Технология ручной обработки металла насчитывает не одну тысячу лет. Есть два основных вида. Это холодная или горячая ковка. Для обработки металла горячим способом необходим горн или плавильная печь и подготовленное надлежащим образом помещение. Да и цена на эти приспособления высокая.
Кузнечное оборудование для холодной ковки можно разместить в любом подходящем месте, например, в пристройке к дому. При желании некоторые из станков можно изготовить самостоятельно. Это обстоятельство значительно снижает затраты на организацию производства. К тому же фото станков легко найти в интернете.
Станки для холодной ковки: преимущества их применения
Основное достоинство в том, что станок для холодной ковки своими руками изготовить достаточно несложно. А также при необходимости можно обойтись без электроприводов.
Помимо этого работа на таких станках имеет следующие преимущества:
- быстрое обучение;
- простота в работе;
- невысокие трудозатраты;
- возможность выпуска серии деталей;
- создание уникальных конструкций путем сочетания базовых элементов;
- безопасность.
Промышленного изготовления
Универсальные станки для холодной ковки подходят для выполнения следующих операций:
- Изготовление завитков.
- Изготовление колец.
- Выполнение торсировки и изготовления корзинок.
- Гибка профильных труб.
- Выполнение гибки полосы.
- И другие виды работ.
Набор выполняемых станком работ зависит только от производителя и марки станка.
К наиболее популярным маркам универсальных станков можно отнести BlackSmith. В рамках этого бренда производятся не только станки для изготовления различных изделий, но и прокаточные станки, гидравлические прессы, станки для формовки и другие. Компания выгодно отличается тем, что поставляет на рынок высококачественную продукцию под большинство нужд. Для холодной ковки, компания предлагает на выбор следующие модели:
- M3-G BlackSmith. Данный гнутик позволяет проводить работы над прутками, толщиной до 12 мм. Также он используется для сгибания полосы и формовки колец различных диаметров.
Гибочный ручной станок BlackSmith M3-G. Фото 220Вольт
- Blacksmith M3-V1. Ручная улитка позволят крутить завитки разнообразной формы из полосы 40×5 миллиметров. И прутков с квадратным сечением толщиной до 12 мм.
Инструмент для гибки завитков Blacksmith M3-V1. Фото ВсеИнструменты.ру
- M04B-KR BlackSmith. Данный станок позволяет изготавливать корзинки и витые прутки с сечением до 16 мм.
Станок для изготовления корзин Blacksmith M04B-KR. Фото ВсеИнструменты.ру
- UNV3-02 является полностью универсальным приспособлением для холодной ковки и позволяет проводить практически все известные виды работ с металлом.
Универсальный кузнечный станок Blacksmith UNV3-02. Фото ВсеИнструменты.ру
Российская предлагает довольно интересные предложения потенциальным покупателям. Универсальные станки для холодной ковки от этой фирмы позволяют выполнить практически любую фигуру. По желанию заказчика, производитель может поставлять в комплекте со станком дополнительное оборудование для кузнечного дела. Для холодной ковки поставляются такие виды станков, как:
- Ажур-мини. Довольно маленький по размерам станок не занимает много места в помещении. Однако, не стоит недооценивать данный аппарат, так как он легко справляется с прутком толщиной до 16 мм.
Кузнечный станок с полуавтоматическим управлением Ажур-мини. Фото КовкаПРО
- Ажур-1. Если первый станок можно было назвать аппаратом для новичков кузнечного дела, то про этот уже так нельзя сказать. Ажур-1 в три раза мощнее своего предшественника и позволяет выпускать до 5000 гнутых элементов в месяц.
- Ажур-2. Этот станок находит себе применение в том случае, если необходимо сделать объемный узор на полосе или прокате круглой и прямоугольной формы.
- Ажур-Универсал объединил в себе как гибочный, так прокаточный станок. Этот аппарат можно смело назвать небольшим технологическим комплексом.
Кузнечный станок Ажур-Универсал. Фото КовкаПРО
Виды станков
Есть несколько основных видов станков, используемых при холодной ковке металла:
- улитка;
- торсионный станок;
- гнутик;
- волна;
- пресс.
