Ковка своими руками из бумаги. Имитация художественной ковки. Оборудование для холодной ковки

Оборудование для ковки

Ковка давно вошла в жизнь современного человека, если множество лет назад, эта технологическая операция применялась практически повсеместно. Ее применяли и для изготовления вооружения (мечи, доспехи), транспорта (обода колес), предметов обихода (засовы, дверные петли, и многое другое.

В наши дни ковка, может, и не такой популярный вид обработки металла, но и исключить его из перечня обработки металлов нельзя.
Ковку применяют для получения заготовок валов, зубчатых колес. Не менее широко ее применяют и в быту, ее используют для получения декоративных элементов зданий и сооружения, ограждений и пр.

Следует отметить, что, кроме, горячей ковки, широкое распространение получила холодная. Если при первом способе заготовку постоянно подвергали нагреву и обработке ударным воздействием, то при втором методе применяют набор оборудования, позволяющий получать практически такие же детали, как и при горячей ковке.

Разновидности станков для ковки

К несомненным достоинствам холодной ковки металла необходимо отнести то, что исчезает необходимость в сооружении кузни и установки оборудования и приспособлений, без которых работы попросту невозможна (горн, наковальня и пр.).

Холодная ковка металла может быть автоматизирована, причем без особых сложностей. Такое решение гарантирует повышение эффективности работы по изготовлению изделий. Даже неавтоматизированное производство позволяет поднять производительность труда, то есть она позволяет производить целые партии деталей по заданному образцу, другими словами, всегда существует возможность организации мелкосерийного и серийного производства. Это особенно выгодно при оформлении больших заказов, например, при изготовлении ограждений, решеток на окна и пр.
Для обустройства мастерской холодной ковки нет необходимости в наличии больших площадей.

При холодной ковке металла не происходит изменений во внутренней структуре металла, а это приводит к сохранению прочностных характеристик металла. При холодной ковке металла существует возможность искусственного старения металла и это позволяет производство деталей под старину.

В общем, можно сказать, то, что использование технологии холодной ковки позволяет выпускать относительно недорогую продукцию с высоким качеством.

Оборудование для горячей ковки

Если сравнивать холодный и горячий метод ковки, то сразу, можно сказать, то, что первый способ требует от работника значительно большего мастерства, наличия некоторых художественных навыков и, конечно, умения работать с набором необходимых инструментов.

Ковка материала происходит после его предварительного нагрева в кузнечной печи. Ее называют горном. Горн оснащен оборудованием для принудительной подачи воздуха. Нагрев производят до заданной температуры и после этого переносят на наковальню. Это металлическая плита, на которой производят ударную обработку разогретой заготовки. Ее выполняют с помощью молотков и кувалд разного веса. Один работник, легким молотком наносит удар по нужному месту, а второй, вооруженный тяжелым молотком или кувалдой, наносит в обозначенное место сильный удар. После того как заготовка остыла, ее снова загружают в печь для нагрева. Все перемещения детали в процессе ее обработки выполняют с помощью клещей с длинными рукоятками.

Ручная горячая ковка

Кроме, вышеназванных основных инструментов при горячей ковке применяют множество специального инструмента, который позволяет резать горячий метал, формовать сложные поверхности при горячей ковке металла.

Кузнечный горн

Для нагрева заготовок применяют печи, которые называют кузнечным горном. В его конструкцию входит несколько узлов. В частности:

ствол, выполненный из материала стойкого к воздействию огня;
очаг, со встроенной колосниковой решёткой;
системы подачи и отбора воздуха;
рабочего окна через которые подают длинные заготовки;
дымоход, через который происходит удаление продуктов горения.

Кузнечный горн газовый

Кроме того, в состав горна входит и закалочная ванна.
В основе работы классического кузнечного горна лежит уникальная восстановительная способность углерода. Именно эта его способность с успехом противостоит окислению заготовки, то есть его горению. Тут важна и теплотворная способность углерода. Дело в том, что подавая воздух необходимо регулировать его количество. Его должно быть столько, что бы хватило сжечь углерод, а тепло, выделяемое при этом, поднимет температуру в горне еще выше.

