钣金件加工浅述摘要本文主要根据钣金件的工艺特性，从选材，到具体尺寸的设计进行了一个概述。列举了一些钣金件设计中常用到的参数指标，可以供钣金设计人员进行参考，文中所列举的参数适用于大多数情况，但是针对不同的设计情况，可以进行适当的变动。关键词：选材 折弯角设计 孔设计 止裂槽设计 螺纹设计引言：随着社会的飞速发展，轻质量，高强度，高效率，低成本的概念越来越深入机械加工行业，钣金件在我们的实际生活中起到越来越重要的作用。它深入到我们生活的各个角落，各类仪表，家用电器的箱体等等。钣金件加工的工艺也在随着钣金件的适用范围的不断扩大而不断完善。一张优秀的钣金设计图纸，不仅外观美观，而且能够提高加工效率，降低生产成本。由于钣金的成型方式主要由三种，冲裁、弯曲和拉伸，而不同的成型方式对板材有着不同的要求，因此，钣金件的选材在钣金件的加工中有着非常重要的作用。常用的钣金材料有：镀锌钢材、不锈钢、马口铁、铜及铜合金、铝及铝合金、弹簧钢和镁合金。1 选材1.1对于冲裁加工由于冲裁要求板材应具有足够的塑性，以保证冲裁时板材不开裂，所以软材料（如纯铝、防锈铝、黄铜、紫铜、低碳钢等）具有良好的冲裁性能，冲裁后可获得断面光滑和倾斜度很小的制件；但是硬材料（如高碳钢、不锈钢、硬铝、超硬铝等）冲裁后质量不好，断面不平度大，对厚板料尤为严重。对于脆性材料，在冲裁后易产生撕裂现象，特别是宽度很小的情况下，容易产生撕裂。1.2对于弯曲加工由于需要弯曲成形的板材，应有足够的塑性、较低的屈服极限，而塑性高的板材，弯曲时不易开裂，同时，较低屈服极限和较低弹性模量的板料，弯曲后回弹变形小，容易得到尺寸准确的的弯曲形状。含碳量0.2%的低碳钢、黄铜和铝等塑性好的材料容易弯曲成形；脆性较大的的材料，如磷青铜（QSn6.52.5）、弹簧钢（65Mn）、硬铝、超硬铝等，弯曲时必须具有较大的相对弯曲半径（r/t），否则在弯曲过程中易发生开裂。特别要注意材料的硬软状态的选择，对弯曲性能有很大的影响，很多脆性材料，折弯会造成外圆角开裂甚至折弯断裂，还有一些含碳量较高的钢板，如果选择硬质状态，折弯也会造成外圆角开裂甚至折弯断裂，这些都应该尽量避免。1.3对于拉伸加工板材的拉伸，特别是深拉伸，是钣金加工工艺中较难的一种，不仅要求拉伸的深度尽量小，形状尽可能简单、圆滑过渡，还要求材料有较好的塑性，否则，非常容易引起零件整体扭曲变形、局部打皱、甚至拉伸部位拉裂。屈服极限低、板料的屈强比s/b 越小，冲压性能就越好，一次变形的极限程度越大。拉伸圆角R 值越大，在拉伸过程中越不容易产生变薄和发生断裂，拉伸性能就越好。常见的拉伸性能较好的材料有：纯铝钣、08Al，ST16、SPCD（日本牌号，相当于中国的08Al）。2尺寸设计选材是钣金件设计很重要的一步，材料的选择关乎到产品的外观质量，强度，重量，寿命以及产品的成本。对于钣金件具体尺寸的设计，则需要对钣金加工的工艺和成型原理有进一步的了解。2.1 折弯设计折弯是钣金件的一个重要的成型工艺。钣金折弯有两种方法:一种方法是模具折弯，用于结构比较复杂，体积较小、大批量加工的钣金结构；另一种是折弯机折弯，用于加工结构尺寸比较大的或产量不是太大的钣金结构。当采用模具折弯时，应注意尽量设计圆角，以延长模具的使用寿命，弯边高度也不能设计的过小，过小会不利于成型。通常弯边高度L3t（包括壁厚）。但是如果有特殊设计要求L3t时，首先要加大弯边高度，折弯后再通过其他加工方式去除多余高度。折弯半径是钣金件设计中一个重要的参数，折弯半径的选择不宜过大，也不宜过小。折弯半径过大，会导致产品反弹，折弯半径过小，会导致折弯开裂。不同的材料折弯半径见下表：材料退火状态冷作硬化状态弯曲线方向与纤维方向的对应位置垂直平行垂直平行08、10、0.1t0.40.40.8t15、20、0.1t0.5t0.5t1.0t25、30、0.2t0.6t0.6t1.2t45、500.5t1.0t1.0t1.7t65Mn1.0t2.0t2.0t3.0t铝0.1t0.35t0.5t1.0t紫铜0.1t0.35t1.0t0.8t软黄铜0.1t0.35t0.35t1.2t半硬黄铜0.1t0.35t0.5t3.0t磷青铜1.0t3.0t如果设计必须大的折弯角，又想避免回弹，则可以在弯曲区压制加强筋，不仅可以提高工件的刚度，也有利于抑制回弹。2.2钣金件孔的设计钣金件的孔通常有以下几种加工方式：冲裁、激光切割，线切割。对于采用冲裁加工的孔，孔与孔之间的距离和孔距边的尺寸不宜过小，其值见下图根据钣金件孔的加工时间不同，可以分为折弯前加工孔和折弯后加工孔。对于折弯前加工孔，若要保持孔的不变形，孔与弯边的最小距离应满足X2t+R。2.3止裂槽的设计一般情况下，对于一条边的一部分折弯，为了避免撕裂和畸变，应开止裂槽或切口。特别是对于内弯角小于60 度的弯曲，更需要开止裂槽或切口。切口宽度一般大于板厚t，切口深度一般大于1.5t。对于90 度方向的折弯搭碰的间隙规定：图纸设计时，对于没有特殊要求，不要标注90 度方向的折弯搭碰之间的间隙，一些不合理的间隙标注，反而影响加工厂家的工艺设计。加工厂家一般按照0.20.3 的间隙进行工艺设计。2.4钣金件螺纹的设计对于外螺纹，只能通过在钣金件上固定压铆螺钉来实现。因压铆螺钉的头部下有齿纹压花，当压入后，基体在压铆螺钉的周围产生变形，和齿纹发生咬合现象，从而形成一个牢固的外螺纹。对于内螺纹，可以通过在钣金件上固定铆螺母来实现，还可以焊接螺母，也可以对钣金件直接翻边攻丝。翻遍攻丝不适用于很薄的材料，如果板材过薄，则容易滑牙，对于材质较软的材料，如黄铜等，也不适用。总结：钣金件的工艺十分复杂。本文只是针对通用的一些情况作了介绍，对于特殊的钣金结构，需要根据实际情况进行设计。本文并未对压铆螺钉和压铆螺母的铆接工艺进行详细介绍，具体的压铆工艺可以参照具体的铆螺钉和铆螺母。