Если вы только собираетесь организовать мастерскую холодной ковки и хотите избежать больших расходов, то самостоятельное изготовление станков и приспособлений поможет создать свой маленький бизнес без чрезмерных затрат.
Основные приспособления и станки
Станки для холодной ковки предназначены в основном для гибки по дуге или углом, а также для скручивания. Они могут быть ручные или с электрическим приводом.
Основные виды станков и приспособлений для холодной ковки:
- «Гнутик»
- «Твистер»
- «Улитка»
- «Глобус»
- «Волна»
- «Фонарик»
Приспособление «Гнутик»
Покупной или сделанный самостоятельно «Гнутик» - универсальное приспособление, позволяющее получить дугу или угол из прута. Он представляет собой основание с ползуном, на котором закреплен упор с углом (90° или другим по необходимости) и двумя цилиндрическими неподвижными упорами. Перемещая ползун и угловой упор, прут сгибается под углом. Для получения дуги предусмотрен третий цилиндр, вращающийся на противоположной от углового упора стороне.
Приспособление может быть выполнено на горизонтальной или вертикальной платформе.
Аксонометрия приспособления «Гнутик» - вертикальное расположение
Чтобы смасштабировать размеры, приводим чертёж нижней планки этого «Гнутика».
Планка нижняя
Это приспособление - универсальное. С помощью насадок на нем можно не только гнуть, но и резать, и пробивать отверстия. Но это уже будет следующим шагом.
Получение дуги на «Гнутике»
Получение угла на «Гнутике»
Так выглядит самодельный «Гнутик»:
Приспособление «Твистер»
«Твистер» - инструмент для скручивания прутков, в основном квадратного сечения, вдоль продольной оси. Это несложное приспособление может быть ручным и с электроприводом. Принцип действия: закрепляются оба конца прута, потом одно крепление начинает проворачиваться, скручивая металл до необходимой формы.
Внешний вид покупного ручного «Твистера»
Посмотрите фото самодельного «Твистера» с электроприводом, собранного с использованием электрооборудования бывшего в употреблении:
Для изготовления «Фонариков» и «Шишек» существует специальный станок, но для начала можно использовать и «Твистер», как это показано на видео (англоязычное, но всё предельно понятно).
Видео 1. Как сделать заготовку под «Фонарик» на «Твистере»
Приспособление «Улитка»
Инструмент «Улитка» предназначен для получения завитков (или спиралей) и «валют» (S-образных деталей). Встречаются различные конструкции.
Один из вариантов конструкции: 1 - лемех улитки; 2 - основа станка; 3 - прижимной валик; 4 - рычаг для управления прижимным валиком; 5 - крепление основы; 6 - палец для фиксации лемехов; 7 - паз для прижиного валика; 8 - ось рычага управления; 9 - пружина для прижатия валика; 10 - фиксатор для заготовки; 11 - ведущий лемех улитки; 12 - основная ось; 13 - рычаги
В результате должно получиться такое приспособление:
Ещё одна лёгкая конструкция, чтобы гнуть прокат сечением до 12 мм:
1 - сегмент улитки; 2 - эксцентрик; 3 - ручка; 4 - основание; 5 - направляющие полозья; 6 - ось; 7 - ползун; 8 - гайка оси; 9 - ось крепления ролика; 10 - ролик; 11 - приводная ось; 12 - направляющая эксцентрика; 13 - центральный сегмент улитки; 14 - барашек эксцентрика; 15 - основная ножка; 16 - соединительный штифт сегментов улитки; 17 - корректирующий винт; 18 - соединительное ухо сегментов улитки
Часто приспособление «Улитка» делают на опоре, особенно если гнуть нужно толстый прокат.
Несколько полезных видеоматериалов по самодельных станкам «Улиткам».
Вариант с массивным основанием на опоре:
Видео 2. Изготовление основания
Видео 3. Изготовление улитки
Видео 4. Работа станка
Вариант настольного приспособления:
Видео 5. Часть 1
Видео 5. Часть 2
Подробнее о таких конструкциях мы поговорим ниже.
Приспособление «Глобус»
Такое устройство внешне похоже на школьный транспортир и предназначено для изготовления дуг с большим радиусом изгиба из полосы, квадрата, круга или шестигранника. Сначала загибом фиксируется один конец заготовки, потом она изгибается по всей длине по шаблону. Принцип действия чем-то похож на работу закаточной машинки для консервации.
