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文中协助外型室内设计师了解钣金件加工设计常见问题

钣金件设计除了要考虑作用要求外，还得考虑工艺标准、安装规定、成本费规定，与注塑工艺的注塑产品外观设计是截然不同的设计理念，这是很多初学者室内设计师打造出来的工程图纸很美观大方，却难以实现生产制造的原因之一。

与铸、铸钢件对比，钣金件所制成的商品有很高的抗压强度、较轻构造净重；生产加工简单，所使用的设备简单；外观设计整齐，加工的剩余量少，可减轻重量，减少生产时间，控制成本。

钣金件设计除了要考虑作用要求外，还得考虑工艺标准、安装规定、成本费规定。与铸、铸钢件对比，钣金件所制成的商品有很高的抗压强度、较轻构造净重；生产加工简单，所使用的设备简单；外观设计整齐，加工的剩余量少，可减轻重量，减少生产时间，控制成本。

一、功能需求

功能需求通常是达到系统的组成规定、强度要求、屏蔽掉规定、接地装置导电性等。

系统的组成是一个系统硬件、PCB板、线缆、电源等室内空间放置的位置、方式、联接安装方法等。钣金件因为其良好的抗压强度、钢度、工艺性能、导电率，一般是用于承担支撑起系统内绝大多数硬件、PCB板、线缆、电源等。硬件摆放形式多种多样，其要求也有所不同。

冲击韧性是钣金件设计里最重要的一环。因为系统中大部分重量靠钣金件来支撑，钣金件的冲击韧性出问题，系统内全部抗压强度就会出难题。医疗设备一般应该做震动测试，坠落试验，碰撞实验，冲击性实验等，有些设备甚至要求抗压强度保证能够承受100g冲击，这便需要足够的机械强度和钢度。特别是那些必须支撑悬空的硬件钣金件，和起关键支撑功效的支架等，更必须得到更好的抗压强度。

一般设计方案大中型的软件如B超、CT机、检验仪器，通信用的钣金机箱等，首先会设计方案起支撑使用的支撑架架构。这种支撑架架构可以选用铝型材（如铝合金型材），也可选用比较厚的钣金件钣金折弯成“∏”或“□”形。一般情况，增加一个钣金折弯会让钢度增加几倍。

二、工艺标准

钣金件的生产设备主要包括数控机床，数控折弯机，高速冲床，裁切机，数控车床，刨床，自动焊接设备等（附注里是迈讯的机械设备统计分析）。钣金件成形可归纳为缩小类成形、伸展类成形和弯折类成形三种基本数据类型。

钣金件生产加工里的矫型、弯折、冷轧卷、冲裁、拉深等工艺，都是通过金属材料常温下所产生的塑性变形成为所需要的样子。因而，金属塑性变形是金属成形的前提。

金属材料在冷状况下受外力时，其形状和尺寸将产生变化，这些变化能是张力的，还可以是可塑性的。当外力作用解除，可以恢复其原先的形状和尺寸的便是压缩变形，相反便是塑性变形。金属材料塑性变形最基本方式便是移动。

1、冲裁

冲裁是运用冲压模具将板材以封闭式轮廊与胚料分开的一种冲压加工方法，关键设备是高速冲床。可以制成制成品零件，也可以作为弯折、拉深、和成形等工序提前准备毛胚。冲裁分成下料和冲压二种。运用冲裁取得一定的造型的制品或胚料的冲压加工办法就是下料；相反，获得带孔的便是冲孔机。板材分离出来的变形全过程分为三个阶段：压缩变形环节，塑性变形环节，剪裂环节。

在冲破孔顶部，有微小圆弧，称圆弧带。这也是当冲裁环节中塑性变形开始的时候，由碳化硅晶须的弯曲和拉申而导致的。联接圆弧带的是发亮的激光切割一部分，称之为光亮带，是指在金属材料造成塑性变形时所形成的。光亮带以下是粗糙表层，称之为地震断裂带，这是因为拉伸应力的功效，使金属纤维断裂所形成的。在冲裁件或废弃物上，也有类似的三个部分，但是其遍布区域的左右顺序恰好相反。冲裁零件的尺寸精度主要依靠磨具保障的，当然如果开模件的品质相对稳定，制品的交换性不错，一般不需要进一步的机械加工制造，即可满足安装和使用需求，原材料的运用率很高，操作方便。在批量生产时使用冲裁，能显著提高工作效率，易完成机械自动化和自动化。

冲裁空隙就是指型腔和模座间的尺寸差。冲裁空隙是一个重要的工艺指标，其大小除对冲裁零件的横断面质量与尺寸精度有影响外，也会对冲裁力及产品寿命有直接影响。

表1 冲裁间隙的危害

项 目影   响   情   况大 间 隙正 常 间 隙小 间 隙横断面品质圆弧大，毛边大，撕破角大圆弧正常的，无毛刺，能够满足一般五金冲压件规定圆弧小，有毛边，横断面与板材平面垂直冲裁力度不大适度大产品寿命减少适度小手工尺寸外观设计尺寸低于型腔尺寸，内形尺寸超过模座尺寸尺寸适度外观设计尺寸超过型腔尺寸，内形尺寸低于模座尺寸倒料力及推件力减少适宜扩大模具加工非常容易生产制造，若采用线切割机床生产加工凹凸不平模一次可生产成形一般不容易生产制造力态遍布挤压成型功效变弱，压力略有减少趋于纯粘贴板料对模具的作用力强，压力和滑动摩擦力大，也会随着进入量的增加而增大，直至撕破时降低   用磨具立即开料时，冲裁零件的斜角处一般可以制作圆弧，不但产品寿命会沿长，零件做出来的也不会留下安全风险；直接使用数控机床加工过程中，因圆弧比较难生产加工，可以制作45°倒圆角。

冲裁精度：钣金件的内部造型的经济发展精度为GB7∽8级，一般要求落物料的精度最好是小于5级，冲孔机件小于4级。下表是冲孔机之后的孔位尺寸公差△l。

表2 孔的间距冲裁精度

冲实体模型式料厚孔位L≤1mm＞1~2mm＞2~4mm＞4~6mm一般冲压模具＜50mm±0.10±0.12±0.15±0.20＞50150mm±0.15±0.20±0.25±0.30＞150~300mm±0.20±0.30±0.35±0.40高端冲压模具＜50mm±0.03±0.04±0.06±0.08＞50~150mm±0.05±0.06±0.08±0.10＞150~300mm±0.08±0.10±0.12±0.15   注：本公司外委生产商所使用的数控机床都属于一般冲压模具，只有靠精密机械制造做出来的冲孔模才能实现以上高级冲压模具的尺寸公差。而且只是针对两个洞与此同时冲破的现象。