Ковка металла

Изготовление элементов, как делать

Начинать изготовление нужно с эскиза элемента. Если это возможно, то выполнить его в натуральную величину.

Холодная ковка и сварка, решетка из завитков с хомутами

В зависимости от имеющегося оборудования подбирается материал. Ручная оснастка не может согнуть пруток толще 14 мм.

На специальной оснастке изготавливаются:

  • лапки, пики (завершающие элементы концов деталей);
  • спирали, завитки;
  • кольца;
  • корзинки (два прутка закрученные вокруг продольной оси по винтовой поверхности);
  • прутки или полосы закрученные вокруг своей оси.

Технология изготовления основана на трех основных операциях: вытяжка, гибка, кручение.

Сборку элементов в единую композицию собирают при помощи заклепок, хомутов или сварки. Сварка самый простой и эффективный способ.

При окончательной отделке изделие зачищают и наносят декоративное покрытие.

Длина, размеры заготовок

Важно! Для изготовления элементов холодной ковкой необходимо правильно рассчитать размеры заготовки. Ошибку при выполнении работы исправить будет зачастую невозможно.. С помощью эскиза, выполненного в натуральную величину, легко рассчитать длину заготовки

На линию, образующую контур элемента, наложить мягкую проволоку. Размер длины вытянутой проволоки будет соответствовать размеру развертки элемента. Если добавить небольшой припуск, то получим размер заготовки

С помощью эскиза, выполненного в натуральную величину, легко рассчитать длину заготовки. На линию, образующую контур элемента, наложить мягкую проволоку. Размер длины вытянутой проволоки будет соответствовать размеру развертки элемента. Если добавить небольшой припуск, то получим размер заготовки.

Для измерения длины кривых линий применяется прибор под названием курвиметр. Зубчатым колесиком повторяют путь кривой, а на шкале выносится искомый показатель.

В проектировании деталей все больше применяются компьютерные программы. В них закладываются данные, которые оказывают влияние на геометрию детали при обработке холодной ковкой. Такая программа выдает готовые размеры заготовки.

Завитки

В видеообзоре представлен процесс гибки круглых прутков диаметром 10 мм. Мастером используется станок типа улитка со съемными кондукторами разных форм и размеров.

Цветы

В обзоре представлен полная и подробная инструкция изготовления цветка: от прорисовки элемента на металле до крепления детали в общую композицию.

Розы

В видео представлен процесс изготовления розы по методу холодной ковки, с помощью бумажных шаблонов, самодельных ножниц по металлу, двери, болгарки, электродов, а также дополнительных инструментов и приспособлений, сделанных из подручных средств.

Инструкция по гибке круглых (диаметр 6 мм.) и квадратных (6х6 мм.) прутков на станке фонарик для изготовления одноименных элементов.

Как законно оформить деятельность художественной кузни?

После того как помещение арендовано и закуплено все необходимое оборудование, и инструменты необходимо посетить местную администрацию, пожарную охрану, СЭЗ.

Для того чтобы местная администрация одобрила и разрешила данную деятельность необходимо оформить документы для ведения бизнеса. Если в Вашей кузне первоначально будет работать небольшое количество человек (до 10), тогда целесообразно оформиться как индивидуальный предприниматель, если штатный состав сотрудников будет больше — юридическое лицо. При оформлении юридического лица необходим определенный перечень документов, включающий и бизнес-план, а также дополнительное посещение налоговой инспекции.

Однако необходимо помнить, что эффективность деятельности предприятия будет выше тогда, когда штатный состав сотрудников будет более 10 человек.

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.

Выбор металла для ковки

Медь считается самым пластичным металлом.

Ручная ковка — сложный процесс, в ходе которого предстоит применять металл с определенными свойствами. Для любого вида ковки главной характеристикой выступает пластичность материала. Пластичность и прочность материала взаимосвязаны: при увеличении одной из этих особенностей вторая уменьшается.

