Кованые изделия в архитектуре и дизайне интерьера пользуются высокой популярностью с давних пор. Решетки на окна и для каминов, ограда или балясины лестниц, выкованные из металла, всегда выглядят изысканно и привлекательно. Сегодня, несмотря на современные технологии в обработке металлов, металлические изделия ручной ковки популярны как никогда. Конечно, ковка металла своими руками - дело не из легких, и без должной подготовки трудно сделать красивое кованое изделие. Но тем, кто хочет овладеть этим древним ремеслом и готов к тяжелой физической работе, придется ознакомиться с видами и технологией ковки металла, разбираться в металлах для ковки, понимать процесс ковки и уметь обращаться с инструментом кузнеца.
Ковка металла
Ковкой металла называется процесс обработки металлической заготовки с целью придания ей определенной формы и размера. Фактически существует два вида ковки - холодная и горячая. Выполняя ручную ковку металла необходимо разбираться в обоих видах ковки, так как каждый обладает своими преимуществами и недостатками.
В процессе горячей ковки заготовка подвергается нагреванию до определенной температуры, при которой металл теряет свою прочность и становится пластичным. Высокая пластичность является основным плюсом горячей ковки. Она позволяет легко придать металлической заготовке определенную форму и размер. Также горячая ковка позволяет использовать большинство технологий самой ковки, что выгодно сказывается на разнообразии вариантов работ.
Но нагрев металла имеет и свои недостатки. В первую очередь это необходимость обустройства специального кузнечного горна и затраты на топливо для него. Это может стать реальной проблемой для тех, кто хочет заниматься горячей ковкой металла своими руками в городских условиях. К тому же, работа с огнем достаточно опасное занятие и требует повышенной пожарной безопасности. Еще одним фактором, который может существенно повлиять на выбор вида ковки, являются специфические знания по температурным режимам для ковки металла.
В отличие от горячей ковки, холодная ковка металла не требует обустройства горна для нагрева металла. Вся суть холодной ковки заключается в придании формы металлической заготовке путем её изгибания, опрессовывания и сварки. Холодна ковка несколько проще по выполнению, и для обустройства мастерской не требуется много места. Весь процесс создания готового изделия не требует использования высоких температур, что весьма положительно сказывается на общей безопасности.
Но холодная ковка имеет один существенный недостаток. Все работы приходится выполнять с определенными заготовками-полуфабрикатами без возможности исправить свою ошибку. Конечно, это касается не всех работ холодной ковки, но в большинстве случаев испорченная заготовка годится разве что для металлолома или учебного пособия.
В любом случае, в независимости от вида ковки, придется достаточно плотно ознакомиться с рядом важных моментов. Во-первых, это касается металлов и температурных режимов для их плавки и ковки. Во-вторых, необходимо знать и разбираться в технологиях ковки металла. Ниже мы рассмотрим, какие технологические приемы используются для ковки и как они применяются в работе.
Металл для ковки
Ручная ковка металла - достаточно трудоемкое и сложное занятие, требующее использования определенных металлов, а точнее, металлов с определенными характеристиками. Для ручной холодной или горячей ковки наиболее важной характеристикой является пластичность металла, ведь именно от нее зависит простота и удобство изменения формы заготовки. Но стоит отметить, что пластичность и прочность металла взаимосвязаны между собой. При увеличении одной из этих характеристик вторая уменьшается. Поэтому так важно разбираться в характеристиках металла и знать о составе заготовки.
Важно! Существуют и другие, не менее важные характеристики металлов. Но так как мы рассматриваем ковку декоративных изделий, таких как решетки каминов, балясины, оградки и прочее, то нет необходимости сосредотачиваться на устойчивости к износу, красностойкости и прочем, а также на легирующих элементах.
Для декоративной ковки используют следующие металлы: медь, латунь, дюралюминий, сталь, а также другие медные, магниевые, алюминиевые и никелевые сплавы. По сути, для ручной ковки используют мягкий ковкий металл, который можно легко согнуть или придать ему определенную форму. Для того чтобы подобрать наиболее легкий ковкий металл, необходимо заглянуть в Марочник Стали и Сплавов. В нем можно найти детальное описание всех металлов и сплавов с их характеристиками и составом.
