Горячая ковка

Основные способы ковки металла

Горячая ковка

Как уже говорилось, проведение горячей ковки возможно, если нагревать металл до температур, когда тот меняет свои характеристики прочности и становится пластичным, что дает возможность относительно легко его обрабатывать при помощи ударного инструмента и других приспособлений. Горячий способ обработки предполагает использовать особые технологии обработки металла, которые дают возможность сделать готовые изделия разнообразнее.

Но кроме преимуществ есть и некоторые недостатки метод. К ним отнесем то, что для нагревания металла требуется наличие горна или муфельной печи. Отметим, что такое оборудование помимо своей цены будет дорого обходиться и в дальнейшем, при использовании, так как потребуется оплачивать его обслуживание и топливо.

Также использование открытого источника огня является далеко небезопасным занятием и требует от мастеров соблюдения мер безопасности в повышенной мере. Кроме того, для выполнения горячей ковки требуется, чтобы у мастера были определенные знания и навыки, чтобы разбираться в температурных параметрах различных видов металла.

Ручная ковка

Ручная ковка металла обязательно должна быть выполнена в специальных мастерских, которые оснащены всем необходимым.

В перечень оснастки входит такое оборудование:

  • Система воздухоотвода.
  • Муфельная печь или кузнечный горн.

Холодная ковка

Большую часть работ из холодной ковки выполняют на спроектированном по особым чертежам оборудовании. Можно перечислить определенный список оборудования, которое следует использовать при холодной обработке металла. Обычно такое оборудование может показать свою эффективность при выполнении большого объема работ для архитектурного оформления сооружений и зданий.

Среди оборудования, которое используют для получения изделий способом холодной ковки, назовем следующие:

  • Торсионный, с ним можно выполнять кручение прутка вокруг собственной оси.
  • Волновой, на нем делают волнообразные детали.

В парке оборудования для холодного способа ковки насчитывается лишь десяток единиц. Некоторые из них могут работать от мускульной системы оператора, а что-то работает от привода. Некоторые мастера делают самостоятельно подобное оборудование, а также создают модификации.

Может быть, вам нужен пуансон? Главные понятия

Вы уже, наверное, заметили, что на нашем сайте мы очень любим указывать на что-нибудь неправильное. Сейчас тоже себе не изменим: понятие «холодная ковка» в привычном значении в корне неверное, читайте внимательно, разъясняем.

Кузнечная продукция – дело эксклюзивное и недешевое. И, в общем-то, уже экзотическое, если исключить штамповку, которая производится автоматически и в огромных объемах.

Штамповка – выдавливание или деформация металла с помощью штамповочного пресса со специальной матрицей – насадкой на конце. Это он и есть – пуансон, который делается из самой высокопрочной стали. Штамповка бывает горячей с нагревом металлов до ковочной температуры и холодной – без какого-либо нагрева. За примером холодной штамповки далеко ходить не нужно – это все металлические банки для напитков.

Виды станков для ковки.

Подбираемся, наконец, к работе с металлами холодным способом – без нагревания. Вопрос: можно ли деформировать металл без нагрева? Ответ: да, можно. Единственный способ – механический. Называется он не очень серьезным словом – наклепыванием или наклепом. Для этого вам придется до одури бить молотом по металлу, пока его структура не начнет значительно меняться.

Этот процесс как раз и является холодной ковкой – механическая деформация металлических заготовок с помощью механических ударов молотом. Если вы решите заняться ковкой наклепыванием, то заранее передаем привет вашим родным и соседям – их ждут серьезные испытания.

Ну а если серьёзно, то любители холодной ковки методом наклепывания есть, мы пожелаем им успеха и пойдем дальше – к псевдо – холодной ковке, как ее привыкли называть.

Механическую деформацию металлов с помощью различных станков без разогревания правильнее называть гнутьем металлов, потому что в этом методе обработки металлов мастера гнут металлические прутья. Больше они ничем не занимаются – только гнут. Другой вопрос – как и куда гнут, по какой оси, но все это – художественные аспекты металлического гнутья, на которых мы тоже остановимся, но попозже.

Самое главное – в дальнейшем мы будем называть этот процесс холодной ковкой – так, как это делается во всех источниках, чтобы не было путаницы. Просто теперь мы разбираемся в методах и понимаем, в чем суть так называемой «холодной ковки».

