下载文档原格式
钣金件设计经验手册钣金件是指通过对金属材料进行冲压、折弯、拉伸等加工工艺，制作成各种形状的零件。
钣金件广泛应用于汽车、电子、机械等行业，具有轻量化、高强度、高精度等特点。
在进行钣金件设计时，需要考虑到材料选择、受力分析、加工工艺等因素。
下面是关于钣金件设计的经验手册，供参考。
一、材料选择在进行钣金件设计之前，需要选择合适的材料。
常见的钣金材料有冷轧板、镀锌板、不锈钢板等。
选择材料时要考虑使用环境中的腐蚀性、强度要求以及加工性能等因素。
对于不同的应用，可选择不同材料，以满足设计要求。
二、受力分析设计钣金件需要对受力情况进行分析。
受力分析可以帮助设计者确定零件的受力面、力的大小和方向等信息。
通过合理的分析，可以避免设计出有暗病或不符合强度要求的零件。
三、结构设计钣金件的结构设计是指确定零件的形状和尺寸。
在进行结构设计时，需要考虑到零件的功能需求、制造难度、装配要求等因素。
同时，提前考虑到工艺要求，可以避免设计出难于加工和装配的零件。
四、工艺选择在钣金件设计中，选择合适的工艺对于制造质量和效率有着重要影响。
常见的工艺有冲压、折弯、剪切、焊接等。
在选择工艺时，需要考虑到材料的性质、零件的结构以及生产要求等因素。
合理选择工艺可以优化生产过程，提高工艺效率。
五、加工精度在进行钣金件设计时，需要考虑到加工精度。
加工精度影响着零件的装配质量和使用寿命。
在设计过程中需要确定零件的公差要求，并与制造商进行沟通。
通过合理的公差控制可以确保零件的质量和性能。
六、模具设计在进行钣金件设计时，需要考虑到模具设计。
合理的模具设计可以提高生产效率和产品质量。
在设计模具时需要考虑到材料的厚度、形状和结构等因素。
同时，还要考虑到模具的寿命、易损件的更换等问题。
七、检验与测试。
钣金件结构设计工艺手册目录1 第一章钣金零件设计工艺 11.1 钣金材料的选材 11.1.1 钣金材料的选材原则 11.1.2 几种常用的板材 11.1.3 材料对钣金加工工艺的影响 31.2 冲孔和落料： 51.2.1 冲孔和落料的常用方式 51.2.2 冲孔落料的工艺性设计91.3 钣金件的折弯131.3.1 模具折弯：131.3.2 折弯机折弯141.4 钣金件上的螺母、螺钉的结构形式261.4.1 铆接螺母261.4.2 凸焊螺母291.4.3 翻孔攻丝301.4.4 涨铆螺母、压铆螺母、拉铆、翻孔攻丝的比较31 1.5 钣金拉伸321.5.1 常见拉伸的形式和设计注意事项321.5.2 打凸的工艺尺寸331.5.3 局部沉凹与压线331.5.4 加强筋341.6 其它工艺351.6.1 抽孔铆接351.6.2 托克斯铆接361.7 沉头的尺寸统一361.7.1 螺钉沉头孔的尺寸361.7.2 孔沉头铆钉的沉头孔的尺寸的统一361.7.3 沉头螺钉连接的薄板的特别处理362 第二章金属切削件设计工艺372.1 常用金属切削加工性能372.2 零件的加工余量382.2.1 零件毛坯的选择和加工余量382.2.2 工序间的加工余量382.3 不同设备的切削特性、加工精度和粗糙度的选择39 2.3.1 常用设备的加工方法与表面粗糙度的对应关系39 2.3.2 常用公差等级与表面粗糙度数值的对应关系392.4 螺纹设计加工402.4.1 普通螺纹的加工方法402.4.2 普通螺纹加工常用数据402.4.3 普通螺纹的标记412.4.4 普通螺纹公差带的选用及精度等级412.4.5 英制螺纹的尺寸系列422.5 常见热处理选择和硬度选择。