Это минимальный набор станков для начала работы с заготовкой. А также не получится обойтись без болгарки (УШМ) и сварочного аппарата.
Кроме этого, в производстве часто используют такие приспособления как глобус, фонарик или объемник.
Процесс ковки
Обработку металлических заготовок можно разделить на две группы:
- Холодный метод — изменение формы заготовки с помощью специального оборудования. Станки основаны на использовании рычагов, которые увеличивают усилие, передают его на материал. Не требует дополнительного обустройства мастерской, создания горна, покупки топлива для него. Металлические изделия соединяются с помощью сварочных аппаратов.
- Горячий метод — технологический процесс при котором материал разогревается до определённой температуры. После разогрева металл становится более пластичным и нужно применять меньше усилий для изменения формы заготовки.
Холодная ковка металла простой способ обработки. Горячий метод требует от кузнеца практического опыта. Однако при нагревании заготовок можно изготавливать изделия разной формы, изменять технические характеристики материала.
Какие станки самые важные
Почти все приспособления, используемые в процессе изготовления деталей способом холодной ковки, устанавливаются на два основных станка в виде дополнений.
Глобус, гнутик или объемник ставятся на основание от улитки.
Приспособление фонарик монтируется на торсионный станок.
Приспособление для изгибания металлических элементов «Улитка»
Холодная ковка своими руками невозможна без применения этого станка. Он используется для изготовления закругленных узоров из профильной трубы или прутка. Получаются такие элементы узора как завитки или волюты.
Форма заготовке придается путем наматывания на шаблон при помощи рук или рычагов.
В более сложных конструкциях заготовка гнется с помощью кондуктора, закрепленного на ось вала.
Такой станок можно купить или сделать своими руками.
Особенности и преимущества твистеров
Твистеры, или торсионные станки, относятся к более сложному кузнечному оборудованию и служат для скручивания прутков вдоль их продольной оси.
Принцип действия у всех твистеров одинаковый — один конец заготовки или их группы зажимается в неподвижную оправку, другой — а подвижную. Подвижная оправка вращается вокруг своей оси, скручивая прутки.
В простейшем варианте неподвижная оправка зажимается в тиски, а подвижная оправка приводится в действие ручным воротом. В этом случае на заготовки надевают прочную трубу чуть большего диаметра, чтобы предотвратить нежелательную продольную деформацию прутков.
Существуют варианты кузнечного оборудования с механическими червячными редукторами и даже с электроприводом, также через редуктор.
Обязательным элементом механизированного твистера является прочная рама, соединяющая опоры оправок. При скручивании и деформации металла возникают большие продольные напряжения, вследствие которых он может деформироваться. Прочная рама позволяет противостоять таким деформациям.
Твистер для холодной ковки
При скручивании прутков длина их уменьшается, поэтому подвижная опора должна иметь возможность передвижения вдоль рамы.
Преимущества твистеров заключаются в возможности создания:
- выразительной формы и фактуры поверхности при скручивании одиночного прутка;
- уникальных украшений и деталей предметов интерьера — фонариков (шишек);
Создать такие формы и фактуры другими методами обработки металла крайне затруднительно или попросту невозможно.
Этот вид кузнечного оборудования для холодной ковки предназначен для выгибания завитков из полосы или прутка.
Рычажная улитка
Простейшая разновидность станка — это рычажная улитка. На массивной платформе закреплен захват для начала изгибаемой полосы и шаблон завитка, к которому полосу притягивают рожковым рычажным захватом.
Рычажная улитка для холодной ковки
Если нужно сделать много одинаковых завитков, то полосу шаблона и захват приваривают к металлической плите, если требуются завитки разной формы и начального радиуса — используют деревянную или фанерную платформу с большим количеством отверстий, в которые вставляют закаленные болты для формирования захвата и точек шаблона. Для выполнения такой гибки нужно обладать недюжинной физической силой.
Улитка с поворотной плитой
Шаблон используется такой же, ка в рычажной улитке, но применяется поворотная платформа, в ней в шаблоне фиксируется конец заготовки, которая подается через неподвижный упор-фиксатор на верстаке.
Улитка с поворотной плитой для холодной ковки
Вращаясь, шаблон затягивает полосу металла в себя и выгибает его по намеченной траектории. Для облегчения труда при повороте плиты используют червячный привод.
