Что такое холодная ковка
От горячей гибки холодная художественная ковка отличается способом обработки заготовки. Сделать красивую поделку при помощи горячей поковки можно только после предварительного разогрева металла. Холодную деталь наклепывают серией ударов молотом с протяжкой по длине полосы. Физическое воздействие изменяет структуру материала, увеличивает прочность верхнего слоя, оставляя сердцевину эластичной и устойчивой к излому.
Ускорить производственный процесс помогают списанные рельсы, колесные бандажи и буфера железнодорожных вагонов, используемых при изготовлении гибочного приспособления «улитка». Простой чертеж «улитки» для холодной ковки поможет из подручных материалов собрать приспособление с экономным и безопасным ручным приводом. Простая конструкция состоит из следующих компонентов:
- гибочного рычага;
- ворота или поворотного лемеха;
- лекала;
- обводного ролика.
К положительным свойствам станка-твистера «улитка» относятся следующие факторы: оборудование может устанавливаться в любом месте, вертикальная компонента обладает минимальной рабочей нагрузкой, горизонтальная нагрузка передается на опору из стального профиля. Поворот лемеха можно осуществлять одной рукой, вторая рука поджимает прут арматуры или полосу металла.
Простые механические станки для ковки металла позволяют сгибать спирали с числом витков до 5 шт. Чтобы правильно собрать станок «улитка», необходимо изучить принцип действия оборудования и способ сборки основных узлов, среди которых основными является:
- каркас из металлического уголка и швеллера или трубы с толстыми стенками;
- столешница из двух круглых стальных плит толщиной более 4 мм;
- основной вал, закрепленный в центральной части станка между кругами столешницы с помощью согнутых под прямым углом треугольников. Для вала можно использовать толстостенную трубу;
- рычаг для сгибания прутка, закрепленный к валу кольцом.
Изготовление самодельных вертикальных устройств из металла, профтрубы и других материалов, видео
Производство станков любого типа своими руками представляет собой сложное дело. Изготовление составных частей устройства, а также сборку следует осуществлять внимательно. Корректность гарантирует качество изготовляемых элементов и предметов из металла.
- Стол выполняется из стали, к нему с нижней части приваривается труба, к которой в свою очередь крепится подвижный рычаг, сделанный из профильной трубы 45х25, толщина стенок – 1,5 мм.
- Данная часть станка крепится к ножкам, опорам.
- К рычагу крепится дополнительная регулируемая часть, дополнительно усиленная угольником.
- В ровной поверхности, где предварительно сделаны отверстия, крепятся оправки (кондукторы), выполненные из квадратного прутка с сечением в 10 мм. и полосы.
- Изготовление оправок осуществляется по рисунку.
- Несколько отверстий позволяют располагать оправки разным образом, что позволяет гнуть элементы разных конфигураций и размера.
- Мастер демонстрирует процесс изготовления элементов.
Ручные инструменты и приспособления для изготовления кованых завитков
Изготовление ручных инструментов требует меньших затрат времени и расходных материалов. Подобные приспособления имеют более простое строение.
Матрица
- Для изготовления приспособления потребуется кусок швеллера длиной 25 см.: покупная или выточенная самостоятельно петля с диаметром 22 м. с втулкой из двух видов труб и элемента сложной формы, а также еще одной петли.
- Лекало подобного типа позволяет производить волюты разных размеров.
Кондуктор
- Для изготовления кондуктора потребуется полоса длиной 60 см. и шириной – 4 см.; кусок жести 16 на 16 см., толщина – 3 мм.; кусок угольника; небольшие вырезанные из рессоры элементы с закругленными углами и снятыми фасками. Из малых деталей сваривается деталь с углом в 90 градусов, для крепления заготовок при гибке.
- На полосе прорисовывается наклонная линия, часть заготовки позже будет удаляться.
- Полоса слегка гнется, к ней приваривается малый угольник, после этого гибка продолжается.
- Спираль крепится к основанию, к куску жести.
- Кондуктор фиксируется в тисках, лишняя часть обрезается болгаркой.
