钣金材料是通信产品结构设计中最常用的材料

设计密孔的排布时尽量按照上述要求设计，并且连续和有一定的规律性，便于开密孔模具，降低冲压成本，否则只能采用数冲或开很多套模具来完成加工。如图1-6所示，图a，交错孔，行数不是偶数；图b，中间缺孔；图c，密孔距离太近，每行孔数和每列孔数都是奇数；图d、e，密孔距离太近，密孔的每行孔数不相等，这些不能仅靠密孔模冲孔一次完成加工，还须用其它补加工方法才能完成。

1.2.1.4 激光切割：

激光切割是由电子放电作为供给能源，利用反射镜组聚焦产生激光光束作热源的一种无接触切割技术，利用这种高密度光能来实现对钣金件的打孔及落料。

特点：切割形状多样化，切割速度比线切割快，热影响区小，材料不会变形，切口细，精度及质量高，噪声小，无刀具磨损，无需考虑切割材料的硬度，可加工大型，形状复杂及其它方法难以加工的零件。但其成本较高，同时会损坏工件的支撑台，而且切割面易沉积氧化膜，难处理。一般只适合单件和小批量加工。

注意的问题及要求：一般只用于钢板。铝板及铜板一般不能用，因为材料传热太快，造成切口周围融化，不能保证加工精度及质量。激光切割端面有一层氧化皮，酸洗不掉，有特殊要求的切割端面要打磨；

1.2.1.5 线切割：

线切割是把工件和电极丝（钼丝，铜丝）各作为一极，并保持一定距离，在有足够高的电压时形成火花隙，对工件进行电蚀切割的加工方法，切除的材料由工作液带走。

特点：加工精度高，但加工速度较低，成本较高，且会改变材料表面性质。一般用于模具加工，不用作加工生产用零件。有些单板型材面板的方孔没有圆角，无法铣削，又因为铝合金不能用激光切割，如果没有冲压空间不能冲压，只能采取线切割加工，速度很慢，效率非常低，无法适应批量生产，设计应该避免这种情况。

1.2.1.6 常用的三种落料和冲孔方法的特点对比

1.2.2 冲孔落料的工艺性设计

1.2.2.1 排布的工艺性设计

大批量及中批量生产，零件的材料费用占较大的比重，对材料的充分和有效利用，是钣金生产的一项重要经济指标。所以在不影响使用要求的条件下，结构设计人员设计时，争取采用无废料或少废料的排布方法，如图1-7所示为无废料排布。

1.2.2.2 冲裁件的工艺性

对于数控冲床加工外圆角，需要专用的外圆刀具，为了减少外圆刀具，如图1-9所示本手册规范外圆角为：

1） 90度直角外圆角系列半径为r2.0，r3.0、r5.0，r10， 2） 135度的斜角的外圆角半径统一为R5.0，：

冲孔优先选用圆形孔，圆孔应按照《钣金模具手册》中规定的系列圆孔选取，这样可以减少圆孔刀具的数量，减少数控冲床换刀时间。

考虑到模具的冲压加工中，采用复合模加工的孔与外形、孔与孔之间的精度较易保证，加工效率较高，而且模具的的维修成本，维修方便，考虑到以上原因，孔与孔之间，孔与外形之间的距离如果能满足复合模的最小壁厚要求，工艺性更好，如图1-11所示：

在拉深零件上冲孔时，见图1-13，为了保证孔的形状及位置精度以及模具的强度，其孔壁与零件直壁之间应保持一定距离，即其距离a1及a2应满足下列要求： a1 ≥R1+0.5t， a2≥R2+0.5t. 式中R1，R2－圆角半径； t－板料厚度。

1.2.2.3 冲裁件的加工精度

冲压件设计尺寸基准的选择原则

1） 冲压件的设计尺寸基准尽可能与制造的定位基准相重合，这样可以避免尺寸的制造误差。

2）冲压件的孔位尺寸基准，应尽可能选择在冲压过程中自始至终不参加变形的面或线上，且不要与参加变形的部位联系起来。

1.2.2.4 二次切割

二次切割也叫二次下料，或者补割（工艺性极差，设计时应尽量避免）。二次切割就是拉伸特征对材料有挤料变形现象、折弯变形较大时，加大落料，先成型，再补割孔或外形轮廓，以达到去除预留材料，获得完整正确结构尺寸。

