钣金工艺
钣金加工工艺（一）
折弯件的最小弯曲半径
材料弯曲时，其圆角区上，外层收到拉伸，内层则受到压缩。当材料厚度一定时，内r越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，因此，弯曲零件的结构设计，应避免过小的弯曲圆角半径。公司常用材料的最小弯曲半径见下表。（目前对于本条，本人常用的方法是r＝t）
序号
材料
最小弯曲半径
08、08F、10、10F、DX2、SPCC、E1-T52、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T2
0.4t
15、20、Q235、Q235A、15F
0.5t
25、30、Q255
0.6t
1Cr13、H62(M、Y、Y2、冷轧)
0.8t
45、50
1.0t
55、60
1.5t
65Mn、60SiMn、1Cr17Ni7、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY、SUS301、0Cr18Ni9、SUS302
2.0t
钣金加工工艺（二）
折弯
折弯件的最小弯曲半径
材料弯曲时，其圆角区上，外层收到拉伸，内层则受到压缩。当材料厚度一定时，内r越小，材料的拉伸和压缩就越严重；当外层圆角的拉伸应力超过材料的极限强度时，就会产生裂缝和折断，因此，弯曲零件的结构设计，应避免过小的弯曲圆角半径。公司常用材料的最小弯曲半径见下表。（目前对于本条，本人常用的方法是r＝t）
序号材料
最小弯曲半径
08、08F、10、10F、DX2、SPCC、E1-T52、0Cr18Ni9、
1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、1100-H24、T20.4t
15、20、Q235、Q235A、15F
0.5t
25、30、Q2550.6t
1Cr13、H62(M、Y、Y2、冷轧)
0.8t
45、50 1.0t
55、60 1.5t
65Mn、60SiMn、1Cr17Ni7、1Cr17Ni7-Y、1Cr17Ni7-DY、
2.0t
SUS301、0Cr18Ni9、SUS302
弯曲半径是指弯曲件的内侧半径,t是材料的壁厚。
t为材料壁厚，M为退火状态，Y为硬状态，Y2为1/2硬状态。
公司常用金属材料最小折弯半径列表
弯曲件的直边高度
一般情况下的最小直边高度要求
弯曲件的直边高度不宜太小，最小高度按（图4.2.1）要求：h＞2t。
图4.2.1.1 弯曲件的直边高度最小值
特殊要求的直边高度
如果设计需要弯曲件的直边高度h≤2t,，则首先要加大弯边高度，弯好后再加工到需要尺寸；或者在弯曲变形区内加工浅槽后，再折弯（如下图所示）。
图4.2.2.1 特殊情况下的直边高度要求
弯边侧边带有斜角的直边高度
当弯边侧边带有斜角的弯曲件时（图4.2.3），侧面的最小高度为：h=（2～4）t ＞3mm
图4.2.3.1 弯边侧边带有斜角的直边高度
折弯件上的孔边距
孔边距：先冲孔后折弯，孔的位置应处于弯曲变形区外，避免弯曲时孔会产生变形。孔壁至弯边的距离见表下表。（目前对于本条，本人常用的方法是s≥2.5t）
折弯件上的孔边距
局部弯曲的工艺切口
折弯件的弯曲线应避开尺寸突变的位置
局部弯曲某一段边缘时，为了防止尖角处应力集中产生弯裂，可将弯曲线移动一定距离，以离开尺寸突变处（图4.4.1.1 a)，或开工艺槽（图4.4.1.1 b)，或冲工艺孔（图4.4.1.1 c) 。注意图中的尺寸要求：S≥R ；槽宽k≥t；槽深L≥
t+R+k/2。图4.4.1.1 局部弯曲的设计处理方法
当孔位于折弯变形区内，所采取的切口形式
当孔在折弯变形区内时，采用的切口形式示例（图4.4.2.1）
图4.4.2.1 切口形式示例
带斜边的折弯边应避开变形区
图4.5.1带斜边的折弯边应避开变形区
打死边的设计要求
打死边的死边长度与材料的厚度有关。如下图所示，一般死边最小长度
L≥3.5t+R。
其中t为材料壁厚，R为打死边前道工序（如下图右所示）的最小内折弯半径。
图4.6.1死边的最小长度L
设计时添加的工艺定位孔
为保证毛坯在模具中准确定位，防止弯曲时毛坯偏移而产生废品，应预先在设计时添加工艺定位孔，如下图所示。特别是多次弯曲成形的零件，均必须以工艺孔为定位基准，以减少累计误差，保证产品质量。
图4.7.1多次折弯时添加的工艺定位孔
标注弯曲件相关尺寸时，要考虑工艺性
图4.8.1弯曲件标注示例
如上图所示所示，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，加工麻烦。
弯曲件的回弹
影响回弹的因素很多，包括：材料的机械性能、壁厚、弯曲半径以及弯曲时的正压力等。
折弯件的内圆角半径与板厚之比越大，回弹就越大。
从设计上抑制回弹的方法示例
弯曲件的回弹，目前主要是由生产厂家在模具设计时，采取一定的措施进行规避。同时，从设计上改进某些结构促使回弹角简少如下图所示：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。
钣金分类
厚板钣金：3mm以上厚度板材的成型加工，这类板材因为厚度原因，已经不能够上数控机械设备加工，通常采用线切割、气切割、激光切割等方式进行。