Улитка с воротом и поворотным лемехом
Существует усовершенствованная разновидность улитки — улитка с воротом и поворотным лемехом. Для увеличения физической силы человека используется ворот. Он вращает серпообразный или спиралеобразный лемех, изготовленный из особо прочной стали. Применяются также складные лемехи для получения деталей переменной кривизны и сложной формы.
Улитка с воротом и поворотным лемехом
Такой лемех состоит из нескольких частей, соединенных между совой осями и закрепленных друг относительно друга штифтовыми фиксаторами. По мере прохождения того или иного участка сложной спирали соответствующий штифт извлекается и часть лемеха складывается, не принимая участи в дальнейшей холодной ковке. Заготовка закрепляется с помощью фиксатора на платформе. В пазу двигается ролик, который прижимает пруток или полосу к лемеху. При повороте ворота согласно закону рычага лемех проворачивается по меньшему радиусу, но с пропорционально большим усилием, валик и прижимает деталь к выставленным на плите фиксаторам.
На улитке с поворотным лемехом можно выгибать до 5 витков спирали, благодаря постоянному усилию изделия получаются одинаковыми, а в силу возможности регулировки прижима ролика можно получать двойные завитки и завитки переменной кривизны.
Станок улитка для холодной ковки своими руками
Изготовление станка состоит из нескольких этапов:
- Чертеж. При составлении чертежа необходимо строго выдержать пропорции всех деталей. Зазор между центральной осью и упором должен быть шире заготовки на 3-4 мм. Тогда готовая деталь легко снимется со станка.
- К стальной пластине из листа толщиной не менее 3мм приваривается по центру труба диаметром от 30 мм. Рядом крепится центральный упор для фиксации начала заготовки. Затем к ней приваривается металлическая полоса, шириной равная обрабатываемой детали, изогнутая спиралью под необходимым углом.
- Приспособление закрепляется на станине. Лучше всего крепить болтами, чтобы можно было легко заменить в случае необходимости.
- Для того чтобы облегчить процесс изгибания заготовки, к приспособлению приваривается ручка. Она крепится с обратной от заготовки стороны, чтобы не мешала устанавливать и снимать детали.
Для самостоятельного изготовления любого станка для холодной ковки понадобятся следующие инструменты:
- сварочный аппарат;
- дрель;
- болгарка (УШМ) с отрезным и шлифовальным кругом;
- сверла различного диаметра;
- коронка по металлу;
- магнитный угольник;
- циркуль;
- тиски.
Приступать к работе следует после того, как весь инструмент будет иметься в наличии.
Улитка с лемехом
Лемехом называется полоса металла, согнутая по форме нужной детали. Шаблон, по которому будут делаться завитки. Обычно лемех делается съемным, так как завитки делаются по индивидуальным размерам под каждое изделие.
Улитка с рычагом
В случае, ели требуется просто закрутить заготовку в спираль используется улитка с рычагом. Деталь крепится между основным валом и упором и с помощью закрепленного на станине рычага накручивается необходимое количество витков. Чем длиннее рычаг, тем меньшее усилие надо приложить для изгибания заготовки.
Гнутики для холодной ковки
Это самое простое кузнечное оборудование для холодной ковки. Оно предназначено для сгибания полосы или стержня из металла под определенным углом. Самый простой метод сгибания — это ручное сгибание заготовки, зажатой в тиски. Но это возможно лишь для прутков и полос малой толщины, кроме того, и угол, и радиус сгиба выдержать точно невозможно.
Если же нужно согнуть прокат металла под определенным углом, да еще и в нескольких местах — применяют пластину с вставленными в нее штифтами — направляющими. Для увеличения силы применяют рожковые удлинители — или просто кусок трубы, надеваемой на свободный конец заготовки. Для увеличения точности и соблюдения заданного угла и радиуса сгиба применяют ролики — два неподвижно закрепленных на плите и один подвижный, скользящий по пазу в опорной пластине. Сила нажатия на этот ролик увеличивается рычажным механизмом.
Гнутик для холодной ковки
Если к подвижному ролику присоединить гидравлический цилиндр, то работа станет легче, рабочее усилие установки и ее точность повысятся. В случае, когда согнуть нужно тонкостенную трубу, вместо ролика используют шаблон нужного радиуса.