Кроме того, подачу воздуха в горн необходимо настроить так, чтобы подаваемого кислорода не хватало для окисления металла. Но если разогретую заготовку продержать в таком состоянии свыше необходимого времени, то произойдет ее перенасыщение углеродом. Существует такой термин — пересушивание, то есть металл становится очень хрупким. Кстати, в качестве пересушенного металла можно привести чугун.

Муфельная печь

Оборудование, которое используют для разогрева деталей, выполненных из разных материалов до заданной температуры, называют муфельной печью.

Отличительной чертой этого оборудования является наличие муфеля. Так, называют деталь, которая защищает деталь от контакта с топливом и продуктами сгорания и в то же время служит камерой, в которой деталь нагревают.
На практике применяют два вида таких печей, с постоянным и сменным муфелем. В первой печи загруженные детали проходят все операции — от нагрева до состояния готовности, во втором, только до охлаждения. То есть, по мере достижения необходимой температуры и определенной выдержки заготовки один муфель убирают и на его место устанавливают другой.

Надо отметить, что и кузнечный горн, и муфельные печи могут использовать разные виды топлива — газ, уголь, дрова, светлые и темные нефтепродукты и пр.

Наковальня

Один из ключевых инструментов применяемый и для холодной, и для горячей ковки металлов — наковальня. Именно на ее поверхности, кузнецы выполняют деформирование заготовки и приведение ее к готовому виду. Наковальню отличает большой вес и поэтому ее жестко фиксируют к деревянной колоде.

Наковальня — ключевых инструментов

Конструктивной наковальня состоит из:

рога;
наличника с отверстиями;
основания с лапами для установки наковальни.

Для изготовления этого инструмента применяют сталь 45Л. Надо отметить, то что, наковальни — это продукция, выпускаемая в соответствии с рядом ГОСТ. Например, ГОСТ 11396-75 нормирует безрогие изделия с весом от 92 до 200 кг, а ГОСТ 11398-75, определяет требования к изделиям с двумя рогами и весом от 100 до 270 кг.

Твердость материала, из которого производят наковальни, составляет 340 — 477 по HB.

Станки для холодной ковки

Для выполнения работ по холодной ковке будут востребованы разные инструменты и технологическая оснастка. Большая часть необходимых инструментов можно приобрести в любом инструментальном магазине, но некоторые приспособления, вполне возможно, придется заказывать. Можно приобрести уже готовый набор для производства и приспособления для холодной ковки.

Станки для холодной ковки

В количество потребных инструментов входит сварочный аппарат. На рынке существует множество предложений по поставке сварочного оборудования, но для нужд кузни имеет смысл приобретать аппарат, который может работать как с постоянным, так и с переменным током. Такой аппарат позволяет работать с тонкими листами не опасаясь их испортить.
Углошлифовальная машинка необходима для механической обработки заготовок. То есть, с ее помощью можно что-то подрезать, что-то отшлифовать. Такая машина должна обладать определенным запасом мощности и высокими оборотами. Не помешает и зачистная машинка, ее услуги будут востребованы в случае необходимости выравнивания сварного шва в труднодоступных местах, например, на стыке двух плоскостей.
Из электроинструмента будет востребованы — дрель, перфоратор.

Кроме, перечисленного инструмента будет необходим и набор технологических приспособлений. Например, для получения отдельных деталей используют шаблон, его применяют для получения металлических дуг или колец. Без такого приспособления, как объемник невозможно получить узоры.
Кузнечное оборудование для холодной ковки можно приобрести в составе готовых комплектов, а можно изготовить своими силами.

Читать еще: Старинные присушки. Самая сильная присушка парня на расстоянии: как сделать

Станок улитка

С помощью оборудования под названием «Улитка» мастер может изготавливать различные завитки. Для большего удобства в работе применяют улитки с воротом.

