Сначала немного физики. Ковка как процесс в целом – это обработка металлов с помощью их разогрева. Молоты, наковальни, печи, могучие кузнецы в кожаных фартуках – это все про горячую ковку и классическое кузнечное дело. Там профессионалы, дорогое оборудование, отдельные помещения – занятие не из дешевых. Мы же говорим о совершенно другом процессе — холодной ковке.
Если разобраться, эта технология ковкой не является. Правильнее ее было бы называть сгибанием металлических прутьев, иногда ее называют «гибкой». Но, поскольку в многочисленных рядах мастеров работ по металлу уже устоялся термин «художественная холодная ковка», то мы с вами будем использовать общепринятые термины.
Особенности холодной ковки
Вся художественная ковка состоит из сплошных изгибов, волн, завитков – все они разной величины, в разнообразном сочетании. Руками металл не погнуть, даже если он самый мягкий. Поэтому главный единственный метод холодной ковки – обработка металла станком. Для каждого металлического элемента существует свой инструмент.
Композиция художественной ковки.
Кованая лестница.
Интерьер с коваными элементами.
Балкон из металла.
Пример холодной ковки.
Первым делом нужно обзавестись ими, но сначала разобраться с видами станков для холодной ковки. Сложность такого оборудования невысокая, стоимость – тоже.
Если вы собираетесь заниматься кузнечным творчеством для себя, вам будет вполне достаточно несколько приспособлений с ручным приводом. Темп работы на ручном оборудовании медленный, зато гораздо ниже затраты на изготовление и использование. Электрические приводы понадобятся только в случаях коммерческой ковки на заказ, тогда овчинка будет стоить выделки.
Специальные станки для холодной ковки — это целый букет вариантов, они бывают с ручным управлением или с электромоторами, самодельные или покупные. Чтобы воплотить в металле все мыслимые и немыслимые художественные идеи, вполне хватит 5 – 7 видов. Как минимум, половину из них можно изготовить самостоятельно.
Главное – помнить, что холодная ковка металла по плечу любому, у кого есть желание и упорство. Перед тем, как принять решение о начале работ по холодной ковке, нужно разобраться с некоторыми нюансами этой технологии и видами специального оборудования.
Виды кузнечного оборудования для холодной ковки
Техника холодной ковки металлов позволила отказаться от громоздкого горна, наковальни и молота.
Минимальный набор кузнечного оборудования для холодной ковки металла включает в себя:
- Гибочные станки, или Гнутики.
- Твистеры.
- Волну.
- Улитку.
- Фонарик.
Кроме специализированного оборудования для холодной ковки понадобятся верстак, тиски и набор слесарного инструмента, а для соединения некоторых деталей нужно сварочное оборудование. Пригодится также и угловая шлифовальная машинка.
Классификация станков
Виды станков для холодной ковки.
Станки для холодной ковки делятся на четыре основных вида:
- Твистеры или улитки закручивают спирали с плоской поверхностью и узкими ядрами, чаще всего эти станки используются для ручной холодной ковки.
- Торсионные виды приспособлений предназначены для изготовления скрученных объемных спиралей.
- Гибочные виды – для спиралей с широкими ядрами.
- Инерционно-штамповочные — для декоративных хомутиков и обработки концов всех элементов.
Перед детальным описанием каждого вида пройдемся по технологиям холодной ковки, их всего три:
- Вытяжка: это раскатка и удлинение металлической заготовки, процесс похож на раскатку теста скалкой. В ковке таким образом работают прессовочные валики. Этой технологией готовят лапки, хомутики, пики.
- Кручение: скручивание детали вдоль оси, см. ниже подробное описание.
- Гнутье: изгибы металла по шаблонам в разных направлениях.
Твистеры или улитки?
Описание станков для ковки.
И те, и другие – это одно и то же. Самый популярный станок для холодной ковки среди широких масс кузнечной общественности. В самом деле: на первый взгляд станок кажется чересчур примитивным.
Но в нем простота объединена пополам с гениальностью:
- его легко сделать самим;
- он дешевый;
- он чрезвычайно удобен в работе;
- с его помощью можно изготовить целые массивы красивейших металлических кружев.