Несмотря на то, что самый ковкий металл - это медь и её сплавы, мастера предпочитают использование черных металлов для холодной и горячей ковки. Такая позиция обусловлена высокой стоимостью цветных металлов. Ведь на ковку металла цена в большей степени зависит от стоимости изначальной заготовки, и не каждый может позволить себе приобрести ограду или балясины из меди. Выбирая мягкий черный металл для ковки, необходимо ориентироваться на стали с минимальным содержанием углерода, порядка 0,25 %. А также с минимальным количеством вредных примесей, таких как хром, молибден, сера и фосфор. Кроме этого следует избегать конструкционных и инструментальных сталей с высоким содержанием углерода от 0,2 % до 1,35 %. Такие стали наименее пластичны и плохо поддаются сварке.
Выбирая тот или иной металл, необходимо использовать Марочник Стали и Сплавов. Но если доступа к нему нет, то можно воспользоваться приведенными ниже таблицами для определения содержания углерода в стали. Сам процесс определения довольно прост, достаточно поднести заготовку к работающему точилу и посмотреть на сноп искр, а затем сравнить его с показателями в таблице.
Сегодня благодаря промышленному производству металла отпала необходимость в создании заготовок для ковки своими руками. Современные кузни используют уже готовую заводскую продукцию для холодной ковки. Наиболее часто используемые размеры заготовок следующие: 30х45 мм, 40х45 мм, 10х10 мм, 12х12 мм, пруты сечением 10 мм, 12 мм, 16 мм, 25 мм, 30 мм, 50 мм, листовой металл толщиной от 3,5 до 6 мм, круглые трубы 1/2", 3/4", 1", профильные трубы от 20х20 мм до 30х30 мм.
Инструмент для ковки металла
Выполнение любых работ по ковке металла невозможно без специального инструмента. Кузнечный инвентарь для горячей ковки достаточно разнообразен и включает в себя наковальню, горн, различные молоты, клещи и прочее. Инструмент для холодной ковки несколько попроще и состоит из нескольких специальных станков. Конечно, современный инструмент, такой как сварочный аппарат, болгарка и шлифмашинка, используется как в холодной, так и в горячей ковке. Зная о назначении того или иного инструмента, можно правильно выполнять любые работы.
Инструмент для горячей ковки
- Горн . Без него в горячей ковке никак не обойтись. Ведь именно в нем заготовка может нагреваться до температуры 1400 °C. В большинстве своем горн представляет собой печь, рассчитанную на высокие температуры и с поддувом.
- Наковальня . Этот инструмент является опорой, на которой выполняется ковка. Сама наковальня имеет несколько видов, среди которых наиболее популярной является двурогая наковальня весом 200 кг. Но вес может колебаться от 150 до 350 кг.
- Шпераки . При выполнении различной художественной и декоративной ковки используются именно шпераки. Они имеют множество различных видов, и каждый мастер может изготавливать их под себя. Общей чертой любого шперака является то, что они вставляются в квадратное отверстие наковальни или закрепляются в деревянное бревно. На фото ниже приведены наиболее распространенные шпераки.
- Кувалда и Ручник . Это основной инструмент кузнеца. Кувалда весит от 4 до 8 кг и служит для нанесения сильных ударов. В зависимости от типа работ и толщины заготовки подбирается и вес кувалды. Ручник весит от 0,5 до 2 кг. Используется для придания окончательной формы изделию.
- Клещи . Горновые клещи второй по значимости инструмент. Без них невозможно удержать горячую заготовку для обработки. Существует несколько видов горновых клещей под определенный профиль и размер заготовки. На приведенном ниже фото изображены горновые клещи различной формы.
- Фасонные молотки . При выполнении художественной ковки требуется создавать загнутые заготовки или заготовки определенной формы. Для этого используются фасонные молотки. Они могут быть как нижними, на которых производится обработка, так и верхними. Вариантов фасонных молотков множество и у каждого мастера они свои. На фото ниже изображен основной вспомогательный инструмент.
Кроме описанных выше, используются различный измерительный инструмент, такой как обычная рулетка , двойной кронциркуль , кузнечный наугольник , шаблоны и калибры . Выбор кузнечного инструмента огромен, весь перечислить представляется затруднительным, поэтому у каждого мастера есть свой набор лишь необходимого и часто используемого инструмента.