Внешний вид приспособления
Видео 6. Работа на «Глобусе»
Пользуясь исключительно мускульной силой, дугу большого диаметра можно изготовить на шаблоне, прикрученном или приваренном к верстаку. На нём хорошо гнуть полосу, трубу тонкостенную и т. д.
Шаблон
Приспособление «Волна»
Получить волнообразные изделия из заготовки круглого, квадратного, шестигранного сечения или трубки можно на приспособлении «Волна». Деформация заготовки происходит между вертикальными валками прокручиванием.
Приспособление волна и полученные изделия
Видео 7. Приспособление в действии
Приспособление «Фонарик»
На этом станке изготавливают заготовки элементов «Фонарики» или «Шишки», которые могут состоять из 4-х, 6-ти, 8-ми и более прутков. По принципу действия станок похож на «Твистер», но тут заготовки изгибаются вокруг направляющего вала, что формирует более правильную и точную конфигурацию изделия.
Приспособление «Фонарик»
Видео 8. Работа приспособления для изготовления «Фонарик»
Приспособление для холодной ковки элемента «Хомут»
Элемент холодной ковки «Хомут» предназначен для фиксирования между собой других элементов конструкции.
Приспособление для гибки «Хомута» можно выполнить по прилагаемым чертежам.
Приспособления для выполнения «гусиной лапки»
«Гусиная лапка» - расплющивание с нанесением красивых насечек концов заготовок для придания большей изящности конструкции или с целью уменьшения толщины для различных соединений.
Концы элементов оформлены «гусиной лапкой»
Эту операцию можно выполнить при помощи станка с матрицей или приспособлением и тяжелым кузнечным молотом на наковальне. Оба варианта мы даем в виде видеоматериалов.
Видео 9. Станок для изготовления «гусиной лапки»
Видео 10. Приспособления для ковки «гусиных лапок»
Видео 11. Подробный процесс изготовления штампа
Ниже прокатный станок для выполнения той же операции.
Станок для прокатки «гусиной лапки» (расстояние между вальцами регулируется). Материалы для прокатного станка: шестерни и валы - запчасти от комбайна б/у
Принцип действия
Изготовление «Улитки» с приводом
«Улитка» с электроприводом облегчает изготовление завитков и «валют». Особенно это ценно, когда работа не «для души», а для изготовления большого количества однотипных изделий на потоке при работе на заказ.
Ниже приведены этапы сборки станка для гиба прута максимальным сечением 10х10 мм. Двигатель мощностью 0,5 КВт/1000 об/мин работает при этом на пределе своих возможностей. Выполняет 6 оборотов вала в минуту. Сегменты улитки выточены из круглой болванки Ст.45 без термообработки высотой 25 мм и толщиной 20 мм. Улитка насажена на вал на подшипниках от заднего колеса мотоцикла - 7204. Поддерживающий ролик закреплён жёстко в пазу. Между двигателем и редуктором установлены шкивы.
Ниже приведены чертежи сегментов улитки.
Элемент улитки 1
Элемент улитки 2
Элемент улитки 3
Центральный элемент улитки
Для более массивного прута (от 12 мм) мощность двигателя должна составлять более киловатта. На фотографиях ниже представлен станок с двигателем мощностью 2,2 кВт, 1000 об/мин, дающий выход на валу около 10 об/мин. Это уже станок для профессионального использования. Применён бывший в употреблении редуктор, матрица вырезана из заготовки толщиной 30 мм - самый трудоёмкий процесс.
Для холодной ковки ещё понадобятся наковальня и молот. Горн не нужен, он требуется только для горячей ковки.
Совет! Перед началом работ начертите эскиз будущей конструкции в натуральную величину. Это поможет корректировать элементы и не запутаться при сборке.
Смотря на ограждения, ворота, калитки различных коттеджей, человек, который не имеет никакого представления о кузнечных инструментах, работе в кузнице, спрашивает: откуда такие деньги? Человек, разбирающийся в кузнечном ремесле, ответит ему, что подобные вещи (металлические мебельные украшения, качели, лавочки) сделаны посредством приспособлений для холодной ковки.
Стоимость холодной ковки не слишком большая. Обусловлено это низкими расходами на оснащение, высокой эффективностью обработки. Кузнец, который занимается данным видом работы, может быстро начать получать неплохую прибыль. Вероятно, некоторые хозяева коттеджей сами делают все ограждения и ворота, потому как холодную ковку возможно осуществлять в гаражном помещении либо сарае, не имея при этом никаких особых навыков.
