钣金件设计经验手册

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。

第9章钣金件设计CAXA实体设计具有生成标准和自定义钣金件的功能。

其过程始于“板金属”设计元素目录中的智能几何元素（后文中简称为元素），如钣金坯元素、弯曲元素、成型元素和型孔元素。

零件可单独设计，也可在一个已有零件的空间中创建。

初始零件生成后，您就可以利用各种可视化编辑方法和精确编辑方法，按需要进行自定义。

尽管CAXA实体设计包括大量钣金属材料和缺省元素，您仍然可修改或补充可以利用的材料，以及添加自定义设计元素。

当您对钣金件设计感到满意时，您就可以利用CAXA实体设计的绘图功能生成已展开或未展开钣金件的详细二维工程图。

为了便于钣金件设计文件的查找和访问，可利用CAXA实体设计的零件属性定义和保存相关信息。

本章内容包括：• 钣金件设计工具及技术• 钣金件设计• 修改和添加钣金设计元素表钣金件设计工具和技术如前所述，钣金件的设计同CAXA实体设计中的其他设计一样，是从基本智能元素目录开始的，而且也同任何其他智能元素一样，通过同样的方式并且在同样的设计环境中应用。

定义了所需钣金零件的基本属性之后，就可以用两个基本钣金坯料之一开始设计，其他的智能设计元素可以添加到初始坯料之上。

然后，零件及其组成元素就可以通过各种方式进行编辑，编辑方式包括菜单选项、属性表和编辑手柄或按钮。

设置钣金件缺省参数在开始钣金件设计之前，必须定义某些钣金件缺省参数，如：缺省坯料、弯曲类型和尺寸单位。

定义钣金件的缺省参数：1．从“工具”菜单选择“选项”，然后选择“钣金坯料”属性标签。

在“钣金坯料”属性标签中会显示坯料属性表。

2．选定相应的缺省板。

坯料属性表包含CAXA实体设计中所有的可用钣金毛坯的型号，其中当前缺省类型呈加亮显示状态。

坯料型号定义了特定的属性，例如：板料厚度和板料统一的的最小弯曲半径。

利用滚动条可浏览该列表并从其中选择适合于您设计的板料型号。

注：钣金件生成后，可在“钣金”属性中改变板料类型。

3．选定“钣金”标签，显示其属性选项。

钣金中的展开计算一、钣金的计算方法概论钣金零件的工程师和钣金材料的销售商为保证最终折弯成型后零件所期望的尺寸，会利用各种不同的算法来计算展开状态下备料的实际长度。

其中最常用的方法就是简单的“掐指规则”，即基于各自经验的算法。

通常这些规则要考虑到材料的类型与厚度，折弯的半径和角度，机床的类型和步进速度等等。

总结起来，如今被广泛采纳的较为流行的钣金折弯算法主要有两种，一种是基于折弯补偿的算法，另一种是基于折弯扣除的算法。

为了更好地理解在钣金设计的计算过程中的一些基本概念，先了解以下几点：1、折弯补偿和折弯扣除两种算法的定义，它们各自与实际钣金几何体的对应关系2、折弯扣除如何与折弯补偿相对应，采用折弯扣除算法的用户如何方便地将其数据转换到折弯补偿算法3、K因子的定义，实际中如何利用K因子，包括用于不同材料类型时K因子值的适用范围二、折弯补偿法为更好地理解折弯补偿，请参照图1中表示的是在一个钣金零件中的单一折弯。

图2是该零件的展开状态。

折弯补偿算法将零件的展开长度(LT)描述为零件展平后每段长度的和再加上展平的折弯区域的长度。

展平的折弯区域的长度则被表示为“折弯补偿”值(BA)。

因此整个零件的长度就表示为方程(1)：LT = D1 + D2 + BA (1)折弯区域（图中表示为淡***的区域）就是理论上在折弯过程中发生变形的区域。

简而言之，为确定展开零件的几何尺寸，让我们按以下步骤思考：1、将折弯区域从折弯零件上切割出来2、将剩余两段平坦部分平铺到一个桌子上3、计算出折弯区域在其展平后的长度4、将展平后的弯曲区域粘接到两段平坦部分之间，结果就是我们需要的展开后的零件图15. K-因子法K-因子是描述钣金折弯在广泛的几何形状参数情形下如何弯曲/展开的一个独立值。