Инструмент для холодной ковки
- Гнутик (фото ниже). Это базовый инструмент холодной ковки. Как следует из названия, он позволяет гнуть металлическую заготовку под определенным углом. В дополнение гнутик позволяет создавать дуговые элементы определенного радиуса.
- Улитка . Название говорит само за себя. При помощи улитки можно создавать различные спиралевидные декоративные элементы. Спираль выполняется под определенный шаблон, который при необходимости можно сменить на другой, с меньшим или большим радиусом.
- Фонарик . Этот станок предназначен для создания декоративного элемента с одноименным названием.
- Волна . Позволяет создавать волнообразные элементы. При протаскивании прута через этот станок на выходе получается красивая синусоидальная заготовка.
- Твистер . По принципу работы этот станок схож с Фонариком, но в отличие от него твистер лишь скручивает заготовку вдоль оси.
- Станок для колец . Как во всех предыдущих станках название говорит за себя.
Кроме описанных выше существуют еще универсальные станки для клепки, резки, опрессовки и придания объема. Все описанные выше станки можно изготовить как самостоятельно, так и приобрести в магазине. Конечно, самодельные приспособления для холодной ковки будут несколько уступать по качеству заводским, но это компенсируется уникальностью созданных с их помощью элементов. Для изготовления станков холодной ковки чертежи можно найти как в свободном доступе, так и купить у специалистов.
Важно! Станки для холодной ковки могут быть ручными или снабжены электродвигателями. Несмотря на наличие передаточных шестерен, ручная холодная ковка довольно трудоемкое и долгое занятие, и для получения больших объемов кованых элементов лучше оборудовать станок электродвигателем.
Отдельно стоит отметить промышленные станки для холодной ковки. На подобные станки холодной ковки цены порядка 6000 у.е., но один такой станок может выполнять практически все технологические операции холодной ковки. Примером может служить станок Мастер 2 компании «МАН». На демонстрирующем холодную ковку видео можно увидеть возможности этого станка.
Ковка металла своими руками
В процессе ковки для придания заготовке определенной формы используются различные приемы и методы ковки. Для выполнения каждого из них используется определенная технология и инструмент для ковки металла. Технология ковки металла горячим и холодным методом существенно отличается. Как уже отмечалось, для горячей ковки требуется нагрев заготовки для изменения её формы, а при холодной ковке заготовка лишь изгибается. На основании этого и выделяются основные технологические приемы, зная которые можно смело браться за ковку металла своими руками.
Холодная ковка металла своими руками
Выполняется холодная ковка своими руками достаточно легко и особых усилий не требуется. Все работы разбиты на несколько этапов: создание эскиза или чертежа будущего изделия, закупка материалов и сам процесс ковки металла.
Чертеж можно создать в специальной компьютерной программе, приобрести уже готовый или нарисовать от руки. Можно найти для холодной ковки чертежи бесплатно. Для этого достаточно обратиться к мастерам, которые уже не первый год занимаются ковкой, и попросить один или два чертежа для тренировки. По сути, чертеж преследует несколько целей. Во-первых, чтобы знать какие элементы потребуется изготовить путем холодной ковки. Во-вторых, имея на руках такой проект, можно рассчитать количество и тип металлических заготовок, таких как пруты, профильные трубы и прочее. В-третьих, чертеж потребуется для сборки всех элементов в единое целое.
Отдельно необходимо рассмотреть элементы холодной ковки, из которых состоит проект. Сегодня можно найти довольно много различных кованых элементов, но их все можно объединить в несколько классических групп.
- Лапки . Этот элемент представляет собой раскатанный в какой-либо форме конец металлического прута. В эту группу входят так называемые Пики. Несмотря на заостренный конец, Пики изготавливаются по схожей технологии.
- Завитки . В эту группу входит несколько распространенных элементов: волюта, червонка и улитка. Волюта или Баранка представляет собой прут, концы которого загнуты в одну сторону. Червонка - прут, концы которого загнуты в разные стороны. Этот элемент иногда называют «долларом» из-за его схожести со знаком американской валюты. Запятая или Улитка - простой завиток, один конец которого загнут, а второй прямой.
- Кольца . Создается этот элемент довольно просто: на болванку станка накручивается прут круглого или квадратного сечения, в результате получается пружина, которую затем разрезают на отдельные кольца.
