钣金设计小知识（二）

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弯曲件的孔边距离：

    a)、先冲孔再折弯：弯曲有孔的毛坯时，如果孔位于弯曲区附近，则在弯曲时孔的形状会发生变形，为了避免这种缺陷的出现，必须使这些孔分布在变形区域之外(图8)，从孔边到弯曲半径r中心的距离取为：当t＜2mm时，L≥t；当t≥2mm时，L≥2t。如果是螺纹孔或有装配要求的光孔，而距离没有达到上述要求，则螺纹须在折弯完成后加工，否则螺纹会因拉伸变形而失效。
    b)、先折弯再冲孔：在弯曲件或拉延件上冲孔时，其孔壁与工件直壁之间应保持一定的距离)，距离太小时，在冲孔时会使凸模受水平推力而折断：从孔边到弯曲半径r中心的距离取为： L≥0.5t。

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            弯曲件的尺寸精度
    弯曲件的尺寸，由于影响因素较多，一般不属配合的尺寸，其精度取10级公差绝对值的一半并冠以“±”号，但最小精度偏差不得小于表6中所列的直线尺寸公差值和角度公差值，如超过表列数值必须在弯曲后进行手工校正
表6 弯曲件的尺寸

材料厚度 t	尺寸 B	尺寸A（毫米）
		≤18	>18                                 ~30	>30                                 ~50	>50                                 ~80	>80                                 ~120	>120                                 ~180	>180                                 ~260	>260                                 ~360	>360                                 ~500
毫米		尺寸A精度等级  (G B)
≤1	≤100	8
	>100~200	8
	>200~400	8
	>400~700	9
>1~3	≤100	8
	>100~200	8
	>200~400	9
	>400~700	9
>3~6	≤100	9
	>100~200	9
	>200~400	10
	>400~700	10

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     对于内弯角小于60°的弯曲，为了避免撕裂和畸变，应开止裂槽或切口。图10(b)和图10(d)是开止裂槽的情形，图10(e)是开止裂切口的情形。图10(e)和图7(f)是在复杂弯曲件上开止裂槽的情形，图10(g)和图10(h)是切口弯曲的情形。图10(i)是冲方孔后弯曲成形。    对剪裁的条料或毛料，剪裁边缘的硬度一般提高20-30％，若不开止裂槽，比退火料更容易开裂。
    切槽端头可以做成呈半圆形，半径最小为t。其深度，即半圆端到起始弯曲的距离为0.75-1.5mm，这样才可以在弯曲时不引起畸变。也可以做成长方形。

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   一般弯角都呈圆形，其半径与钣金件的材质、板厚、成型条件等有关，一般可以在图纸上不需要标注具体的尺寸。如要得到比较尖的弯角，可采用如图11所示的方法，将弯曲部分铣去 — 的厚度t。