Главное, что вам потребуется – это самодельное оборудование для холодной ковки. Если вы желаете делать различные предметы из металла, вам понадобится пять – семь видов оснащения. Своими руками станков для холодной ковки возможно изготовить три – пять штук. Прежде чем начать изготовление, нужно изучить основы работы в кузнице.
Штамповка, ковка, гибка
От штамповки холодная ковка отлична тем, что материал под действием инструмента практически не течет. Посмотрите на баночку из-под пива или, например, чайник из алюминия/жести. Их выдавливание осуществляется за 1 удар штампующего устройства.
От горячей ковки холодная отлична тем, что деталь перед началом обработки не разогревают. Заготовку как бы наклепывают, ударяя по ней много раз. Металлическая структура значительно меняется. Прочность поверхности повышается, а середина становится более вязкой. Кустарные мастера очень ценят бандажи колес вагонов, части рельсов.
Металл наклепывается посредством обычного молота. Изготовить его собственноручно легче, чем самодельный станок для холодной ковки. Однако такая ковка все-таки отличается от наклепа. При ее выполнении металлическая структура сильно не изменяется.
В настоящее время существуют различные виды станков для холодной ковки. Электрический привод используется редко, потому как вызванное им увеличение КПД зачастую не оправдывает трудность создания, траты на электроэнергию. Для холодной ковки станки делятся на:
- твистеры – образуют плоские спиральки и иные завитушки с неширокой серединой;
- торсионные – дают возможность создавать винтовое закручивание прутка и детали из объемных спиралек (филаменты);
- штамповочно-инерционные – с их помощью выполняют расплескивание фасонных наконечников, штамповку декоративных хомутов для объединения узорных частей, выдавливание рельефных элементов на длинных изделиях;
- гибочные – обработка осуществляется посредством нажима, протяжки либо сочетания этих методов. В первом случае изготавливают волны, зигзаги, во втором – кольца, завитушки.
В разнообразных книгах, в особенности английских, все самодельные станки для холодной ковки своими руками, которые формируют изделия посредством закрутки/завивки зачастую называются твистерами. Первоначально твистер применялся, чтобы навивать пружины. Однако более правильно полагать, что твистер – это навивочное устройство, а торсионный станок – крутильное.
Гнутики
В станке для холодной ковки своими руками гнутиком называется устройство, предназначающееся для получения зигзагообразных элементов. Заменяя ролик/клин, возможно в определенном диапазоне менять угол зигзага.
Гнутик для труб, прутьев до шестнадцати миллиметров стоит дешево. Изготовить его в бытовых условиях трудно, потому как необходимо точечное обрабатывание. Попытайтесь обыкновенной электрической дрелью сделать отверстие в гаечном ключе. А ведь нагрузки в гнутике намного больше. Ввиду этого гнутик проще приобрести. Он может применяться как для ковки своими руками, так и для производства частей сварных металлических конструкций, сгиба небольших труб.
Твистеры
С давних времен мастера кузнечного дела производили завитки по оправочному шаблону посредством рожкового захвата-рычага. Метод этот малоэффективен, однако дает возможность без особого труда и больших временных затрат создавать различные гибочные оправки из обыкновенной металлической полоски. Упорный рычажный рог не позволяет шаблону сдвигаться под давлением детали. Рог обвода должен быть скользящим с фиксированием. Обработка будет протекать более медленно, однако с большей точностью.
Еще одно самодельное приспособление для фасонного сгибания – это крепкая доска со штырями опоры. Ими могут служить обыкновенные болты. Обрабатывать возможно полоску до шести миллиметров. Все зависит от вашей физической силы. Сгибают полоску «на глазок». Процесс довольно медленный, однако возможно создавать самые разные узоры.
Улитки
Одна из разновидностей твистера (станка для ковки) – это улитка. Она весьма распространена среди людей, которые занимаются художественной ковкой. Улитка имеет несложную конструкцию, доступна для создания в домашних условиях. Кроме того, она удобна в эксплуатации и многофункциональна. Для ковки станок-улитка подходит идеально. Из себя он представляет гибочный рычаг, который немного усовершенствован и механизирован. Данное оборудование для холодной ковки металла делится на 2 вида.
С лемехом
Схема работы данного приспособления для холодной ковки такова:
- Улитка проворачивается.
- Заготовка фиксируется на устройстве.
- Посредством пружины осуществляется прижим валика к детали.
- Выполняется вращение улитки по часовой стрелке (используются рычаги).