Для осуществления декоративной ковки следует применять металлы, среди которых сталь, дюралюминий, латунь, медь и другие никелевые медные, алюминиевые и магниевые сплавы. Медь является самым ковким металлом, но специалисты предпочитают применять черные металлы. Это объясняется достаточно высокой ценой на цветные металлы. При выборе черного металла следует предпочитать те стали, которые имеют в составе как можно меньше углерода (около 0,25%)

Важно учесть и минимальное содержание вредных примесей, среди которых сера, фосфор, хром и молибден. Не следует использовать и конструкционные, а также инструментальные стали, которые имеют в составе большое количество углерода — в пределах 0,2-1,35%

Эти материалы не столь пластичны и достаточно плохо поддаются процессу сварки.

Нагревание заготовки перед ковкой

Лучше всего приступить к нагреванию заготовки сразу же после ее отливки, когда она остынет до темно-красного цвета. Также можно прогреть материал предварительно перед помещением в очаг. Предварительное нагревание проводят с концов до средины, чтобы избежать появления напряжений и трещин в структуре металла. При этом температура соблюдается в пределах не более 300 градусов. Проверяют этот показатель разливанием на поверхность болванки машинного масла: если оно горит, то заготовку перемещают в очаг.

Температуру в горне изначально задают невысокую, постепенно увеличивая со временем до нужного предела.

Ошибочно мнение о том, что чем больше нагреть сталь, тем лучше ее ковать. При сильном разогреве такой материал действительно становиться мягче, однако, не стоит забывать о таких процессах, как перегрев и пережег металла.

Перегрев изменяет кристаллическую структуру материала заготовки и при последующей ковке он может попросту развалиться на отдельные фрагменты.

Пережег изменяет химические свойства стали, когда из ее состава выжигается большее количество углерода.

Как по цвету определить температуру нагрева

Как по цвету определить температуру нагрева

Оборудование

Для обработки металлических заготовок используется различное по техническим характеристикам оборудование, а также инструменты и приспособления.

Наибольшей популярностью у мастеров пользуются ручные станки для холодной ковки: улитка, твистер, волна, глобус, гнутик. Каждый из данных механизмов предназначен для изготовления определенных элементов и гибки заготовок с сечением конкретных форм. Например, у исполнителей особенно востребовано устройство для ковки профильных труб, так как из данного материала изготавливается каркас многих изделий и конструкций.

Станок типа улитка PROMA, Фото ВсеИнструменты.ру

Станки не отличаются сложным строением, поэтому нередко подобные устройства собирают самостоятельно. В зависимости от потребностей исполнитель производит своими руками улитку для завитков, торсион для скручивания полос и прутков, глобус для гибки объемных деталей и т.д.

Станки с электроприводом характеризуются большей производительностью, что позволяет выпускать достаточно значительное количество элементов. Поэтому подобные устройства эксплуатируются на производстве в небольших компаниях. Электрические станки также нередко собираются своими руками.

Станок глобус (объемник) для холодной ковки. Фото КовкаПРО

Однако, не все мастера обладают свободным временем, необходимым для самостоятельного производства станков. Некоторые исполнители не имеют достаточно знаний для сборки устройств своими руками. В таких случаях лучше приобрести механизм заводского изготовления: с ручным или автоматическим управлением, улитку или другие станки.

Еще большей степенью автоматизации обладает универсальное оборудование – агрегаты с ручным (рычажным) управлением или установки, дополненные пультом управления.

Универсальный станок для ковки Blacksmith UNV2. Фото ВсеИнструменты.ру

Инструменты и приспособления, среди которых особенно востребованы кондукторы, представляют собой ручные предметы и механизмы соответственно, которые в большинстве случаев производятся самостоятельно.

Наличие оборудования, инструментов и приспособлений позволяет производить изделия холодной ковки своими руками, не обращаясь за помощью к специалистам.

Анализ рынка художественной ковки

Изделия художественной ковки широко используются в архитектуре при создании оригинальных фасадов зданий и сооружений, дверных и оконных решеток, ограждений и заборов, калиток, ворот. Изделия ковки могут создаваться как вручную кузнецами, так и в процессе автоматизированного производства. Средняя стоимость 1 м2 ковки на рынке составляет 1000-2000 и более рублей. На данном сегменте рынка существует жесткая конкуренция и для того, чтобы обладать преимуществами по отношению к компаниям-соперникам, необходимо использовать в производственном процессе автоматизированные станки, позволяющие снизить трудоемкость изготовления кованых изделий.

