保險柜外部殼結構的工藝優化改進研究

趙志明

摘 要：對于保險柜等貴重物品，最重要的是它的安全和防盜功能，保險柜的防盜安全性當然首先要考慮鎖。在購買保險柜時，許多人擔心鎖不耐用或不會使用很長時間。表面生銹或氧化。對于這個問題，下面解釋選擇安全鎖的優點和缺點。對于采用鋅合金材質的保險柜來說，其硬度和防腐性都要差得多，但其好處是更便于制作很復雜圖形的零部件，特別是壓鑄造。市場上發現的圖案更繁復的鎖很可能性是由鋅合金制作，這些涉及核心目的在于確保保險柜的安全性。

關鍵詞：保險柜;外殼設計;工藝優化

一、引言

近年來，防盜保險柜的盜竊案件頻發。根據公安部門披露的材料分析，只有約2%的材料被盜（并呈逐漸下降趨勢）。通過銷毀鎖（約20%）和機柜門（約70%）返回大量機柜。從作案手段來看，幾乎都是眾所周知的常用手工工具，如撬棍、鑿子、錘子、螺絲刀等，這充分暴露了長期在中國市場銷售的國產防盜保險柜的整體結構強度是存在問題的，機柜的質量、安全水平和可靠性在很大程度上取決于機柜的整體結構強度。

二、保險柜材料及結構的國家標準

按照中國國標GB10409-2019《防盜保險柜》，防盜保險柜的選材標準為：防盜保險柜所用鋼筋的抗拉硬度應不低于354MPa。我國公安技術標準GA166-2006《防盜保險柜》則對防盜保險柜的選材規定如下：當采用普通或低碳鋼板材做成的箱體時，鋼板厚度不應低于6mm;采用低碳合金鋼板材制作的箱體時，鋼板厚度也不應當低于4mm。而從耐久性的角度考慮，最佳的建筑材料應當是不銹鋼，特別是作為表面材質，應用得更多，顏色越亮。強度較好，耐腐蝕性強，且色澤基本不變。而不銹耐酸鋼材又有很多種類型，大致包括鐵素體和奧氏體。

鐵素體不銹耐酸鋼板富有磁力，俗稱不銹耐酸鋼板。經過很久，在嚴酷的自然環境下，就會銹蝕。唯有奧氏體不銹鋼才不會生銹。鑒別方式也非常簡單，僅需要通過磁鐵進行鑒別。

水泥柜同時也是中低價保險柜的優選材料。按照標準，其由不低于3MM的鋼材+混凝土發泡腔所構成。因為水泥的存在，這種保險柜結構非常沉重，但也很容易被鉆頭破壞，沒有良好的防盜功效。后來因為市場競爭加劇，部分不良商家采用經過特殊外觀加工的鐵板夾蓋水泥，單臺鉆機就輕易破壞保險柜，導致防盜能力很弱。

三、保險柜常見設計分析

3.1外觀設計部分

從消費者的角度來看，第一印象非常重要。目前大多數保險柜都是長方體的，尺寸也沒有統一的標準。其中，最受歡迎的尺寸有600mm*380mm*330、340mm、250mm*350mm*250mm，這些尺寸受到普通消費者的青睞。青銅色、當地金黃色，這些顏色給人一種大氣、高貴、優雅、莊重的感覺，也讓人體驗到安全的味道，京東上的銷售證明了這一點。

3.2材料選用部分

用于保險柜的材料絕對優越。目前，市場上的大多數產品都是由實心鋼制成的。像大一公司生產的diyi60這樣的暢銷產品是實心鋼。還有一些低價產品是空心鋼，一些產品的內表面有隔熱材料，但淘寶上熱銷的產品很少有這種材料，這可能是一個成本問題。

3.3鎖具設計部分

保險柜的核心：鎖，毫無疑問，電子密碼現在是主流。大多數解鎖方法是密碼+鑰匙+把手和電子密碼芯片。由于國內廠商缺乏研發精神，大部分都是進口的。成本增加，原理相同，大直徑相同，缺乏區別。大多數鎖芯為三芯或四芯實心鋼，具有箭頭形狀和直接形狀。

3.4報警功能設計

目前，保險柜大多使用振動來發出警報。原理是有一個內置的陀螺儀。當陀螺儀的水平裝置移位時，會觸發報警并發出聲音。與功能強大的得力BGX-A/D60一樣，該產品使用振動發聲。更高級一點的是網絡報警，原理類似，但網絡報警設備是觸發的。

