锻造基本知识

锻造－在加压设备及工（模）具的作用下，使坯料或铸锭产生局部或全部的塑性变形，以获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法称为锻造。

可以这样理解，锻造就是将铁块加热或不加热，在力的作用下成形的一种加工方法。

俗称：打铁
主要锻造类别：模锻、自由锻、挤压和辗环
锻造设备类别
•液压机（过去称水压机）锻造
模锻液压机锻造/自由液压机锻造
•锤锻
重力（落）锤锻(夹杆锤、皮带锤、夹板锤)
•空气锤
模锻锤/自由锻锤
•蒸气锤（蒸空锤）
模锻锤/自由锻锤
•液气锤( 模锻)
•电液锤（全液压锤）(模锻)
•其它类型锻锤
高速锤/对击锤/内燃锤
•机械压力机锻造
•螺旋压力机锻造
摩擦螺旋压力机
电动螺旋压力机
离合器式螺旋压力机
液压螺旋压力机（几乎淘汰没有了）
•特种锻造设备锻造
镦锻机/挤压机/旋压机
辊锻机/径向锻造机
辗扩机(辗环机)/摆辗机平锻机/楔横轧机
锻造辅助设备
锻造主要市场
什么是冲压、钣金与制作
冲压、钣金与制作是金属板材、管材和型材塑性加工的基本方法之一，它是利用冲压、钣金设备提供动力，借助模具控制坯料变形，使毛坯按照预期的要求成为产品零件的加工过程。

1、钣金工艺包括：折、弯、剪、切、铆、冲
2、冲压工艺包括：拉深、旋压、滚压、冲
3、冲压、钣金与制作许多工艺重叠，没有没有明显的清晰的界限，是一对孪生兄弟。

美国和欧洲工业体系中，冲压、钣金与制作之间有明确的区别，在俄罗斯和中国的体系中没有明确，而且一部分冲压和钣金工艺产品归类于五金行业。

4、从工艺过程来看，冲压设备、冲压模具和冲压坯料三个要素是缺一不可的。

冲压工艺把三个要素连接成一个不可分割的整体。

冲压、钣金与制作的特点
1、主要用于金属板材、带材、管材和型材的加工，而且多在常温下进行；
2、操作简单、生产效率高、易于实现自动化；
3、工件表面质量好、生产成本低廉；
4、可以成形形状较为复杂的零件，而且成形零件强度好、刚度大、重量轻；
5、加热应用少、也不需要切除大量金属，节能节材；
6、应用广泛，涉及到金属制造的各行各业；
冲压、钣金与制作的应用领域
汽车、摩托车、拖拉机、工程机械、运输机械、电机、电器、仪器仪表、航空、航天、兵器、船舶、轻工机械、纺织机械、电子、家电、电梯、厨房设备、办公家具、通讯设备、石油化工设备、锅炉、建筑材料等。