Кстати, нужен ли вам пуансон? Красивое ведь слово. Вы ведь не будете заниматься промышленной штамповкой металлических заготовок? А вот художественная ковка своими руками – вполне реальная возможность в домашних условиях. Там есть даже легкая штамповка вместе с пуансонами… Разбираемся дальше.

Торсионы

Торсионное скручивание прутка без станка

Скручивать для художественной ковки прутья винтом можно вообще без станка, см. рис. справа. Чтобы заготовка не согнулась у коренного (зажатого в тисках) конца, под дальний от них конец направляющей трубы нужно подставить деревянный чурбак или что-то вроде него с V-образным вырезом вверху; трубу лучше прихватить к этой опоре хомутом, а подставку закрепить на верстаке. Труба должна быть короче заготовки и по внутри примерно в 1,5 раза шире ее наибольшего поперечника, т.к. заготовка при скручивании стягивается и раздается вширь.

Торсионный станок для холодной ковки позволяет увеличить производительность и улучшить качество получаемых деталей. Рабочее усилие в нем передается на опору в значительной степени, поэтому станина нужна прочная, в виде хребтовой рамы из двутавра от 100 мм или пары сваренных швеллеров того же размера; профтруба будет видимо деформироваться. На опорной поверхности станину нужно надежно закрепить с помощью приваренных к ее концам лап из того же профиля, поз. 1 на рис.

Самодельные торсионные станки для холодной ковки

Заготовка – квадратный пруток – удерживается оправками-патронами с гнездами также квадратного сечения; они видны там же на поз. 1. Т.к. пруток при скручивании сокращается по длине, патроны в шпинделе и задней бабке нужно надежно фиксировать винтовыми зажимами. По той же причине задняя бабка выполняется скользящей. Для возможности скручивания отдельных участков заготовки применяется также скользящий ограничитель со вставкой с квадратным отверстием.

Если требуется сделать только забор для себя или что-то меньшее, можно на скорую руку соорудить торсионный станок из лома и подручных материалов, поз. 2. На том и другом станке в принципе можно получать и филаменты, вложив в патроны пучок из 4-х прутков вдвое меньшего размера. Но не думайте, что хороший фонарь или корзинку вам удастся сделать, просто подпихивая рычагом заднюю бабку. Получится нечто вроде того, что на врезке в поз. 1 и 2. Кузнецы называют такие казусы словом общеизвестным, но в литературной речи не употребляемым. Ветви филамента при скрутке его в простом торсионном станке нужно разводить вширь ручным инструментом, что сложно и не обеспечивает должного качества работы.

Красивые филаменты (поз. 3) скручиваются на торсионных станках с закрепляемой задней бабкой и винтовой подачей шпинделя, поз. 4. А теперь вернемся ненадолго к рис. с видами станков в начале, к поз. 2 на нем. Видите штуковину, обозначенную зеленым восклицательным знаком? Это сменный шпиндель. В комплекте их 2: гладкий для спиральной крутки по длинной оси заготовки и винтовой для скручивания филаментов. В таком исполнении станину сваривают из пары швеллеров с продольным зазором, а к задней бабке приваривают башмак с резьбовым отверстием под стопорный винт. Башмак нужен с подошвой от 100х100, т.к. фиксация задней бабки в режиме филамента фрикционная и лишь отчасти заклиниванием: стопорный винт дает только начальное прижимное усилие.

Об электроприводе торсиона

Электропривод самодельного торсионного станка

Работа на торсионном станке с ручным приводом шпинделя утомительна. Но главное – стабильного качества изделий такого, как на поз. 3 рис. с торсионными станками, добиться еще труднее. Причина – руками сложно создать равномерный по кругу вращательный момент, как и любым другим рычажным приводом. Поэтому торсионный станок для холодной ковки как раз тот случай, когда применение электропривода оправдано несмотря ни на что. Лучший вариант из подручных материалов – полуось ведущего моста заднеприводного автомобиля с зубчатой парой от дифференциала оттуда же, см. рис. справа; не забудьте только о защитном кожухе! Мотор – на 1,5-3 кВт и не более чем на 900 об/мин. Возможны и другие варианты конструкции, см. напр. ролик:

Оборудование для художественной ковки

Что требуется для производства изделий холодной ковки?