Коротко о главном

Простая и одновременно доступная технология холодной ковки сегодня находит сегодня все большее количество поклонников. И как показывает практика, многие мастера не только создают свои неординарные по замыслу элементы ковки, но и необычные устройства и приспособления для работы.

Мастерами успешно создаются как простые приспособления для выполнения одной операции, например, создания элемента улитка, веретено, спираль, навивка, скрутка, с применением физической силы мастера. Так и более сложные, с использованием механических редукторов и электроприводов. Однако, для создания небольшой мастерской многие советую обязательно собрать станок для завивки улитки и гнутик, для получения правильных геометрических форм. Именно эти приспособления и будут основой для развития в дальнейшем мастерской холодной ковки.

Но как бы там ни было, в разработке станков и приспособлений для холодной ковки одним из самых интересных моментов стоит вопрос создания универсального станка для большого количества операций.

Виды современного кузнечного оборудования

Современное кузнечное оборудование для художественной ковки по форме и назначению практически не отличается от античного или средневекового. Изменились материалы — молоты и наковальни, молотки и пробойники, тиски и струбцины делают из современных высокопрочных сплавов, что существенно поднимает их долговечность и эффективность.

Другое важное изменение — это способ нагрева. Традиционный горн с ручными или ножными мехами уступает свое место муфельным печам для мелких заготовок и системам индукционного нагрева

Это существенно снижает трудоемкость, вредность и опасность для здоровья и имущества

Кузнечные станки

Кузнечные станки применяются для холодной ковки – изменение формы прутковой или профильной заготовки под механическим воздействием. К ним относятся:

  • Гнутики — общее название станков для изгиба заготовки в одном или нескольких направлениях по заданному радиусу.
  • Волны для выполнения волнообразного изгиба заготовки, с заданным шагом и радиусом волны
  • Твистеры, или торсионы — для скручивания заготовки (или группы заготовок) по продольной оси
  • Улитки — для формирования спиралевидных завитков на конце прутка.

Холодная ковка прекрасно подходит для изготовления элементов оград и решеток, балясин, завитков, предметов декора помещений и ландшафтного дизайна. Станок для холодной художественной ковки несложно сделать своими руками, если мастер владеет навыками слесарных и сварочных работ.

Индукционные нагреватели

Индукционный нагреватель предназначен для разогрева болванки до температуры пластичности. Нагрев происходит вследствие того, сто в поверхностном слое металла, помещенного в сильное переменное магнитное поле, наводятся вихревые токи, или токи Фуко. С их помощью можно разогреть болванку намного равномернее, быстрее и безопаснее, чем с помощью традиционного кузнечного горна.

Индукционный нагреватель промышленного производства даже небольшой мощности стоит десятки, а то и сотни тысяч рублей. Поэтому в Сети публикуется много схем типа «Как сделать индукционный нагреватель своими руками»

Важно понимать, что в конструкции устройства применяется высокое напряжение и большие мощности. Для самостоятельного изготовления потребуются инженерные знания в области токов высокой частоты и навыки электромонтажника

Рынок сбыта художественной ковки

Потенциальными заказчиками изделий, полученных в результате художественной ковки, являются:

  • монастыри, мечети, соборы, церкви на всей территории региона;
  • ритуальные агентства;
  • владельцы загородных домов, усадеб и коттеджей;
  • госучреждения;
  • учреждения общепита (кафе, рестораны);
  • строительные компании;
  • промышленные предприятия.

Для того чтобы на первых этапах развития кузницы завоевать определенную часть рынка ковки необходимо устанавливать невысокие цены и создавать поощрительные программы лояльности. Благодаря «демократической» ценовой политике предприятие сможет в течение короткого времени увеличить объем продаж и завоевать долю рынка.

Подготовка перед началом ковки

Двурогая наковальня: 1 — лицо (наличник); 2 — рог; 3 основание; 4 — хвост.

Перед тем как приступать к процессу ковки, следует подготовить весь инструмент

Среди важного инвентаря для горячей ковки — горн. Он способен нагреть заготовку до +1400°C

Выполнить ковку без опоры, в качестве которой выступает наковальня, невозможно. Наковальня может иметь один из нескольких видов, а самым популярным считается двурогая наковальня, вес которой может равняться 200 кг.