Монолитная неразборная улитка

Станок торсионный

Торсионное оборудование для ковки предназначено для скручивания прутка вдоль оси.

Торсионы — ручная ковка

Для изготовления такого станка своими руками потребуются следующие материалы и инструменты:

стальной лист;
двутавр;
слесарные тисы;
крепеж;
углошлифовальная машина;
сварочный аппарат;
приводная станция, которая состоит из редуктора и электрического двигателя.

Станок гнутик

Этот тип оборудования применяют для гиба пруткового материал или труб под определенный радиус и угол. Работа на таком оборудовании не требует приложения значительных усилий, а после обработки на нем, металл не изменяет свою структуру.

Гнутик для холодной ковки

Гнутики работают следующим образом. Для получения готового изделия заготовку устанавливают между гибочным валом и упором. Гибкий вал оказывает давление на заготовку, а упор, не дает ей деформироваться полностью.

Станок волна

Оборудование этого типа позволяет изготавливать изделия волнообразного типа из круга, квадрата и других типов проката. С его помощью получают такие детали, как волны и зигзаги.

Волны для выполнения волнообразного изгиба заготовки

Универсальный станок для холодной и горячей ковки НК-1
Оборудование марки НК—1 это установка, в состав которой несколько блоков и позволяющий выполнять множество операций и изготавливать различные кованые детали, например, завитки, кольца и пр. Оборудование этой марки позволяет наносить рисунок на металлические полосы, трубы и другие виды профиля. При этом применяют метод холодной деформации.

Станки для холодной ковки своими руками

На самом деле качественные самодельные станки для выполнения холодной ковки встречаются нечасто. По-настоящему качественное оборудование возможно получить только в заводских условиях с использованием металлорежущего оборудования, термических установок и пр.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Хитрости выполнения холодной ковки в домашних условиях

Разглядывая дома, чаще всего загородные, нередко люди могут увидеть красивые калитки, интересные заборы и прочие металлические узоры. Если вспомнить что для создания изделий из металла требуется кузница, то возникает вопрос, как мастер выполнил этот интересный декор? Холодная ковка своими руками отлично помогает в создании таких вещей.

Итоговая цена на изделия художественной ковки невысока, ибо и расходы на производство, и расходы на оборудование низкие. При этом количество и качество изделий сохраняются на высоком уровне. Поэтому кузнец, который решил самостоятельно начать зарабатывать, быстро окупит начальные вложения. Особо увлеченные хозяева домов сами могут устроить аналог кузницы у себя в гараже. Ковка металла в домашних условиях холодным видом чрезвычайно проста, а какие-то мелкие кованые детали допускают изготовление даже дома.

При производстве не обойтись без станков. Чтобы развернуть полностью оборудованную холодную кузню, потребуется около семи станков различных видов. Причем пять из них допускают кустарное изготовление дома. Но, как и в любом серьезном деле, прежде чем начать творить – нужно ознакомиться с базовыми правилами. Еще существуют некоторые приемы, позволяющие изготавливать необходимые детали без станков. Их можно рассмотреть в первую очередь.

Ковка, гибка и штамповка

Чем отличается холодная ковка металла от, например, штампования? В штамповке материал не растекается совсем или делает это крайне слабо. Для примера следует осмотреть банку для пива – она выбита единственным ударом оголовья пресса для штампа.

Если это сложное изделие типа чайника, то пуансон будет раздвижной формы.

Естественно, что в домашних условиях очень тяжело орудовать этими прессами и ими тяжело делать кованные детали.

Если сравнивать холодную ковку с горячей – отличия видны сразу. При холодном варианте исходный материал не требуется нагревать. По сути, ковка такого вида – это наклепывание заготовки множеством ударов с применением необходимой силы. При этом изменяется структура материала: наружная часть становится более твердой, а внутренняя – способствует повышенной стойкости и вязкость детали.

Наклепывание производится с помощью механического молота. Его можно смастерить и самому, в чем-то это даже проще, чем изготовление некоторых станков для художественной ковки.