- Фиксация убирается, улитка поднимается, из устройства достается готовый завиток.
Плюсы подобного твистера таковы:
- Возможно обрабатывать детали без особого оборудования. Обусловлено это тем, что по вертикали нагрузка на пол помещения довольно небольшая.
- Опору сделать достаточно просто, можно сварить ее из обыкновенных металлических профилей.
- Работать возможно в одиночку. Одной рукой поворачивайте ворот, второй прижимайте полоску к лемеху.
- Возможно делать спирали с пятью витками.
Рычажные
Подобные ручные станки для холодной ковки имеют конструкцию, схожую с трубогибом. Они менее производительны, чем устройства с воротом. Нагрузка довольно большая. Ввиду этого требуется крепкое основание из специальной стали. Повернув рычаг до заклинивания, необходимо перемещать ролик прижима. Создать на улитке можно до четырех завитков. Такой ручной станок для холодной ковки своими руками имеет следующие особенности:
- Все элементы, за исключением ролика прижима, могут быть сделаны из обыкновенной стали.
- Роликом прижима может служить стандартный роликовый подшипник.
- Основание станка способно прослужить больше тысячи рабочих циклов.
- Гибку возможно осуществлять как по шаблону, так и по проставкам.
- Есть возможность быстро изменять форму изготавливаемого изделия, делать обратные сгибы.
- Конец заготовки возможно фиксировать, кладя его в шаблонную выемку. Уширение осуществляется посредством наваривания либо сгиба.
Торсионы
Данный инструмент для холодной ковки дает возможность повысить КПД и увеличить качество производимых изделий. Рабочее усилие достаточно большое, потому необходимо основание высокой прочности. Подойдет хребтовая двутавровая рама от ста миллиметров либо пары соединенных швеллеров. На опорной поверхности основание требуется зафиксировать надежным образом посредством присоединенных к нему лап.
Деталь (пруток в форме квадрата) фиксируется патронами оправками с гнездами. Ввиду того что пруток при скрутке уменьшается по длине, патроны в шпиндельном элементе и задней бабке необходимо хорошо закрепить винтовыми зажимами. Задняя бабка должна быть скользящей.
Если устройство необходимо для изготовления, к примеру, небольшого ограждения, то можно сделать станок для холодной ковки своими руками из лома, подручных средств.
Электрический привод
Работать на торсионном станке с неэлектрическим приводом утомительно. Хорошего качества добиться практически невозможно. Обусловлено это тем, что вручную трудно достигнуть равномерного момента вращения. Ввиду этого лучше использовать электрический привод, который должен устанавливаться в инструмент для ковки. Привод можно сделать из подручных средств (полуось ведущего моста авто с задним приводом, зубчатая дифференциальная пара). Движок – на 1,5-3 кВт, 900 оборотов в минуту. С иными вариантами можно ознакомиться, посмотрев в интернете соответствующие видео.
Волна и зигзаг
Как сделать станок для холодной ковки, посредством которого возможно создавать волно- и зигзагообразные элементы? Для этого понадобятся вальцы, сделанные из инструментальной/хромоникелевой стали. В дуге ставятся ограничители, дающие возможность создавать точный профиль волны.
Если установить на улитку специальный ворот, можно создавать волны. Рукоятки применяются те же. Они вкручиваются в гнезда резьбы на воротной головке. Основной ролик рекомендуется располагать отдельно, прикреплять к основанию болтами с головкой.
Кованые изделия необходимо объединять в одно целое. Проще всего сваривать и затем заглаживать швы болгаркой с зачищающим кругом. Он имеет большую толщину, чем отрезной, справляется с усилиями изгиба. Намного лучше выглядят детали, которые соединены фасонными хомутами. Штамповка осуществляется из полоски от полутора миллиметров. Хомутную заготовку изготавливают в форме буквы «П». Ее крылья сгибают с задней стороны посредством молота. Для окрашивания применяются специальные эмали, краски для металлических изделий. Эмали с пигментом более дорогие, однако они не склонны к отслаиванию, выгоранию, износу и термодеформации.
Нагрузки, которые переносит пресс для холодной ковки, в особенности ударные, достаточно высоки. При этом требуется точно обрабатывать заготовки. Ввиду этого лучше не пытаться, используя чертеж станка для холодной ковки, сделать подобное устройство. Самому можно изготовить лишь ручной стан прокатки. Однако стальные валки, вали и втулки подшипников все равно понадобится покупать.