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3、钣金件的连接    常见的钣金件的冷作工艺的连接方法有：咬缝连接、铆接、焊接、螺钉连接、预埋(胀接)等。
    咬缝连接：咬缝连接就是将薄板的边缘相互折转扣合压紧的连接方法。咬缝连接不需要特殊的设备，当板较薄尤其不适宜用焊接时，这种连接更能显示出其优越性。其致密性较好，连接又十分可靠，所以对厚度在1mm以下的钣金结构，常可以选用咬缝连接。如我们常见的铁桶就是用这种联接方式。
    铆接：借助铆钉形成的不可拆连接。铆接的结构具有传力均匀可靠、韧性和塑性好、容易检查和维修的特点，所以对于承认冲击和振动载荷的构件的连接、某些异种金属的连接，以及焊接性的金属(如铝合金)。铆接结构根据其工作的要求和应用范围的不同，分为强固铆接、紧密铆接和密固铆接。强固铆接要求铆钉能承受大的作用力，保证构件有足够的强度，而对接合缝的严密性无特别的要求，如屋架、桥梁、车辆等；紧密铆接的铆钉不承受大的作用力，但对接合缝要求紧密，以防学习漏水或漏气，如水箱、油罐等；密固铆接既要要求铆钉能承受大的作用力，又要求接合缝紧密，如压缩空气罐、压力管路等。铆钉可由钢、铜、铝等多种材料制成。铆钉的种类有半圆头、平锥头、沉头等。我们常用的铆钉的规格为3.2mm，精装配时钉孔直径取d+0.1mm=3.3mm，粗装配时钉孔直径取d+0.4mm=3.7mm。手工冷铆时的铆钉直径一般不超过8mm，用铆钉枪铆接时的铆钉直径一般不超过13mm，用铆接机铆接时的铆钉直径可达20mm。
    当用一块钣金件不能达到预期的目地时，常用两个零件连接成一个零件，此时就常用到焊接。焊接最常用的是亚弧焊，电焊，气焊等。
    螺钉连接一般是用于可拆的结构。其特点是构造简单可靠、装拆方便、成本低，运用广泛。
    常见的形式是预埋，把螺钉、螺柱或螺母压入到钣金件当中。预埋螺柱一般不会出什么问题，因为螺柱是特制的，螺柱的六角头上方有一个槽，当压入六角头时，板上的材料会挤进槽内，能自行固定。而螺钉就不一样，我们选取的螺钉一般没有特制的，没有挤压槽，所以当螺钉压入时，挤压的材料没地方去，受材料的挤压，很难控制螺钉与钣金平面的垂直度。所以，安装另外的零件时，往往会出现很难装配的情况。螺钉越长，越难控制。这时最好不用选用预埋的形式，直接用螺钉连接更好些。
    公司外协生产中的钣金件的预埋螺柱的外径有两种规格（如表７），如果选择不对，会出现外径偏小，能通过PCB板的固定孔的情况。如M3的螺柱，有两种规格，外径分别是φ4.190/-0.12和φ5.380/-0.12两种规格，如果PCB板的固定孔稍大一点，小规格的螺柱可以通过。鉴于此情况的出现，我们可以在螺柱的规格后面加上其外径要求，如4个M3x11的螺柱，其外径规格选用为φ5.38时，图纸上标明为“4-预埋螺柱M4x11（外径规格φ5.3)”。
    翻边攻丝、预埋螺母是用螺钉连接时钣金件加工的常用方法。当需要承担的力较大时，最好使用预埋螺母。当用模具直接成形时，用翻边攻丝的工艺比较简单，成形后只要攻丝就好了。翻边攻丝的有效牙长必须保证3个以上，这是生产厂家的工艺必须保证的，否则容易引起滑牙。翻边攻丝、预埋螺母各有其优点和缺点：预埋螺母承力较大，螺纹稳定，可以使用较大的螺钉，但所占用的空间较大，螺母容易松脱；翻边攻丝的工艺简单易加工，适合大批量生产时使用，所占用的空间较小，但容易滑牙，不能承受大的作用力，也不能用大螺纹（不能保证牙长）。
    翻边攻丝正反方向一般是按冲压模具的方向定的，在上方的一面一般叫正面，下方的一面一般叫反面。所以翻边攻丝的正面是平的那一面，反面是突出来的那一面。在2D图纸上标正反面的时候请注意，别标错了，以免供应商做错了。

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表10 翻边攻丝的尺寸表（大概值）

螺纹直径Ｄ	材料厚度ｔ	翻边孔内径ｄ１	翻边孔外径ｄ２	翻边高度（含料厚）
Ｍ２	0.8	1.6	2.3	1.8
	1.0		2.4	1.9
Ｍ２.5	0.8	2.1	2.9	1.8
	1.0		3.0	2.0
	1.2		3.1	2.3
Ｍ3	0.8	2.5	3.4	1.8
	1.0		3.5	2.1
	1.2		3.6	2.3
	1.5		3.7	2.7
Ｍ4	1.0	3.3	4.5	2.2
	1.2		4.6	2.5
	1.5		4.7	3.0
	2.0		4.9	3.6
Ｍ5	1.0	4.2	5.5	2.4
	1.2		5.6	2.7
	1.5		5.8	3.1
	2.0		6.0	3.8
	2.5		6.25	4.4

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4、其它工艺    铝板、不锈钢板的拉丝氧化：外装饰件在加工前，做拉丝氧化，可以形成很美观的表面，如DVD的操作面板等；拉丝氧化属于机械抛光之类，如果不是用作外观件，就不必要做此工艺了。拉丝氧化必须是在折弯等加工工艺前做，它并不能提高其表面硬度，所以对铝板折弯的压痕没有影响。在折弯铝板等软材的时候，可以把折弯机的压力调小一点，可以把压痕调到最小。
    电镀：常见的有镀锌，镀镍，镀银等。一般厚度要求是10μm以上。
    在钣金件上可以喷粉(喷塑)、喷油等。粉的附着力比油要好，但颜色较油难调点。
三、装配要求
    设计钣金件时应考虑装配。
    大批量的组装时，应该少用一些比较费时费用的结构，尽量利用模具冲压成卡扣、突台等安装方式。
    小批量生产时，就考虑得少些。我们公司生产的产品，都属于小批量，只需要考虑装配的先后顺序、装配方式等。
    如图１２所示，是装DigiQlo的ECG模块的盒子，左边是工程化前的装配方式，把底盒的四边都折起来焊接后插入到盒盖当中，在四周用螺钉装配。做回来的样品底盒常常做过大或过小，不仅不好装配，EMC效果也做得不太好。改成右图安装方式，把底盒的两长边向外再折一道弯，与盒盖的折边用螺钉连接，这样装配很简单快速。