四、保險柜外殼材質

4.1鋼板+水泥

一般被叫做水泥柜，因為它一般是由低價保險柜的材質構成。而按照國標，由不低于3mm的鋼材+混凝土發泡腔所構成。因為混凝土的存在，這種保險柜結構比較厚重，而且也易被鉆頭破壞，沒有防盜功能。但因為市場競爭加劇，部分不擇手段的商家采用了經過特殊外觀處理的鐵板夾覆蓋水泥，單鉆就更易損壞，所以防盜能力也很低，因此不建議購買。

4.2鋼材

市場上最普遍的保險柜材質是鋼板，但也包括了普通低合金鋼板和低碳合金鋼材料板。其中，大部分保險箱都使用普通低合金鋼板制成，但防盜特性稍差。絕大多數采用低碳合金鋼板的保險箱都已通過中國國家三C強制性認證。而鋼板越厚，箱子也越重，厚薄最宜在6mm之上，而且保險柜也越厚，防盜性能就越好。

4.3塑料

保險柜中所用的塑料制品并非一般塑膠，乃是某種特定材料，加入了熔化鋁、陶瓷粉末和礦石硬塊。由于行業的特點，其產品能夠同樣具備耐火與防盜的功效。它是由日本最大的保險柜制造商Chap于2018年開發出的新款保險柜。

五、保險柜外殼的設計

5.1柜體結構設計的一般原則

機柜的結構設計除采取眾所周知的技術措施外，還應根據GB10409-2019標準對結構的幾個關鍵部件進行設計，如機柜壁、柜門、門縫、鎖蓋、鎖緊螺栓、鎖盒、門軸、鎖緊機構護板等，還應充分考慮以下一般原則：

（1）應考慮增加部件的固有振動頻率與施加的重復輪轂負載頻率之間的差異，以避免共振并加速機柜破裂。

（2）減少最危險的拉伸應力。在具有纖維結構的各向異性材料中，垂直于纖維方向的拉伸應力是危險的，當薄片表面經過加工硬化時，過度的拉伸應力也是危險的。

（3）當考慮外部高溫的侵蝕時，部件應具有紅熱硬度和熱穩定性。

（4）選擇可利用的內部表面應力，如提高有利表層殘余壓應力（如表面強化處理），或降低不利表層的殘留拉極限;形成了有益的表面壓應力。

（5）應力集中區的估計和保護

在變形集中區，西經規定對表面進行一定的精細處理;為了防止表面受損，高強度材料應部分軟化;避免將輔助零件固定在應力集中區附近，尤其是應力集中區和焊接區應分散。

（6）為減少強應力集中，提高構件板的水平曲率零點五徑，提高倒角曲率零點五徑，提高螺紋零點五徑，降低因焊接所引起的強應力集中;采用斜面或弧形聯接代替階梯連接;保證邊界平滑;防止強度的急劇改變。

5.2保險柜外殼尺寸、形狀等的設計

在大多數情況下，由于某些技術原因，形狀和尺寸的影響會加劇，這使得相似原理非常復雜。通常可以看到，不同尺寸的樣品和組件不僅形狀和尺寸不同，而且結構和性能也不同。在這種情況下，具有不同形狀和尺寸的樣品和組件材料的結構和性能的差異比形狀和尺寸本身的影響更大。因此，必須考慮形狀和尺寸對整體性能的影響。

根據現代概念，隨著橫截面的增加，脆性斷裂抗力降低的原因是大型構件中存在不均勻性和薄弱區域的可能性很高。強度的統計理論也基于這樣的假設，即正態性不是由平均應力決定的，而是由材料最薄弱區域的臨界應力決定的。形狀和尺寸效應的出現還有其他幾個原因，即材料質量、應力梯度、晶粒尺寸和工藝效應的綜合效應，其中工藝因素特別大。

綜上所述，可以看出，形狀和尺寸效應是由一些根本不同的原因造成的，這些原因的趨勢通常是降低大型部件的強度，增加其脆性。對于這么多不同的材料，不一定期望相同的形狀、尺寸效應原因是重要的。相反，可以推測，對于不同的材料，如混凝土、鐵和其他結構不均勻的材料，決定因素是不同的，統計因素通常起主要作用。可以看出，金屬材料在高溫下的動態相似條件具有重要意義。因此，確定（盡管是定性的）不同材料影響的主要原因是最重要的問題。

通過以上情況，需要指出的是，不僅要考慮形狀和尺寸因素，還要控制形狀和尺寸因素的影響。例如，當形狀和尺寸的影響很強時，例如在制作較大機柜的組件時，有必要或（如果可能）改變材料組織以減弱形狀和尺寸的影響，或改變結構形式，例如通過將多個小件組合成大件。同樣，必須考慮復雜條件下的類似條件。

結語

隨著人民生活水平的不斷提高和安全需求的不斷增加，普通消費者的市場將繼續擴大，其規模將進一步擴大。對保險柜行業來說，迫切需要變革來促進其發展。