Первое, что нужно, — разделить помещение, которое вы решили занять под производство, на зоны. Затем заняться их оборудованием.

  • Стапель – размер 200 на 200 м;
  • Зона заготовок – 400 на 50 м;
  • Рабочий стол – 250 на 100 м;
  • Стеллаж – 300 на 60 м;
  • Зона проветривания и вентиляции – 150 на 100 м.

Разумеется, все цифры даны приблизительно.

Теперь придется заняться покупкой оборудования.

  • Основной инструмент для холодной ковки ─ это гнутик, именно он помогает согнуть металл под нужным углом.
  • Часто нужно придать изделию волнообразную форму. Инструмент, помогающий это сделать, так и называется – волна.
  • Для создания спиралей из металлического прута предназначена улитка. Именно она помогает в изготовлении самых популярных кованых предметов: кашпо, подставок.
  • Закрутить металлический прут вокруг оси помогает твистер.
  • Фонарик является разновидностью твистера.
  • Сварочный аппарат.
  • Верстак с тисками.
  • Пила «болгарка».

Для холодной ковки своими руками оборудования, представленного выше, должно хватить на начальном этапе. Потом мастер в зависимости от своих возможностей и целей его пополняет.

Многие мастера выходят со временем на более высокий уровень покупая станки для художественной ковки с числовым программным управлением.

Оборудование и инструмент для кузницы

Если вы все-таки решили заняться горячей ковкой, то начать лучше с обучения, поскольку в ходе него уже будет ясно, насколько для вас это подходящее занятие.

Для оборудования кузницы нужно:

  • горн (он может быть переносной и стационарный); его используют для разогрева металла; современные горны бывают угольные и газовые. Горнам угольным нужна хорошая мощная вытяжка, но они безопаснее, чем газовые;
  • наковальни (могут быть двурогие и однорогие) ─ второй по значимости после горна предмет в мастерской. Ее нужно хорошо закрепить, лучше даже вкопать в землю;
  • клещи ─ в любой кузнице их много, все они разных размеров;
  • молот ─ орудие труда кузнеца;
  • формы;
  • штампы;
  • выгибающийся круг;
  • компрессор;
  • сварочный аппарат.

Нельзя забывать и о средствах индивидуальной защиты: рукавицы, фартуки, очки и так далее.

При оборудовании кузницы для горячей ковки надо учесть, что эта работа связана с огнем. Недаром в старые времена кузницы строились неподалеку от реки. Поэтому надо тщательно продумать систему пожаротушения. Тем более при оформлении бизнеса вам придется иметь дело с пожарной охраной.

Человеку, решившему заняться ковкой, надо помнить, что хороший мастер рано или поздно приходит к мысли о том, что лучше совмещать холодную и горячую ковку. Даже в одном изделии совмещение горячей и холодной ковки смотрится очень стильно. Например, концы завитков у изделия холодной ковки, выполненные в технике горячей, выглядят великолепно.

Соединение деталей и покраска

Теперь все завитушки нужно собрать в единое полотно. Работа непростая, но очень благодарная: именно на этом этапе начинает реализовываться главная художественная идея. А между тем, на этой стадии можно легко все испортить. Сделать это просто: начать соединять детали сваркой, а потом пройтись болгаркой для зачистки.


Кручение металла на станке.

Теперь о покраске. Слава богу, сейчас есть чем красить: благодаря современным строительным технологиям, в продаже огромное количество красок на любой вкус, кошелек и, главное, назначение. Красок для металлов – бессчетное число. Чаще всего применяются специальные акриловые краски по металлу или кузнечные эмали.

Очень часто по совершенно неизвестным причинам мастера кузнечного дела предпочитают финишное покрытие краской с пигментом из кузнечной патины – «под старину», показывая при этом удивительное единодушие во вкусах. Если вы являетесь заказчиком ковки, то вам нужно вовремя остановить мастера, чтобы предложить ему свой вариант цвета и фактуры покрытия. Ну а если серьезно, то кто сказал, что ковка должна быть темной и под старину? А белая? Цветная? Вот уж где необъятное пространство для самых смелых художественных решений.