- С нижней части основания приваривается угольник, обеспечивающий крепление изделия в тисках.
Про то, как ковать и гнуть завитки своими руками, смотрите тут.
Торсионный станок
Предназначен для перекручивания разлисных деталей. Имеет следующие узлы сборки:
- Каркас (основание, опорная рама);
- Подвижный и статистический зажимы (тиски);
- Рукоять для проворачивания (скручивания). Чем она длинее, тем меньше нужно прилагать усилий. С другой стороны, ничто не мешает подключить к подвижному зажиму электродвигатель, чтобы не скручивать металл вручную!
Принцип работы торсионного станка
Стальная балка станет основой будущего станка. К одной стороне следует приварить лист стали, на который при помощи болтов и гаек крепятся тиски. Чтобы в будущем металл не выскакивал во время работы станка к нижней и верхней части тисков крепятся пластины.
На другую сторону балки крепятся ролики, на которые будет смонтирована рабочая поверхность станка. В дальнейшем, на противоположный конец следует закрепить еще одни тиски с подвижными элементами и проследить, чтобы конструкции на двух сторонах располагались на одном уровне.
Далее следует закрепить стальную ручку, прикрепить редуктор, двигатель и штурвалы, после чего выполнить стальной защитный кожух для готовой конструкции, оборудованной подвижным и неподвижным блоками.
Монтаж деталей «улитки»
В зависимости от квалификации кузнеца в рабочем процессе могут принимать участие станки для ковки одного из трех вариантов приспособлений.
Вариант первый относится к простым устройствам, в котором контур спирали протачивается или приваривается на поверхности столешницы.
Вариант второй предусматривает изготовление «улитки» из разборных частей. По длине контура кузнечной разметки устраиваются отверстия с внутренней резьбой, по шаблону вырезаются металлические накладки с отверстиями под болты. Для закрепления сегментов на столешнице применяются болты или упоры, конструкция позволяет изготавливать заготовки с разным радиусом завитков «улитки» не используя нагрев прутка.
Третий вариант станка состоит из разборных сегментов для производства модулей с разным вариантом спирали. Модули выполняются из отдельных фрагментов металла с наваренными частями «улитки».
На следующем этапе по контуру каркаса приваривается основной круг столешницы, с помощью треугольников монтируется вал, закрепляется вращающийся рычаг. К верхнему отделу вала приваривается второй круг столешницы, на которую устанавливаются сегменты спирали «улитки».
Базовые инструменты для холодной ковки в домашних условиях
Создание уникального изделия всегда начинается с расчетов материала и разработки подробного плана работы. Легче всего продумать ходы, создавая эскизы кованых изделий в масштабе, записывая размеры и подбирая нужные инструменты. Особого внимания заслуживает выбор материала. Металл должен быть прочным, но легко изгибаться.
Обратите внимание! Закаленные листы или прутья использовать нельзя. Под воздействием перепада температуры структура металла меняется, он становится хрупким и может сломаться под давлением.
Существует два вида ковки металла своими руками – вальцовка (работа с прутьями) и штамповка (выдавливание листов под прессом)
В домашних условиях чаще используется первый вариант. Для прессования листов нужно сделать специальную заготовку для деформации. Распространенные инструменты для вальцовки: гнутик, улитка, твистер, волна и фонарик
Существует два вида ковки металла своими руками – вальцовка (работа с прутьями) и штамповка (выдавливание листов под прессом). В домашних условиях чаще используется первый вариант. Для прессования листов нужно сделать специальную заготовку для деформации. Распространенные инструменты для вальцовки: гнутик, улитка, твистер, волна и фонарик.
Элементы холодной ковки можно использовать для украшения лестницы.
Гнутик – базовый инструмент, применяется для изгибания прутьев под разными углами. Спиральные элементы холодной ковки закручиваются с помощью улитки. Для формирования лучше всего выбрать прутья диаметром 10-12 мм. Выбор слишком толстого материала может существенно усложнить работу мастера.