也是一个用于计算在各种材料厚度、折弯半径/折弯角度等广泛情形下的弯曲补偿(BA)的一个独立值。

图4和图5将用于帮助我们了解K-因子的详细定义。

我们可以肯定在钣金零件的材料厚度中存在着一个中性层或轴，钣金件位于弯曲区域中的中性层中的钣金材料既不伸展也不压缩，也就是在折弯区域中唯一不变形的地方。

Pro/ENGINEER 钣金件展平得技巧总结关于展平展平特征展平钣金件上得任何弯曲曲面, 无论它就是折弯特征还就是弯曲得壁。

•有三种展平类型可用:•规则 (Regular) - 展平零件中得大多数折弯。

选取要展平得现有折弯或壁特征。

如果选取所有折弯, 则创建零件得平整形态。

过渡 (Transition) - 展平不可展开得曲面, 如混合壁。

选取固定曲面并指定横截面曲线来决定展平特征得形状。

剖截面驱动 (Xsec Driven) - 展平不可展开得曲面, 如折边及法兰。

选取固定曲面并指定横截面曲线来决定展平特征得形状。

创建展平时, 要求指定要保持固定得曲面或边。

您得选择会改变模型得缺省视图。

尝试并拾取要保持在同一位置得主要曲面。

如果可能, 在创建几个展平特征时, 要保持一致, 并使用同一曲面。

设置自动固定得几何元素（“设置”(Set Up)>“固定几何”(Fixed Geom)）, 可节省设计时间与保持一致性。

在展平后所创建得特征都就是该展平得子项/从属于该展平。

如果只就是临时展平零件, 并不需要该展平来保持设计意图, 则应删除该展平。

如果保持该展平, 只会在模型树中挤满多余特征, 这将延长零件再生时间。

切记, 如果删除得展平中含有在其后创建得特征, 这些附加特征也将被删除。

要草绘那些由于几何复杂与不规则而不能展平得壁得平整状态, 可使用 Metamorph 选项。

利用“变形控制”(DEFORM CONTROL) 菜单, 可加亮与草绘相应变形区域得轮廓。

展平特征创建后, 壁得成形状态隐含, 而平整状态处于活动状态。

当选取“展平全部”(Unbend All) 时, 就可使用展平对话框中得“变形控制”(DEFORM CONTROL) 菜单。

展平不可展开得曲面未展开（变形得）得曲面, 如具有复杂弯曲曲面得壁特征, 通常必须展平后才能制造。

要展平变形得材料, 该展平必须要简单。

定义得规则为所有要被展平得曲面必须具有外侧边或与一个有外侧边得区域相邻。

一、塑料件设计塑料件结构设计要点：材料、壁厚、脱模斜度、加强筋、支柱/螺丝柱、止口、卡扣等。

1.材料a)ABS(丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物)特性：坚硬、不易碎、可涂胶水，工作温度-50~70℃；可燃、损坏时会出现锐边锐角。