Типы современного оборудования

Кузнечно-штамповочное оборудование

В промышленном масштабе часто используют много кузнечно-штамповочного оборудования, которое можно классифицировать по таким параметрам:

  • Температура обрабатываемой заготовки. Для этого используют ковочные машины, а также оборудование для холодной и горячей штамповки (объемной и плоской).
  • По операциям, которые выполняют на оборудовании. Их можно разделить на основное, заготовительное и финишное KШO.
  • По типу подачи и удаления готовых изделий с рабочего пространства. На практике же используют оборудование, на котором все описанные операции можно выполнить в ручном, полуавтоматическом и автоматическом режиме.
  • По разновидности привода. Штамповочные машины и прессы могут работать от сжатого воздуха, гидравлики и электричества.
  • По ключевому параметру, обычно это номинальное усилие, которое создается при помощи пресса, или же рабочий момент.

Индукционные нагреватели

В частности, отмечают:

Использование индукционного типа нагревателей дает возможность снижать затраты на энергию и это важно, особенно при постоянном возрастании тарифов также это дает возможность сделать изделие дешевле, благодаря чему продажи возрастут.
Использование нагревателей дает возможность повысить производительность труда, так как индукционное нагревание дает возможность уменьшить время, которое затрачивается  на прогревание детали.
В автоматических печах благодаря точности установки и расположения заготовки в индукторе точность нагрева повышается.
Нагревание заготовки в таких печах отличается малым количеством окалины, что положительно сказывается на сроке эксплуатации штампового инструмента.
Установка индукционного типа оборудования дает возможность освободить место в производственных помещениях.

Элементы кованых узоров

Изделия холодной ковки можно отнести к одному из типовых элементов:

Элементы кованых узоров

  • Завиток.Спиралевидный завиток может быть однонаправленный и двунаправленный- то есть с изменением направления закручивания спирали. На практике при использовании прутка 10-12 мм можно получить до 5 витков спирали
  • Двойной завиток, или китайский фонарик. Это пространственная конструкция из двух или более элементов, каждый из которых является обычной двухрядной спиралью. Изготовляется на твистере
  • Волюта.Завиток односторонний или двухсторонний, используется для отделки решеток, балюстрад, мебели.
  • Крутень.Скрученный вдоль продольной оси пруток (или несколько прутков). Используется для балясин, элементов декора, рукояток каминных инструментов
  • Навершие. Используется как конечный элемент на прутьях решеток, Это пика, к которой прикрепляется ряд завитков.

Последовательность окончательной сборки отдельных кованых элементов

Для соединения объемных деталей изделий художественной ковки в окончательную конструкцию, применяют несколько способов:

  • Сварка. Горячая сварка требует нагрева места соединения, что не всегда возможно. Для соединения элементов, полученных способом холодной ковки, применяют электросварку или газосварку
  • Клепка. Для этого в месте соединения в каждой детали необходимо проделать отверстие, в которое будет вставлена заклепка и расклепана.
  • Кольцом. Два пересекающихся прутка, например, в решетке, часто соединяются разогретым кольцом, концы которого свариваются. Так же соединяются и куски кованых цепей.

Плоские детали соединяются своими способами:

  • Фальцовка — смежные кромки скручиваются вместе.
  • Чеканка – смежные кромки изделий счеканиваются, путем вытеснения части одной детали в объем другой.
  • Сварка.

Техника холодной ковки

По сравнению с горячим видом обработки металлической поверхности, холодный вид не требует соблюдения температурного режима.

Основное требование заключается в наличии специализированного оборудования для ковки своими руками.

Основная суть данного метода заключается в создании необычной формы при помощи деформирования и опрессовывания железных заготовок.

Для осуществления холодной ковки своими руками понадобится специальный станок. Он обеспечит плавные линии и изгибы для металлических декораций. Данный вид обработки отличаются своей безопасностью для новичков.

Основным недостатком этого способа является соблюдение чертежей в процессе осуществления ковки своими руками. Неправильная подготовка и не соблюдение размеров могут привести к появлению деформации и хрупкости металла.