- Торсион . Этот элемент довольно легко узнать по винтовому скручиванию вдоль оси. Вариантов торсионов довольно много и одним из самых распространенных является такой элемент, как Фонарик, а также простой винтообразный прут для решетки или ограды.
Весь процесс изготовления элементов холодной ковки основывается на следующих общепринятых технологиях ковки - гибка, закручивание, вытяжка.
Вытяжка - это технология, которая заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. В холодной ковке используется один из вариантов вытяжки - раскатка. Именно с её помощью создаются различные лапки и пики. Для создания лапок используется специальный раскаточный станок. Конец заготовки заводится внутрь и затем запускается механизм раскатки, в результате конец получается расплющенным с рельефом или без него. Для изготовления пик используют прессовочный станок. Процедура та же, но в результате конец получается раскатанный и опрессованный в определенной форме.
Гибка . Эта технология ковки заключается в загибании концов либо другой части заготовки под определенным углом. Сама гибка выполняется практически на всех станках холодной ковки. Процесс гибки можно проследить при изготовлении заготовки на станке Улитка. Вначале конец заготовки помещается внутрь специального шаблона и затем загибается под определенным углом. Эти работы выполняются на станке Улитка.
Закручивание . Эта технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. В холодной ковке этот процесс можно наблюдать при использовании станка Твистер, на котором создаются различные торсионы. Для этого один конец заготовки помещается в тиски, а второй конец проворачивается вдоль оси. Отдельно стоит выделить элемент Фонарик. Для него используют два и более прута, которые вначале скручивают вдоль оси, а затем вдоль оси сжимают, в результате прутья в определенном месте расходятся в стороны.
Сборка всех элементов в единую конструкцию выполняется при помощи сварки на специальном сборочном столе. Сегодня сварочный аппарат общедоступен и является обязательным инструментом современных кузнецов. Самодельная холодная ковка довольно распространена среди начинающих мастеров и частных предпринимателей. Она не требует особых знаний, навыков и больших помещений для работы.
Холодная ковка своими руками: видео-урок
Горячая ковка металла своими руками
По сравнению с холодной, ручная горячая ковка намного сложнее и требует от мастера опыта в обращении с инструментом и хорошей физической подготовки. Работы выполняются в несколько этапов: создание эскиза или чертежа, закупка материалов и ковка.
По сути, разница между горячей и холодной ковкой заключается в технологических процессах обработки металла. Во-первых, это касается способа обработки. Во-вторых, для горячей ковки можно использовать практически любые металлические заготовки. Но для удобства принято использовать уже готовые пруты квадратного и круглого сечения. В-третьих, в художественной горячей ковке отсутствуют какие-либо рамки для элементов готового изделия. Конечно, можно придерживаться создания классических элементов ковки - завитков, лап, пик и прочего, но горячая ковка позволяет использовать весь потенциал воображения мастера, что раскрывает неограниченные возможности. Все изделия из металла ковки горячим способом создаются с помощью следующих технологий обработки металла: осадка, вытяжка, гибка, закручивание, разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа.
Осадка применяется при ковке металла для увеличения поперечного сечения всей заготовки или её части. При ковке в зависимости от необходимости проводится полный или местный нагрев заготовки для осадки.
Вытяжка заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. Это можно выполнять как путем нанесения ударов кувалдой или ручником, так и с помощью раскатки металла между валов на станке. В отличие от холодной ковки создание пик при помощи вытяжки требует точных и аккуратных ударов.
Гибка . Эта операция выполняется для придания заготовке загнутой формы. При этом следует учесть, что гибка толстых заготовок может повлечь их искажение и для придания первоначальной формы необходимо выполнить осадку. Для гибки заготовки применяют различные шпераки, рог наковальни, фасонные молотки и кондукторы.
Закручивание . Данная технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. Как и в холодной ковке, заготовку зажимают в тиски и проворачивают. Но в отличие от холодной ковки, можно нагревать заготовку локально, что дает возможность легко делать локальное закручивание.
Такие технологии ковки как разрубка , насечение рисунка и набивка рельефа применяются в художественной ковке с использованием зубил. Края горячих заготовок, в зависимости от проекта, рассекаются и закручиваются клещами. Также пока заготовка раскаленная, на её поверхности набивается различный узор.
