钣金件结构设计和工艺合理性.pptx
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钣金件结构设计和工艺
前言
钣金件是目前最主要，也是最常见的一种结 构件设计形式，它是由钣金材料经过冲压加工而 成的。钣金件的几何形状、尺寸及加工精度的合 理与否直接影响了零件的加工工艺，而加工工艺 又对材料、工序、模具寿命、产品质量和产品成 本产生制约。
目前钣金件的基本加工方法有：冲裁、折弯、 拉伸、成型等。以下将分别按钣金件的几种加工 方法进行逐一说明。（文中的图例只表示设计规 范及工艺要求，而不表示具体零件的结构设计图）
1.4、冲孔形状和最小尺寸要求 冲孔的形状应优先选用圆形孔，同时冲孔最小尺 寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。图 例4
图例4 冲孔形状示例
表1 冲孔最小尺寸
材料 高碳钢 低碳钢、黄铜
铝
圆孔直径b 1.3t 1.0t 0.8t
矩形孔短边宽b 1.0t 0.7t 0.5t
注：t为材料厚度，冲孔最小尺寸一般不小于0.3mm。 高碳钢、低碳钢对应的常用材料牌号列表参见第5章的附录。
•表6 常用金属材料最小折Βιβλιοθήκη Baidu半径
序号
1 2
材料
08、08F、10、10F、SECC-N2、SPCC、SPTE、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T2
15、20、Q235、Q235A、15F
3
25、30、Q255
4
1Cr13、H62(M、Y、Y2、冷轧)
5
在零件设计图纸中，通常对于零件的外表面、线缆过孔、人手容易触摸到的 边缘等处需要进行去毛刺处理。
2.折弯
2.1、折弯件的最小弯曲半径 钣金材料弯曲时，在其圆角区，外层受到拉伸，内层则受到压缩。当材料厚度 一定时，内r越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材 料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，因此，弯曲零件的结构设计，应避免过 小的弯曲圆角半径。常用材料的最小弯曲半径见下表。
图例2 冲裁件外形及内孔的连接过渡圆角
1.3、冲裁件应避免窄长的悬臂或凹槽 冲裁件的凸出或凹入部分的长度和宽度，一般情况下，都 应大于1.5t(t为材料厚度)。同时应避免窄长的切口与和过 窄的切槽，以增大模具相应切口部位的刃口强度，提高模具 的寿命，降低模具加工的难度。图例3
图例3 避免窄长 的悬臂和凹槽
1.8、冲裁件毛刺的限值及图纸设计要求 钣金材料冲裁后会在一侧平面上形成毛刺，为了保证零件的表面质量，防止造 成不必要的伤人、伤物问题，通常对冲裁件的毛刺高度会有限制要求。参见表5。
•表5 冲裁件的毛刺高度限值（mm）
材料厚度
＞0.7 ～1.0 ＞1.0 ～1.6 ＞1.6 ～2.5 ＞2.5 ～4.0
图例6 折弯件或拉伸件中孔壁与零件直壁间的距离 1.7、螺钉、螺栓及铆钉的过孔和沉头孔 螺钉、螺栓及铆钉的过孔和沉头孔的结构尺寸通常按所对应的表2、表3、表4选 取。 对于沉头螺钉、沉头铆钉的沉头孔，如果因钣金材料的厚度过小而难以同时保 证过孔尺寸d2和沉孔尺寸D，应优先保证过孔尺寸d2。
表2 螺钉、螺栓的过孔尺寸
＞100～250
f
m
g
0.12 0.17 0.23
0.17 0.25 0.34
0.25 0.37 0.5
0.36 0.54 0.72
材料抗拉强度 （N/mm2）
＞250～400
＞400～630
f
m
g
f
m
g
0.09 0.13 0.17 0.05 0.07 0.1
0.12 0.18 0.24 0.07 0.11 0.15
压槽
图例8 特殊(图情1.况11）下的直边高度要求
1.冲裁
冲裁分为普通冲裁和精密冲裁。目前在电子通信产品的结构 件中通常是采用普通冲裁。下面所列出的冲裁工艺，是指 普通冲裁的结构工艺性。
1.1、冲裁件的形状和尺寸应尽可能简单、对称。 冲裁件形状、尺寸简单、对称，可使冲裁排样时的
废料最少，有利于节约用料。 图例1
图例1 冲裁件的排样
1.2、冲裁件的外形及内孔应避免尖角。 对于冲裁件的外形及内孔，其直线或曲线的连接处应有圆弧 连接过渡，通常圆弧半径R≥0.5t。（t为材料厚度） 图例2
