钣金褶皱详细介绍

钣金褶皱是钣金加工过程中板材局部发生非预期的塑性弯曲、起皱的外观与结构缺陷，多出现于薄板、曲面或折弯 / 拉伸 / 冲压工序中，本质是板材受外力作用时，局部应力超过材料的抗失稳极限，导致金属层发生不规则的挤压、堆叠变形，不仅影响钣金件的外观精度，还会降低零件的结构强度、装配适配性，严重时直接导致工件报废，是薄板钣金加工中最常见的质量问题之一。

钣金褶皱的产生并非单一因素导致，核心与材料特性、工件结构设计、加工工艺参数、工装夹具精度四大维度相关，不同加工工序下的褶皱成因有明显差异，其中折弯、拉伸（拉深）、冲压成形是褶皱高发工序，此外薄板的下料、折弯后的校平环节也可能出现次生褶皱，具体成因分工序说明如下：

折弯工序的褶皱：这是最常见的褶皱类型，多出现于薄板折弯的内侧、折弯边的端部或大圆弧折弯处。核心原因一是折弯间隙过大，模具凸模与凹模的间距超过板材厚度的合理范围，板材折弯时无法被均匀压紧，局部发生翘曲、起皱；二是板材较薄（一般厚度≤1.5mm 的冷轧板、铝板）且折弯边长，板材自身刚性不足，折弯过程中受弯矩作用易发生失稳起皱；三是折弯速度过快、模具圆角过大，板材折弯时的受力过渡不平稳，局部金属流动不均，形成褶皱；四是工装定位不准，板材折弯时发生偏移，单侧受力过大导致局部挤压起皱。

拉伸 / 拉深工序的褶皱：多见于圆桶、方盒类拉深件的侧壁、法兰边（料边）位置，分为 “法兰边褶皱” 和 “侧壁褶皱”。法兰边褶皱是拉深时，法兰处的金属受径向拉力、切向压力作用，切向压应力超过材料抗失稳极限，导致法兰边发生环形或局部褶皱；侧壁褶皱则是拉深模的凸模与凹模同心度偏差，或板材厚度不均、拉深速度过快，导致侧壁金属流动不均，局部被挤压起皱，薄料拉深时若未设置压边圈，或压边力过小、压边圈受力不均，会直接引发严重的法兰边褶皱。

冲压成形（曲面 / 异形件）的褶皱：针对弧形、波浪形、异形曲面钣金件，冲压时板材局部受单向或双向压应力作用，若工件结构设计中无足够的加强筋、压边结构，或冲压模的成形面精度不足，板材无法被均匀拉伸、贴合模具，局部金属因应力集中发生失稳起皱，比如弧形薄板的冲压，若模具无防皱筋，易在曲面的曲率变化处形成褶皱。

其他工序的次生褶皱：下料环节若板材校平不充分，原始板材存在翘曲、波浪纹，后续加工会将原始缺陷放大为明显褶皱；焊接工序中，薄板焊接的热应力会导致局部金属热胀冷缩不均，引发焊接区域周边的翘曲、褶皱；此外，钣金件的搬运、装夹过程中，若工装夹力过大、夹点分布不合理，薄板因刚性不足会被夹压出局部褶皱。

同时，材料自身特性也会影响褶皱的发生概率：板材厚度越薄、屈服强度越低、延伸率越高，越容易发生失稳起皱，比如铝合金板（如 6061、5052）比冷轧钢板（SPCC）更易起皱，0.8mm 薄板比 2.0mm 厚板的起皱风险高得多；而材料表面有划痕、材质不均，也会导致局部应力集中，诱发褶皱。

针对钣金褶皱，核心遵循 **“预防为主，修复为辅”** 的原则，不同成因对应不同的解决措施，且修复仅适用于轻微褶皱，重度褶皱因材料已发生不可逆的塑性变形，无法通过修复恢复精度，需直接返工，具体防控与修复方法分维度说明：

一、设计层面：从源头降低起皱风险

对薄板钣金件，合理增加加强筋、压边槽、防皱筋结构，提升板材自身刚性，分散成形时的应力，比如在大尺寸折弯边、弧形曲面处设计条状加强筋，拉深件的法兰边处设计环形防皱筋，阻止金属的不规则流动。

优化折弯、拉深的结构参数，比如增大折弯处的内圆角半径（避免过小圆角导致局部挤压），拉深件的拉深比控制在材料的合理范围内（冷轧钢板拉深比一般≤1.8，铝合金板≤1.6），避免过度拉深导致金属流动失稳。