При горячей ковке металла важно знать температурные режимы нагрева. Это поможет более качественно обрабатывать металл. Ковка черного металла выполняется при 800 - 1250 °C. Конечно, измерять градусником раскаленную заготовку будет невозможно и для определения температуры придется ориентироваться по её цвету. В приведенной ниже таблице указаны температуры и цвет заготовки из черных металлов.
Горячая ковка металла: видео-урок
Ковка металла своими руками - дело довольно увлекательное, требующее постоянного совершенствования. Это касается в первую очередь создания различных художественных и декоративных элементов. Тем, кто только начал заниматься ковкой, придется немало потрудиться, чтобы их работы имели идеальную форму и высокое качество.
Своими руками можно сделать красивые фигурные детали из металла.
Самодельная улитка собирается не так сложно, поэтому сделать ее может даже тот, у кого мало опыта в подобной работе.
В статье мы разберем плюс холодной ковки, а также расскажем, как сделать инструмент для работы с ней самому – чертежи, шаблон, видео и фото помогут вам в работе, и в результате вы получите полезный и простой в работе инструмент для работы с металлом.
Плюсы и особенности процесса
Холодная ковка – популярный вид работ, благодаря тому, что с ее помощью можно создавать необычные детали самых разных форм и размеров.
Используя станок для холодной ковки, вы сможете сделать ограду для клумбы, декоративный фонарь, необычный забор, перила или ручки для скамейки и другие элементы. Как выглядят детали, созданные посредством этого процесса, вы можете увидеть на фото.
Плюс холодной ковки еще и в том, что сделать станок, с помощью которого можно создавать подобные детали, довольно просто сделать своими руками. Это поможет сэкономить на покупке дорогостоящего оборудования.
Процесс холодной ковки заключается в трех основных элементах: изгибание, прессование и сварка деталей. Оборудование, необходимое для этого процесса, довольно простое и компактное, его можно сделать своими руками и оно не займет много места в вашей мастерской или гараже.
С холодной ковки можно начать обучение обработке металла, т.к. этот процесс более простой и безопасный, поскольку в этом случае вам не придется иметь дело с высокими температурами, как при других видах сварки.
Для этого процесса используют обычно готовый шаблон – то есть, заготовки деталей.
Конечно, у холодной ковки есть свои тонкости, заключается они в основном в том, что деталь в процессе легко повредить или деформировать: кованые элементы часто ломаются, и исправить недостаток уже нельзя, поэтому заниматься ковкой нужно очень аккуратно.
Однако, используя качественный станок и чертеж будущей детали, можно без труда научиться создавать изделия витой, волнообразной и другой необычной формы. Варианты можете увидеть на фото выше.
Процесс обработки заготовок посредством холодной ковки происходит в несколько этапов. Первым делом создают шаблон или чертеж будущей конструкции.
Разные станки дают разные возможности для создания узоров – это зависит от сложности изготовления инструмента.
Например, самые простые машины, сделанные своими руками, могут лишь сгибать изделия, в то время как с помощью более сложных моделей можно создавать узоры и пр.
После того как шаблон или чертеж готов, нужно купить необходимое количество материала в соответствии с вашим расчетом. Для холодной ковки вам понадобятся железные прутья, их можно купить в магазине.
Прутья для холодной ковки должны быть не слишком толстыми, иначе их сложно будет согнуть. Следующий этап – изготовление деталей своими руками.
Самое важное здесь – правильно выставить настройки, чтобы при работе станка детали не повредились и не деформировались, т.к. исправить проблему будет невозможно.
В последнюю очередь происходит закрепление сделанных деталей на каркас. Это происходит путем сварки.
Особенно аккуратными при сварке своими руками нужно быть с тонкостенными трубками, т.к. их легко прожечь, и тогда конструкция станет неисправна и вам придется делать все заново.
Весь процесс ковки вы можете проследить по видео, прежде чем приступать к работе над своими деталями.
Но прежде чем приступать к холодной ковке, вам, конечно, нужно сделать станок, который для этого необходим. Станок «Улитка» — наиболее распространенный аппарат для обработки металлических изделий способом холодной ковки своими руками.
Все этапы по созданию станка вы сможете увидеть на видео – в этом нет ничего сложного, и практически каждому удастся справиться с этим делом самому.