Компоненты станка и необходимые инструменты
Для изготовления станка потребуются следующие материалы:
- профилированный двутавр;
- тиски (2 шт.);
- стальной лист не менее 4 мм толщиной.
Необходимые инструменты:
- сварочный аппарат;
- болгарка;
- уровень;
- рулетка;
- дрель.
Изготовление
На двутавре необходимой длины с одной стороны жестко крепятся тиски. Для крепления лучше всего использовать сварку. А также, перед монтажом на двутавр наваривается стальной лист. Это поможет избежать деформации детали в процессе закручивания.
Подвижная система
Собирается с противоположной от закрепленных тисков стороны. Сверху устанавливаются тиски, которые оснащены подвижной центральной частью.
Важно, чтобы тиски с обеих сторон двутавра находились строго в одной плоскости.
К тискам вместо рычага приваривается колесо (штурвал). Чем больше будет диаметр, тем меньше усилий понадобится для изготовления детали.
Один конец заготовки зажимается в закрепленные тиски, другой во вращающийся элемент. При помощи штурвала заготовка скручивается в спираль с необходимым количеством витков.
Приспособление «Фонарик»
Используется для изготовления из квадратного или круглого прутка элементов в форме «корзинки» или «фонарика».
Устройство и принцип работы
Приспособление делается на базе стандартного торсионного станка. В закрепленные тиски зажимается обрезок трубы с наваренной на торец гайкой большого диаметра, в которой по торцам просверлены отверстия по размеру заготовок.
Затем в противоположных, крутящихся тисках закрепляется такая же деталь. В отверстия соосных гаек вставляются детали заготовок.
Между гайками устанавливается металлический вал. Его диаметр должен быть меньше внутреннего диаметра гаек. После путем вращения одного края заготовок изготавливается фигура необходимой формы.
Края прутков скрепляются между собой при помощи сварки или хомута.
Торсионы — ручная ковка
Кузнечные торсионные станки, или твистеры, предназначены для закручивания прутка или трубы квадратного сечения вокруг продольной оси. Иногда вместе скручивают два, три или даже четыре стержня. При скручивании тонкостенных квадратных труб надо обращать особое внимание на то, чтобы не превысить предельной прочности и допустить разрыва или смятия трубы.
На прочной раме закреплена оправка, в которой зажимают один конец стержня или их группы . На другом конце крепят вороток и начинают вращать его, вызывая скручивание стержней или труб. Чтобы стержни не выгнулись вбок, на них надевают прочную трубу, немного превосходящую по диаметру готовое изделие.
Этот вид кузнечного оборудования для холодной ковки пригоден для изготовления своими руками витой кочерги, витых прутьев для оконных решеток или ограды, лестничных балясин и других элементов декора.
Чтобы изготовить декоративную фигуру фонарик (или шишку), заготовки в оправках закрепляют не вплотную друг к другу, а вокруг центральной направляющей — штока. После скручивания детали извлекают из оправок, соединяют их концы вместе и сваривают фонарик. Такой элемент может играть чисто декоративную роль, а может нести и прикладную функцию — служить рукояткой для каминных щипцов, совка или кочерги.
Торсионы — ручная ковка
Обычно в фонарик скручивают 4 или 6 стержней, но встречается и другое число. Число отверстий в оправке должно совпадать с числом заготовок, отверстия должны быть равномерно распределены по окружности.
Приспособление «Глобус»
Предназначено для создания элементов с большим радиусом изгиба. Детали используются в дизайне для выделения части декора. Часто имеют внутри отдельный узор. На профессиональном сленге по этой причине иногда называется «объемник».
Устройство и принцип работы
Устанавливается на базе «улитки». Сначала загибается один край заготовки при помощи специально установленной втулки. Она является основой для оси рычага.
Затем при помощи второй втулки заготовка обкатывается по шаблону, выполненному в форме дуги нужного радиуса. Оба ролика закреплены на рычаге, который приводится в движение руками. Противоположный конец заготовки гнется таким же образом.
После необходимое количество выгнутых деталей соединяются между собой с помощью сварки или хомутов.