用途：多用于不受力的零件或外壳。

b)PC(聚碳酸酯)特性：无色透明、无毒、可染色、抗冲击、耐磨、耐腐蚀、抑制细菌、阻燃，工作温度-60~120℃。

用途：可替代玻璃，多用于透明零件。

c)POM(聚甲醛)特性：耐磨、坚硬但脆弱，损坏时有利边出现。

用途：多用于胶齿轮、滑轮、传动中需要承受大扭矩或应力的地方。

d)PA(尼龙)特性：坚韧、吸水、耐磨、吸振、耐热，当水分完全挥发后会变得脆弱。

应用：由于精度难以控制，多用于模数较大的齿轮。

e)PP(聚丙烯)特性：有弹性、韧度强、延伸性大、但不可涂胶水，工作温度-30~140℃。

用途：多用于需做跌落测试的地方。

f)PS(聚苯乙烯)特点：绝缘性好、硬而脆、无色透明，可染色，耐热，发泡PS无法回收。

用途：绝缘透明件、化学仪器、光学仪器、一次性饭盒、头盔缓冲层等。

g)PVC(聚氯乙烯)特点：柔软、坚韧而有弹性，工作温度25~75℃，200℃易分解，产生腐蚀刺激性气体。

用途：多用于玩具，软喉管等或一些需要避震、吸振的地方。

2.壁厚一般不宜小于0.6~0.9mm,常选取2~4mm。

壁厚尽量一致，若需变壁厚，壁厚比例不大于3:1，且要渐次过度。

转角处也要保证壁厚一致，转角处要用较大的圆角，避免尖角，降低应力集中，便于脱模。

圆弧位和壁厚有一定的比例，一般介于0.2~0.6之间，理想数值为0.5左右。

3.脱模斜度出模角大小依据产品深度而定，一般出模角度为0.5~1.0°，产品深度较深时，一般为2~3°。

4.加强筋加强筋示意图加强筋支撑面缩水情况 为防止缩水缺陷及加强筋的强度，加强筋的宽度一般取壁厚的1/3~2/3；加强筋应加脱模斜度，在强度允许的情况下，斜度越大越好；为保证塑件外观面的平整，加强筋的底面不应与支撑面相平，应低于支撑面至少0.5mm。

对于任何一个钣金件来说,它都有一定的加工过程,也就是所谓的工艺流程.随着钣金件结构的差异,工艺流程可能各不相同,但总的不超过以下几点.设计并绘出其钣金件的零件图,又叫三视图.其作用是用图纸方式将其钣金件的结构表达出来.绘制展开图.也就是将一结构复杂的零件展开成一个平板件.3.下料.下料的方式有很多种,主要有以下几种方式:a．剪床下料.是利用剪床剪出展开图的外形长宽尺寸.若有冲孔、切角的，再转冲床结合模具冲孔、切角成形.b．冲床下料.是利用冲床分一步或多步在板材上将零件展开后的平板件结构冲制成形.其优点是耗费工时短,效率高,可减少加工成本,在批量生产时经常用到.c． NC数控下料.NC下料时首先要编写数控加工程序.就是利用编程软件,将绘制的展开图编写成NC数控加工机床可识别的程序.让其跟据这些程序一步一步的在一块铁板上,将其平板件的结构形状冲制出来.d．激光下料.是利用激光切割方式,在一块铁板上将其平板件的结构形状切割出来.4.翻边攻丝.翻边又叫抽孔,就是在一个较小的基孔上抽成一个稍大的孔,再在抽孔上攻丝.这样做可增加其强度,避免滑牙.一般用于板厚比较薄的钣金加工.当板厚较大时,如2.0、2.5等以上的板厚,我们便可直接攻丝,无须翻边.5.冲床加工.一般冲床加工的有冲孔切角、冲孔落料、冲凸包、冲撕裂、抽孔等加工方式,以达到加工目的.其加工需要有相应的模具来完成操作.冲凸包的有凸包模,冲撕裂的有撕裂成形模等.6.压铆.压铆就本厂而言,经常用到的有压铆螺柱、压铆螺母、压铆螺钉等,其压铆方式一般通过冲床或液压压铆机来完成操作,将其铆接到钣金件上.7.折弯.折弯就是将2D的平板件,折成3D的零件.其加工需要有折床及相应的折弯模具来完成操作.它也有一定的折弯顺序,其原则是对下一刀不产生干涉的先折,会产生干涉的后折.8.焊接.焊接就是将多个零件组焊在一起,达到加工的目的或是单个零件边缝焊接,以增加其强度.其加工方一般有以下几种:CO2气体保护焊、氩弧焊、点焊、机器人焊接等.这些焊接方式的选用是根据实际要求和材质而定.一般来说CO2气体保护焊用于铁板类焊接;氩弧焊用于铝板类焊接；机器人焊接主要是在料件较大和焊缝较长时使用.如机柜类焊接,可采用机器人焊接,可节省很多任务时,提高工作效率和焊接质量.9.表面处理.表面处理一般有磷化皮膜、电镀五彩锌、铬酸盐、烤漆、氧化等.磷化皮膜一般用于冷轧板和电解板类,其作用主要是在料件表上镀上一层保护膜,防止氧化；再来就是可增强其烤漆的附着力.电镀五彩锌一般用冷轧板类表面处理;铬酸盐、氧化一般用于铝板及铝型材类表面处理;其具体表面处理方式的选用，是根据客户的要求而定10.组装.所谓组装就是将多个零件或组件按照一定的方式组立在一起，使之成为一个完整的料品。