尽量避免对超薄板（≤0.5mm）设计大尺寸、无支撑的折弯边或曲面，若必须设计，需配套专用的防皱工装。

二、工艺参数层面：适配材料与结构，优化加工参数

折弯工序：精准匹配折弯模具的间隙，间隙值一般为板材厚度 ×1.05~1.1（薄板取偏小值，厚板取偏大值），比如 1.0mm 冷轧板，折弯间隙控制在 1.05~1.1mm；降低折弯速度（薄板折弯速度控制在 5~10mm/s），让板材受力平稳；优化模具圆角，薄板折弯的凹模圆角半径≥板材厚度 ×3，避免局部应力集中；对长折弯边的薄板，增加辅助定位压料块，折弯时先压紧板材再折弯，防止板材翘曲。

拉伸 / 拉深工序：设置专用压边圈，根据材料和板材厚度调整压边力，压边力以 “能压紧法兰边、阻止起皱，又不导致板材拉裂” 为原则，薄板采用较小的压边力并逐步递增；降低拉深速度（一般 5~8mm/s），保证金属均匀流动；校准拉深模的凸凹模同心度，确保板材受力均匀；对易起皱的拉深件，采用多次拉深工艺，每次拉深预留合理的余量，避免一次拉深的应力过大。

冲压成形工序：在模具的成形面增设防皱筋，让板材在冲压时先被防皱筋压紧，再随模具成形，强制金属按预定轨迹流动；优化冲压压力和速度，薄板冲压采用 “低压慢冲”，保证板材均匀贴合模具。

三、工装夹具层面：提升精度，保证受力均匀

定期校准折弯机、冲床、拉深机的工装模具，修复模具的磨损、变形部位，保证凸凹模的间隙均匀、同心度达标，避免因模具精度不足导致板材受力不均。

对薄板加工配套专用的防皱工装，比如折弯时的加长压料块、冲压时的多点支撑夹具，装夹时保证夹点分布均匀，夹力适中，避免局部夹压过紧导致变形。

下料前对原始板材进行精密校平，消除板材的原始翘曲、波浪纹，从源头避免次生褶皱。

四、材料层面：把控来料质量，合理选择材料

选择符合国标要求的钣金材料，保证板材厚度均匀、材质一致，避免使用有划痕、翘曲、材质不均的次品板材。

对精度要求高的薄板件，优先选择屈服强度稍高、刚性更好的材料，比如用 5052 铝板替代 6061 铝板（5052 抗失稳能力更强），用 SPCC 冷轧板替代 SECC 电镀锌板（SPCC 刚性更优）。

五、轻微褶皱的修复方法（仅适用于外观件 / 非受力件）

机械校平修复：对折弯、冲压后的轻微褶皱，用专用的校平模、橡胶锤配合平板，对褶皱部位进行缓慢、均匀的压平，注意避免用力过猛导致板材产生新的变形或划痕；若为小面积褶皱，可采用点压的方式，逐步消除起皱。

热校平修复：针对不锈钢板、厚铝板的轻微褶皱，可采用局部低温加热（温度控制在材料的再结晶温度以下，如不锈钢≤200℃），配合校平工装进行压平，利用金属的热塑性消除褶皱，注意薄板禁止高温加热，避免热变形。

打磨抛光修复：对褶皱痕迹极轻微的外观件，可通过逐级打磨（400~1200 目砂纸）、抛光，消除表面的褶皱痕迹，再进行喷漆、喷粉等表面处理，掩盖轻微的结构变形（此方法仅适用于非受力件，且褶皱深度≤0.1mm）。

需要特别注意的是，受力件、高精度装配件即使只有轻微褶皱，也不建议修复，因为褶皱会导致零件局部应力集中，在后续的使用过程中易发生开裂、变形，影响产品的使用性能和安全性，这类零件需直接返工重制。

此外，不同材质的钣金件，褶皱防控的侧重点不同：比如铝合金板加工时，需适当降低加工压力、增大模具圆角，避免硬压导致起皱；不锈钢板（304、316）因韧性好、屈服强度高，褶皱风险较低，但折弯时易出现回弹，需兼顾回弹与褶皱的防控；薄板镀锌板加工时，需注意保护表面镀锌层，校平、修复时避免刮擦，防止镀层脱落生锈。