Нож, выкованный вручную

 

Запись прямой трансляции из «Кузницы Сварога», где ребята (кузнец и оператор) покажут, как выковать нож из плоского напильника, параллельно отвечая на вопросы зрителей. Кроме алгоритма работы, в видео дается следующая информация: какую печь экономнее использовать (на углях или на газу), как избежать окисления, до какого цвета нагревать напильник, сколько расходуется газа в горне, из чего состоит окалина, почему наковальня обматывается цепью, как эффективнее разгонять металл. Прежде чем приступить к основному, кузнец проведет вводную теоретическую часть: расскажет о высоте наковальни, приведет список необходимых инструментов, коснется понятия восстановительной и окислительной среды горна, техники безопасности.
 

Интересно о ковке металла

Интересный факт, одна из самых распространенных фамилий в мире произошла от кузнечного дела. Это Кузнецов в России, во Франции – Ферран, в Британии – Смит. Это говорит о распространенности этого ремесла по всему миру.

Кузнечное дело

Основой слова коварство, является глагол ковать. Дело в том, что многие народы и племена считали кузнечное дело малопонятным и покрытым тайной. Коварь (кузнец) изготавливает ковы, вяжет путы, так со временем существительное коварство обозначало мудрость, навыки, умение. Со временем, оно стало означать злобные планы и умыслы. Одновременно появились и словосочетания ковать свое счастье и ковать свою судьбу, носящие позитивный смысл.

Во время массовой унификации производства и применения такого оборудования, как прокатное, штамповочное, использование компьютерного управления практически вытеснило кузнечное дело из тяжелой индустрии, но оно осталось и пользуется популярностью и дизайнеров и специалистов по проектированию интерьеров. Современные кузнецы изготавливают продукцию, которая применяется при создании ограждений, лестниц, архитектурного оформления зданий и пр.

Но наш век, привел к тому, что проектирование кованых изделий выполняют на специальных конструкторских 3D программах, предназначенных для разработки деталей различного назначения.

Свободную ковку применяют ко множеству металлов. С помощью этой операции выполняют и предметы обихода, и предметы, представляющие собой художественную ценность. Кстати, этот способ обработки металла применяют и в ювелирном деле. В самом деле, самый ковкий металл – это золото. Оно обладает пластичностью, текучестью, тягучестью и многими другими свойствами, позволяющие получать из него бесценные изделия.

Ковка ювелирных изделий

Делаем улитку с рычагом


Чертеж станка для ковки.

Перед тем, как приступить к практической части работы, нужно подготовиться теоретически. Речь идет о расчетах и чертеже станка и деталей к нему. Точных размеров вам никто не даст, ведь это самостоятельное конструирование.

Многое будет зависеть от наличия у вас сходных материалов, масштабов будущих работ по холодной ковке, габаритов помещения, где вы собираетесь работать и многих других факторов. Главное – принципы, которые нужно понять, чтобы выполнить самодельный станок холодной ковки своими руками – самый удобный вариант для вас и только для вас.

Вот что нужно собрать перед тем, как приступить к сборке:

  • металлические плиты или полотно для столешницы толщиной не менее 4-х мм;
  • металлическая круглая труба для стойки или каркаса;
  • металлический прут;
  • подшипники разного калибра;
  • дрель;
  • сварочный аппарат;
  • ножовка по металлу;
  • болты м8.

Базовые части

Базовых частей у твистера всего четыре

К их подготовке и, самое главное, монтажу уделить особое внимание:

  • каркас или стойка;
  • столешница;
  • основной вал;
  • рычаг.

Стойка

Только из металла, никаких деревянных брусьев. Ставим на продуманном месте, чтобы у вас был доступ к станку с любой стороны. У станка будут сильнейшие нагрузки, поэтому самым оптимальным вариантом может быть толстостенная труба или металлический уголок.

Столешница


Самодельный станок для ковки.

Важнейшая часть станка, которую лучше сделать из металлической плиты с приличной толщиной, желательно не меньше 5-ти мм. В производстве станков для ковки своими руками нельзя экономить на толщине металла, ведь столешница и другие базовые элементы будут принимать на себя огромную нагрузку.

Форма предпочтительнее в виде круга. Таких столешниц нужно сделать две: вторая нужна для сгибания прутков и размещения улиток.