Станок твистер используют для скручивания прутьев по продольной оси. Волна, соответственно, предназначена для создания волнообразных элементов. Инструмент фонарик применяется для работы сразу с несколькими прутьями. Они устанавливаются на оснастку и сгибаются путем вращения рычага.
2 Просто гнём металл – гнутик в помощь
В принципе, чтобы получить из прутка дугу с определённым радиусом, можно задействовать обычный трубогиб. Но иногда нужно получить угол около 90 градусов или даже острый. В этом случае понадобится специальное оборудование – гнутик. Как правило, данный станок, состоящий из двух неподвижных роликов и движущейся между ними планки с клином, ориентирован горизонтально. Центральный узел перемещается поступательно на закреплённом под основанием винте, при помощи воротка. Именно такое приспособление самостоятельно сделать достаточно сложно. Зато его можно заменить всего лишь двумя упорами. К примеру, двумя очень толстыми болтами, вкрученными в металлическую столешницу или толстую доску верстака. Вставляем пруток между ними, на один стержень делаем упор, через второй гнём, правда, исключительно «на глазок».
Более доступный для самостоятельного изготовления вариант станка – вертикальный. Узкая прямоугольная рама устанавливается на прочную массивную подставку, в ней жестко закрепляются два направляющих стержня с надетой на них станиной, в центре которой просверлено отверстие с резьбой. Такое же располагается соосно в верхней планке рамы. Далее через раму и станину вкручивается длинный вал с резьбой, на верхнем конце которого жёстко закреплён ворот.
К станине сбоку приваривается или прикручивается болтами, что гораздо удобнее, стальной клин. На боковых стойках рамы закрепляются на одном уровне по горизонтали два валика. Теперь, вращая винт, вы сможете опустить или поднять станину с клином, который будет увеличивать или ослаблять давление на уложенный между ним и валиками пруток. Съемный клин для гнутика, с несколькими дополнительными насадками разной формы, позволит вам менять угол сгиба металлической заготовки.
Соединение и покраска деталей
Для сборки деталей в желаемую конструкцию необходимо предусмотреть ровное свободное пространство — на полу или на столе, в зависимости от размеров. Заготовки лучше подвергнуть пескоструйной обработке, чтобы снять возможную ржавчину и зачистить поверхность перед сваркой и покраской. Пескоструйный агрегат можно также сделать самостоятельно из отслужившего свое газового баллона, пары патрубков и кранов. Для форсунки можно использовать керамический корпус отработанной свечи зажигания. Для этого достаточно владеть навыками сварочных и слесарных работ.
После пескоструйной обработки детали раскладываются на сборочной площадке. Для удобства работы можно использовать бруски-подкладки. После того, как части размещены, стоит проверить еще раз соответствие их расположения чертежу. Далее, зафиксировав ключевые элементы конструкции струбцинами, точечной сваркой надо прихватить их друг к другу. В последний раз проверив размеры, углы и взаимное расположение, можно приступать к проварке всех нужных швов.
После сварки требуется зачистить окалину проволочными щетками, закрепленными в дрели, а в труднодоступных местах и вручную. Конструкция готова к покраске. В зависимости от выбранных грунтов и финишной краски, а также от способа нанесения, сборку укладывают на прокладочные бруски или крепят вертикально временными упорами.
Станки для холодной ковки: преимущества их применения
Метод холодной ковки использует такое свойство металла, как пластичность, то есть при механических воздействиях можно изменить изначальную форму заготовки в заданных пределах. Поэтому для данного процесса подходят мягкие металлы, например: низкоуглеродистая сталь, медь, алюминий и пр. Для использования в качестве заготовок могут применяться:
Примеры различных материалов, используемые для холодной ковки
- прутки любого сечения: круглого или квадратного;
- полосы металла различной нарезки;
- трубы;
- прокатный профиль.
Изделия, которые производит кузнец при горячей ковке металла, в своем роде единичны и уникальны. Если необходимо создать набор из одинаковых элементов, которые потом собираются в готовую структуру, то уникальность будет только мешать. Именно с этой целью применяют метод холодной ковки: он гарантирует формирование большого количества идентичных элементов.