Если же вы всерьез намерены заняться кузнечным делом, попробуйте изготовить твистер либо торсионное устройство. У станка для холодной ковки чертежи достаточно простые, разобраться в них под силу даже человеку, который весьма отдаленно знаком с кузнечной работой. Чертежи станков возможно отыскать в интернете либо спросить у знакомых, которые занимаются кузнечным делом. Конечно, профессия «кузнец» сегодня менее популярна, чем тот же «кондуктор», однако это не значит, что кузнечным делом вообще никто не занимается.
Оснастка «Улитка» для холодной ковки — обязательный ручной инструмент любого мастера, который занимается изготовлением кованых изделий без нагрева металла. «Улитка» предназначена для изгибания металлического прутка при холодной ковке металла. Сделать «Улитку» для холодной ковки своими руками не так уж и сложно.
При помощи самодельных станков для холодной ковки можно изготовить множество ажурных изделий из металла. Кованые заборы, ограды, ворота, калитки, перила, скамейки поражают интересными очертаниями, округлыми плавными линиями. Именно изогнутые формы кованых изделий изготавливаются с помощью «улитки» — станка для холодной ковки металла.
Изготовление оснастки «улитка» проходит в несколько этапов.
В следующем ролике можно посмотреть, как умелец своими руками сделал самодельную «улитку», а также, как и какие заготовки можно изготовить на таком оборудовании для холодной ковки.
В данном видео представлен еще один интересный вид самодельной «улитки», на которой удобно сгибать поковки в завитки и волюты. По словам мастера, «на этом станке все делается удобнее и легче».
Следующий видеоролик содержит чертеж и описание устройства «улитка» и необходимые материалы для изготовления станины и лекала для производства кованых завитков.
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.
Гнутик
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
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
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.
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.
С помощью такой улитки для холодной ковки своими руками похожа по структуре с . 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.
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.
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 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.
По распространённому (но, увы, технически неграмотному) выражению «холодная ковка» (от англ. cool forging) к оборудованию, предназначенному для выполнения подобных процессов пластического деформирования, относят приспособления, выполняющие такие операции, как объёмная гибка, скручивание, плющение и т.п. Особенно часто это необходимо при работах по изготовлению элементов художественной ковки металла – спиралей, волют, улиток, вензелей и пр., не требующих в последующем соединения между собой.
Составляем техническое задание на станок для холодной ковки
Исходными данными для проектирования (если ни один из вариантов готовых чертежей данного оборудования и приспособлений вам не подходит), являются:
- Предельная площадь сечения исходных заготовок (например, обрабатывать стальной пруток с размерами сечения более 12 — 16 мм вручную весьма затруднительно).
- Технические возможности — для того, чтобы самому сделать основные детали требующегося оборудования.
- Перечень операций объёмной штамповки – гибочных, осадки, высадки – которые должны выполняться для последующей художественной обработки металла.
- Степень сложности инструмента и приспособлений, которые позволят сделать требующийся станок для холодной ковки универсальным.
- Потребность в приводе (ручной станок холодной ковки сделать значительно легче, чем с электрическим приводом).
Для того, чтобы самому выполнить большинство операций по изготовлению необходимого оборудования, в чертежах следует предусмотреть возможно больший процент заготовок и узлов, для которых потребуется нормализованный металлопрокат – швеллер, уголок, толстая полоса и т.д.
Виды самодельного оборудования и инструмента для пластической обработки металла
Сделать полностью унифицированный станок холодной ковки своими руками довольно сложно. Но можно предусмотреть в чертежах наличие взаимозаменяемых узлов, крепление которых будет производиться на общем рамном основании. К числу наиболее востребованных инструментов относятся:
- Твистер – приспособление, выполняющее спиральное закручивание части стального стержня в направлении его продольной оси;
- Гнутик – приспособление, производящее гибку заготовок из профильного металлопроката на необходимый угол (в том числе выполнение пространственных гибочных элементов на металле);
- Улитка – узел, осуществляющий спиральное закручивание части заготовки с постоянно уменьшающимся радиусом;
- Шаблон – инструмент, с помощью которого на станке холодной ковки производится изготовление окружности необходимого диаметра из прутка;
- Керн – инструмент для нанесения на металле объёмных тиснений, а также штампованных оттисков на плоских поверхностях.
Комплект такого оборудования фактически обеспечивает возможность выполнения самому подавляющего большинства работ по объёмному деформированию сталей и цветных сплавов при помощи станков холодной ковки.