应用：拉伸凸台离边缘较近等，都必须补割。 以沉孔为例说明，如图1-16所示。

1.3 钣金件的折弯

钣金的折弯，是指改变板材或板件角度的加工。如将板材弯成V形，U形等。一般情况下，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。目前公司产品的折弯主要采用折弯机加工。

这两种折弯方式有各自的原理，特点以及适用性。

1.3.1 模具折弯：

对于年加工量在5000件以上，零件尺寸不是太大的结构件（一般情况为300X300），加工厂家一般考虑开冲压模具加工。

1.3.1.1 常用折弯模具

常用折弯模具，为了延长模具的寿命，零件设计时，尽可能采用圆角。

过小的弯边高度，即使用折弯模具也不利于成形，一般弯边高度L≥3t（包括壁厚）

1.3.1.2 台阶的加工处理办法

一些高度较低的钣金Z形台阶折弯，加工厂家往往采用简易模具在冲床或者油压机上加工，批量不大也可在折弯机上用段差模加工，如图1-18所示。但是，其高度H不能太高，一般应该在（0～1.0）t ，如果高度为（1.0～4.0）t，要根据实际情况考虑使用加卸料结构的模具形式。这种模具台阶高度可以通过加垫片进行调整，所以，高度H是任意调节的，但是，也有一个缺点，就是长度L尺寸不易保证，竖边的垂直度不易保证。

1.3.2 折弯机折弯

折弯机分普通折弯机和数控折弯机两种。由于精度要求较高，折弯形状不规则，通信设备的钣金折弯一般用数控折弯机折弯，其基本原理就是利用折弯机的折弯刀(上模)、V形槽(下模)，对钣金件进行折弯和成形。 优点:装夹方便，定位准确，加工速度快； 缺点:压力小，只能加工简单的成形，效率较低。 1.3.2.1 成形基本原理

1） 折弯刀（上模）

加工时主要是根据工件的形状需要选用，一般加工厂家的折弯刀形状较多，特别是专业化程度很高的厂家，为了加工各种复杂的折弯，定做很多形状、规格的折弯刀。 2） 下模一般用V=6t（t为料厚）模。

影响折弯加工的因素有许多，主要有上模圆弧半径、材质、料厚、下模强度、下模的模口尺寸等因素。为满足产品的需求，在保证折弯机使用安全的情况下，厂家已经把折弯刀模系列化了，我们在结构设计过程中需对现有折弯刀模有个大致的了解。

折弯加工顺序的基本原则：

1） 由内到外进行折弯；

2） 由小到大进行折弯；

3） 先折弯特殊形状，再折弯一般形状；

1.3.2.2 折弯半径

钣金折弯时，在折弯处需有折弯半径，折弯半径不宜过大或过小，应适当选择。折弯半径太小容易造成折弯处开裂，折弯半径太大又使折弯易反弹。 各种材料不同厚度的优选折弯半径（折弯内半径）见下表1-9

上表中的数据为优选的数据，仅供参考之用。实际上，厂家的折弯刀的圆角通常都是0.3，少量的折弯刀的圆角为0.5，所以，我们的钣金件的折弯内圆角基本上都是0.2。

1.3.2.3 折弯回弹

3)影响回弹的因素和减少回弹的措施。

1， 材料的力学性能 回弹角的大小与材料的的屈服点成正比，与弹性模量E成反比。

对于精度要求较高的钣金件，为了减少回弹，材料应该尽可能选择低碳钢，不选择高碳钢和不锈钢等。

2， 相对弯曲半径r/t 越大，则表示变形程度越小，回弹角Δα就越大。这是一个比较重要的概念，钣金折弯的圆角，在材料性能允许的情况下，应该尽可能选择小的弯曲半径，有利于提高精度。

1.3.2.4 一次折弯的最小折弯边的计算

L形折弯的折弯时的起始状态

这里很重要的一个参数是下模口的宽度B。由于考虑到折弯效果和模具强度， 不同厚度的材料所需要的模口宽度存在一个最小值。小于该数值时， 会出现折弯不到位或损坏模具的问题.经过实践证明， 最小模口宽度和材料厚度的关系为.