Холодная художественная техника – это гнутье или гибка металлической заготовки. Сама структура детали серьезно не изменяется, а переработанные физические и механические параметры не оказывают серьезного влияния.

Необходимые инструменты для художественной ковки

Основу основ холодной ковки составляют некоторые виды станков с использованием ручного привода.

Они бывают следующих видов:

Твистеры – используются для закручивания деталей. Образуемые завитки обладают суженной сердцевинной частью.
Крутильные станки – называются торсионными. Закручивают заготовку в объемную спираль, например, луковицы или корзинки.
Инерционно-штамповочные – концы металлических прутьев в них расплескиваются по выбранному фасону, могут изготавливаться хомуты, соединяющие части узора. На длинных деталях этот станок способен выдавить небольшие волнения и рельеф.
Станки для изгиба материала. Существуют в нескольких вариациях: нажимные – производят зигзаги и волны; протяжные – выдавливают завитки и кольца с толстой и широкой сердцевиной (ядром); комбинированные – могут все вышеперечисленное.

Станок для изгиба деталей называется у технарей просто гнутик. Но в металлообработке уровня любителей или частников гнутиками называют все станки и приспособления, которые выдают зигзаги или волны. В зависимости от находящегося ролика или клина, поддается изменению угол зигзага, высота и шаг волны.

Станок для изгиба металла люди могут изготовить и дома, но для него требуются специальные детали, которые нуждаются в очень точной обработке. Поэтому гнутик лучше покупать, потому что его функциональность не ограничивается лишь волнами и зигзагами – часто он помогает в производстве некоторых деталей для сварных металлоконструкций.

Узоры из металла

Станки для завивки – твистеры

Художественная ковка требует особых станков под каждый вид загибов. Для завивания изделий с помощью холодной ковки раньше использовали лекало – рычажно-рожковый захват.

Имеются свои плюсы: скорость значительно выше других способов и само изготовление не отличается сложностью. И свои минусы: такой способ предполагает присутствие большой физической силы и не отличается высокой скоростью труда.

Ручная ковка таким станком требует стальную полоску. Упорная часть рычага такого типа удерживает заготовку в необходимом положении, а обводной рог специалисты могут сделать скользящим и с дополнительной фиксацией – время на изготовление увеличится вместе с точностью завивания.

Второй вид приспособления для холодной ковки с загибом тоже не отличается сложностью. Это особо прочная доска с опорными болтами от М8 до М24. В значительно меньшей мере зависит от физической силы, но она все равно требуется.

Гнется заготовка длительное время и по самостоятельно созданным чертежам или без оных.

Это позволяет творить все, что душе угодно, например, былинных богатырей для поклонников славянских сказок или Будду, если человек увлекается восточными искусствами.

Улитка для холодной ковки – это дальнейшее развитие твистеров.
Стали самым распространенным видом из-за простого устройства и обширных возможностей. Очень легко изготовить самостоятельно. Отличаются высоким уровнем комфорта при работе. По сути, это те же станки для холодной ковки, ставшие несколько более механизированными и улучшенными. Эти изменения позволили работать с этими станками даже новичкам в кузнечном деле.

Читать еще: Пирамидка из ткани своими руками. Детские пирамидки своими рукам и

Улитка с лемехом

Ковка металла своими руками с использованием лемеха:

сначала проворачивается сама улитка;
затем деталь крепится на станке с использованием фиксатора;
валик пружиной прижимается к заготовке;
вращение улитки происходит по часовой стрелке, а управляется рычагами;
как только скручивание завершается необходимо убрать фиксатор, поднять улитку и забрать конечное изделие.

Следует выделить такие особенности улитки с лемехом:

не нуждается в специально оборудованном помещении – вертикальная рабочая нагрузка незначительна, а горизонтальная частично влияет на опору;
из-за этого не требуются сложные опоры – достаточно простой опоры из стальных профилей, сваренных вместе;
допускает одиночную работу – ворот под силу поворачивать одной рукой, а второй нужно прижимать заготовку к лекалу. По мере изготовления части автоматически ставятся на свои места;
допускает витье спиралей холодным способом до пяти витков.

