什么是机加工预成型坯？
预成型坯是机加工零件加工前的起始形状。每个机加工零件都从冲压落料件、一段圆棒或管材，或外购的近净成形坯料（如锻件、冷挤压或冷镦坯、铸件，或烧结粉末冶金坯）开始。这个选择通常在拿起刀具之前就已确定。它决定需要去除多少材料、原始流线有多少能保留到成品中、机加工车间需要多少道工序，以及孔隙或硬点会出现在哪里。近净成形预成型坯每公斤成本高于棒料，但能去除大部分切屑，因此即使输入材料成本上升，零件总成本往往仍会下降。对于由棒料加工的零件，去除 70% 的输入材料作为切屑是正常的；由锻件加工同一零件，可能仅产生 15% 的切屑。
为什么预成型坯决定零件成本
加工成本主要取决于材料去除量和装夹次数，而不是原材料价格。近净成形预成型坯能同时改善这两点：需要切削的材料更少，意味着更短的加工周期、更少的刀具消耗和更少的废料处理；预制坯如果已经带有凸台、腹板或法兰，还能从工艺路线中省掉一整道工序。代价是模具和最小起订量，因为锻模、挤压冲头或烧结模具只有在年用量达到一定规模时才划算。低于该用量时，即使多产生切屑，棒料仍更便宜。在 DFM 阶段评审预成型坯的意义，就是在图纸仍可修改时判断零件到底落在哪一边。
各类预成型坯及其适用时机
- 冲压落料件——厂内自制。 落料、冲孔和成形在 Balford 自有 25 吨至 350 吨压机上完成，随后坯件在同一工厂内进行机加工。一次评审覆盖两道工序，且无需在供应商之间交接，因此对于带有机加工特征的平板或轻度成形轮廓，这是最短的路线。
- 圆棒。 中小批量回转体零件的默认选择：无需模具、没有最小起订量，直径只要棒料送料机可加工即可。其成本主要体现在切屑上，因此，若由棒料加工的零件要去除大部分输入材料，它就是改用近净成形坯料的首选对象。
- 钢管。 适用于内孔本身就是孔的情况——套筒、隔套、衬套和壳体可保留采购来的内径，只精加工功能性表面。管壁厚度和同心度会纳入图纸评审。
- 热锻（红冲） ——将坯料加热至红热状态，然后在模具中锻造成形。金属流线沿零件轮廓分布，因此在承受载荷的方向上强度高，适合带有锻造凸台、杠杆或环眼、且从实心材料切削会很浪费的零件。与机加工相比，锻造成形公差较松，因此锻件通常只对功能性特征进行精加工。
- 冷挤压 ——在室温下将坯料挤压成形。尺寸精度和表面质量比热成形更接近成品，材料利用率高，而且冷作加工可提高表层的屈服强度。适合对称零件：套筒、杯形件、衬套和壳体。
- 冷镦 ——在室温下将线材镦粗成头部或台肩。速度快，几乎不产生废料，是紧固件、销、铆钉和带台肩端子的标准工艺。限制在于形状：当零件基本是主体加一个加大端部时，冷镦能很好地利用材料。
- 铸造（铸件） ——砂型铸造、熔模铸造或压铸。铸造是唯一能经济地制造复杂内腔的工艺，砂型铸造几乎没有模具成本，因此适合单件和小批量零件。代价是公差比其他工艺粗，且孔隙必须加以控制和检验，不能想当然地忽略。
- 粉末冶金 ——将金属粉末在模具中压制并烧结。对于小型、复杂、大批量零件属于近净成形，还能有意制造可控孔隙，因此在自润滑轴承和部分磁性元件中占主导地位。限制在于零件尺寸、厚度和冲击强度，且模具成本只有在有批量时才划算。
关键点
这个选择通常由四个数字决定：年用量、成品零件尺寸、形状的对称程度，以及零件在特定方向上需要多大强度。用量大且形状对称，指向冷挤压、冷镦或粉末冶金。有异形凸台或有明确载荷方向，指向热锻。用量低且内部型腔复杂，指向铸造。没有工装模具预算，就选棒料。
这些工序中，Balford 自己做哪些，哪些分包？