注：1、最小折弯高度包含一个料厚。

2、当V形折弯是折弯锐角时，最短折弯边需加大0.5。

3、当零件材料为铝板和不锈钢板时，最小折弯高度会有较小的变化，铝板会变小一点，不锈钢会大一点，参考上表即可。

1.3.2.5 Z形折弯的最小折弯高度

Z形折弯和L形折弯的工艺非常相似，也存在着最小折弯边问题，由于受下模的结构限制，Z形折弯的最短边比L形折弯时还要大，Z形折弯最小边的计算公式为：

1.3.2.6 折弯时的干涉现象

对于二次或二次以上的折弯，经常出现折弯工件与刀具相碰出现干涉，如图1-27所示，黑色部分为干涉部分，这样就无法完成折弯，或者或者因为折弯干涉导致折弯变形。

对于翻孔攻丝来说，所示的D值不能设计得太小，最小D值可以根据材料厚度、翻孔外径、翻孔高度、所选折弯刀具等参数计算或作图得到。以1.5mm厚的折弯钢板上翻M4的翻孔攻丝为例， D值应该大于8mm，否则，折弯刀会碰伤翻边。

1.3.2.7 孔、长圆孔离折弯边最小距离

如图1-30所示折弯处孔边离折线太近，折弯时料无法带起，产生孔形状变形；因此，孔边与折弯线要求大于最小孔边距X≥t+R。

如图1-31所示长圆孔离折线太近，折弯时料无法带起，产生孔形状变形；因此，孔边与折弯线要求大于最小孔边距按表1-14，折弯半径参考表折弯半径。

对不重要孔， 可将孔扩大至折弯线，缺点：影响外观效果。

1.3.2.8 孔靠近折弯时的特殊加工处理

当靠近折弯线的孔距折弯线小于上述的最小距离时，折弯后会产生变形， 此时可根据产品不同的要求， 作如下表1-15方式来处理。但是，可以看到这些办法的工艺性较差，结构设计应该尽量避免。

1.3.2.9 弯曲件的工艺孔、工艺槽和工艺缺口

在设计弯曲件时，如果弯曲件须将弯边弯曲到毛坯内边时，一般应事先在落料后加冲工艺孔、工艺槽或工艺缺口如图1-33所示。

d－工艺孔的直径，d≥t； K－工艺缺口的宽度，K≥t。

止裂槽或切口：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。

工艺槽、工艺孔要正确处理，面板及外观能看得到的工件可不加折弯拼角工艺孔（如面板在加工过程中，为保持统一风格，均不设工艺缺口），其它应加折弯拼角工艺孔。如图1-35所示。

1.3.2.10 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0.2～0.3的间隙进行工艺设计。

1.3.2.11 突变位置的折弯

折弯件的折弯区应避开零件突变的位置，折弯线离变形区的距离L应大于弯曲半径r，即L≥r，如图1-37。

1.3.2.12 一次压死边

一次压死边的方法：先用30度折弯刀将板材折成30度，再将折弯边压平。

图中的最小折弯边尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加0.5t(t为材料厚度)。压死边一般适用于板材为不锈钢、镀锌板、覆铝锌板等。

1.3.2.13 180度折弯:

180度折弯的方法：如图1-39所示，先用30度折弯刀将板才折成30度，再将折

弯边压平，压平后抽出垫板。

图中的最小折弯边尺寸L按照1.3.2.2中描述的一次折弯边的最小折弯边尺寸加t(t为材料厚度)，高度H应该选择常用的板材，0.5、0.8、1.0、1.2、1.5、2.0，一般这个高度不宜选择更高的尺寸。

1.3.2.14 三重折叠压死边:

1.4 钣金件上的螺母、螺钉的结构形式

1.4.1 铆接螺母

铆接螺母常见的形式有压铆螺母柱、压铆螺母、涨铆螺母、拉铆螺母、浮动压铆螺母

1.4.1.1 压铆螺母柱

压铆就是指在铆接过程中，在外界压力下，压铆件使基体材料发生塑性变形，而挤入铆装螺钉、螺母结构中特设的预制槽内，从而实现两个零件的可靠连接的方式，压铆的非标螺母有两种，一种是压铆螺母柱，一种是压铆螺母。采用此种铆接形式实现与基材的连接的，此种铆接形式通常要求铆接零件的硬度要大于基材的硬度。普通低碳钢、铝合金板、铜板板材适合于压接压铆螺母柱，对于不锈钢和高碳钢板材因为材质较硬，需要特制的高强度的压铆螺母柱，不仅价格很高，而且压接困难，压接不牢靠，压接后容易脱落，厂家为了保证可靠性，常常需要在螺母柱的侧面加焊一下，工艺性不好，因此，有压铆螺母柱和压铆螺母的钣金零件尽可能不采用不锈钢。