Чертежи станков для холодной ковки легко найти на просторах интернета, вместе с необходимой спецификацией и документацией. Сам лемех требует качественного материала, ибо испытывает высокие нагрузки. Помимо необходимого металла, у лемеха существуют проблемы с сочленениями, которые должны иметь следующие характеристики:

детали станка обязаны быть точны, для соблюдения заданной формы;
рабочие детали обязаны становиться в мертвую точку, создавая устойчивую форму, сразу после внешнего нажима;
как только нагрузка завершается, детали должны самостоятельно расклиниваться.
материал и конструкция обязаны создавать длительное повторение производственного процесса.

Соблюдение всех технических норм – очень трудоемкий процесс даже в промышленных масштабах. Еще одним местом, нуждающимся в особом присмотре, является зажим детали.

Новички на деле могут не справиться с производством такого кузнечного станка ввиду недостатка опыта, поэтому лучше использовать рычажные улитки.

Рычажная улитка

С помощью такой улитки для холодной ковки своими руками похожа по структуре с трубогибом. Самодельный станок серьезно отстает по скорости работы от улитки с лемехом. Из-за того, что нагрузка смещена на опору, та требует специальных прочных материалов, которые, в свою очередь, надежно закреплены на поверхности. Поэтому станку необходима оборудованная мастерская или площадь для производства.

Работа не отличается скоростью: заклинив рычаг, необходимо двигать прижимной ролик. Допускает завивку до четырех витков.

Обладает чувствительными плюсами для кустарных кузнецов:

только ролик требует особых материалов. Остальные элементы допускают использование обыкновенной стали;
для прижимного ролика рекомендовано использовать роликовый подшипник;
более тысячи циклов работы обеспечивают почти стопроцентный КПД использования деталей;
допускает гнутье по проставкам и по лекалам.

Хитрости мастеров

Использование проставок допускает мгновенное изменение формы итоговой конструкции или делать изгибы в обратную сторону, чего не допускает лемех по конструкционным причинам.

Не требует повышенной точности в изготовлении деталей.

Крепить заготовку проще простого – уложить в специальную выемку.

Допускает использование приема, которым пользуются в промышленности – небольшой загиб в обратную сторону в сердцевине завитка.

Такие изделия холодной ковки лучше выглядят и стоят дороже.

Дополнительно обладает хорошим и удобным достоинством – возможность изготовления плоских загибов с тонкой сердцевиной из заготовки, лежащей плашмя.

Рычажный станок допускает установку ролика для прижима на высоту толщины полосы и закраиной шире железнодорожного колеса. Такой способ требует кропотливости: рычаг необходимо двигать понемногу, в противном случае получится испорченный внутренний край. К сожалению, это единственный метод изготовления таких завитков в производстве своими руками.

Станок с рычагом часто создают без использования редких или дорогих материалов и не обладая точными схемами.

Торсионные станки

Мастера рекомендуют закручивать пруты для художественной ковки, не пользуясь станками вовсе. Для предотвращения загиба детали у зажатого в тисках конца под дальний конец следует использовать подставку с небольшим вырезом сверху, куда следует закрепить прут.

Вращательные станки могут ускорить работу, повысить качество изготовляемых элементов. Так как нагрузка сильно влияет на опору, подставка должна быть повышенной прочности, например, сваренные вместе швеллеры от ста миллиметров.

Исходный материал удерживается оправой квадратного сечения. Из-за сокращения длины прута, следует тщательно проверять надежность крепления оправы. Для этого заднюю бабку делают скользящего вида. Подразумевает холодная ковка станков высокое качество, иначе изделие будет непрочным.

Любой инструмент для холодной ковки требует бережного ухода за собой, своевременного ремонта и наладки. А ручная художественная ковка и вовсе требует сноровки и дисциплины от мастера. Все схемы, кузнечные станки и даже самодельные станки требуют порядка и чистоты.

Видео по теме: Холодная ковка