冲压、钣金与制作的工艺分类
归纳为两大类，分离工序和成形工序。

分离工序
分离工序就是使工件与板料，或者使工件与半成品的某个部分，沿一定的轮廓线实现相互分离的加工方法。

主要工序包括：剪切（切断）、冲裁（落料）、冲孔、修边、剖切、精密冲裁等。

成形工序
成形工序是使平板毛坯或半成品的某个部分或整体改变形状的加工方法。

主要工序有：弯曲（压弯、滚弯、卷弯、拉弯等）、拉深、胀形、翻边扩口、缩口、卷边、校平、旋压等。

冲压、钣金与制作的工艺描述－分离
板材的剪切割
剪切是将板料剪成条料、块料或一定形状的毛坯，以供其它冲压工艺使用。

所以，剪切一般
属于下料工序。

主要设备：剪板机，激光、水、等离子切割机。

管材和型材的剪切割
主要有冲切、双重冲切、芯棒剪切、芯棒双重剪切、旋转辊剪切，也有激光、水、等离子切割。

型材剪切的主要方法：冲切和切割。

冲压、钣金与制作的工艺描述－冲裁
冲裁
冲裁是借助模具使板料分离的一种基本工序。

冲裁的用途很广，既可以制成平板零件或为弯曲、拉深、成形等下道工序提供毛坯，也可以在已成形的冲压件上进行切口、剖切、修边等冲压加工。

经过冲裁后，板料分为两部分，即冲落部分和带孔部分。

从板料上冲下所需要的零件（或坯料）叫落料；在工件上冲出所需的孔叫冲孔。

冲裁的主要参数：冲裁力、冲裁间隙。

管材与型材的冲裁
管材的冲孔。

在一般冲床上就可以完成，模具简单，效率高。

管材和型材端头的冲裁。

效率高、质量稳定，得到了广泛应用。

高速冲裁
高速冲裁就是在大批量生产中，采用快速冲裁的一种方法。

它对模具寿命和冲压自动化要求相对较高。

主要用于电子、电气、电机等行业。

高速冲裁有专门的高速冲裁压力机。

精密冲裁
精密冲裁就是利用特殊的冲裁模具和设备得出高精度冲压件的冲裁方法。

与传统冲裁相比具有优质、高效、低耗的特点，广泛应用于仪器、仪表、办公机械、计算机、电器、开关、
纺织机械、其重运输机械、工量具、液压元件、汽车、摩托车、拖拉机、农机、兵器、航空器等制造部门。

冲压、钣金与制作的工艺描述－弯曲
把平板毛坯、型材、管材和线材等弯成一定曲率、一定角度形成一定形状零件的冲压工艺称为弯曲。

弯曲分为：板材弯曲、型材弯曲、管材弯曲和线材弯曲等。

冲压、钣金与制作的工艺描述－拉深
拉深也叫拉延，是利用模具使冲裁后的平板毛坯变成为开口的空心零件的冲压加工方法。

用拉深的工艺可以制成筒形、阶梯形、锥型、球形、盒形和其它不规则形状的薄壁零件。

在汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、电子等行业的制造生产中有着十分重要的地位。

冲压、钣金与制作的工艺描述－成形
胀形
胀形包括板料的局部胀形和空心坯料胀形，是冲压成形的基本工序之一。

胀形一般需要专用设备和模具。

胀形可以生产普通成形工艺难以成形的形状，可以减少零部件个数，减轻主机重量；但生产效率较低、工装设备复杂。

翻边
翻边就是在成形坯料的平面部分或曲面部分上，使板料沿一定的曲线翻成竖立边缘的成形方法。

卷板
将板料压卷为筒或管型件，焊合后成为筒件或管件。

缩口
缩口是将预先成形的空心开口件或管材的口部直径缩小的一种成形方法。

扩口
扩口与缩口相反，它是使管材或冲压空心件口部扩大的一种成形方法。

主要应用在管件连接中。

旋压
普通旋压：成形回转体零件的工艺过程，包括：缩颈旋压、封头旋压、成形旋压、扩颈旋压、制梗、分离、焊接等。

变薄旋压：与普通旋压相同，不同的是坯料壁厚在成形中显著减薄而直径尺寸基本不变。

厚板成形
一般是指板料厚度在6mm以上的大型零件的冲压成形。

考虑到厚板的成形难度和模具材料，工程上多采用热冲压成形，有时也采用温压和冷压成形。

主要用于锅炉和压力容器产品上的封头成形。

特殊冲压
（1）爆炸成形：利用炸药爆炸时所释放的能量，通过介质的传递作用使毛坯成形的方法。

用于冲孔、粉末压制、板材的复合等。

（2）放电成形：电水成形、电爆成形和电磁成形的总称。

（3）软模成形：利用弹性体或流体代替凸模或凹模压制金属板材、管材的冲压方法。

（4）液压成形：只使用金属的凸模或凹模，利用液体压力将板料或管坯压入模具进行成形- 也称半模成形。

冲压、钣金与制作的模具
分类
按工艺性质分类：冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模、翻边模、缩口模、胀形模等
按工序组合分类：单工序模、复合模、连续模等
按操作方式分类：手工操作模、半自动化模、自动化模等
按生产适用分类：通用模、专用模。

按尺寸大小分类：大型冲模、中型冲模和小型冲模
基本结构组成
工艺类零件：工作零件、定位零件、卸料零件和顶出零件。

辅助类零件：导向零件、支撑及夹持零件、紧固零件等
冲压、钣金与制作设备
主要包括生产设备和辅助设备两大类，其中，生产设备就是直接应用于生产的设备；辅助设备就是间接为锻造生产提供服务的设备。