422.5.1 结构钢零件热处理方法选择422.5.2 热处理对零件结构设计的一般要求432.5.3 硬度选择433 第三章压铸件设计工艺443.1 压铸工艺成型原理及特点443.2 压铸件的设计要求453.2.1 压铸件设计的形状结构要求453.2.2 压铸件设计的壁厚要求453.2.3 压铸件的加强筋/肋的设计要求453.2.4 压铸件的圆角设计要求453.2.5 压铸件设计的铸造斜度要求463.2.6 压铸件的常用材料463.2.7 压铸模具的常用材料464 第四章铝型材零件设计工艺463.3 型材挤压加工的基本常识463.3.1 铝型材的生产工艺流程463.3.2 常见型材挤压方法473.3.3 空心型材挤压模具简单介绍493.4 铝型材常用材料及供货状态493.5 铝型材零件的加工及表面处理513.5.1 铝合金型材零件的加工513.5.2 铝合金型材零件的表面处理514 第五章金属的焊接设计工艺534.1 金属的可焊性534.1.1 不同金属材料之间焊接及其焊接性能534.1.2 同种金属的焊接性能534.2 点焊设计554.2.1 接头型式554.2.2 点焊的典型结构554.2.3 点焊的排列554.2.4 钢板点焊直径以及焊点之间的距离564.2.5 铝合金板材的点焊574.2.6 点焊的定位574.3 角焊584.4 缝焊585 第六章塑料件设计工艺595.1 塑胶件设计一般步骤595.2 公司不同的产品系列推荐的材料种类。
1 引言薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。
它的横向抗弯能力差，不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。
薄板就其材料而言是金属，但因其特殊的几何形状厚度很小，所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。
和薄板构件有关的加工工艺有三类：(1)下料：它包括剪切和冲裁。
(2) 成形：它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。
(3) 连接：它包括焊接、粘接等。
薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。
此外，要注意构件的批量大小。
薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点：(1)易变形，这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。
(2)薄板构件重量轻。
(3)加工量小，由于薄板表面质量高，厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。
(4)易于裁剪、焊接，可制造大而复杂的构件。
(5)形状规范，便于自动加工。
2 结构设计准则在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。
尽量想一些方法既能使加工容易，又能使材料节约，还能使强度增加，又不出废品。
为此设计人员应该注意以下制造方面事项。
钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。
良好的工艺应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定。
在一般情况下，对钣金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。
如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点，这里推荐几条设计准则。
2.1简单形状准则切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短，切割量也越小。
如直线比曲线简单，圆比椭圆及其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形简单(见图1)。
(a) 不合理结构(b) 改进结构图1图 2a 的结构只有在批量大时方有意义，否则冲裁时，切割麻烦，生产时，宜用图 b 所示结构(a) 不合理结构 (b) 改进结构图22.2 节省原料准则(冲切件的构型准则) 节省原材料意味着减少制造成本。
零碎的下角料常作废料处理， 的设计中，要尽量减少下脚料。
冲切弃料最少以减少料的浪费。