Если желаете выполнить декоративное или художественное изделие, то в работе пригодятся шпераки. В качестве главной особенности любого шперака выступает то, что его следует помещать в квадратное отверстие наковальни либо фиксировать в бревно.

Ручник и кувалда являются главными инструментами мастера. Ручник применяется для того, чтобы придать конечную форму изделию.

Ковка не может быть выполнена без клещей. Они позволяют удерживать заготовку для осуществления обработки. Помимо названных инструментов горячая ковка предполагает использование фасонных молотов, измерительного инструмента, как то: рулетки, двойные кронциркули, наугольники, шаблоны и калибры.

При холодной ковке следует использовать базовый инструмент, который носит название гнутик. Пригодятся и улитка, станок-фонарик, станок-волна и множество другого инвентаря.

С чего начать ковку ножей

Как и любое изделие, ковку ножа нужно начинать, во-первых, с выбора модели, во-вторых, чертежа, и, в третьих, подбора нужного материала.

Выбор модели и чертеж

Для новичка в кузнечном деле лучше всего практиковаться в поковке самых простых типов ножей. Не стоит сразу планировать изготовить какое-то супер приспособление для выживания сложнейшей формы, с долами, серейторами и прочими атрибутами.

Самым простым в изготовлении будет кованый тип клинка — финский. Он не имеет сложных форм и прочих излишеств, которые вызовут затруднения в изготовлении у начинающего кузнеца.

Простой чертеж финского ножа

Три типоразмера якутских ножей

Второй тип ножа, который можно попробовать изготовить — якутский. На сегодня в сети очень много информации по изготовлению таких клинков. Сложность его ковки в том, что он имеет выпуклую часть с одной стороны и вогнутую (дол) с другой. Однако, особенность этого ножа в том, что традиционно он не имел закалки для его простой заточки о любой подходящий камень. По размерам изготавливают три вида якутского клинка.

Набросав чертеж-схему будущего изделия, приступают к подбору нужного материала.

Материал

  • Твердость и пластичность.
  • Устойчивость к коррозии.
  • Свойства закалки.

Лучшим выбором для изготовления клинка станут марки инструментальной легированной стали, например: Р6М5 (идет на изготовление полотен для ножовок, сверл, резцов), 9ХС (напильники), ШХ15 (подшипники) и другие образцы.

Как понять в домашних условиях, какой сорт стали есть у Вас? Обычно большинство изделий по ГОСТу имеют маркировки, на которых указывают марку материала или его состав.

Стоит учитывать, что в процессе ковки часть металла будет утеряна (уйдет как окалина), поэтому нужно брать заготовку с объемом, превышающим конечные параметры клинка. Самый простой способ получить достаточное количество материала для ковки ножа — взять напильник или подшипник.

Подобрав нужный вид материала, приступают к его обработке и формированию изделия. Как осуществляется ковка ножа из напильника?

Волна и зигзаг

Теперь у нас на очереди инструмент и оснастка для волновой и загзагообразной гибки длинномерных заготовок. Упомянутые вначале гнутик и протяжно-нажимной гибочный станок своими руками не воспроизводимы. Кроме того, первый позволяет настраивать шаг и профиль в относительно небольших пределах, а второй дорог. Однако универсальный волногибочный станок все-таки можно сделать своими руками по образцу того, что слева на рис. Заказать придется только вальцы, они должны быть из хромоникелевой или инструментальной стали; остальное – из простой конструкционной, на скобы и дугу нужен лист (полоса) от 8 мм. В дуге устанавливаются ограничители, позволяющие точно выдерживать профиль волны, но рабочие нагрузки на нее передаются в значительной степени; собственно, дуга обеспечивает поперечную жесткость конструкции.

Оснастка для гибки волн при холодной ковке

Гнуть только плавные, но весьма разнообразные, волны можно, добавив к станку-улитке с поворотным лемехом ворот для волн, справа на рис. Рукояти используются прежние, т.к. они вворачиваются в резьбовые гнезда на головке ворота. Коренной (центральный) ролик желательно делать отдельным и крепить к станине болтами с головками впотай. В таком случае, ставя ролики разного диаметра (диаметров), возможно формировать волны переменного и несимметричного профиля. А если обводной ролик выполнить переставным (для чего в его водиле проверливается ряд отверстий), то можно в довольно широких пределах менять и шаг волны.