Возможности станка с ручным приводом позволят производить объёмное деформирование преимущественно высокопластичных металлов и сплавов – низкоуглеродистой стали, некоторых марок латуни, меди, алюминия. Из таких элементов можно изготавливать детали кованых перил, ограждений, подставок, беседок.
Этапы проектирования станка холодной ковки и подготовительные процедуры
Чтобы изготовить станок холодной ковки, потребуются следующие чертежи:
- Чертёж рамного основания станины под установку агрегата;
- Сборочные чертёжи каждого из необходимых приспособлений;
- Чертежи сменных деталей станка.
В качестве рабочего инструмента и исходных материалов для изготовления необходимы:
- Толстолистовая сталь (или полоса) из среднеуглеродистой стали марки не ниже сталь 35;
- Толстостенная труба квадратного поперечного сечения;
- Переносной отрезной станок или шлифовальная машинка;
- Инструмент для работы с крепёжными деталями (гайковёрт, пассатижи);
- Бытовой сварочный аппарат;
- Фрезер;
- Ручной гибочный агрегат;
- Мерительный и разметочный инструмент (угольник, штангенциркуль, нутромер).
Перед началом изготовления отдельных элементов станка холодной ковки полезно все предполагаемые действия выполнить на чертеже, прорисовав все основные перемещения отдельных узлов и деталей, из которых состоит станок холодной ковки. Особенно полезно сделать это перед изготовлением сменного рабочего инструмента (под улитку, керн, гнутик). Стоит продумать также возможность использования стандартных узлов: например, слесарных тисков, либо суппорта от небольшого списанного токарного устройства.
Для обеспечения высокого качества готовых изделий параметры шероховатости инструмента должны быть на один квалитет выше, чем изделий, которые будут изготавливаться на нём. Поэтому после производства сварочных операций, отрезки и пр. рабочие финишные поверхности необходимо тщательно прошлифовать. Когда все необходимые составные части станка холодной ковки изготовлены, рабочие сменные инструменты полезно термически обработать. Закалка до твёрдости 40…45 HRC значительно увеличит долговечность используемых приспособлений. Стоит напомнить, что после закалки изделия несколько коробятся, а потому нуждаются в последующей правке. Впрочем, закалочные и отпускные переходы лучше заказать в специализированных фирмах, имеющих необходимое оборудование.
Как изготовить и сделать сборку отдельных узлов станка и инструмента к нему
В качестве примера приводится пошаговая инструкция для получения приспособления «Твистер», которое предназначается для одноосного продольного скручивания стальной заготовки из прутка квадратного поперечного сечения. Аналогичным образом, и в той же последовательности будут выполняться операции и относительно других частей станка холодной ковки – улитки, керна, шаблона, гнутика и т.д.
Опорной заготовкой под данное приспособление стоит принять двутавр или швеллер с толстыми полками. К нему сваркой прикрепляют широкую толстолистовую полосу, к которой можно присоединить слесарные тиски. В них будет зажиматься неподвижная часть закручиваемого прутка. Тиски следует закрепить особенно надёжно – при помощи минимум четырёх болтов диаметром от М16 и более. Для увеличения площади зажима прутка к губкам тисков привариваются рифлёные пластины из толстолистовой стали. С противоположного конца двутавра устанавливаются направляющие ролики, к которым впоследствии будет прикреплён зажимной узел для подвижной части обрабатываемой заготовки. Его можно сделать из стальной втулки, по образующей которой необходимо предусмотреть расположенные под углом 120° три отверстия для зажимных болтов диаметром на 2…3 мм меньшим, чем сторона квадрата скручиваемого элемента. Болты должны быть закалёнными, из качественной стали, а также иметь плоский торец. Оба зажимных устройства должны быть расположены соосно, что проверяется при помощи уровня, слесарного угольника, штангенциркуля.
Далее изготавливается ручка для проворачивания подвижной части зажима. Рычаг под неё необходимо предусмотреть как можно длиннее – таким образом снизится значение прикладываемого усилия. В то же время длина рычага должна быть удобной для пользователя. Саму рукоятку лучше подобрать из стандартных, причём желательно с резиновой втулкой — для исключения вероятного проскальзывания руки оператора станка для холодной ковки при выполнении на нём соответствующего перехода пластической деформации.
После сборки станка холодной ковки его проверяют на надёжность перемещения подвижных элементов, а также на точность производства операций для пластического деформирования металла. После этого можно сделать окончательное крепление устройства к опорной раме.