Основной вал

Из этой же металлической плиты нарезать четыре прямоугольных треугольника с равными сторонами. Треугольники приварить к низу конструкции, а их основание – в центре окружности. Другой вариант вала – не из треугольников, а из трубы с толстыми стенками подходящего диаметра. Крепить либо болтами, либо сваркой.

Рычаг или рукоятка

И снова «как можно крепче»: рычаг прикрепить к валу кольцом, чтобы он вращался вокруг него. Ролик для сгибания прикрепить на верхней столешнице

Очень важно правильно рассчитать длину рычага, которая зависит от диаметра круга столешницы. Один прут должен быть примерно равен этому диаметру, второй прут – длиннее

Подшипники крепятся к рычагу в его конце, это делается для большей свободы в направлениях движения рычага. Элементы рычага и фиксированные треугольники крепятся специальной круглой гайкой с большим диаметром.

Навесные детали

Здесь будьте внимательны, вам нужно выбрать степень сложности или, если можно так сказать, «художественности». У нас с вами три варианта.

Улитка простая статичная

Ни в коем случае не игнорируем требование в чертежах – холодная ковка любит точность и продуманность во всем.

Затем вырезаете из металлических толстых полос сегменты с повторением рисунка улитки и как можно прочнее привариваете их перпендикулярно к столешнице. Просто, но вовсе не гениально: на этой намертво приваренной улитке вы сможете делать лишь одинаковые простейшие изгибы без всякого полета творческой мысли.


Станок для гибки металла.

Впрочем, все зависит от того, что вы собираетесь ковать. Если, например, у вас в планах длинный кованый забор с незатейливым рисунком, то улитка простая статичная станет самым оптимальным вариантом.

Разборная улитка из съемных частей

Сразу скажем, что это самый популярный вариант среди самодеятельных мастеров. На столешницу так же наносится контуры улиток. Вдоль этого контура сверлятся отверстия с резьбой. Сегменты улитки из металлических полос готовятся по картонным шаблонам, в них тоже сверлятся точно такие же совпадающие отверстия, что на столешнице.

Сегменты не привариваются, а крепятся болтами или цилиндрическими упорами. Главное преимущество – возможность гнуть спиралевидные детали с разными радиусами и разным количеством оборотов.

Модульная система с разными улитками

Вариант с самой большой художественной свободой ковки своими руками: вместо сегментов с упорами здесь используются съемные модули с разными улитками – и по форме, и по размерам. Модули готовятся на отдельных металлических площадках, на которых сегменты приварены.

Конечно, с таким станком нужно хорошенько повозиться, но эта овчинка выделки стоит: вы сможете ковать настоящие металлические кружева. Все зависит от ваших планов: простой забор или кружевная беседка в саду?

Уникальная методика холодной ковки

Используя практичное и высокопроизводительное оборудование для ковки своими руками, каждый владелец частного дома, дачи или загородной усадьбы может своими руками создать красивое и стильное украшение с повышенной функциональностью.

Методология холодной ковки фактически предполагает возможность изготовить с применением станка и заранее подобранного эскиза отдельные изделия и элементы, которые можно в дальнейшем объединить в одной конструкции:

  • витые ограды и узорные, стилизованные ворота для оформления подъездной группы;
  • необычные и воздушные украшения для жилых или хозяйственных построек, бань и саун;
  • искусные и изящные ограждения для балконов и лоджий, открытых террас и зон отдыха;
  • металлические и стильные скамейки, садовая мебель и отдельные элементы меблировки;
  • кованые основания и украшения для сооружения и установки лестниц между этажами;
  • оригинальные и необычные украшения для отдельно стоящих и пристроенных беседок;
  • ажурные фонари и разнообразные решетки для выделения функциональных зон у дома;
  • кованые элементы декорирования площадки для приготовления пищи на открытом огне.

Кроме возможности практично и необычно украсить свою приусадебную территорию методику холодной ковки можно использовать как эффективную и прибыльную возможность начать собственное дело и развить доходный бизнес.

Изготовленная собственноручно самодельная холодная ковка и отдельные изделия великолепно впишутся в концепции ландшафтного дизайна, основанной на сочетании натуральных и природных материалов и комбинации фактур.

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий

Adblock
detector