С горячим металлом работают профессионалы, которые обладают опытом в применении данной технологии и способны виртуозно обращаться со сложным инструментом. При холодной ковке высочайшего мастерства не понадобится – все гораздо проще. Ручные станки для ковки позволяют без значительных физических усилий получить достаточное количество изделий для выполнения того или иного проекта.
Универсальный станок улитка для создания художественных спиралей и завитков
Кроме того, временные затраты на подготовку элементов значительно сокращаются при работе на специальных станках, не говоря уже о сравнении данного метода с технологией горячей ковки: несколько минут на изготовление одного элемента – это неоспоримое преимущество.
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.
Возможно использование разных техник и изгибов в ковке
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.
Оборудование для холодной ковки
Чтобы начать массовое изготовление вещей без горячей кузнечной обработки, потребуется шесть основных приспособлений: гнутик, улитка, волна, твистер, фонарик и глобус. Для чего предназначены такие инструменты и что с их помощью можно сделать?
Гнутик
Такое приспособление служит основным инструментом при изгибании деталей. Особенность в том, что можно выбрать любой угол.
В отличие от горячей обработки, где требуется шаблон и опыт работы со специальной кузнечной вилкой, на гнутике вручную эта операция намного упрощается.
Конструкция состоит из гибочного штампа и эксцентрикового привода. В свою очередь шаблон для гибки состоит из закаленных роликов, которые смонтированы на прочной раме. Такой ручной станок может дополнительно оборудоваться различными приспособлениями. Гнутик может обрабатывать прокат в виде квадрата с размерами 12×12 мм или полосу толщиной до 3 мм.
Улитка
Это ручное приспособление применяют при создании спиралей и завитков. Название улитка прибор получил из-за своей основной составной части — кондуктора, имеющего витую форму. Завитки с проката соответствующего размера такой станок способен изготовить за один подход.
Как и гнутик, улитка вполне свободно обрабатывает основные, использующиеся в холодной ковке, виды проката — квадрат и пруток, сечением 10-12 мм, и полосу, толщиной 3-6 мм.
Основная рабочая часть (кондуктор) состоит из кулачка, располагающегося по центру, и двух дуг (малой и большой).
При создании небольших по размеру завитков дуги демонтируют, проводя гибку на кулачке. На фото показан один из вариантов исполнения такого ручного станка.
Волна
Приспособление, служащее для создания витых, повторяющихся узоров (довольно часто можно увидеть на оконных решетках). Основа устройства — два стальных диска, диаметром 140-150 мм, закрепленных болтами на рабочем столе. Часто можно встретить «управляемую волну» — устройство с регулируемыми зазорами между дисками. Такая функция возможна за счет наличия крепежных отверстий на разном расстоянии одно от другого. Переставляя диск можно создать различный изгиб волны. Как выглядит гибочный станок такого класса показано на фото внизу.
Твистер
Твистер закручивает вокруг своей оси пруток или квадрат. Принцип устройства похож на вороток для горячей обработки.
Конструкция состоит из основы, на которой размещается вращающаяся головка, и ползунок, регулирующий длину изделия. Заготовку фиксируют между этими двумя частями и при помощи рукояток закручивают до требуемого предела.
Фонарик
Одно из самых сложных изделий из холодной ковки — так называемая корзинка. С первого взгляда — это сложное переплетение металлических гнутых прутков или квадратов. Для производства такой детали используется такое кузнечное оборудование для холодной обработки заготовок, как фонарик.
Техника работы оборудования схожа с твистером: на основе закреплена крутящаяся головка и ползунок. Однако, заготовка «наматывается» по спирали на вставку — вал.
В принципе, корзинку можно изготовить, используя специальную вставку на твистер, однако возможен брак, который получиться исправить, лишь нагрев металл в горне. Поэтому, лучше применять фонарик, который не позволит образовываться перекосам.