压铆螺母柱的压接过程

1.4.1.2 压铆螺母

压铆螺母的压接过程

1.4.1.3 涨铆螺母

涨铆就是指在铆接过程中，铆装螺钉或螺母的部分材料在外力作用下发生塑性变形，与基体材料形成紧配合，从而实现两个零件的可靠连接的方式。常用的ZRS等等就是采用此种铆接型式实现与基材的连接的。涨铆工艺比较简单，连接强度较低，通常用在对紧固件高度有限制，且承受扭距不大的情况。

1.4.1.4 拉铆螺母

1）拉铆是指在铆接过程中，铆接件在外界拉力的作用下，发生塑性变形，其变形的位置通常在专门设计的部位，靠变形部位夹紧基材来实现可靠的连接。常用的拉铆螺母就是采用此种铆接型式实现与基材的连接的。拉铆使用专用的铆枪进行铆接，多用在安装空间较小，无法使用通用铆接工装的情况，例如封闭的管材。

1.4.1.5 浮动压铆螺母

有些钣金结构上的铆装螺母，因为整体机箱结构复杂，结构的积累误差太大，以致这些铆装螺母的相对位置误差很大，造成其它零件装配困难，在相应的压铆螺母位置上采用压铆式浮动螺母后，很好的改善了这一情况。(注意事项：压铆位置一定要有足够空间)

1.4.1.6 涨铆螺母或压铆螺母到边距离

涨铆螺母或压铆螺母都是通过对板料的挤压使之与板料铆合在一起，涨铆或压铆时如到边的距离太近，则容易使此部分变形，无特殊要求时，铆装紧固件中心线与板边缘最小距离应该大于L，否则必须使用专用夹具防止板的边缘受力变形。

1.4.1.7 影响铆接质量的因素

影响铆接质量的因素很多，总结下来，主要有以下几个：基材性能，底孔尺寸，铆接方式。

1）基材性能。基材硬度适当时，铆接质量较好，铆接件的受力较好。

2）底孔尺寸。底孔尺寸的大小直接影响铆接的质量，开大了，基材和铆接件的间隙大，对于压铆来讲，不能有足够的变形来填满铆接件上的沟槽，使剪切受力不足，直接影响压铆螺母（钉）的抗推力。对于涨铆螺钉来讲，底孔太大，铆接过程中由塑性变形而产生的挤压力变小，直接影响涨铆螺钉（母）的抗推力和抗扭力。对拉铆相同，底孔太大，使塑性变形后两件之间的有效摩擦力减小，影响铆接的质量。

3）铆接方式。在上一节中已经有所介绍。

铆装螺钉、螺母在使用的过程中要非常注意其所在的场合，不同的场合，不同的受力要求，就要采用不同的型式。如果采用的不合适，就会降低铆装螺钉、螺母的受力范围，造成连接的失效。下面举几个例子来说明正常情况下的正确使用方法。

1） 不要在铝板阳极氧化或表面处理之前安装钢或不锈钢铆装紧固件。 2）同一直线上压铆过多，被挤压的材料没有地方可流动，会产生很大的应力，使工件弯曲成弧形

3）尽量保证在板的表面镀覆处理后再安装铆装紧固件。

4）M5、M6、M8、M10的螺母一般要点焊，太大的螺母一般要求强度较大，可采用弧焊，M4（含M4）以下尽量选用涨铆螺母，如是电镀件，可选用未电镀的涨铆螺母。

5）当在折弯边上铆压螺母时，为保证铆压螺母的铆接质量，需注意1、铆孔边到折弯边的距离必须大于折弯的变形区。2、铆装螺母中心到折弯边内侧的距离L应大于铆装螺母外圆柱半径与折弯内半径之和。即L>D/2+r。

1.4.2 凸焊螺母

凸焊螺母（点焊螺母）在钣金件结构设计中应用非常广泛，在公司的结构设计中，也经常用到，但是，很多设计中，预孔的大小没有按照标准，是无法准确定位的。国家标准的凸焊螺母有两种，一种是焊接六角螺母GB13680-92，定位比较粗糙，定位尺寸不准确，焊接后经常需要对螺纹回丝；另外一种是焊接六角螺母GB13681-92，焊接时有自定位结构，推荐采用这种结构。