45、50
6
55、60
7
65Mn、60SiMn、1Cr17Ni7、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY、SUS301、 0Cr18Ni9、SUS302
注：弯曲半径是指弯曲件的内侧半径,t是材料厚度。 M为退火状态，Y为硬状态，Y2为1/2硬状态。
最小弯曲半径 0.4t 0.4t 0.4t 0.4t 0.4t 0.4t 0.4t
1.5、冲裁的孔间距及孔边距 零件的冲孔边缘到零件材料边缘的最小距离与零件和孔的 形状有关，参见图例5。其中，当冲孔边缘与零件外形边缘 不平行时，最小距离a应大于材料厚度t；而当冲孔边缘与零 件外形边缘平行时，最小距离b应大于1.5t。
（图1.4）
图例5 冲裁件孔边距、孔间距示意图
1.6、折弯件及拉伸件中的冲孔 在折弯件或拉伸件中冲孔时，其孔壁与零件直壁之间的距离与内圆角半径 和材料厚度有关。参见图例6。
表3 沉头螺钉的沉头座孔及过孔尺寸（要求钣金材料厚度t≥h） 如果钣金材料厚度t<h ，则需要考虑在与其相连的零件上设计避让倒角或其他 形式的避让凹槽。
表4 沉头铆钉的沉头孔及过孔尺寸（要求钣金材料厚度t≥h） 如果钣金材料厚度t<h ，则需要考虑在与其相连的零件上设计避让倒角或其他 形式的避让凹槽。
h＞2t
2.2、折弯件的直边高度 2.2.1、一般情况下的直边最小高度 折弯件的直边最小高度应：h＞2t，t为材料厚度。图例7
图例7 （折图弯1件.1的0直）边高度最小值
2.2.2、特殊要求的直边高度加工方法 如果设计需要折弯件的直边高度h≤2t,，则首先要加大折边高度，折弯后再加 工 到所需要的尺寸；或者在折弯变形区内首先加工出工艺压槽后，再折弯。参见 图例8
0.18 0.26 0.35 0.11 0.16 0.22
0.25 0.37 0.5 0.2 0.3 0.4
＞630
f
m
g
0.03 0.04 0.05
0.04 0.06 0.08
0.06 0.09 0.12
0.09 0.13 0.18
注： f级（精密级）适用于要求较高的零件； m级（中等级）适用于中等要求的零件； g级（粗糙级）适用于要求较低的零件。
前言
钣金件是目前最主要，也是最常见的一种结 构件设计形式，它是由钣金材料经过冲压加工而 成的。钣金件的几何形状、尺寸及加工精度的合 理与否直接影响了零件的加工工艺，而加工工艺 又对材料、工序、模具寿命、产品质量和产品成 本产生制约。
目前钣金件的基本加工方法有：冲裁、折弯、 拉伸、成型等。以下将分别按钣金件的几种加工 方法进行逐一说明。（文中的图例只表示设计规 范及工艺要求，而不表示具体零件的结构设计图）
1.4、冲孔形状和最小尺寸要求 冲孔的形状应优先选用圆形孔，同时冲孔最小尺 寸与孔的形状、材料机械性能和材料厚度有关。图 例4
图例4 冲孔形状示例
表1 冲孔最小尺寸
材料 高碳钢 低碳钢、黄铜
铝
圆孔直径b 1.3t 1.0t 0.8t
矩形孔短边宽b 1.0t 0.7t 0.5t
注：t为材料厚度，冲孔最小尺寸一般不小于0.3mm。 高碳钢、低碳钢对应的常用材料牌号列表参见第5章的附录。
•表6 常用金属材料最小折Βιβλιοθήκη Baidu半径
序号
1 2
材料
08、08F、10、10F、SECC-N2、SPCC、SPTE、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T2
15、20、Q235、Q235A、15F
3
25、30、Q255
4
1Cr13、H62(M、Y、Y2、冷轧)
5
在零件设计图纸中，通常对于零件的外表面、线缆过孔、人手容易触摸到的 边缘等处需要进行去毛刺处理。
2.折弯
2.1、折弯件的最小弯曲半径 钣金材料弯曲时，在其圆角区，外层受到拉伸，内层则受到压缩。当材料厚度 一定时，内r越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材 料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，因此，弯曲零件的结构设计，应避免过 小的弯曲圆角半径。常用材料的最小弯曲半径见下表。