По принципу действия твистеры являются разновидностью гибочных станков, о них см. ниже, с некоторыми усовершенствованиями, на них спокойно могут работать новички. Одним словом, улитка или твистер – поразительный станок по всем возможным критериям: простоте изготовления, широким художественным возможностям, дешевизне и удобстве в работе, других таких просто нет.
Твистеры встречаются в двух инженерных вариантах:
- С воротом и поворотным лемехом с принципом жесткой фиксации изделия на поверхности и поворота улитки по часовой стрелке. Поворот производится рычагом, чаще всего ручным. Это самый демократический станок холодной ковки профилей: на нем можно работать одному даже в квартире. Недаром в рунете самое большое число ссылок, касающихся холодной сварки, наполнены картинками, чертежами и видеороликами с действием именно поворотных улиток. Все, кто с них начинает, чувствуют себя мастерами и спешат поделиться собственными находками в кручении плоских завитушек. Так что этому станку можно добавить еще несколько очков за повышение самооценки мастера – это всегда важно, а особенно в начале работ. Максимальное количество возможных завитушек – 5.
У этой улитки есть слабые стороны, куда ж без этого. Все дело в складном лемехе: важен и правильный материл, из которого его нужно делать, и сложность изготовления сочленений звеньев лемеха. Эти сочленения должны быть чрезвычайно точными – именно ими выполняется форма завитка. В конструкции и материале сочленений нужно учитывать многократные повторения поворотов с серьезной рабочей нагрузкой. Второе и последнее слабое место – эксцентриковый зажим детали.
С учетом частоты использования улитки и ее слабых сторон самым разумным будет ее купить, а не делать самому. Если же речь идет о дебюте в холодной ковке, и выбор станка делается для абсолютного новичка, то самым оптимальным вариантом будет второй инженерный вариант улитки.
- Чемпион по популярности и положительным моментам в работе! Рычажная улитка с неподвижным шаблоном и обводным роликом. По своей сути это трубогиб. Нужно сразу заметить, что этот вариант по производительности труда уступает твистеру с воротом и лемехом. Во-вторых, для него не подойдет никакая столешница, здесь нужна будет настоящая стальная станина с креплениями на опорной поверхности. Станину дома не поставишь: на рычажной улитке можно работать только в мастерской.
Станок для придания рельефной поверхности.
Еще одна особенность рычажной улитки – медленный темп работы. Завить можно 3 – 4 завитушки, чуть меньше, чем с воротниковой улиткой. Тем не менее, плюсы рычажной улитки перевешивают все ее минусы:
- Все элементы станка могут быть сделаны из обычной стали.
- Вместо прижимного ролика, который не делается из обычной стали, можно использовать подшипник.
- Материал станины и других деталей позволяет рассчитывать на долгое использование станка.
- Большее разнообразие завитков – можно изменять их формы с изгибами в обе стороны (в первом варианте улитки это невозможно).
- Удобнее работать с концами деталей, которые можно крепить.
На рычажном твистере можно работать с полосами металла, уложенными плашмя. Это считается большим достоинством станка, так как на других устройствах с полосами плашмя работать невозможно.
В этом чемпионском подразделе можно сделать небольшое чемпионское резюме в виде совета новичкам: в дебютных художественных работах по холодной ковке лучше начинать с рычажного твистера – улитки с неподвижным шаблоном и обводным роликом.
Торсионы от слова торс, торсионные станки
Технология создания завитков.
Скручивание вдоль торса, и этом сказано многое. Торсионный станок для холодной ковки предназначен для винтового продольного скручивания прутьев. Если разобраться, то скручивать их можно без станка: достаточно зажать в тисках один конец, подставить чурбак под другой конец, скручивать прут в направляющей трубе. Все просто, но мы говорим сегодня о художественной ковке, поэтому качество скручивания с учетом мельчайших нюансов – требование номер один. Поэтому скручивать прутья, хоть вдоль, хоть поперек, лучше с помощью станков.