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   当钣金件之间焊接或与另外的零件装配需要定位时，常会用到定位孔或定位台。一般，用模具直接加工成形时，在钣金件上冲压出成定位台比较好，安装时不需要辅助工具，如图１３所示，直接在装配件上做成孔，插入到定位台中。而用数控冲床加工时，一般冲压出定位孔比较好，加工比较容易，定位时需要插入定位销定位。

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    当一个钣金件压到另外一件上，而此时需要做电磁屏蔽时，在其中一个(一般是里面的那个)可设计一些防ECM的弹片向外突出，如图１４所示，当前者压到上面的时候能起到很好的电接触作用，防止钣金件的面与面之间出现翘曲而影响EMC效果，也可起到弹片的作用，防止震动时出现松动现象。这种弹片状的结构必须用模具冲压成形。

四、成本要求

    大批量生产时，就应该缩短装配周期，使装配的费用尽可能的降低，尤其是国外的OEM项目（国外的装配工人的费用更贵）。可以采用模具冲压成形生产。

    小批量生产时，尽可能用一些简单的装配方式，如螺钉连接等。

    选用SPCC（冷钆钢板）再电镀的成本会比直接选用SECC的成本增加约35%。

    选用SPCC（冷钆钢板）再电镀的生产周期要比直接选用SECC的周期要长2～3天。

五、材料的选择

    一般我们所用的钣金件都是薄钢板，利用冷轧或是热轧方法轧制而成的。根椐用途的不同，薄钢板的材料有低碳钢、不锈钢，有的还在薄钢板是镀上一层有色金属膜，称作镀膜薄钢板（如镀锌钢板、镀铅钢板、镀锡钢板）等，还有的用到铝板。

    镀锌钢板通常又叫白锌板，有抗腐蚀性强及表面美观的特征，其表面有镀锌层结晶花纹。只要接受钢板加工后的断口不耐腐蚀，可以采用镀锌钢板。我们公司的产品一般都放在室内的环境下，不会出现腐蚀性很强情况，可以采用镀锌钢板。

    钣金常用的材料有：1、冷轧钢板0.8-3.0 mm；2、电解板0.8-3.0 mm； 3、不锈钢板0.5-3.0 mm；4、铝板1.5-3.0 mm。

表９ 钢板的生产方法、特点及用途表

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六、金属冲压件的公差

    凡产品图纸上没有注明公差的冲压件，其尺寸公差均属于自由公差。外协厂在计算凸模与凹模的尺寸时，金属冲压件的自由公差数值通常按G B 8级精度选取，也可按下表选取。

表10金属冲压件的公差

公称尺寸 尺寸的类型
大于 到 ≤φ５０的圆孔 被包容表面 包容表面（除≤φ５０的圆孔外） 暴露面及孔中心距
0 ３ ＋0.12 －0.25 ＋0.25 ±0.13
３ ６ ＋0.16 －0.30 ＋0.30 ±0.15
６ 10 ＋0.20 －0.36 ＋0.36 ±0.18
10 18 ＋0.24 －0.43 ＋0.43 ±0.22
18 30 ＋0.28 －0.52 ＋0.52 ±0.26
30 50 ＋0.34 －0.62 ＋0.62 ±0.31
50 80   －0.74 ＋0.74 ±0.37
80 120   －0.87 ＋0.87 ±0.44
120 180   －1.00 ＋1.00 ±0.50
180 260   －1.15 ＋1.15 ±0.58
260 360   －1.35 ＋1.35 ±0.68
附    注     1、冲压件的“自由公差”，通常取国家标准的“非配合尺寸的公差数值”8级精度，也可按此表选取。
    2、被包容表面尺寸是指被量具包容的尺寸，如圆柱体直径和板厚等。与此相反的称为包容表面尺寸，如孔径或槽宽。以上两种情况以外的，谓之暴露表面尺寸，如凸台高度、不通孔的深度等。