图例2 冲裁件外形及内孔的连接过渡圆角
1.3、冲裁件应避免窄长的悬臂或凹槽 冲裁件的凸出或凹入部分的长度和宽度，一般情况下，都 应大于1.5t(t为材料厚度)。同时应避免窄长的切口与和过 窄的切槽，以增大模具相应切口部位的刃口强度，提高模具 的寿命，降低模具加工的难度。图例3
图例3 避免窄长 的悬臂和凹槽
1.8、冲裁件毛刺的限值及图纸设计要求 钣金材料冲裁后会在一侧平面上形成毛刺，为了保证零件的表面质量，防止造 成不必要的伤人、伤物问题，通常对冲裁件的毛刺高度会有限制要求。参见表5。
•表5 冲裁件的毛刺高度限值（mm）
材料厚度
＞0.7 ～1.0 ＞1.0 ～1.6 ＞1.6 ～2.5 ＞2.5 ～4.0
图例6 折弯件或拉伸件中孔壁与零件直壁间的距离 1.7、螺钉、螺栓及铆钉的过孔和沉头孔 螺钉、螺栓及铆钉的过孔和沉头孔的结构尺寸通常按所对应的表2、表3、表4选 取。 对于沉头螺钉、沉头铆钉的沉头孔，如果因钣金材料的厚度过小而难以同时保 证过孔尺寸d2和沉孔尺寸D，应优先保证过孔尺寸d2。
表2 螺钉、螺栓的过孔尺寸
＞100～250
f
m
g
0.12 0.17 0.23
0.17 0.25 0.34
0.25 0.37 0.5
0.36 0.54 0.72
材料抗拉强度 （N/mm2）
＞250～400
＞400～630
f
m
g
f
m
g
0.09 0.13 0.17 0.05 0.07 0.1
0.12 0.18 0.24 0.07 0.11 0.15
压槽
图例8 特殊(图情1.况11）下的直边高度要求
1.冲裁
冲裁分为普通冲裁和精密冲裁。目前在电子通信产品的结构 件中通常是采用普通冲裁。下面所列出的冲裁工艺，是指 普通冲裁的结构工艺性。
1.1、冲裁件的形状和尺寸应尽可能简单、对称。 冲裁件形状、尺寸简单、对称，可使冲裁排样时的
废料最少，有利于节约用料。 图例1
图例1 冲裁件的排样
1.2、冲裁件的外形及内孔应避免尖角。 对于冲裁件的外形及内孔，其直线或曲线的连接处应有圆弧 连接过渡，通常圆弧半径R≥0.5t。（t为材料厚度） 图例2
45、50
6
55、60
7
65Mn、60SiMn、1Cr17Ni7、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY、SUS301、 0Cr18Ni9、SUS302
注：弯曲半径是指弯曲件的内侧半径,t是材料厚度。 M为退火状态，Y为硬状态，Y2为1/2硬状态。
最小弯曲半径 0.4t 0.4t 0.4t 0.4t 0.4t 0.4t 0.4t
1.5、冲裁的孔间距及孔边距 零件的冲孔边缘到零件材料边缘的最小距离与零件和孔的 形状有关，参见图例5。其中，当冲孔边缘与零件外形边缘 不平行时，最小距离a应大于材料厚度t；而当冲孔边缘与零 件外形边缘平行时，最小距离b应大于1.5t。
（图1.4）
图例5 冲裁件孔边距、孔间距示意图
1.6、折弯件及拉伸件中的冲孔 在折弯件或拉伸件中冲孔时，其孔壁与零件直壁之间的距离与内圆角半径 和材料厚度有关。参见图例6。
表3 沉头螺钉的沉头座孔及过孔尺寸（要求钣金材料厚度t≥h） 如果钣金材料厚度t<h ，则需要考虑在与其相连的零件上设计避让倒角或其他 形式的避让凹槽。
表4 沉头铆钉的沉头孔及过孔尺寸（要求钣金材料厚度t≥h） 如果钣金材料厚度t<h ，则需要考虑在与其相连的零件上设计避让倒角或其他 形式的避让凹槽。
h＞2t
2.2、折弯件的直边高度 2.2.1、一般情况下的直边最小高度 折弯件的直边最小高度应：h＞2t，t为材料厚度。图例7
图例7 （折图弯1件.1的0直）边高度最小值
2.2.2、特殊要求的直边高度加工方法 如果设计需要折弯件的直边高度h≤2t,，则首先要加大折边高度，折弯后再加 工 到所需要的尺寸；或者在折弯变形区内首先加工出工艺压槽后，再折弯。参见 图例8
0.18 0.26 0.35 0.11 0.16 0.22
0.25 0.37 0.5 0.2 0.3 0.4
＞630
f
m
g
0.03 0.04 0.05
0.04 0.06 0.08
0.06 0.09 0.12
0.09 0.13 0.18
注： f级（精密级）适用于要求较高的零件； m级（中等级）适用于中等要求的零件； g级（粗糙级）适用于要求较低的零件。