模具工程师必知：常用金属材料重量计算公式大全

作为一名合格的模具工程师，需要了解的知识点有很多，常用金属材料重量的计算方法和公式一定要非常清楚，这样才能设计出更加合理的模具！下面我就给大家分享一些常用金属材料重量计算公式，希望大家喜欢！

常用金属材料重量计算公式

圆钢重量（公斤）=0.00617×直径×直径×长度

方钢重量（公斤）=0.00785×边宽×边宽×长度

六角钢重量（kg）=0.0068×对边宽×对边宽×长度

八角钢重量（kg）=0.0065×边宽×边宽×长度

钢筋重量（kg）=0.00617×计算直径×计算直径×长度

角钢重量（kg）=0.00785×（边宽-边厚）×边厚×长度

扁钢重量（公斤）=0.00785×厚度×边宽×长度

钢管重量（公斤）=0.02466×壁厚×（外径-壁厚）×长度

六边形体积的计算

公式①s20.866×H/m/k即对边×对边×0.866×高度或厚度紧固件生产中使用的相关计算公式

1、60°牙型外螺纹中径计算及公差（国家标准GB 197/196）

a.中径基本尺寸计算：螺纹中径基本尺寸=螺纹大径-螺距×系数值

公式：d/DP×0.6495

示例：计算外螺纹 M8 的中径

8-1.25×0.6495=8-0.8119≈7.188

b.常用6h外螺纹径公差（以螺距为基准）

上限值为“0”

下限为P0.8-0.095 P1.00-0.112 P1.25-0.118

P1.5-0.132 P1.75-0.150 P2.0-0.16

P2.5-0.17

上限计算公式为基本尺寸，下限计算公式为d2-hes-Td2，即中径-偏差-公差的基本尺寸

M8 6h级中径公差值：上限7.188 下限：7.188-0.118=7.07

C常用6g级外螺纹直径基本偏差：（以螺距为基准）

磷 0.80-0.024 磷 1.00-0.026 磷 1.25-0.028 磷 1.5-0.032

P1.75-0.034 P2-0.038 P2.5-0.042

上限计算公式为d2-ges，即基本尺寸偏差。

下限计算公式为d2-ges-Td2，即基本尺寸-偏差-公差。

例：M8 6g级中径公差值：上限7.188-0.028=7.16 下限：7.188-0.028-0.118=7.042

注：①以上螺纹公差以粗螺距为准，细螺距的螺纹公差也有所差别，但只是大一些，这样控制的话，不会超过规范极限，所以上面就不一一标注了。

②实际生产中，根据设计精度及螺纹加工设备的挤压力，螺纹杆毛坯直径比设计螺纹直径大0.04-0.08，这就是螺纹杆毛坯直径值，例如我公司M8外螺纹6g等级的螺纹杆毛坯直径为7.08-7.13，就在这个范围内。

③考虑到生产工艺的需要，实际生产中未经热处理和表面处理的外螺纹中径控制下限尽可能保持在6h水平。

2.60°内螺纹中径计算及公差（GB 197 /196）

a.6H级螺纹直径公差（以螺距为基准）

上限：

P0.8 0.125 P1.00 0.150 P1.25 0.16 P1.5 0.180

P1.25 0.00 P2.0 0.212 P2.5 0.224

下限为“0”，

上限计算公式2 TD2为基本尺寸公差

例如M8-6H内螺纹中径为：7.188+0.160=7.348上限：7.188为下限

b.内螺纹中径的基本计算公式与外螺纹相同，即D2=DP×0.6495，即内螺纹中径=螺纹大径-螺距×系数值

c.6G级螺纹直径基本偏差E1（以螺距为基准）

P0.8 0.024 P1.00 0.026 P1.25 0.028 P1.5 0.032

P1.75 0.034 P1.00 0.026 P2.5 0.042

例：M8 6G级内螺纹中径上限：7.188+0.026+0.16=7.374

下限：7.188 0.026 = 7.214

上限公式2 GE1 TD2为中径基本尺寸偏差公差

下限公式2 GE1为中值直径偏差

3.外螺纹大径计算及公差（GB 197/196）

a.外螺纹6h大径的上限值为螺纹直径值，例如M8为φ8.00，上限值公差为“0”

