钣金胀形简介

钣金胀形是通过机械、液压等方式让钣金局部材料塑性变形，形成凸起或凹陷结构的工艺，核心作用是 “一体成型复杂曲面 / 局部特征”（如加强筋、凸台、花纹），无需拼接或焊接，适配板厚 0.5~2mm 的薄壁钣金件，以下是聚焦实操的完整方案：

一、核心设计参数（避免开裂 / 起皱的关键）

1. 基础尺寸规范

胀形高度（h）：常规 h≤3 倍板厚（T），最大不超过 4T（避免材料拉伸过度撕裂）；薄料（T≤1mm）h≤2T，优先采用分步胀形。

圆角与过渡：胀形凸起 / 凹陷的边缘必须做 R1~2mm 圆角（T≤1mm 取 R1，T＞1mm 取 R2），避免应力集中导致开裂。

最小间距：相邻胀形特征（如多个凸台）的中心距≥5T + 2h，防止胀形时材料相互拉扯导致变形。

边缘距离：胀形区域与钣金边缘的距离≥3T + h，避免边缘材料不足导致起皱。

2. 材料与结构适配

材料优选：低碳钢（SPCC）、铝板（5052/6061）塑性好，适合胀形；不锈钢需选退火态（降低硬度），冷作硬化材料需预先退火。

结构限制：避免封闭型深腔胀形（如球形凹陷），优先设计开放式或浅腔结构；胀形区域需保证材料均匀，避免厚薄不均的钣金直接胀形。

二、主流加工工艺（按批量 / 结构选择）

1. 冲压胀形（批量生产首选，高效）

适用场景：批量＞100 件、简单胀形（如圆形凸台、条形加强筋）、板厚 T≤1.5mm。

核心流程：

模具设计：采用专用胀形模（上模为凸模，下模为凹模，间隙 0.05~0.1T），凸模表面做抛光处理（Ra≤0.8μm），避免拉伤材料。

板料预处理：去除表面油污、毛刺，硬材料（如不锈钢）预先退火（温度 1050℃，保温后空冷）。

定位装夹：将钣金件固定在模具上，确保胀形区域对准凸模中心（偏移量≤0.05mm）。

胀形成型：冲床压力按 “材料屈服强度 × 胀形投影面积 ×1.2~1.5” 计算（如 1mm SPCC，直径 20mm 凸台压力约 10~15 吨），凸模下行挤压材料塑性变形，保压 3~5 秒释放应力。

脱模整形：通过模具弹性顶针平稳脱模，用平面模具轻压胀形表面，修正回弹（回弹量≤0.3mm）。

2. 液压胀形（复杂曲面 / 深腔，受力均匀）

适用场景：批量＜50 件、异形胀形（如弧形凸起、不规则凹陷）、板厚 T=1~2mm。

核心流程：

工装准备：定制与胀形形状匹配的液压腔模具，模具内壁做防滑处理，避免材料滑动。

液压控制：将钣金固定在模具间，注入液压油并缓慢加压（压力梯度 0.5MPa/s），让材料均匀贴模变形，避免局部过薄。

保压脱模：达到目标形状后保压 5~8 秒，缓慢泄压后取出工件，检查胀形尺寸和表面质量。

3. 手工胀形（小批量 / 样品，灵活）

适用场景：批量＜10 件、简单浅腔胀形（如小型凸点、浅凹陷）、无设备环境。

核心工具：橡胶锤、木锤、定制冲头（匹配胀形形状）、硬橡胶垫。

操作步骤：

定位支撑：将钣金胀形区域朝下，放在硬橡胶垫上，确保下方有足够变形空间。

分步敲击：用冲头对准胀形位置，用橡胶锤轻敲冲头顶部，逐步施加力度让材料变形，每敲 2~3 下检查一次形状，避免一次性用力过猛。

修正打磨：用砂纸打磨胀形边缘，确保光滑无毛刺，用卡尺检测胀形高度（公差 ±0.1mm）。

三、常见问题速解（现场实操必备）

胀形开裂：材料塑性差 / 胀形高度过高 / 无圆角过渡→ 更换塑性好的材料，降低胀形高度至≤3T，所有边缘加 R1~2mm 圆角，硬材料预先退火。

表面起皱：材料流动不均 / 模具间隙过大→ 减小模具间隙至 0.05~0.08T，采用分步胀形（先胀至目标高度的 70%，再整形至 100%），局部施加预压力限制材料过度流动。

尺寸超差 / 回弹：保压时间短 / 压力不足→ 延长保压时间至 5~8 秒，提升冲床 / 液压机压力（不超过材料屈服强度），增加整形工序修正尺寸。

表面拉伤：模具粗糙 / 无润滑→ 模具表面抛光至 Ra≤0.8μm，冲压 / 液压时涂抹冲压油（硬材料必用），避免干摩擦。

材料局部变薄：胀形速度过快 / 凸模角度过尖→ 降低胀形速度（≤3mm/s），凸模端部做 R1~2mm 圆角，让材料均匀拉伸。

四、关键注意事项

批量生产前必须试产首件，全检胀形高度、圆角、表面质量，合格后再批量加工，每批次抽检 5%~10%。

薄料（T≤0.8mm）胀形时，模具表面贴软质衬垫（橡胶、铜片），避免压伤表面；预拉伸钣金（如冷轧板）需先消除内应力（退火处理），再进行胀形。

不锈钢胀形需用淬火模具（硬度 HRC58~62），冲压压力比低碳钢高 20%~30%，液压胀形时压力梯度放缓至 0.3MPa/s。

胀形后的钣金需进行去应力处理（如低温退火 150~200℃，保温 30 分钟），避免后续使用中变形。