О соединении элементов и покраске

Кованые детали нужно собрать в единую композицию. Простейший способ – сварка и последующее заглаживание швов болгаркой с зачистным кругом: он толще отрезного (6,5 мм) и выдерживает изгибающие усилия. Но гораздо эффектнее смотрятся соединения фасонными хомутами, их штампуют из полосы от 1,5 мм на инерционном штампе; можно также достаточно быстро и без опыта отковать по-горячему, см. ниже. Заготовку хомута делают в виде П-образной скобы на оправке в размер соединяемых деталей и загибают ее крылья с тыла на месте большим слесарным молотком или кувалдой 1,5-2 кг по-холодному. Красят готовое изделие, как правило, кузнечными эмалями или акриловыми красками по металлу. Эмали с пигментом из кузнечной патины дороже, но лучше: высохшие, они цвета благородного несколько под старину, не отслаиваются, не выгорают, износо- и термостойки

Как обойти камень

Т.е. камень преткновения во всем вышеописанном: фасонные наконечники прутьев; без них забор не забор, ворота не ворота и калитка не калитка. Инерционный штамповочный пресс (поз. 3 на рис. с видами станков) дорог, но эффективен. Он работает по принципу маховика: вначале, плавно вращая коромысло (штангу с грузами), отводят винтовой боек назад до упора. Затем вкладываютт в гнездо сменный штамп, ставят заготовку. Далее быстро раскручивают коромысло в обратную сторону (это момент травмоопасный!) и оставляют его свободно вращаться – пошел рабочий ход. В конце него боек очень сильно бьет по хвостовику штампа; за счет инерции грузов развивается усилие, достаточное для штамповки.

Станок для холодной ковки концов прутьев

Нагрузки, особенно ударные, в инерционном штамповочном станке велики, приходятся на малые площади, а точность изготовления его деталей нужна высокая, поэтому делать его своими силами лучше и не пытаться. Самостоятельно возможно сделать ручной прокатный стан, см. рис. справа, но лишь частично: валки из спецстали, валы и подшипниковые втулки придется заказывать, а шестерни покупать или искать б/у. Получать же на таком стане можно только наконечники гусиная лапка и лист (копье), причем по их шейкам сразу будет видно, что это машинная работа.

Между тем такие же, и некоторые другие, наконечники прутьев можно отковать горячим способом, не будучи опытным кузнецом. Хороший, явно ручной работы наконечник-лист куется просто кувалдой и молотком, а ковочный штамп (штемпель) для лапок делается из негодного напильника, в котором болгаркой выбираются канавки. Кузня для этого нужна? Для эпизодической мелкой работы совсем не обязательно; главное – разогреть металл. Пропановая горелка не годится, нагрев должен быть равномерным со всех сторон и без пережога. Итак, приходим к выводу, что холодная и горячая ковка не исключают друг друга: чтобы с помощью простых станков для холодной ковки или вовсе подручными средствами получать качественные изделия, очень даже не помешает вдобавок к ним небольшой кузнечный горн из подручных материалов.

***

2012-2020 Вопрос-Ремонт.ру

Вывести все материалы с меткой:

Перейти в раздел:

Балясина с корзинкой

 

Если мастерская хорошо укомплектована, под рукой имеется фрезерный и токарный станок, печь для нагрева и другие инструменты, то видеоинструкция от канала MehaMozg поможет освоить приемы и изготовить приспособления, облегчающие процедуру скручивания спиралей для корзинки и приваривания прутьев с обеих сторон. Блогер покажет, как делать фиксаторы для загибания и «приспособу» для приваривания, объяснит, чем полезны фиксирующие утяжки. Ознакомившись с МК, зрители смогут повторить шаги, облегчающие работу при массовом изготовлении. Комментарии дублируются на экране в текстовом формате, что оценят люди с нарушением слуха.
 

Поделитесь в социальных сетях:vKontakteFacebookTwitter
Напишите комментарий