b.外螺纹6h级大径下限公差（以螺距为基准）

P0.8-0.15 P1.00-0.18 P1.25-0.212 P1.5-0.236 P1.75-0.265

P2.0-0.28 P2.5-0.335

大径下限计算公式为：d-Td，即螺纹大径基本尺寸-公差

例：M8外螺纹6h大径尺寸：上限为φ8，下限为φ8-0.212=φ7.788

c.外螺纹大径计算及公差6g级

6g级外螺纹标准偏差（以螺距为基准）

P0.8-0.024 P1.00-0.026 P1.25-0.028 P1.5-0.032 P1.25-0.024 P1.75-0.034

P2.0-0.038 P2.5-0.042

上限计算公式d-ges为螺纹大径基本尺寸-参考偏差

下限计算公式为d-ges-Td，即螺纹大径基本尺寸-参考偏差-公差

例：M8外螺纹6g级大径上限φ8-0.028=φ7.972

下限φ8-0.028-0.212=φ7.76

注：①螺纹大径由螺纹杆毛坯直径和滚丝板/滚丝轮的磨损程度决定，且在相同毛坯和螺纹加工刀具的条件下，其值与螺纹中径成反比，即中径越小，大径越大，反之亦然。

②对于需要进行热处理、表面处理加工的零件，实际生产中考虑到加工工序的关系，螺纹大径应控制在6h级的下限加0.04mm以内。例如M8外螺纹滚压时应保证大径在φ7.83以上，φ7.95以下。

4.内螺纹小径计算及公差

a.内螺纹小径（D1）的基本尺寸计算

小螺纹

基本直径尺寸=内螺纹基本尺寸-螺距×系数

例：内螺纹M8小径基本尺寸为8-1.25×1.0825=6.646875≈6.647

b.内螺纹6H级小径公差（以螺距为基准）及小径值计算

P0.8 0.2 P1.0 0.236 P1.25 0.265 P1.5 0.3 P1.75 0.335

P2.0 0.375 P2.5 0.48

内螺纹6H级的下限偏差公式为D1HE1，即内螺纹小径基本尺寸偏差。

注：6H档下偏差值为“0”

内螺纹6H等级的上限计算公式=D1+HE1+TD1，即内螺纹小径基本尺寸偏差公差。

例：6H级M8内螺纹小径上限为6.647 0=6.647

6H级M8内螺纹直径下限为6.647+0+0.265=6.912

c.内螺纹6G级小径基本偏差（以螺距为基准）及小径值计算

P0.8 0.024 P1.0 0.026 P1.25 0.028 P1.5 0.032 P1.75 0.034

P2.0 0.038 P2.5 0.042

内螺纹6G级小径下限计算公式=D1GE1，即内螺纹基本尺寸偏差

例：6G级M8内螺纹直径下限为6.647+0.028=6.675

6G级M8内螺纹小径的上限公式为D1+GE1+TD1，此为内螺纹基本尺寸偏差公差。

例：6G级M8内螺纹直径上限为6.647+0.028+0.265=6.94

注：①内螺纹牙高与内螺纹承受扭矩有直接关系，因此在毛坯生产时应保持在6H级的上限范围内。

②在内螺纹加工过程中，内螺纹直径越小，越会影响刀具——丝锥的使用效率。从使用角度来说，直径越小越好。但综合考虑，直径一般在中限和上限之间。如果是铸铁或铝件，直径应在下限和中限之间。

③6G级内螺纹小径在毛坯生产时可按6H级执行，其精度等级主要考虑螺纹中径的涂层，因此螺纹加工时只考虑丝锥中径，不必考虑光孔小径。

5.分度头单分度法计算

单除法计算公式：n=40/Z

n：为分度头应旋转的圈数

Z：工件等分数

40：分度头常数

例：铣削六角形的计算

代入公式：n=40/6

计算： ① 简化分数：找出最小的除数2来简化分数，即把分子和分母都除以2，得到20/3。同时，把分数分成等份，不做任何改变。

②计算分数：此时需考虑分子和分母的值；如果分子大于分母，则计算。

20÷3=6(2/3) 是 n 的值，也就是分度头要转 6(2/3) 圈，此时分数已经变成带分数，带分数 6 的整数部分就是分度头要转的 6 圈，带分数 2/3 只能是 2/3 圈，必须重新计算。