主要有两种，一种是根据设备驱动方式分为：气动设备、液压设备、机械设备等；另一类是根据设备的用途分为：预处理设备、下料设备、成形设备和后处理设备等。

下面将结合上述两种分类方式，按照生产工艺流程简单介绍各种冲压设备。

一、钢材预处理设备
钢板预处理生产线
用于清楚钢材表面的铁锈和氧化皮等，为下料工序作准备。

多为机械驱动设备。

板材校平机
用于板材的预先校平。

主要按校平辊子的数量和校平宽度进行分类，如17辊校平机。

多为机械驱动设备。

矫直机
用于管材、型材的矫直。

多为机械和液压驱动。

板材开卷校平生产线
用于卷料的开卷、校平备料工作。

通常配有剪切设备，剪切成不同规格的带料和板料。

有时也与压力机连接成冲压线进行冲裁，形成下料中心，从而提高生产率、降低制造成本。

二、下料设备
剪板机
手动剪板机：用于板材、管材、型材和线材的切断。

国产编号：Q02-X，X为剪切厚度
脚踏式剪扳机：用于剪切薄板、窄板；
气动式剪板机：大多用于剪切线上，速度快，剪切次数高。

机械剪板机：用于板材的直线剪切。

剪切厚度一般为1-25mm，
国产编号为Q11-X-Y，X为剪切厚度，Y为剪切宽度。

液压剪板机：用于板材的直线剪切。

剪切厚度一般为6-32mm，
国产编号为Q11（12）Y-X-Z，X为剪切厚度，Z为剪切宽度
联合冲剪机：是一种应用非常广泛的金属剪断分离设备，它不仅可以对金属板材、型材进行剪断加工，还可以在板材和型材的平面部分进行冲孔和模剪。

正是因为其剪切工艺形式较多，所以才称作联合冲剪机。

切割机
气体火焰切割机：主要采用氧-乙炔燃烧火焰进行切割，用于中厚板的切割下料，切割厚度一般在12mm以上。

等离子切割机：采用等离子弧对金属材料进行切割，切割厚度一般在12-25mm。

与火焰切割相比，切割质量高、速度快。

激光切割：采用激光束对金属材料进行切割，切割厚度一般在1-12mm。

高压水切割：但多用于非金属材料的切割。

锯床：管料和型材的切断。

三、下料或落料设备
冲裁
开式压力机：也称C型压力机，多为曲柄压力机，也有少量液压压力机。

有单柱固定工作台、双柱固定工作台和双柱可倾工作台等。

闭式压力机：机架为封闭式结构，是最常用的锻压设备之一。

分为机械和液压两大类。

一般吨位都在160吨以上，最大可达3150吨。

冲床：有高速冲、普通冲、转塔冲和叠钢片冲等之分。

四、成形设备
弯曲
板料折弯压力机：备有分段模具，以便于加工封闭箱形零件。

多数采用液压驱动方式，折弯吨位从20-315吨，折弯宽度从1-6米不等。

折边机：折边机主要用于金属薄板加工，能折弯金属箱柜、盒壳、翼板、筋板、U形梁、矩形管、屏板。

卷板机：把金属板材弯曲成圆柱形、弓形和圆锥形（角度不大于12°）零件。

主要有三辊和四辊两大类。

卷板厚度：2-25mm，宽度：1500-3500 mm。

型材卷弯机：在冷态下弯曲各种型材的设备。

弯管机：用于管子的弯曲，管子可在一个平面内或不同平面内在冷态下弯成任意角度，并可进行左右弯曲。

还可以弯曲角钢、槽钢、工字钢等型材或异性管材。

校正弯曲压力机：可以矫正型钢和管材。

圆材校直切断机：用于校直和切断圆材。

通用设备：上面介绍的机械压力机和液压机，结合专用模具都可以进行弯曲工作。

拉深
拉深液压机：液压传动，完成压边和拉深。

机械压力机：下传动双动、单点双动、双点双动、四点双动和单动拉深压力机。

五、自动线
从原材料开始，完成各种加工工序成为成品的生产线。

包括各种自动上料、卸料、传输和控制系统。

六、安全
在冲压生产过程中，为了防止和消除人身、设备事故，保障操作者的安全和健康，根据冲压生产的特点和生产环节的需要而采取的各种技术措施。

包括隔振装置、降噪装置、除尘、操作安全光栅等设备和装置
冲压、钣金与制作工艺设计思考的问题
工艺的制定主要考虑如下因素：
1、冲压件的分析
2、原材料的选定与备料工序
3、变形工序的确定
4、辅助工序的确定
5、模具类型的确定
6、冲压设备的选择
7、机械与自动化方案的选定
8、确定冲压件的质量检测方。