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钣金制造是机械结构，电子设备外壳和工业设备的研发中的核心联系之一。它的设计过程需要考虑从原材料到制造过程的适应性，从结构设计优化到表面处理选择的许多关键因素。每个链接直接影响最终产品的质量和性能。
在本文中，分析了钣金零件设计中要考虑的关键问题，以确保每种产品的一致性和质量，并提供从设计到大规模生产的完整参考。
设计钣金零件的标准是什么？
1.断裂模块
在金属设计中，断裂模量直接影响钣金的弯曲性能。弯曲时，外表面上的拉伸应变大于内表面的拉伸应变。小半径可能会导致破裂。该阈值是最小弯曲半径。在设计中，应根据材料的厚度确定最小半径。如有必要，可以通过抛光和其他过程来改善材料的延展性。
2.金属孔和凹槽的最佳设计
冲压过程是金属板处理中经济高效的钻孔方法。孔，插槽或凹槽的最小尺寸不得小于板的厚度。该设计原则可以大大提高生产效率，降低打孔器损坏的风险并确保加工精度。
3.最小曲率半径
钣金零件的最小弯曲半径主要受加工过程和材料特性的影响。材料的延展性越多，弯曲半径越小。在实践设计中，必须完全考虑不同金属等级的性能差异。现代DFM软件可以明智地分析这些参数，以为设计师提供符合行业标准的实用和灵活的解决方案。
4.材料选择和厚度匹配
喜欢易于处理的材料，例如铝板金属和镀锌金属。根据弯曲金属的过程要求选择厚度。如果它太薄，它会变形，并且如果太厚，它会弯曲和裂缝。通常建议参考金属压力表图表，以确保弯曲半径与厚度比合理（例如厚度的1.5倍）。
5.弯曲过程选择
取决于零件的复杂性，例如高精度右角V弯曲，适合弯曲滚动弯曲的结构。JS精密制造设备支持0.5mm Ultrathin板的精确弯曲。对于多个弯曲，有必要提前计划弯曲的顺序，简化弯曲的数量和角度，并避免反弹或大小偏差。
6.优化焊接过程
焊接不是钣金结构设计中的唯一选择。许多设计师习惯于焊接括号方案，但忽略了其他可能更优化的连接方法。我们建议在设计阶段考虑以下选项：
- 积分切割成型：优化底物的切割过程以实现结构功能。
- 机械紧固件：螺栓，铆钉等的可拆卸连接方案。
- 钣金弯曲：材料自身的刚度用于构建支撑结构。
材料选择对钣金工程的影响是什么？
在钣金工程中，材料选择不仅反映了功能要求的反映，而且是制造效率，成本控制和最终产品质量的决定性因素。在铝板金属和钢的情况下，这可以更好地理解。
1.处理难度和过程适应性
铝板金属比钢更具有延展性，具有较小的弯曲半径（通常是材料厚度的1-2倍），更易于形成，并且在弯曲和冲压过程中易于开裂。例如，铝板在航空组件中的应用取决于其轻质特性，而钢由于其高强度而更适合于重型机械负荷结构。
2.成本有效性
如果我们专注于强度，则钢可能是首选的选择，但其高密度和重量会导致运输和安装成本增加。相反，尽管铝板的单位价格较高，总的来说，铝板的能耗可以降低，但可以长期提高加工效率，从长远来看，可以提高铝板货币的价值。
3.大会环境适应
镀锌金属通过涂层改善其耐腐蚀性，使其适合潮湿的环境。但是，应特别注意保护在加工过程中涂层的完整性。铝板具有自然的抗氧化特性，可降低延迟维护成本。
4.可持续性趋势
与绿色制造趋势一致，铝的可回收性速率高达95％，而钢是相对碳排放强度。许多公司正在转向铝制组件，例如新的能量电池托盘，以实现碳中立目标，这也在推动金属工艺转移到低碳。
设计钣金零件时应考虑哪些因素？
钣金设计通常被设计和返工的恶性循环捕获。数据表明，产品开发周期的30-50％用于重复修订，并且将近四分之一的工程错误是由于设计过程不足所致。实际上，CAD设计与现实之间存在巨大的脱节。
设计钣金零件时，钣金弯曲的过程特征必须与制造可行性紧密结合：
1.使用标准模具
最好使用标准模具尺寸进行弯曲避免定制昂贵的模具。如果组件结构很复杂，则可以通过焊接或铆接标准模具组合形成。
2.弯曲距离并避免孔位置
孔，切口或连接器应保持至少4倍的材料厚度（即4T原理）远离弯曲的边缘，以防止弯曲和拉伸引起的变形。弯曲铝板时，应特别注意延展性差异，以免在孔位置撕裂。
3.避开闭合几何形状
板弯曲的线性冲压原理限制了封闭结构的形成。在设计中，开口必须保留或用于分割弯曲，并用U形凹槽代替了完全封闭的盒子。
4.耐受控制
与CNC加工相比，钣金耐受性通常为±0.1mm至0.5mm，精度要求不高。最终公差需要根据材料的厚度，弯曲的数量和设备的准确性来确定。薄板将在多个弯曲后会累积错误，需要补偿空间。