В отличие от твистеров, торсионное оборудование вполне можно сделать самостоятельно, подавляющее большинство торсионов в народе – самодельные. Для этих станков тоже нужна прочная станина с такими же прочными креплениями на опорной поверхности. Прутья в правильных торсионах удерживаются в патронах с квадратным сечением, которые фиксируются зажимами.
Все было бы элементарно, если бы среди мастеров холодной ковки не считались особым шиком художественные фигуры типа корзинки, фонарика или шишки – фигурных утолщений из нескольких скрученных прутьев. Все они называются загадочно — филаментами. Для их изготовления в торсион нужно вставлять уже пучок прутьев меньшего размера, чаще всего 4 – 5 штук.
С шишками и фонариками придется повозиться – ветви из прутьев нужно разводить вширь вручную, что очень непросто и требует приличного навыка. Для качественных филаментов, предмета гордости кузнецов, на торсионах крепятся специальные бабки с шпинделями с винтовой подачей. Хлопотные элементы, но для воплощения художественных замыслов и эстетики металлов – без филаментов никуда.
Штампы для гибки.
Внимание! Торсионные станки – единственное кузнечное оборудование для холодной ковки, в котором электрический привод оправдан и целесообразен при любом объеме работ. Это действительно так, уж больно утомительная и нудная работа с ручным приводом шпинделя. Но это не главная причина. Ручным способом невозможно добиться равномерной скрутки, для этого нужно очень равномерное вращение.
Самодельные «Улитки»
По сути это модернизированный гибочный станок (трубогиб), но эти усовершенствования позволяют легко делать завитки из довольно толстых прутков (сечением до 10-12 мм) и повторять их с высокой степенью точности.
Один из самодельных станков для холодной ковки
Конструкций эти станки для холодной ковки имеют несколько, но проще всего в реализации вариант с круглым столом, имеющем центральную ножку. К ножке подвижно закреплен рычаг с роликами на подшипниках на конце. Они облегчают процесс гибки.
Поверхность стола можно сделать из стального листа толщиной от 10 мм и больше. Для ножки можно использовать любую толстостенную круглую трубу. Важно сделать конструкцию устойчивой, так как будут прилагаться боковые усилия, потому нужны боковые стойки, распорки, а также устойчивое основание.
Чертеж станка для холодной ковки «Улитка»
Рычаг проще делать из квадратной трубы с толстой стенкой — не меньше 2-3 мм. Сечение трубы 25*40 мм или около того. Крепление рычага к ножке можно сделать на подшипнике, а можно просто взять небольшой кусок толстостенной трубы большего диаметра, надеть ее на ножку, а снизу приварить полосу-упор — чтобы рычаг вниз не падал. Вариант с подшипником дает более легкое движение, но при наличии смазки и второй вариант рабочий.
Вариант крепления рычага
Важна еще форма рычага. Рычаг двойной, верхняя часть — рабочая, нижняя — опорная. Везде где есть соединения желательно доварить усиление, так как усилия значительные.
Рычаг должен быть надежным, с усилением
На столе закрепляется оправка или кондуктор — форма, по которой сгибаются завитки. Делают их разного диаметра — чтобы можно было делать разные по диаметру завитки. Такие оправки могут быть сборными — для формирования большего количества изгибов. В каждом таком образце должны быть стержни, которые устанавливаются в отверстия в столе. Так этот шаблон фиксируется. Также его форма должна быть разработана с таким учетом, чтобы конец прутка в ней хорошо фиксировался.
Вариант кондукторов для улитки
Часто оправки вытачивают из металлического круга подходящего диаметра при помощи болгарки, но есть варианты из металла с наваренными на него стальными пластинами, изогнутыми соответствующим образом.
Как сделать подобный станок для холодной ковки — в следующем видео. Там же неплохо описан способ доведения концов заготовки до приличного состояния — обычные необработанные края смотрятся очень грубо. Для их обработки есть специальное оборудование, но, как оказалось, можно справится и без него.
Инерционно-штамповочные станки
Этот вид оборудования напоминает прессы или прессовочные валики, которыми молодые мастера иногда пренебрегают. А зря: без фасонных хомутиков для соединения деталей и оформленных наконечников прутьев работа никогда не будет иметь эстетичного вида. Эти прессы работают как маховик, в котором боек бьет по месту штампа. Декоративные детали мелкие, точность их изготовления должны быть очень высокой, поэтому этот вид станков не нужно даже пытаться сделать своими руками.