Создание станка
Процесс изготовления станка насчитывает несколько этапов, выполнив которые друг за другом, вы получите готовый инструмент, которым сможете создавать фигурные изделия для своей дачи или дома.
Перед началом холодной ковки вам нужно сделать шаблон и чертеж. Он выполняется на миллиметровой бумаге, которая сможет отразить точные размеры будущего изделия. На ней нужно изобразить спираль с увеличивающимися витками.
Витки должны увеличиваться в соответствии с шагом, если вы хотите делать симметричные изделия, если же это не принципиально, то витки спирали могут увеличиваться неравномерно.
Прежде чем собирать станок, нужно определиться с диаметром заготовок, которые вы будете на нем обрабатывать. Шаг нужно выбирать, исходя из этого значения: он должен быть больше, чем диаметр прута, который вы будете обрабатывать.
Если шаг будет недостаточно большим, то вы просто не сможете вытащить детали из станка, не повредив ее. Таким образом, вся работа будет проделана зря.
Самодельная рабочая поверхность улитки может быть сделана из листового металла толщиной от 4 мм. Размер поверхности зависит от того, детали какого размера вы будете обрабатывать – нужно предварительно составить чертеж, чтобы все размеры были наглядны.
Чтобы сделать форму, используйте полосовой металл, толщина которого не менее 3 мм. Таким образом, с самодельной улиткой будет просто работать. Чтобы облегчить процесс, нужно зафиксировать один из краев заготовки, чтобы она не выскальзывала.
Эскиз станка для улитки: рисунок 1: 1- ведущий лемех улитки,2 -основная ось, 3- рычаги для приложения силы, 4- фиксатор для заготовки; рисунок 2: 1-лемех улитки, 2- площадка станка, 3- прижимной валик, 4- рычаг для управления прижимным валиком, 5 -крепление площадки, 6 -палец для фиксации лемехов улитки, 7- паз, по которому ходит прижимной валик, 8- ось рычага управления прижимного валика, 9- пружина для притяжения валика; рисунок 3- принцип работы приспособления: 1- поворачивается улитка; рисунок 4 — примеры изделий, изготовленных при помощи улитки.
Для фиксатора можно использовать обрезанную деталь прута, которая не уступает по своему размеру полосе. Во время холодной ковки нужно также прикреплять деталь к верстаку.
Поскольку при холодной ковке воздействие на деталь довольно сильное, нужно подумать о фиксации отдельно, т.к. удерживать заготовку своими руками вы не сможете – она сможет соскользнуть и испортить всю работу.
Остальные детали улитки собрать довольно просто – главное, использовать чертеж и посмотреть видео, прежде чем приступать к процессу самому.
Изготовленный вами станок может быть как монолитным, так и разборным – определитесь заранее, какая конструкция будет для вас более удобной, и сделайте чертеж, чтобы проводить все работы в соответствии с ним.
Если вы хотите, чтобы самодельная улитка была монолитной, то приварите станок на рабочую площадку, чтобы элементы были неподвижны.
Самое важное при таком типе конструкции – правильно и надежно закрепить конец детали, которую вы будете обрабатывать.
Если станок для холодной ковки планируется разборным, то на рабочей площадке нужно сделать посадочные отверстия, с помощью которых можно будет соединить «тело» станка с площадкой.
Съемная конструкция хороша тем, что ее удобнее при необходимости перенести, либо снять станок, чтобы заменить или отремонтировать поврежденные детали – при монолитном типе конструкции это будет невозможно.
Однако у съемного станка качество фиксации деталей будет хуже – вам придется постоянно самому подправлять резьбовые соединения, т.к. при эксплуатации они неизбежно будут становиться слабее.
Существуют и другие варианты станков для холодной ковки, однако станок «Улитка» — наиболее функциональный, к тому же изготовить самому его несложно. Как делать его, а также другие варианты изделий, смотрите на видео.
Если вы решили использовать улитку как инструмент для хобби, то должны учесть, что, хотя сам аппарат не обойдется вам дорого (он не требует никаких специфических деталей и инструментов), некоторые расходы холодная ковка все-таки предполагает.
Во-первых, вам придется потратиться на сами материалы, которые вы будете обрабатывать. И чем большего размера планируется изделие, тем больше денег придется потратить.
