钣金设计：最小翻边、半径和孔间距

钣金是一种成形工艺，而每一种成形工艺都有无法制造的几何形状。本页列出绘制将进行激光切割、折弯并可能焊接的零件时需要遵守的规则：翻边可以做得多小、弯曲可保持多小的半径、孔可以离折弯线多近，以及哪些图纸决策会在不增加功能的情况下悄悄增加成本。

最小翻边高度

翻边是折弯的边腿 — 即从平直状态竖起的那一部分。其极限由模具决定：凹模必须能够进入翻边与板材之间的空间；如果空间太小，冲头就会直接压住材料，而不是将其弯曲。

翻边高度	结论	发生什么情况
小于 1×t	无法实现	模具无法进入该空间。材料会在角部撕裂，或者弯曲变成压溃。
1×t 至 1.5×t	可以，但较勉强	弯曲两侧都有支撑，但余量很小。在硬度较高的合金上，角部开裂是常见的失效模式。
1.5×t 至 2×t	可加工	对大多数材料而言可靠。通常用于功能性内部加强翻边。
2×t 及以上	余量充足	弯曲得到充分支撑。适用于可见边缘、承载翻边和外观角部。

经验法则： 对于客户会触摸、看到或使其受载的任何部位，按 2×t 设计；纯内部加强可接受 1.5×t 的最小值。

最小内弯半径

钣金中的每个内角都必须有圆角 — 不能是尖角。金属无法在不挤动不可能存在的材料体积的情况下弯成零内半径，因此凹模在物理上会形成半径。内半径也是你所看到的半径，因此它既是外观决策，也是制造决策。

内半径	实现方式	备注
0.3×t 至 0.5×t	专用模具，按件报价	需要针对该零件切割的冲头和凹模组合。零件必须使用专用模具，显著增加成本。仅限外观用途。
1×t	标准空气折弯	行业默认值。适用于所有常见厚度，无需专用模具。
2×t 至 3×t	标准空气折弯	角部表面质量更好，折弯过渡更佳，外观也更美观。外观件应指定采用此选项。

弯曲外侧同样不尖锐。其半径等于内半径加上材料厚度，因此，在 3mm 板材上采用 1×t 的内半径，会形成 4mm 的外半径。增大内半径可以免费改善外观 — 使用标准模具时，1×t 与 2×t 之间没有成本差异。

最容易算错的相关尺寸是展开长度。参见 弯曲半径和折弯余量 了解内半径如何影响展开长度，以及为什么两家工厂对同一张图纸进行折弯时，可以合理地对展开尺寸产生分歧。

孔到边缘及孔到折弯线的间距

孔是对其与其他要素间距最敏感的特征。靠近边缘的孔在修边时会被撕裂；靠近折弯线的孔在成形时会变形；两个孔靠得过近，则会拉伸它们之间的材料。

间距规则	最小值	原因
孔中心到切割边缘	1×t	比这更近时，切割过程中孔与边缘之间的连接桥会撕裂，留下无法通过检验的毛糙边缘。
孔中心到折弯线	1×t + 弯曲半径	孔在成形过程中会变形。椭圆孔会破坏紧固件的对齐和枢轴的同心度。
孔中心到孔中心	2×t	两次切割产生的热影响区会相互融合，使两者之间的材料发生变形。
孔中心到弯曲处，其中孔必须保持圆形	3×t 或在成形后标注尺寸	弯曲引起的拉伸会继续使孔变形。稳妥的解决方案是在折弯后对相关特征进行机加工。

尺寸标注陷阱： 在弯曲零件上，以平直边缘为基准标注孔尺寸，指的是平直状态下的尺寸，而非成品状态下的尺寸。如果孔在成形后必须保持圆形并处于固定位置，则应按成品状态标注尺寸，并在图纸上标出折弯线作为基准，或者将工序移至折弯之后。参见 公差与表面处理 了解其与公差叠加链的相互作用。

卷边与翻边的对比

两者都能解决原始切割边缘的问题，但适用要求不同。卷边会让材料折回自身，形成封闭的双层边缘，可安全接触，完全遮住激光切割面，并能显著增加刚度。翻边则只是将边缘向上折起 90°。

卷边需要额外的展开长度才能实现：相比简单翻边，大约需要多一个材料厚度的余量，而且卷边的内半径小于外半径。当你在 2mm 板材上对 1mm 边缘进行卷边时，内侧弯曲半径很小。因此，卷边通常用于较薄的材料。