5.使用均匀的半径
标准化弯曲半径（例如0.030英寸）可以减少模具切换时间。铝板金属的建议弯曲半径厚1-1.5倍，虽然钢需要较大的弯曲半径以避免反弹。
6.抗焊接选项
薄板很容易通过焊接变形。可以选择铆接和压力铆接作为替代连接。安装PEM硬件时，有必要匹配材料的厚度，以避免压力浓度引起的开裂。
如何避免钣金设计中的常见错误？
1.材料选择强度
- 许多工程师滥用高强度材料，例如6061-T6铝，导致弯曲和破裂。例如，一家公司选择了6061铝的强度，但弯曲过程中出现了裂缝，而5052-H32铝的耐延展性更好。
- 材料解决方案：JS优先考虑弯曲板金属友好材料（例如1060个纯铝，SPCC冷钢），其拉伸强度和延展性与弯曲过程兼容。同时，我们提供了一个材料数据库，以避免使用需要定制模具的特殊合金。
2。弯曲过程
通常，弯曲半径不会保留或弯曲序列被混淆，这会导致部分变形。在围栏框的设计中，由于无法实现遏制弯曲（需要其他过程端口），因此需要进行返工。
JS解决方案：
- 我们将标准化的弯曲半径（例如材料厚度的1-1.5倍）设置为0.030英寸的行业标准。
- 计划按顺序弯曲金属，首先折叠次要边缘，然后处理主结构并标记清晰的弯曲方向（V形或滚动弯曲）。
3.店金属加工耐受性设计
钣金零件的耐受性设计直接采用±0.05mm CNC加工精度标准，这基本上使这两个加工过程的物理特性混淆了：
- CNC加工通过切割消除材料的弹性变形，钣金弯曲是一个塑料变形过程，材料反弹是不可避免的。当90°弯曲时，SPCC冷钢钢，90个例子，可以反弹在0.2至0.3mm（1mm厚）之间。如果使用数值控制公差控制，则实际角度误差将远远超过功能允许范围。
- 在CNC单个处理中，不存在多重弯曲的累积误差（例如，3弯后的误差总和大于+/- 0.15 mm），但是在金属板过程中，由于不同的弯曲序列，模具清除率和材料流量特征，角度和尺寸偏差将逐渐增加。此过程差异直接导致系统性风险，例如组装干扰和孔破裂。
解决方案：
- 如果在处理过程中显而易见，无法实现标记的公差，我们的工程团队将尽快与您咨询设计优化解决方案。一种更好的方法是在设计阶段与我们的专家保持密切的沟通。
- 特别提醒人们已经有机地进行匹配零件的项目：一旦板块完成，就很难修改它。我们的团队强烈建议使用钣金优先级策略，在处理之前，钣金制造商在加工前完成了设计评论。
4.孔设计
钣金零件孔位置的设计直接影响生产和产品性能。常见的误解包括过多地依靠未标记工具的特殊孔径，或将孔定位得太靠近边缘和弯曲线，从而导致变形和组装问题。
解决方案：
- 钻头规格适合不同的光圈大小：
| 直径 | 适用的钻头规格 | 场景 | 成本效益 |
| φ0.125（3.2mm） | 标准＃40钻头 | 安装孔，通风孔 | 工具成本↓40％ |
| φ0.25（6.35mm） | 标准＃8钻头 | 结构组件的连接孔 | 处理效率↑25％ |
| φ0.5（12.7mm） | 标准＃20钻头 | 法兰边缘固定孔 | 霉菌寿命延长了50％ |
- 孔的安全极限：
| 功能类型 | 最小距离要求 | 故障案例 |
| 弯曲线的相邻距离 | 厚度≥2次（例如1mm板→≥2mm） | 孔长度弯曲线1.5mm→撕裂 |
| 孔的边缘 | 厚度≥1倍（例如0.8mm板→≥0.8mm） | 孔边缘0.5毫米→边缘裂纹 |
| 孔间距 | 厚度≥3倍（以防止应力叠加） | 孔间距是厚度→间距变形的两倍 |
5.表面处理：可行性和成本注意事项
企业需要特殊的表面处理过程这会导致成本飙升或流程变得不可行。最近，一个JS客户要求镀镍铜零件，但只有少数工厂具有能力，而镍箔太贵了。
解决方案：
- 我们建议客户优先考虑常见流程，例如喷涂和阳极氧化，并提前确认可行性。
- 如果需要定制的表面处理，需要额外的施工期（例如，需要8周的特殊油漆交付时间）。
如何选择金属焊接的最佳厚度？
1。匹配的材料类型和厚度
- 不锈钢：根据钣金量表，低碳钢的焊接厚度通常为0.5-6mm，不锈钢的焊接厚度为1-4mm（例如304）。例如，TIG焊接适用于0.5-3mm的床单，MIG焊接适用于3-6mm板。
- 铝和铝合金：铝板具有高延展性，但易于氧化，焊接厚度应参考钣金表图。建议在0.3-2mm处进行TIG焊接，并建议以1-5mm的速度进行MIG焊接。如果应该使用超过5mm，则应使用预热或其他过程。
2。焊接过程选择指南