Balford 自有加工，也自有冲压和拉深。冲压毛坯在我们自己的压机上生产，因此走这条路线时，毛坯和机加工都由同一家供应商负责。圆钢和钢管作为材料采购。我们不做的近净成形毛坯，从合格分包商处采购：热锻（红冲）、冷挤压、冷镦、铸造（铸件）和粉末冶金。这样明确区分是刻意为之，因为预成形件供应链是客户签批的工艺路线的一部分；只描述自己做的工序的供应商，等于只描述了零件的一半。Balford 不是锻造厂、铸造厂或粉末冶金厂，本页也不会假装是。这些预成形件的供应商名单正在扩充；为零件报出的工艺路线会写明所用预成形件。
每家分包商都以书面形式承担保密义务，严格程度不低于客户与 Balford 签署的 NDA；并且只获得其工序所需的信息。零件报价的工艺路线会写明所用预成形件和分包工序，分包商身份可应要求披露。
预成形件评审需要提供什么
- 成品零件图纸 — 预成形件的选择取决于成品几何形状，而不是当前供应商碰巧采购什么。
- 年用量和预期项目生命周期 — 这决定工装模具是否具有经济性。
- 材料 — 有些牌号仅以特定形态供应；不能锻造的牌号可能很适合铸造。
- 强度要求的位置 — 载荷方向以及任何疲劳或承压要求，因为金属流线和孔隙率影响的正是这些。
- 哪些表面是成品加工面，哪些是成形面 — 只有当零件上某些部位的成形面可以直接接受时，购买近净成形预成形件才划算。
- 当前工艺路线 — 如果零件目前由棒料机加工而成，对比很直接，在有量时通常第一年就能收回成本。
我们不宣称的内容
Balford 不是锻造厂、铸造厂或粉末冶金厂；这些工序从合格分包商处采购，并按分包工序注明。25 吨至 350 吨的压机范围和 250 mm 的最大拉深直径描述的是本厂的冲压和拉深能力，不是分包的预成形件。0.001 mm 公差仅针对选定的关键机加工特征，在工艺、几何形状、材料和检测条件允许时，并依据图纸报价。质量管理按 ISO 9001:2015 运行；针对我们服务的汽车项目，采用与 IATF 16949 对齐的控制；不宣称已取得 IATF 16949 认证。
自 2000 年以来，Balford 已制造超过 4,000 副单次拉深模，在浙江诸暨运营一座 12,000 平方米的工厂，拥有 500 多台设备和 120 多名工程与生产人员，每年生产约 5,000 万件零件。机加工图纸通常会在 24 小时内完成评审并报价，报价时一并返回 DFM 意见——当用量和几何形状支持时，还会给出预成形件建议。
常见问题
我的机加工零件应该用锻造毛坯还是棒料加工？
这取决于你们目前要浪费多少材料，以及零件要承担什么功能。如果成品是带凸台或杠杆的异形本体，锻件会更接近成品几何形状，机加工时间会大幅下降；年用量超过几千件时，锻造模具通常就能收回成本。如果零件小、结构简单且年用量低，棒料更合适，因为没有工装模具成本。把图纸和年用量发来，就可以按实际节拍时间而不是每公斤价格来做对比。
冷挤压用于什么场合？
冷挤压在室温下成形坯料，因此成形毛坯出模后表面质量好，公差比热成形更接近成品。它适合对称零件——套筒、杯形件、衬套和拉深型壳体——并通过冷作硬化提高表面屈服强度，这对承受压力或磨损的零件很有用。如果零件目前由实心棒料机加工而成，且基本是回转体，通常值得对比挤压预成形件。
你们自己铸造或锻造预成形件吗？
不。Balford 自有加工，也自有冲压和拉深，因此冲压毛坯出自我们自己的压机——但热锻、冷挤压、冷镦、铸造和粉末冶金均从合格分包商处采购，圆钢和钢管作为材料采购。之所以说明这一点，是因为预成形件是客户批准的工艺路线的一部分。每家分包商都承担不低于客户与 Balford 签署的 NDA 的保密义务，只获得其工序所需的信息，并可应要求披露名称。
什么时候适合用粉末冶金？
当零件小、结构复杂、用量大，并且要么需要可控孔隙率，要么无法通过其他方式经济地生产时。烧结属于近净成形，因此机加工通常只限于孔、端面或螺纹，只有年用量高时，工装模具成本才划算。它不适用于大零件、薄壁部位或承受冲击载荷的零件，因为在自润滑轴承中有用的孔隙率，在必须吸收冲击载荷的零件中会成为隐患。