DFMA 内容：一、钣金件设计指南1.冲裁2.折弯3.凸包4.止裂槽5.毛边6.提高钣金强度的设计7.降低钣金成本的设计二、钣金件装配1.卡扣装配2.拉钉拉钉（（铆钉铆钉））装配3.自铆装配4.螺钉机械装配5.点焊DFMA 一、钣金件设计指南一、钣金件设计指南1.冲裁2.折弯3.凸包4.止裂槽5.毛边6.提高钣金强度的设计7.降低钣金成本的设计二、钣金件装配1.卡扣装配2.拉钉拉钉（（铆钉铆钉））装配3.自铆装配4.螺钉机械装配5.点焊A.A.避免钣金件内避免钣金件内避免钣金件内、、外部尖角安全因素安全因素，，钣金的外部尖角因为很锋利钣金的外部尖角因为很锋利，，容易对操着人员和消费者造成伤害伤害；；冲压模具因素冲压模具因素，，钣金的尖角对应在模具上也是尖角钣金的尖角对应在模具上也是尖角，，模具凹模上的尖角加工困难加工困难，，同时热处理时易开裂同时热处理时易开裂，，而且在冲裁时模具凸模的尖角处易崩刃和过快磨损刃和过快磨损，，模具寿命显著降低模具寿命显著降低；；原始的设计优化的设计R≥0.5T ，R≥0.8mmB.B.避免过长的悬臂和狭槽避免过长的悬臂和狭槽冲压模具上相对应的凸模尺寸小冲压模具上相对应的凸模尺寸小，，强度低强度低，，模具寿命短过长的悬臂还有可能造成钣金材料的浪费C.C.钣金冲裁孔间距与孔边距钣金冲裁孔间距与孔边距当钣金冲裁孔与孔或与边缘不平行时当钣金冲裁孔与孔或与边缘不平行时，，孔间距或孔边距的距离至少是孔间距或孔边距的距离至少是11倍钣金厚度倍钣金厚度；；平行时平行时，，孔间距或孔边距至少是孔间距或孔边距至少是1.51.51.5倍钣金厚度倍钣金厚度D.D.钣金冲裁孔的大小钣金冲裁孔的大小钣金冲孔大小至少为钣金冲孔大小至少为1.51.51.5倍钣金厚度倍钣金厚度冲孔太小冲孔太小，，模具凸模尺寸小模具凸模尺寸小，，易折断或压弯易折断或压弯，，使用寿命低A≥1.5TB≥1.0T C≥1.5T D≥1.5TE.E.避免孔距离钣金折弯边或成形特征距离太近避免孔距离钣金折弯边或成形特征距离太近当孔与折弯边距离较近时当孔与折弯边距离较近时：：翻边孔距折边的距离翻边孔距离折边不能太近。
1引言薄板指板厚和其长宽相比小得多的钢板。
它的横向抗弯能力差，不宜用于受横向弯曲载荷作用的场合。
薄板就其材料而言是金属，但因其特殊的几何形状厚度很小，所以薄板构件的加工工艺有其特殊性。
和薄板构件有关的加工工艺有三类：(1)下料：它包括剪切和冲裁。
(2)成形：它包括弯曲、折叠、卷边和深拉。
(3)连接：它包括焊接、粘接等。
薄板构件的结构设计主要应考虑加工工艺的要求和特点。
此外，要注意构件的批量大小。
薄板构件之所以被广泛采用是因为薄板有下列优点：(1)易变形，这样可用简单的加工工艺制造多种形式的构件。
(2)薄板构件重量轻。
(3)加工量小，由于薄板表面质量高，厚度方向尺寸公差小，板面不需加工。
(4)易于裁剪、焊接，可制造大而复杂的构件。
(5)形状规范，便于自动加工。
2结构设计准则在设计产品零件时，必须考虑到容易制造的问题。
尽量想一些方法既能使加工容易，又能使材料节约，还能使强度增加，又不出废品。
为此设计人员应该注意以下制造方面事项。
钣金件的工艺性是指零件在冲切、弯曲、拉伸加工中的难易程度。
良好的工艺应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单，使用寿命高，产品质量稳定。
在一般情况下，对钣金件工艺性影响最大的是材料的性能、零件的几何形状、尺寸和精度要求。
如何在薄板构件结构设计时充分考虑加工工艺的要求和特点，这里推荐几条设计准则。
2.1简单形状准则切割面几何形状越简单，切割下料越方便、简单、切割的路径越短，切割量也越小。
如直线比曲线简单，圆比椭圆及其它高阶曲线简单，规则图形比不规则图形简单(见图1)。
(a)不合理结构(b)改进结构图1图2a的结构只有在批量大时方有意义，否则冲裁时，切割麻烦，因此，小批量生产时，宜用图b所示结构。
(a)不合理结构(b)改进结构图22.2节省原料准则（冲切件的构型准则）节省原材料意味着减少制造成本。