钣金设计规范一．范围本设计规范规定了钣金件设计的一般要求和UPS需注意的要求本设计规范适用于UPS产品中使用的钣金零件，其它产品可参考使用二．常用板金材料及加工工艺2．常用钣金材料，厚度，规格，表面保护处理。

（1）电镀锌钢板(SECC)：耐指纹，具有很优越的耐蚀性，及有较佳的烤漆性，而且保持了冷轧板的加工性。

常用板厚（mm）：0.8、1.0、1.2、1.5、2.0用途：UPS机壳、门板、面板及内部结构件。

（2）冷轧板（SPCC）: 无防锈能力，表面需电镀或烤漆。

常用板厚（mm）：0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、3.0用途: 山特仅使用3mm SPCC，表面电镀或烤漆。

（3）覆铝锌钢板(SGLD): 是一种包含富铝及富锌的多相合金材料，外观美观，耐划伤性能，耐蚀性，其能力比SGCC高出很多。

常用板厚（mm）：0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、3.0用途：常用于热插拔模块，但价格较贵。

（4）铝板（AL）：强度较低，成形性能优良，焊接性和耐腐蚀性好，散热能力强。

常用板厚（mm）：0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0用途：使用时表面需做拉丝氧化处理，常用于要求重量轻机器上。

（5）热浸锌钢板(SGCC)：外观美观，有两种锌花，小锌花，很难看出锌花；大锌花很明显的可以看到那种六边形的花块。

具有耐蚀性、上漆性、成形性、点焊性。

常用板厚：0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、3.0用途：用在对外观要求较好的地方，因价格较贵，基本用SECC代替。

3．NCT钣金加工（1）冲孔要求(2)孔距边缘的距离小于料厚时,冲方孔会导致边缘被翻起,方孔越大翻边越明显。

NCT冲压的孔与孔之间,孔与边缘之间的距离不应过小,其许值如下表:(3)攻芽孔:由于直接攻芽会形成毛刺,因此在攻芽孔正反面加冲一小沙拉孔,可避免此现象的发生。

(4)NCT冲沙孔的成形深度一般不大于85%(T<2.5mm)(5)由于铝材比较软上下模间隙稍微偏大,则很容易产生毛刺,特别是在冲网孔时,可明显看出.(解决方法:减小上下模的间隙).(6)NCT冲半剪凸点的高度不超过0.6T,如大于0.6T则极易脱落。

钣金件设计技巧和方法1.了解材料特性：在设计钣金件之前，首先需要了解所需材料的特性。

不同的钢材有不同的强度、可塑性和成本特征。

因此，在设计过程中选择适当的材料至关重要。

2.确定适当的材料厚度：合适的材料厚度是钣金件设计中的一个重要因素。

在选择材料厚度时，需要考虑到所需零件的功能和结构特征。

较薄的材料可提供更好的弯曲性能，而较厚的材料则可提供更高的强度。

3.了解成型工艺：钣金件设计必须考虑到所需零件的成型工艺。

常见的成型工艺包括弯曲、冲压、切割和焊接等。

设计师需要了解这些工艺的局限性和适用性，以便确定最佳的设计方案。

4.优化设计结构：在设计钣金件时，优化结构可以降低成本、提高性能和增加制造的可行性。

例如，在设计接头时，可以通过调整接头的几何形状来增强连接强度。

此外，裁剪冗余部分和优化材料利用率也是提高设计效率的关键。

5.考虑装配要求：钣金件设计还需要考虑到零件的装配要求。

设计师应该设计出易于组装的零件，尽量减少特殊工具和工艺的使用，以提高装配效率。

6.进行结构强度分析：在设计过程中，进行结构强度分析是至关重要的。

这可以帮助设计师评估所需零件的承载能力和稳定性。

常用的结构强度分析方法包括有限元分析和杆件模型分析。

7.使用CAD和CAM工具：计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）工具提供了一个更高效的设计和生产过程。

通过使用这些工具，设计师可以更准确地绘制设计图纸，并生成可用于CNC（数控机床）生产的代码。

8.与供应商合作：与钣金件供应商合作是钣金件设计过程中的重要环节。

供应商具有丰富的经验和专业知识，可以为设计师提供有关材料选择、成型工艺和制造可行性的建议。

总之，钣金件设计技巧和方法涉及多个方面，包括材料选择、成型工艺、结构优化和装配要求等。

通过合理应用这些技巧和方法，设计师可以提高钣金件设计的效率和质量。