- 对于小于1毫米的薄不锈钢或铝板，TIG焊接是我们推荐的技术。 TIG焊缝可以在不弯曲板的情况下牢固地焊接。
- 用中厚板焊接时，更好地使用MIG焊接。它的焊接速度与相对较高的速度相当，但是请注意何时调整电流，否则您将很容易焊接到板上。我们的工厂大师们有一种经验，即必须将焊接枪移动速度与电流适当匹配。
3。根据使用情况选择材料
当我们需要创建负载项（例如括号和帧）时工程师通常喜欢使用超过3mm厚的钢。随着厚度的厚度，拉伸强度就足够了，并且产品将更强。正如我们使用坚固的钢筋制造房屋一样，这些厚的钢随着时间的流逝可以维持整个建筑物。
4.在设计中需要考虑需要考虑的过程约束
- 对于所有焊接过程，对材料厚度有基本要求。
- 当对不锈钢的激光焊接时，必须使用至少0.5 mm的板。否则，它不会强烈焊接。
- 当处理超过6毫米厚的钢板时，工人将首先在钢板的边缘上凹入。凹槽形状通常为V形和U形，例如创建一个特殊的焊接频道。优势在于，焊料可以完全穿透并将两个钢板牢固地粘合在一起。
5.成本控制措施和提高效率
- 太薄的板会很麻烦：板的施加太薄，即低于0.5毫米，可能会焊接或经翘曲。这将需要频繁的维护，这将是增加成本。
- 它也不适合盘子太厚：必须焊接超过8毫米的盘子几次，这会消耗时间和材料。在这里，配置文件或铸件最好使用。
- 最佳选择：建议查找标准钣金仪表图并选择常见的厚度，例如1毫米，2毫米和3毫米。这可以减少特殊处理。
如何通过JS自动化设备大量生产复杂的钣金零件？
1。智能设计和仿真优化
JS团队允许客户以任何格式上传CAD文件。我们会自动使用仿真软件，并提前预测钣金零件的形成效果。对于复杂的结构，我们的团队通过参数设计实现布局优化为了减少材料浪费并实现±0.005mm的高精度要求的符合性。此步骤可以将设计周期降低30％，尤其是对于包含许多迭代的钣金制造商项目。
2.高速自动处理中心
JS采用多轴激光切割机，CNC打孔机和弯曲机的全自动生产线。对于复杂的钣金零件：
- 激光切割：切割精度为±0.02mm，具有50多种适用的材料，例如不锈钢和铝合金，切割速度为
- 比传统设备高3倍。
- 冲压：用伺服按下用于在微米级别重复定位的伺服器，以处理复杂的打孔和拉伸过程。
- 弯曲自动化：通过机器夹具和视觉定位系统，可以实现多角度精度弯曲以减少手动干预的错误。
3。实时质量监控
我们的生产线可以实时扫描钣金尺寸和表面缺陷，并以99.8％的通行率扫描。我们还提供SPC统计过程控制报告，以优化过程参数并通过大数据分析降低缺陷率。例如，一个汽车客户通过JS的自动质量检查系统将返工的成本削减了40％。
4。快速交货
JS的智能调度系统支持小批量和多种混合生产，可以完成从设计到交付的整个过程在7个工作日内。
概括
钣金制造的每个步骤本质上都是与金属对话的过程。从设计图纸到研讨会的生产，智能技术就像给工程师的透视眼睛一样，不仅可以通过冲压过程看到不同厚度的板的回火，而且还可以使用数字模型预先验证数百万个角。
现在，我们的生产线不仅是机械重复，它们更像是金属和数据之间的桥梁。每个CNC打击登陆都证明了结构设计的工艺。我们的工程师具有高水平的专业知识来协助企业完整的困难钣金制造项目。
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我们有一个现代的工厂认证ISO 9001：2015，配备了100多个高级五轴加工中心，以确保每种产品都符合最高质量标准。我们的服务网络涵盖了全球150多个国家，为小规模的试验生产和大规模生产提供24小时快速的响应，从而确保您的项目有效进步。
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常见问题解答
1.如何防止错综复杂的结构变形？
当金属加工时，必须设计切割的形状，以最大程度地减少变形，缓慢弯曲并管理温度。该机器采用硬模型和平整机械来自动调整反弹并保持形状。
2.如何改善金属零件强度？
选择高强度材料，增强加固设计，施加圆角弯曲，激光切割，最小化毛刺，控制焊接，最大程度地减少变形。
3.最小弯曲半径是多少？
最小弯曲半径通常是材料厚度的1-2倍。铝板用于单个时间和钢的使用超过1.5倍以避免破裂。
4.如何实现钣金零件平坦？
为了具有最佳的结构设计，使用适当的材料，弯曲过程，具有高刚性的操作以及平稳过程，减少反弹变形。
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