③分度盘选型计算：小于一圈的计算必须借助于分度头的分度盘来实现。计算的第一步是将分数同时扩大2/3。例如：如果分数同时扩大14倍，则为28/42；如果同时扩大10倍，则为20/30；如果同时扩大13倍，则为26/39……扩大倍数的多少要根据分度盘上的孔数来选择。

此时应注意以下几点： ①所选分度盘的孔数必须能被分母3整除，如上例中42孔是3的14倍，30孔是3的10倍，39孔是3的13倍……

② 分数的展开必须是分子和分母的展开，且等分不变，例如

28/42=2/3×14=（2×14）/（3×14）；20/30=2/3×10=（2×10）/（3×10）；

26/39=2/3×13=(2×13)/(3×13)

28/42的分母42表示用42孔分度盘分度；分子28表示在上轮定位孔上向前转28孔后第29孔是此轮的定位孔；20/30表示在30孔分度盘上向前转10孔后第11孔是此轮的定位孔；26/39表示在39孔分度盘上向前转26孔后第27孔是此轮的定位孔。

铣六角（六等分）时，可用42孔、30孔、39孔等能被3整除的孔作为分度孔：操作是先将手柄旋转6圈，再正转28 1/10 1/26!上轮定位孔上的29/11/27孔作为本轮定位孔。

例2：铣削15齿齿轮的计算

代入公式：n=40/15

计算 n=2(2/3)

就是先转2个整圈然后选取孔板上能被3整除的分度孔，如24、30、39、42.51.54.57、66等再向前转16、20、26、28、34、36、38、44加1个孔，也就是17、21、27、29、35、37、39、45个孔作为此轮的定位孔。

例 3：铣削 82 个齿的分度计算

代际渗透公式：n=40/82

计算 n=20/41

也就是只要选择41个孔的分度盘，在上面的轮子定位孔上转20+1，也就是第21个孔作为这个轮子的定位孔。

示例 4：铣削 51 个齿的分度

计算

代入公式n=40/51，由于此时无法计算分数，所以只能直接选择孔，即选择51个孔的分度盘，然后选择上轮定位孔。

转角51 1，即孔52作为本轮子的定位孔。

例5：铣削100齿的分度计算

代入公式 n=40/100

计算 n = 4/10 = 12/30

即选用30孔的分度盘，在上轮定位孔上旋转12 1，即以13号孔作为此轮的定位孔。

若所有分度盘均无所要求的孔数，则应采用复合分度法，不在本计算方法之内。实际生产中，一般采用滚齿加工，因为复合分度计算后实际操作极为不便。

6. 圆内接六边形正方形的计算

公式： ① 求圆D的六边形对边（S边）

S=0.866D即直径×0.866（系数）

② 从六边形（S面）的对边求出圆的直径（D）

D=1.1547S，即对边×1.1547（系数）

7.冷镦工艺中六角对边及对角线的计算

公式 ① 利用外六边形的对边（S）计算对角e

e=1.13s，即对边×1.13

② 从内六角的对边（s）求出对角（e）

e=1.14s，即对边×1.14（系数）

③对角头材料直径（D）按外六角对边（s）计算，圆直径（D）应按（6.2公式）计算并适当增加偏心值，即D≥1.1547s，偏心值只能估算。

8. 圆内接正方形的计算

公式：①圆（D）求正方形（S面）的对边

S=0.7071D即直径×0.7071

② 根据四条对边（S）找出圆（D）

D = 1.414S，即对边×1.414

9.冷镦工艺中对边、对角的计算

公式 ① 根据四条对边（S）求出对角（e）

e=1.4s，也就是对边（s）×1.4参数

② 根据内正方形的对边（s）求出对角（e）

e=1.45s，即对边的系数（s）×1.45

10. 计算六边形的体积

公式①s20.866×H/m/k即对边×对边×0.866×高度或厚度

11. 计算截头圆锥的体积

公式为0.262H（D2 d2 D×d），也就是0.262×高度×（大头径×大头径 小头径×小头径 大头径×小头径）

12.球面段（如半圆形头）的体积计算

公式3.1416h2(Rh/3)为3.1416×高×高×(半径－高÷3)