Чтобы оценить траты, всегда делайте предварительный чертеж изделия, который отражает реальные его размеры. Например, чтобы сделать небольшую цветочную подставку, вам понадобится потратить не менее 2 000 рублей на прутья.
Сколько материала потребуют более сложные изделия – вы сможете посчитать сами.
Стоимость будет зависеть и от сложности узора, который вы будете создавать с помощью улитки – чем более он будет сложным, тем дороже вам обойдется изделие.
На инструменты для самого станка вам не придется тратить много средств, однако, если ранее вы не занимались изготовлением подобных инструментов, то лучше купить для него готовую оснастку – в этом случае станок прослужит вам дольше, а работать на нем будет легче.
На финальную обработку после ковки тоже могут понадобиться некоторые средства – как минимум, вам придется купить грунтовку и краску, чтобы придать детали завершенный привлекательный вид.
Несмотря на эти траты, кованая ковка с помощью улитки по-прежнему остается доступным и популярным инструментом обработки металла, заниматься этим можно как в качестве хобби, так и на профессиональной основе, но в этом случае со временем вам может понадобиться более мощный инструмент.
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.
Комментариев:
На сегодняшний день существует масса приспособлений для осуществления холодной ковки, которые можно купить или сделать своими руками. Линейка этого инструмента уже не раз совершенствовалась, в итоге современное оборудование для холодной ковки отличается удобством и простотой. При его использовании нет необходимости применять большую физическую силу, достаточно просто поворачивать специальные рычаги или нажимать кнопки. С его помощью вы легко воплотите свои самые смелые идеи в жизнь.
Мебель, созданная методом холодной ковки отличается воздушностью конструкции и наличием множества разнообразных завитков.
Обратите внимание, что металлических элементов — это довольно сложный и трудоемкий процесс. Ее принцип основан на деформации металлических заготовок при помощи специального оборудования. Проще говоря, холодный вариант ковки металла представляет собой процесс силового воздействия на заготовки, в результате которого они достигают нужной формы. Это и есть холодная ковка. Оборудование своими руками может сделать практически любой опытный мастер, в результате чего экономия финансов и удобство инструмента вам будут обеспечены.
Холодная ковка: оборудование и его классификация
Ручной инструмент «улитка» позволяет создавать различные спиралевидные заготовки.
Может быть выполнена при использовании нескольких видов оборудования. Это:
- специальные приспособления для осуществления ковки;
- конструкции на основе пресса;
- станки.
А теперь более подробно о каждом из перечисленных выше видов. Итак, приспособления для выполнения процесса холодной ковки имеют несколько вариантов:
- Первый из них — улитка. Такой инструмент под говорящим названием «улитка» позволяет делать из металлических заготовок элементы спирального характера (завитки). Так как все они напоминают своим внешним видом улитку, точнее, ее раковину, то и называется инструмент соответственно.
- Следующее приспособление носит название «гнутик» и представляет собой оборудование для выполнения сгибов металлических деталей под нужным углом или изготовление дуги необходимого радиуса. Есть еще и инструмент под названием «упрощенный гнутик», его используют при изготовлении квадратных элементов с фиксированным углом сгиба.
- Другой представитель оборудования для холодной ковки — твистер. В его задачи входит закручивание элементов вокруг оси продольного характера.
- Еще один вариант для ковки холодного вида — волна. Само название уже указывает на его возможности. С его помощью получаются элементы волнистого характера, чаще всего они используются для выполнения элементов решетки.
- Объемник тоже является одним из инструментов холодной ковки. Это оснастка, задачей которой является создание узоров и комбинаций объемного вида.
- Оснастка под названием «шаблон» предназначается для выполнения кругового сгиба металлической детали (полосы).
Вернуться к оглавлению
Дополнительные приспособления
Станок для протяжки и изгиба металлических труб позволяет гнуть трубы различного диаметра без применения нагрева.
Помимо перечисленных выше приспособлений для процесса холодной ковки очень часто применяют специальные станки. Именно их конструкция предоставляет возможность обработки металла способом сгиба без его нагревания.
Все эти виды оборудования для холодной ковки позволяют получать в результате работы различные металлические элементы художественного характера. Но не только в этих целях можно использовать инструмент, стоит отметить, что сгиб труб, как круглых, так и профильных, тоже можно осуществлять с его помощью.