1.4.3 翻孔攻丝

翻孔攻丝的预孔、外经、高度等列表：

1.4.3.1 常用粗牙螺纹翻孔尺寸

1.4.3.2 翻孔攻丝到折弯边的最小距离

1-19 翻孔攻丝中心到折弯边距离H值对照表：

1.4.4 涨铆螺母、压铆螺母、拉铆、翻孔攻丝的比较

1.5 钣金拉伸

1.5.1 常见拉伸的形式和设计注意事项

钣金件的拉伸注意事项：

1、 拉伸件的底与壁之间的最小圆角半径应大于板厚，即r1>t；为了使拉伸进行得更顺利，一般取r1=(3～5)t，最大圆角半径应小于板厚的8倍，即r1<>

2、 拉伸件凸缘与壁之间的最小圆角半径应大于板厚的2倍，即r2>2t；为了使拉伸进行得更顺利，一般取r2=5t，最大圆角半径应小于板厚的8倍，即r1<>

3、 圆形拉伸件的内腔直径应取D≥d+12t，以便在拉伸时压板压紧不致起皱。

4、 矩形拉伸件相邻两壁间的最小圆角半径应取r3≥3t，为了减少拉伸次数，尽可能取r3≥1/5H，以便一次拉伸完成。

5、 拉伸件由于各处所受应力不同，使拉伸后，材料厚度发生变化。一般，底部中央保持原

来厚度，底部圆角处材料变薄，顶部靠近凸缘处材料变厚；矩形拉伸件四周圆角处材料变厚。在设计拉伸产品时，在图纸上明确注明必须保证外部尺寸或内外部尺寸，不能同时标注内外尺寸。

6、 拉伸件之材料厚度，一般都考虑工艺变形中的上下壁厚不相等的规律（即上厚下薄）。

1.5.2 打凸的工艺尺寸

1.5.2.1 在钣金上打凸需参照以下数据：

1.5.2.2 打凸间距和凸边距的极限尺寸

1.5.3 局部沉凹与压线

如1-52所示，在钣金上冲0.3深的半切压凹，可作为标贴等的粘贴位，可以提高标贴的可靠性，《钣金模具手册》上规定了与铭牌对应的系列尺寸，Intralink库中有相应的Form模型，设计时应按照手册规定的尺寸选用，直接调用库里的模具。此种半切压凹，变形比正常的拉伸要小的的多，但是，对于四周没有折弯或者折弯高度较小的大面积盖板和底板等零件，还是有一定的变形。替代方法：可以在贴标贴范围冲压两直角线，可改善变形，但标贴粘贴的可靠性降低，此方法还可用于产品编码、生产日期、版本、甚至图案等加工。

1.5.4 加强筋

在板状金属零件上压筋，见示意图1-53，有助于增加结构刚性，加强筋形状及尺寸应按照《钣金模具手册》上规定的五种规格选用。

1.5.5 标注弯曲件相关尺寸时，要考虑工艺性

a）先冲孔后折弯，L尺寸精度容易保证，加工方便。b）和c)如果尺寸L精度要求高，则需要先折弯后加工孔，加工非常麻烦，最好不采用。 1.6 其它工艺

1.6.1 抽孔铆接

抽孔铆接是钣金之间的铆接铆接方式，主要用于涂层钢板或者不锈钢板的连接，采用其中一个零件冲孔，另一个零件冲孔翻边，通过铆接使之成为不可拆卸的连接体。优点:翻边与直孔相配合，本身具有定位功能，铆接强度高，通过模具铆接效率也比较高，

1.6.2 托克斯铆接

在钣金铆接方式中，还有一种铆接方式就是托克斯铆接，其原理就是两个板叠放在一起，如图1-56所示，利用模具进行冲压拉伸，主要用于涂层钢板或者不锈钢板的连接，它具有节省能源、环保、效率高等优点，以前通讯行业的机箱中采用这种铆接较多，但批量生产的质量控制较为困难，现在已经应用较少，不推荐采用。

1.7 沉头的尺寸统一

1.7.1 螺钉沉头孔的尺寸

螺钉沉头孔的结构尺寸按下表选取。对于沉头螺钉的沉头座，如果板材薄，难以同时保证过孔d2和沉孔D，应优先保证过孔d2。 用于沉头螺钉之沉头座及过孔：(选择的板材厚度t最好大于h)

1.7.3 沉头螺钉连接的薄板的特别处理

采用M3沉头螺钉完成钣金与钣金的连接，如果开沉孔的板厚的厚度尺寸为1mm，按照常规的办法，是有问题的，但在实际设计中，大量遇到此类问题，下面采用涨铆螺母，沉孔的直径为6mm，可以有效完成连接，这种尺寸在盒体插箱中大量采用。