13.内螺纹丝锥加工尺寸计算

1.丝锥大径D0的计算

公式D0=D+（0.866025P/8）×（0.5~1.3）即丝锥大径螺纹基本尺寸为0.866025螺距÷8×0.5~1.3

注：0.5~1.3 之间的系数选取应根据螺距的大小来确定，螺距值越大，系数应越小，反之，螺距值越小，系数应越大。

2.丝锥中心径（D2）的计算

公式：D2=（3×0.866025P）/8，即丝锥直径=3×0.866025×螺距÷8

3.丝锥直径（D1）的计算

公式：D1=（5×0.866025P）/8，即丝锥直径=5×0.866025×螺距÷8

14.各种镦粗形状材料长度的计算

已知：圆的体积公式为直径 × 直径 × 0.7854 × 长度或半径 × 半径 × 3.1416 × 长度

即d2×0.7854×L或R2×3.1416×L

计算的时候，需要的材料体积是X÷直径÷直径÷0.7854或者X÷半径÷半径÷3.1416，也就是需要送料的材料的长度。

公式 = X/(3.1416R2) 或 X/0.7854d2

式中X代表所需材料体积值

L代表材料的实际长度

R/d 表示进给的实际半径或直径

15.滚齿机齿轮的计算

a.滚动齿轮主轴常数24

b.滚动齿轮的计算是通过分解数据来实现的，即同时扩大或缩小其等分部分。

常见材料重量计算公式

以下公式供相关人员参考，在采购或评估材料重量时，若是称重则以实际重量为准，若是计算则可按照以下公式估算重量（以下公式已简化以确保正确性，注意所有计算单位必须换算成毫米，以便结果为公斤。1米=1m=1000毫米=1000mm）

1、

实心棒材：假设棒材直径为150mm，长度为3000mm（即3米），则它的重量为：

重量=直径×直径×长度×系数6.165÷100万

=150*150*3000*6.165/100 0000 =416.1375公斤

此公式同样适用于计算圆孔内径所占重量以及其他圆柱形实心钢材的重量。

2、

无缝管：假设管材外径为168mm，壁厚为8mm，长度为6米（即6000mm），则它的重量为：

重量=（管材外径-壁厚）×壁厚×管材长度×4倍×系数6.165÷100万

= (168-8) * 8 * 4 * 6000 * 6.165 / 100 0000 = 189.388 公斤

或者也可以根据外径和壁厚计算内径：本题中管道内径为168-8*2=152mm

重量=（管外径×管外径-管内径×管内径）×管长×系数6.165÷100万

= (168*168-152*152)*6000*6.165 / 100 0000 = 189.388 公斤

此公式还可用于计算环形物体，例如法兰和圆柱形物体。

假设法兰的外径为300毫米，内径为200毫米，厚度为25毫米，则其重量为：

重量=（法兰外径×法兰外径-法兰内径×法兰内径）×法兰厚度×系数6165÷100万

= (300*300-200*200)*25*6.165/1000000=7.7公斤

如果减去法兰上法兰孔的重量，假设法兰孔直径为22mm，数量为20个，则法兰孔需减去的重量为：

20个法兰孔需减轻的重量=法兰孔径×法兰孔径×法兰厚度×系数6.165/1000000×法兰孔数

=22*22*25*6.165/1000000*20件=1.49公斤

因此法兰净重约为：7.7-1.49=6.2公斤

3.

方形钢板：假设钢板宽2米（即2000mm），长6米（即6000mm），厚20mm，则它的重量为：

重量=长×宽×厚×系数7.85÷100万

=2000*6000*20*7.85/100 0000=1884公斤。

注：上表中系数6.165/100 0000来源于：

π/4×钢密度7.85/100 0000＝3.1415926/4*7.85/100 0000＝6.165/100 0000

系数7.85/100 0000来源于：钢的理论密度为7.85/100 0000千克每立方毫米。

当材质不是钢（铸钢按钢计算）时，

对于铸铁，系数6.165改为5.65，系数7.85改为7.2。

例如，对于铜（包括铜合金），系数6.165改为6.99，系数7.85改为8.9。

公式中的除法因子一百万 (1,000,000) 在两种情况下均保持不变。