Станки, предназначенные для выполнения процесса холодной ковки металлических заготовок, по своим размерам не очень велики. Управление ими отличается простотой и легкостью. А совместное использование вышеперечисленных приспособлений и станков дает хороший результат и возможность выполнения работы в большом объеме.
Станок для закручивания металлической заготовки по оси — одного из самых распространенных приемов холодной ковки.
Обратите внимание, что кроме станков, оснащенных различного рода приводами (электрическим или пневматическим), холодную ковку можно осуществлять и с помощью оборудования ручного характера.
Все станки для осуществления холодной обработки металла (ковки) можно разделить на несколько видов, предназначенных:
- для выполнения процедуры резки металла;
- для изгиба металлических труб;
- для скручивания заготовок продольного характера;
- для выполнения колец, хомутов;
- для прессовки.
Вернуться к оглавлению
Технологические особенности холодной ковки
Начнем с того, что, используя различные виды дополнительного оборудования, металл разрезают на нужные заготовки. Далее все эти детали будут подвергаться обработке с использованием описанных выше станков и приспособлений. Это и есть основная задача холодной ковки.
Ручной пресс для холодной ковки позволяет осуществить первый этап обработки металла.
Хочется отметить, что процесс холодной ковки исключает нагревание металла, и именно этот факт ускоряет течение всего периода изготовления. Кроме того, качество металлических элементов также становится более высоким.
Если условно подразделить холодную ковку на этапы, то можно выделить два основных: это обработка на прессе и последующий изгиб. Важно, что для этого не требуется повышения температуры обрабатываемого металла. Именно этот факт влияет на увеличение характеристик прочности детали и уменьшение гибкости.
Какая же продукция наиболее популярна в области холодной ковки? К ней с уверенностью можно отнести:
- металлические решетки для защиты окон;
- декоративные детали ограждений;
- мебель;
- интерьерные декоративные изделия (к их числу можно отнести подставки для цветов, подсвечники и так далее);
- фасадные элементы, такие как козырьки, ограждения, перила.
Все эти изделия можно выполнить, используя оборудование для холодной ковки.
Вернуться к оглавлению
Станок для холодной ковки кустарного производства
Универсальный станок для холодной ковки — вариант, подходящий для небольшого производства кованных изделий.
Как уже отмечалось выше, холодная ковка представляет собой процесс изгиба металлических заготовок без повышения температуры. И чтобы сделать эту работу более простой, применяются различные нехитрые приспособления и станки. При необходимости вы можете купить любое из них или сделать своими руками.
Оборудование для холодной ковки может отличаться универсальностью или индивидуальностью. В первом случае с помощью инструмента можно изготавливать несколько различных деталей, а во втором оборудование приспособлено под выполнение только одной процедуры. Оснащаться такой инструмент может приводом электрического, пневматического или ручного характера.
Выбирая вид привода, примите во внимание толщину обрабатываемой заготовки. Для ручного инструмента в виде заготовок подойдет металлопрокат, обладающий небольшой толщиной. Так как станки и приспособления заводского производства обладают существенным недостатком — ценой, то многие мастера находят выход из сложившейся ситуации в самостоятельном их изготовлении.
Одной из самых распространенных форм в холодной ковке считаются спиралевидные элементы (завитки). Чтобы изготовить такую деталь, нужно добиться плавной навивки заготовки (прута) на шаблон в виде спирали.
Самым подходящим вариантом считается процесс вращения, не превышающий значения в 10 оборотов в минуту.
Сменные приспособления для универсального станка: а. плоские бойки; б. вырезные бойки; в. закруглённые бойки; г. обжимки; д. раскатки; е. пережимки; ж. патроны, для пробивки металла.
Более высокая скорость не позволит вам уловить момент, когда нужно прекратить работу по накручиванию.
Чтобы добиться такого результата на самодельном станке, используют редукторы или ременную передачу. Большое количество редукторов ограничено в количестве принимаемых оборотов. Этот показатель составляет значение до 1500 оборотов в минуту.
В связи с этим можно прибегнуть к понижению скорости ступенчатым образом. Такая ситуация подразумевает использование ременной передачи. Помимо нужного результата этот вариант предохраняет кинематическую систему от возможных перегрузок.
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.