Глобус
Такой ручной инструмент для холодной ковки позволяет изгибать заготовку по дуге, загибая концы под востребованный угол, при этом получается объемное изделие. За что часто этот ручной станок называют объемником.
Основа устройства — шаблон в виде дуги и закаленные ролики, позволяющие двигаться ручному приводу. В зависимости от типа инструмента, он может работать с квадратным прокатом со сторонами 14×14 миллиметров, неширокой полосой до 25 мм, а также прутком.
Чаще всего глобус применяют для производства деталей «объемных» решеток, в которых отдельные элементы не лежат в одной плоскости с остальными.
С помощью этих простейших устройств, которые не требуют механизации, можно создавать настоящие произведения искусства, состоящие со всех отдельных декоративных элементов: волюты, завитков, корзинок и прочих.
Неплохим решением будет приобрести универсальный станок для холодной ковки, который позволяет совершать основные операции по металлообработке. Однако, стоимость такого оборудования будет доступна не всем мастерским.
При обустройстве мастерской можно приобрести готовое оборудование. Ручные станки для холодной ковки металла стоят относительно недорого, но можно сделать их самому.
Гнутики, фонарики, волны и другие станки
Как видите, все остальные виды станков для холодной ковки мы собрали в одном маленьком разделе. Откуда к ним такое неуважение в отличие от улитки и торсиона, о которых мы рассказывали в отдельных разделах? Ответ будет честным в виде совета:
Если вы решили сделать кузнечный станок своими руками, остановите свой выбор на двух станках: улитке и торсионе. Во-первых, они абсолютно необходимы с функциональной точки зрения, во-вторых, они достаточно просты для самостоятельного исполнения.
Виды холодной ковки.
Остальные станки типа фонарика или волны можно соорудить намного позже, когда вы поймете, что холодная ковка – это ваше, и когда у вас в голове появятся конкретные творческие планы.
Гибочный станок не нужно делать своими руками, его лучше купить в готовом виде по двум важным причинам:
- Клинья и ролики, с помощью которых меняются размеры изготавливаемых элементов, должны быть выточены с соблюдением идеальных размеров. В домашних условиях это сделать практически невозможно.
- Гибочные станки стоят совсем недорого, так что требование экономии бюджета будет выполняться.
Имея в своем распоряжении три самых нужных станка – самостоятельно сделанные улитки и торсион и купленный гибочный станок – можно приступать к холодной ковке практически любой сложности. Осталось решить еще один небольшой вопрос.
Изделия из холодной ковки
По сути, это — изгибания и скручивания металлических изделий без их нагрева в кузнечной печи. Для этого используют различные станки, отличающиеся между собой размерами и предназначением.
На них можно посредством холодной ковки (изгибов, перегибов, скручиваний) сотворить всё что угодно с металлическим прутом, арматурой, полосой, трубой, произвести различные предметы декора.
В частности, посредством художественной ковки можно сделать:
- Оградки;
- Украсить причудливым орнаментом жилые помещения;
- Нанести витые узоры на ворота;
- Оградить металлической вязью лестницы и балконы;
- Сделать спинки и подлокотники для стульев, кресел, садовых скамеек;
- Украсить беседки и уличные фонари;
- Изготовить различные решетки.
Заключение
Холодная ковка — востребованный и доступный новичкам вид обработки металла. Он дешевле горячего способа, так как не подразумевает нагрев заготовки до нескольких тысяч градусов. Мы рассмотрели, как сделать станок для холодной ковки своими руками: чертежи, видео, изображения и полезные рекомендации. Большинство станков вполне реально частично или полностью изготовить своими руками и сэкономить десятки тысяч рублей. При этом изделия из кованого металла так популярны, что найти покупателей на них не станет большой проблемой.
https://youtube.com/watch?v=vdYcFIoHPWI
Читайте далее:
Что можно сделать своими руками на продажу
Станок для производства Лего кирпичей
Станок для производства носков
Станок для изготовления гвоздей российского производства
Оборудование для производства пеллетов из опилок