折弯顺序与工具可达性

有四处折弯的零件并不是四道彼此独立的工序。每次折弯都会改变下一次折弯可用的几何空间，而纸面上可行的顺序，可能导致翻边正好占据工具需要进入的位置。

原则	原因
对翻边相向的零件采用最紧凑的嵌套顺序折弯	对于 U 形通道，必须先折合短翻边，再折长翻边，否则敞开的翻边会挡住冲头。
在可能的情况下，先折大半径，再折小半径	大折弯会移动更多材料，在零件仍处于平直且稳定状态时更容易成形。
使折弯线避开所有孔阵列	在折弯线上或附近成形孔，必然会使孔改变形状。
将相同折弯按相同角度分组	每个不同的角度和半径组合都意味着一次模具调整。四处相同的 90° 折弯只需一次装夹；四种不同的折弯则需要四次。

如果零件无法在合理的装夹次数内成形，就值得重新设计图纸。将其拆分成两个通过凸耳插接的零件，或将某个特征移到机加工子组件上，通常比勉强实现该形状更省成本。

焊接可达性、凸耳和连接特征

如果零件由多个部件组成，连接方式就是一项会影响成本的设计决策。凸耳与槽的连接成本最低且无需填料，但会限制装配顺序并留下可见接缝。焊接更坚固，外观也更整洁，但会增加夹具、变形控制和检验方面的工作。

方法	使用时机	设计说明
凸耳与槽	薄板外壳、机箱和盖板	凸耳宽度约为 0.8×t，槽比凸耳宽 0.1–0.2mm。在切实可行的情况下，应将槽的位置设计为使凸耳能在最后一次折弯前插入。
TIG / MIG 焊接	结构连接、气密焊缝、较厚材料	应考虑变形以及焊枪的可达性。注明焊缝属于外观焊缝、结构焊缝还是气密焊缝 — 这三者的技术要求差异很大。
自攻螺钉	可维修装配	应安装在平整面上，不要安装在折弯处或靠近边缘的位置。底孔直径很重要；应明确指定，而不要让供应商自行猜测。
铆钉 / PEM	低应力永久连接	要求两侧都有平整、可接近的表面，且最小边距约为 2× 孔径。

对于焊接装配件，变形问题另有专门页面讨论 — 焊接变形控制 — 因为对于必须密封的外壳，焊接顺序对零件成本的影响远大于焊接工艺本身。

哪些规则实际上会产生成本

设计选择	成本影响	原因
内半径为 1×t 或以上	无额外成本	使用标准模具。更小的半径会按零件收取模具费。
翻边为 1.5×t 或以上	无额外成本	无需额外工序，也没有风险。
翻边介于 1×t 和 1.5×t 之间	中等	会限制模具设计，并增加较硬合金的报废风险。
孔与边缘相距 2×t 或更远	无额外成本	标准做法；更接近的情况属于例外，需要我们审查。
成形零件上的机加工特征	高	需要第二次工序和一道装夹工序。通常可通过重新绘图避免。
多种材料厚度	中等到高	每种厚度都是独立的材料、工装设置，并且可能需要独立的供应商工艺。
对每条边进行折边	中等到高	增加折弯，因此需要额外设置并消耗更多展开长度。
采用一个零件，而不是两个连接零件	通常可以节省成本	省去一道连接工序、一道装夹工序和整个配合公差界面。

常见绘图错误

#	错误	后果	正确做法
1	从平边对弯曲孔进行尺寸标注	测量了错误的状态，零件在最终检验时被判不合格	说明状态：平面状态或完工状态。添加折弯线作为带尺寸标注的基准。
2	零半径内角	无法成形；外角会变得过大	最小内半径为 1×t；为改善外观，采用 2×t。
3	将翻边指定为 0.8×t	模具干涉、角部开裂、返工	最小为 1.5×t；对于任何功能性或可见部位，采用 2×t。
4	孔距切边 0.5×t	切割过程中边缘撕裂	确保孔中心距任何边缘至少 1×t。
5	未标注重表面	表面处理出现在错误的一面；无法补救	在两个视图中都标注重表面和纹理方向。
6	将展开图留给供应商	不同供应商会生产出不同的孔位	如果弯曲后的孔位至关重要，请指定展开图，或改为对完工状态进行尺寸标注。
7	小于 0.5×t 的孔	无法 cleanly 冲穿；背面产生严重毛刺	最小孔径约为 0.5×t，在我们的设备上绝对最小约为 1mm。
8	指定密封面但未注明表面要求	采用标准去毛刺处理后，垫片无法密封	在密封面上说明表面要求（平面度、Ra、去毛刺或不处理）。
9	厚材料上的折边	内半径过小而无法成形；边缘开裂	对薄材料进行折边，或对重型截面采用翻边。
10	将焊接描述为 “牢固”	供应商和买方理解不同；可能需要返工	指定结构强度、气密性或外观要求，以及所需的焊接方法和检验要求。

此列表中的每一项都曾出现在送交我们报价的图纸上。所有问题都通过简短的邮件往来解决 — 没有一项要求客户更改零件的功能。

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