锻压概念辨析

文/关世伟·北京航空航天大学机械工程及自动化学院

锻压概念辨析

文/关世伟·北京航空航天大学机械工程及自动化学院

随着锻压技术的发展，锻压概念的内涵也发生了一定的变化。锻压是锻造、冲压、钣金制作的统称，在锻压的三大组成部分当中，锻造与冲压的区别或者锻造与钣金制作的区别是比较明显的，比较容易混淆的是冲压与钣金制作。

2014年年初由于制定锻压装备信息化水平评测规范的需要.在中国锻压协会与张金秘书长等人就锻压的一些概念进行了讨论。虽然.一些概念在行业内被广泛使用.但定义不统一.并没有准确的定义和清晰的解释.有的概念还比较容易混淆。为此本人近期做了一些功课.现将一点心得编写成文.供同行参考、讨论.欢迎批评指正。

金属优异性能使得它成为制作机械零件的主要材料.从金属原材料演变到金属零件的过程就是金属加工的过程。金属加工的主要目的是使原材料形成功能零件所要求的几何形状.有些情况下.通过金属加工还可以改变材料的性能。

金属的加工方法多种多样.金属塑性成形是一类重要的金属加工方法.金属材料在外力的作用下产生塑性变形.从而获得具有一定几何形状、尺寸和力学性能的零件或毛坯的加工方法。其特点是在成形过程中不添加或去除材料.而且材料的质里也是不变的。金属塑性成形包括轧制、挤压、拉拔、锻造、冲压和钣金制作等不同的加工工艺。金属塑性成形也可以称作金属压力加工.它们是同一概念的不同名称。金属塑性成形强调了外力作用产生的塑性变形；而金属压力加工则强调了产生塑性变形的外力。锻压一般被理解成是锻造、冲压和钣金制作的统称.根据金属塑性成形的定义和解释.锻压属于金属塑性成形的范畴。

关于“锻压”的定义

在汉语词典中“锻压”被解释为锻造和冲压的统称。英文文献中并没有“锻压”一词.但在俄文和日文文献中却可以找到.如俄文的“кузнечнопрессовые машины”.日文的“鍛圧機械”。俄文和日文中的“锻压”与中文中的“锻压”含义也是一致的。在英文中与“锻压”比较接近的概念有“plastic forming”和“metal forming”等.但它们包含的内容要比“锻压”更为广泛。根据我国制造业的发展历史.“锻压”一词应该是从俄国（前苏联）而来。

中国锻压协会网站对锻压的解释是“锻压生产即金属成形压力加工。锻压行业是一个古老而又充满活力的行业。锻压通常是指锻造、冲压和钣金制作”。随着锻压技术的发展和应用面的扩展.这个解释现在看来并不十分准确.可能存在几个问题。⑴锻压并不能等同于金属成形压力加工.金属成形压力加工的概念要比锻压更为广泛。⑵锻压制品的材料不只是金属.锻压设备已经应用于一些非金属材料（如增强塑料、粉末和砖坯等）的成形。⑶成形力也不一定只是压力.板料的拉形、型材的拉弯等主要成形力就不是压力。

锻压既不是一种具体的加工方法.也不是针对某一种材料或某一种加工原理的所有加工方法.而是几种具体加工方法的统一称呼。目前将锻压解释为锻造、冲压和钣金制作的统称足矣.没有必要再进一步对“锻压”进行定义.只要准确给出锻造、冲压和钣金制作的定义即可。

锻造、冲压和钣金制作的定义

根据上面的分析并参考国内外的定义.下面分别给出锻造、冲压和钣金制作的定义和分类。

锻造是利用工具或设备对可延展性金属坯料施加压力.使其产生塑性变形.以获得一定几何形状和尺寸的零件或毛坯.并改善其材料性能的加工方法。锻造按加工方式可分为自由锻、胎模锻、模锻、特种锻造（辊锻、楔横轧、摆辗、径向锻造、辗环、粉末锻造、半固态模锻）等。

冲压是指利用加压设备和专用模具对坯料施加压力.使其发生塑性变形（流动）或分离.以获得所需几何形状和尺寸的零件加工方法。从工艺变形角度来区分.冲压加工可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序包括剪切、落料、冲孔、修边、剖切、精密冲裁等。成形工序包括弯曲（压弯、滚弯、卷弯、拉弯等）、拉深、胀形、翻边、扩口、缩口、卷边、校形、旋压等。

钣金制作是指利用手工工具或通用设备实现金属板材或薄壁材料的变形、分离和连接.以获得所需几何形状和尺寸的零部件加工方法。钣金制作是一种综合冷成形工艺.包括剪切、冲裁、切割、冲/切复合、折弯、焊接、铆接、拼接、成形等工序。

图1是锻压的简单发展过程.从图中可以看到锻造、冲压和钣金制作之间的关系。表1对锻造、冲压和钣金制作进行了对比.可以更直观地看出它们的区别。表2是锻造、冲压和钣金制作这三种术语的几种中外文对照。

图1 锻压的简单发展过程

■ 表1 锻造、冲压和钣金制作主要区别

■ 表2 中外文术语对照表

■ 表3 零件的加工方法及归属

冲压和钣金制作的区别

钣是指金属板.而钣金则是动词.是对金属板材进行加工。钣金加工可分为冲压和钣金制作两大部分.运用钣金加工工艺生产的零部件就称为钣金件。冲压和钣金制作得到的零件都是钣金件。冲压得到的零件还可以称为冲压件.钣金制作得到的零件称为钣金制作件。这里需要注意的是不能将钣金件与钣金制作件混淆.钣金制作件只是钣金件的一部分。

很多钣金件既可以利用冲压方法加工.也可以利用钣金制作方法加工.有的还可以同时使用这两种方法加工而成。因此.钣金件与钣金制作件单从外观上看有时是很难区分的。想要正确区分它们.必须从它们的制作过程来区分.必须根据零件主要特征的加工方法来区分。通常情况下.以零件的基础（整体）形状为主要特征.而局部形状为次要特征。图2所示的零件可以通过不同的加工方法（表3）来制作。该零件具有外形轮廓和孔两个特征.而外形轮廓是主要特征.孔是次要特征。根据主要特征加工方法的不同就可以判断该零件是冲压件还是钣金制作件。

在表3中.方法1所得到的零件的所有特征都由冲压方法获得.此种情况下.该零件为冲压件。方法2所得到的零件的所有特征都由钣金制作方法获得.此种情况下.该零件为钣金制作件。对于方法3和4.零件的两个特征制作方法不同.此时就要看主要特征是如何获得的。方法3的主要特征由冲压方法获得.尽管孔是利用钣金制作方法获得.零件仍然属于冲压件。同理.方法4得到的零件属于钣金制作件。

图2 拉板零件

结束语

锻压是锻造、冲压和钣金制作的统称.物体在外力作用下产生塑性变形是其成形的基本原理。然而这并不是唯一的原理.在锻压工艺中还存在其他的原理。

在锻压的三大组成部分当中.锻造与冲压的区别或者锻造与钣金制作的区别是比较明显的.比较容易混淆的是冲压与钣金制作。区分冲压件与钣金制作件的有效办法就是看零件主要特征的加工过程。零件的主要特征由冲压工艺得到就是冲压件.由钣金制作工艺得到就是钣金制作件。

关世伟.博士.中国锻压协会锻压装备信息化推进委员会技术文件主撰人.主要从事冲击充液成形、轻型结构和锻压装备信息化等方面的研究.主持过航空科学基金和航天支撑技术基金的研究.曾获得国防技术科学技术一等奖。