例举厂家：船体制造、锅炉制造等制造型企业。
从事这类工作的，可以称为冷作工。
薄板钣金：一般指2mm以下板材加工，通过数控切、冲、折的加工方式；通过液压成型的方式、通过模具冲压、剪裁的方式，这类都可以称为薄板钣金。
例举厂家：电器、电脑壳体类制造企业，汽车壳体制造类企业等。
中板加工：介于薄板与厚板加工之间的，各种方式均可采纳的加工。这俩类结构制作拼装成员，均可称呼为钣金工。
钣金产品设计开发过程中问题
（1）问题描述
设计人员在钣金结构的设计过程中必须要考虑这个结构设计能不能展开，钣金结构越来越复杂，这方面需要考虑的因素也随之增多。
如果在钣金结构设计完成后发现钣金无法展开，或在展开时压缩或删除了零件应有的特征，设计人员只好根据特征树上的错误提示进行更改，更严重的是有时需要重新建模，这种情况将严重影响设计效率。
（2）问题解决
对钣金结构件进行展开，可以很好地解决这类问题。设计者可以在AutoPOL环境下进行零件设计，也可以与SolidWorks、Inventor、AutoCAD和MDT进行交互式设计，甚至可以直接从软件中提取或输出模型到其他软件中，更方便的是，该系统对其他三维设计软件（如Pro/ENGINEER、UG和SolidEdge等）提供Step、Sat、Igs文件接口。设计人员在设计过程中只需要考虑产品结构是否合理，而不用考虑其他问题，可以把节省下来的70％－80％时间用于提高产品设计的质量。
2. 材料定额管理和工时定额管理
很多钣金企业已经实施了PDM和ERP系统，基本解决了产品设计工作流程的管理问题，使其更加安全、快捷和高效，也确保了产品数据的完整和统一。但是，ERP、PDM软件在钣金企业的运作过程中会存在一些断层流程和冗余流程，阻碍了ERP、PDM软件潜力的发挥。
（1）问题描述
通用ERP、PDM软件，一般可按照订单、设计、工艺及生产制造等流程向下进行，而钣金企业的流程中有BOM表映射和变异的过程，从以客户分类的OBOM（Ordering Bill of Material，即订单BOM）
变异成以材料分类的BBOM（Buying BOM，即采购BOM）和MBOM （Manufacturing BOM，即生产BOM），以及材料聚类、归类等问题，如果按通用ERP、PDM软件流程直接进行，势必会造成流程冗余和材料浪费。另外，传统企业按经验公式计算工时定额，有主观性、随意性，往往会出现很大偏差，容易造成一些不公平的现象。
（2）问题解决
BOM表的变异从OBOM开始，经过排样软件AutoNEST、ProNEST及SigmaNEST，生成EBOM（Engineering BOM，即设计BOM）、PBOM（Planning BOM，即工艺BOM）。对不同的EBOM中，材质规格等特性相同的材料进行归类合并，再根据库存裕量规则进行购买，输出BBOM。PBOM经过调度安排形成生产计划单，映射成MBOM。这样就优化了流程，节约了时间和材料，ERP、PDM给企业提供了完备的数据信息平台，对这些数据信息进行处理挖掘，可以得到相对准确的工时定额。
工时定额中的关键部分就是加工时间的确定，对于以数控设备为主的钣金企业，可以对G代码进行文本数据挖掘，计算出加工时间，再加上相应的准备时间、辅助时间等，就可以得到相对准确合理的工时定额。字串7
3. 钣金设计生产系统不够统一，子功能彼此分离
市场上有很多通用设计软件，适用的行业广，能够满足大多数企
业产品的设计和制造要求。通过这些平台内部数据关联的特点，使产品在从设计到加工代码生成的过程中所产生的数据都关联在一起，从而提高了生产效率。字串9
但是钣金行业有其特殊的工艺流程，如图1所示。字串8
图1 工艺流程
（1）问题描述
由图1的工艺流程中可以看出，钣金产品设计的后续流程较多，而现有的很多软件都只能满足其中的一、两项功能。如CATIA、Pro/ENGINEER、UG、SolidWorks和SolidEdge等可以完成复杂钣金零件的建模，AutoPOL可以完成展开，AutoNEST完成排样、输出剪板图以及或冲或切割所需要的排样图，JetCAM、ProCAM和Lantek 完成排样以及冲、切割加工，e2i完成钣金产品的成本计算等，企业可以根据自身情况选择。这些子系统彼此独立，产品的数据没有关联，无法修改或跨平台操作，各个平台产生的通用数据又丢失了建模时的特征信息，软件的功能没有得到充分的发挥，浪费了资源和资金投入，降低了设计、生产效率。
（2）问题解决
解决上述矛盾最好的方法是，使用一套系统来实现整个工艺流程，比如使用RADAN和TopSolid。RADAN是专门用于钣金行业的整体解决方案，包括钣金流程所需的所有功能，甚至包括钣金产品报
价清单的输出。TopSolid是一种功能比较全面的高端CAD/CAM/CAE/PDM软件，它能够实现产品结构、塑料模具、五金模具、钣金以及家具的一体化设计与生产，适用于产品复杂、种类多且生产周期短的企业。字串8
三、结束语
本文推荐了钣金设计加工系统构建的常用软件，使用专用软件解决了钣金某些方面的具体问题，也介绍了集成钣金设计生产的综合软件。同时也根据作者的实施经验和一些客户反馈信息，对三个典型常见问题进行讨论，提出具体解决方法，希望能给广大钣金企业带来帮助。