零碎的下角料常作废料处理，因此在薄板构件的设计中，要尽量减少下脚料。
冲切弃料最少以减少料的浪费。
孔尺寸优选系列ØD W L 661288141010161212181414201616221818242020262222282424302628301LWØD孔间最小距离10-13-16-20-25-10-20≤P22.5≤P 24.5≤P 27.5≤P 30≤P 13-25≤P 27≤P 30≤P 32.5≤P16-29≤P 32≤P 34.5≤P20-35≤P 37.5≤P25-40≤P2H o l e S i z e AHole Size BPHole Size A Hole Size B角部的最小RA179°-60°60°-40°40°-30°30°-20°20°-10°＜10°-R6-R8R6-R14R6-R18R6-R21R6-R24R6R8R14R18R21R24 3孔的最小Rt代表材料厚度4＜0.5t ＜1.5＜1≥0.5 ≥1≥1.5局部形状圆角R5R ≥ 66 ＜ R ≤ 3 R ＜ 3加强筋回弹翻边刚性AB C11编号1-11HH > 30 时，尽可能设计防回弹加强筋Type A Type B Type C▶ 加强筋为凹型最好，不可行时采用凸型。
3mm法兰边的角度 115A ≥ 60˚45˚＜ A ＜ 60˚A ＜ 45˚▶ A ＜ 45˚时，工作部分强度不足，维护费用高。
工作部分法兰边的角度 216 H ≥ 13 OR 1.5 x L H ＜ 13 OR 1.5 x LINNER PNL A ＜5°OUTER PNL A ＜ 10° INNER PNL A ≥ 5° OUTER PNLA ≥ 10°法兰边的角度317B < 5° B ≥ 5°C < 93° C ≥ 93°圆角半径211.5 t5 t ≥ R > 1.5 t0.5t ≤ R < 1.5 tR > 5 tR < 0.5 tRt编号1-26孔距边的距离1. EE & CE & CCEE,CE,CC ＜ 8mm8mm ≤ EE,CE,CC＜ 55mmEE,CE,CC ≥ 55mm26孔距圆角的距离＜1313-1616-2020-2525-3232-40＜12.5＜14＜16＜18.5＜22＜2612.5-19.514-2116-2318.5-25.522-2926-33＞19.5＞21＞23＞25.5＞29＞3327编号1-27Hole Size CD i s t a n c e D 1F ≤ 3mmF ＜ 3mmHFFD1D1Hole Size CF F D1 D1 Hole Size C包边展开翻边长度28编号1-28LL 0t 2Rt 1R=t2L ≈L 0+0.57t 2+1.08t 1斜面坡度30A ≤ 25°，B ≤ 20°A > 25°，B >AB骨架断面结构11B[ Section B - ]①R13 ≤①＜R15 R15 ≤①R13 ＞①B①①①骨架断面结构22B[ Section B - ] 20°≤ A ＜30° 30°≤ A20°＞ ABA A骨架断面结构33B[ Section B - ] 30mm ＞D ≥ 20mm 22mm ＞D30mm＜ DBD骨架断面结构44R 10 ≤R ＜ 25 25 ≤ RR ＜10格栅部位结构5HR1 R2R3R4H < 2020 ≤ H <30R1Over 15Over 20R2Over 20Over 20R3Over 15Over 15R4Over 15Over 20Height (H )R a d i u s o f P a r t .[ Section A - ]AHood OTR前风档部位结构1 6R3H R R1R4Hood OTR[ Section A - ]A前大灯部位结构17HOver 20°W1 W2R1R2H > 0.58(R2+2R1)H ≤ 0.58(R2+2R1)W2 / W1 ≤ 0.67W2 / W1 > 0.67Condition of HCondition of W1 & W2具体情况需要参照仿真结果.定位孔8主副定位孔的方向需要设计为冲压方向，便于模具的设计和制造。
