盗特性稍差。绝大多数采用低碳合金钢板的保险箱都已通过中国国家三C强制性认证。而钢板越厚，箱子也越重，厚薄最宜在6mm之上，而且保险柜也越厚，防盗性能就越好。

4.3塑料

保险柜中所用的塑料制品并非一般塑胶，乃是某种特定材料，加入了熔化铝、陶瓷粉末和矿石硬块。由于行业的特点，其产品能够同样具备耐火与防盗的功效。它是由日本最大的保险柜制造商Chap于2018年开发出的新款保险柜。

五、保险柜外壳的设计

5.1柜体结构设计的一般原则

机柜的结构设计除采取众所周知的技术措施外，还应根据GB10409-2019标准对结构的几个关键部件进行设计，如机柜壁、柜门、门缝、锁盖、锁紧螺栓、锁盒、门轴、锁紧机构护板等，还应充分考虑以下一般原则：

（1）应考虑增加部件的固有振动频率与施加的重复轮毂负载频率之间的差异，以避免共振并加速机柜破裂。

（2）减少最危险的拉伸应力。在具有纤维结构的各向异性材料中，垂直于纤维方向的拉伸应力是危险的，当薄片表面经过加工硬化时，过度的拉伸应力也是危险的。

（3）当考虑外部高温的侵蚀时，部件应具有红热硬度和热稳定性。

（4）选择可利用的内部表面应力，如提高有利表层残余压应力（如表面强化处理），或降低不利表层的残留拉极限;形成了有益的表面压应力。

（5）应力集中区的估计和保护

在变形集中区，西经规定对表面进行一定的精细处理;为了防止表面受损，高强度材料应部分软化;避免将辅助零件固定在应力集中区附近，尤其是应力集中区和焊接区应分散。

（6）为减少强应力集中，提高构件板的水平曲率零点五径，提高倒角曲率零点五径，提高螺纹零点五径，降低因焊接所引起的强应力集中;采用斜面或弧形联接代替阶梯连接;保证边界平滑;防止强度的急剧改变。

5.2保险柜外壳尺寸、形状等的设计

在大多数情况下，由于某些技术原因，形状和尺寸的影响会加剧，这使得相似原理非常复杂。通常可以看到，不同尺寸的样品和组件不仅形状和尺寸不同，而且结构和性能也不同。在这种情况下，具有不同形状和尺寸的样品和组件材料的结构和性能的差异比形状和尺寸本身的影响更大。因此，必须考虑形状和尺寸对整体性能的影响。

根据现代概念，随着横截面的增加，脆性断裂抗力降低的原因是大型构件中存在不均匀性和薄弱区域的可能性很高。强度的统计理论也基于这样的假设，即正态性不是由平均应力决定的，而是由材料最薄弱区域的临界应力决定的。形状和尺寸效应的出现还有其他幾个原因，即材料质量、应力梯度、晶粒尺寸和工艺效应的综合效应，其中工艺因素特别大。

综上所述，可以看出，形状和尺寸效应是由一些根本不同的原因造成的，这些原因的趋势通常是降低大型部件的强度，增加其脆性。对于这么多不同的材料，不一定期望相同的形状、尺寸效应原因是重要的。相反，可以推测，对于不同的材料，如混凝土、铁和其他结构不均匀的材料，决定因素是不同的，统计因素通常起主要作用。可以看出，金属材料在高温下的动态相似条件具有重要意义。因此，确定（尽管是定性的）不同材料影响的主要原因是最重要的问题。

通过以上情况，需要指出的是，不仅要考虑形状和尺寸因素，还要控制形状和尺寸因素的影响。例如，当形状和尺寸的影响很强时，例如在制作较大机柜的组件时，有必要或（如果可能）改变材料组织以减弱形状和尺寸的影响，或改变结构形式，例如通过将多个小件组合成大件。同样，必须考虑复杂条件下的类似条件。

结语

随着人民生活水平的不断提高和安全需求的不断增加，普通消费者的市场将继续扩大，其规模将进一步扩大。对保险柜行业来说，迫切需要变革来促进其发展。