钣金结构设计指南一、材料选择钣金结构设计的第一步是选择合适的材料。
常见的钣金材料有冷轧钢板、不锈钢板、铝板等。
在选择材料时，需要根据产品的具体要求考虑材料的抗拉强度、弹性模量、热膨胀系数等物理性能指标。
同时还要考虑到材料的耐腐蚀性、容易加工性和成本等因素。
不同的材料具有不同的特性，设计师需要根据具体情况进行综合考虑，并选择最适合的材料。
二、结构设计1.强度设计：钣金结构设计必须满足产品的强度要求。
设计师需要根据产品的内外部受力情况，选择合适的结构形式和壁厚。
在设计过程中可以使用有限元分析等工具对结构进行强度校核，确保钣金结构的稳定性和可靠性。
2.刚度设计：钣金结构设计还需要考虑产品的刚度要求。
根据应力分级原则，对结构进行初步计算，选择适当的翼缘、梁、肋等加强结构，提高产品的刚度。
同时还要考虑结构的厚度和结构尺寸对刚度的影响，以提高产品的整体稳定性。
3.装配设计：在钣金结构设计中，装配性是一个重要的考虑因素。
合理的装配设计可以降低装配难度，提高装配速度和质量。
设计师需要考虑产品的装配顺序和方式，合理安排零部件之间的连接方式和装配工艺要求，确保产品的装配性能得到满足。
三、工艺要点1.剪切：在钣金结构设计中，剪切是一个常见的加工工艺。
剪切刀模的设计需要根据材料的厚度和硬度进行合理选择，以确保剪切面的平整和精度。
2.冲压：冲压是另一种常见的钣金加工工艺，可以用于制作孔洞、凸台和凹槽等形状。
在冲压过程中，需要合理设置冲压模具，控制冲压力度和速度，以避免产生过多的应力和变形。
3.折弯：折弯是一种常用的钣金加工方式，可以使平板钣金呈现出各种形状。
在折弯过程中，需要合理设置折弯模具和夹具，控制折弯角度和位置，以避免产生过大的应力和变形。
4.焊接：焊接是钣金结构设计中常用的连接方式之一，可以将多个零部件焊接成一个整体。
在焊接过程中，需要合理选择焊接材料和焊接方法，控制焊接温度和时间，以确保焊缝的强度和质量。
综上所述，钣金结构设计是钣金加工领域中至关重要的一环。
钣金设计指南目录Ⅰ、设计小知识 (3)一、功能要求 (3)二、工艺要求 (3)1、冲裁 (3)2、折弯 (7)3、钣金件的连接 (12)4、其它工艺 (16)三、装配要求 (17)四、成本要求 (18)五、材料的选择 (18)六、金属冲压件的公差 (18)Ⅱ、钣金常用机构形式 (19)1、冲裁 (3)Ⅰ、设计小知识钣金件的设计除了要考虑功能要求外，还得考虑工艺要求、装配要求、成本要求。
与铸、锻件相比，钣金件所做成的产品有较高的强度、较轻的结构重量；加工简便，所用的设备简单；外形平整，加工余量少，可减轻重量，缩短生产周期，降低成本。
一、功能要求功能要求主要是满足系统的结构要求、强度要求、屏蔽要求、接地导电性能等。
系统的结构是一个系统的硬件、PCB板、线材、电源等空间放置的位置、形式、连接装配方式等。
钣金件由于其良好的强度、钢度、加工性、导电性，通常是用来负责支承起系统中大部分的硬件、PCB板、线材、电源等。
硬件的放置形式多种多样，其要求也会有所不同。
机械强度是钣金件设计中最重要的一环。
因为系统中大部分的重量靠钣金件来支承，钣金件的机械强度出现问题，系统中整个强度就会出问题。
医疗仪器一般需要做震动测试，跌落实验，碰撞实验，冲击实验等，有的机器甚至要求强度做到能承受100g的冲击，这就需要足够的机械强度和钢度。
尤其是那些需要支承悬空的硬件的钣金件，和起主要支承作用的支架等，更必须有更好的强度。
通常设计大型的系统如B超、CT机、检验设备，通信用的机箱机柜等，会先设计起支承用的支架框架。
这样的支架框架可选用型材（如铝型材），也可选用比较厚的钣金件折弯成“∏”或“□”形。
一般情况，增加一个折弯会使钢度增加几倍。
二、工艺要求钣金件的加工设备主要有数控冲床，折弯机，冲床，剪裁机，铣床，钻床，焊接设备等（附表中是迈讯的机器设备统计）。
钣金成形可归纳为压缩类成形、伸长类成形和弯曲类成形三种基本类型。
钣金件加工中的矫形、弯曲、卷板、冲裁、拉深等工序，都是利用金属在常温下产生的塑性变形而成为所需的形状。