Все бы хорошо, да только инерционно-штамповочные прессы – дорогое удовольствие. Но здесь можно найти решение, назовём его «интегрированным кузнечным решение». Разного рода наконечники очень просто сделать способом горячей ковки. Для этого совсем не обязательно быть опытным мастером. Либо сходить в гости в мастерскую горячей ковки, либо самому завести изящный кузнечный горн — можно легко и недорого смастерить из подручных материалов. Для такой мелкой работы своя отдельная кузня не нужна, дел всего ничего – разогреть металл.
Гибки или гнутики
В практике гибочные станки чаще называют «гнутиками». Но среди мастеров ковки гнутик – это самый популярный станок для холодной ковки, который делает металлические волны и зигзаги. Это оборудование настольное и довольно простое по своей конструкции. Но его лучше купить, чем делать самостоятельно. Дело в том, что в этом виде ковки нужна очень высокая точность обработки деталей. Стоит гнутик для холодной ковки совсем недорого, особенно для труб меньше 12 – 16 мм.
Другое дело – гибка, которая намного проще гнутика: это сгиб прута под нужным углом. Выполняются сгибы с помощью шаблонов. Сначала рисуют чертеж для шаблона, затем на стальную пластинку приваривается завитушка. Ковка заключается в том, чтобы протащить изделие через все изгибы завитушки.
Ручные станки для холодной ковки в виде гибок сделать своими руками все-таки возможно. Единственная деталь такого станка, которую нужно будет купить – это вальцы. Их нужно делать только из специальной стали: или инструментальной, или хромоникелевой. Само оборудование для холодной ковки можно выполнить из скоб и дуг с ограничителями, которые будут определять контур волны. Волны тогда могут получиться самые разнообразные, что требуется.
Подводим итоги
Перед тем как приступить к созданию художественных изделий из металла, нужно позаботиться о наличии всех инструментов и приспособлений для холодной ковки. Все работы должны выполняться осторожно и внимательно. Только в таком случае можно добиться идеального результата.
В большинстве случаев изготовить станки для холодной ковки намного выгоднее собственными руками. Эти приспособления играют важную роль и необходимы для производства качественных изделий. Это объясняется тем, что далеко не каждый элемент представляется возможным обработать с помощью ручных приспособлений, да и стоимость большинства станков является достаточно высокой, даже в том случае когда речь идет о самых элементарных агрегатах.
Многие мастера предпочитают самостоятельно изготавливать станки, которые помогают сделать довольно оригинальные изделия. В таком случае все в большей степени зависит от опыта мастера и его желания. Если принято решение собственными руками сконструировать станок, важно все действия выполнять в определенной последовательности, тогда результат превзойдет все ожидания.
Станок своими руками
Станок для гибки прутов.
Самодельный инструмент для холодной ковки – вещь вполне реальная, но времени и сил его изготовление заберет немало. Поэтому решение должно быть взвешенным, а подготовка, включая чертежи, должна быть серьезной и полноценной. Самым подходящим местом может стать гараж сарай, или хозблок. Конструкция станка зависит только от одного фактора: что вы собираетесь делать, какую продукцию выпускать?
Не нужно забывать, что многие элементы ковки можно выполнять и без специальных приспособлений. Например, с помощью обычного трубогиба, который вполне годится как вариант упрощенного станка для холодной ковки – с ним много чего можно сделать.
Еще нужно понимать, что универсального станка для холодной ковки, который делал бы хотя бы три различных элемента, в природе не существует. Чаще всего своими руками делают улитку: она популярна, позволяет изготовить самые различные завитки и, в конце концов, проста в исполнении. Второй по частоте использования в домашних условиях – самодельный гибочный станок.
Он так же прост и недорого в исполнении. На запрос «как делать станки для холодной ковки» вы получите огромное число ссылок на видеоролики с советами «от бывалых». Большинство из них – по делу и от души, они очень помогут в принятии окончательных решений.
Станок «Улитка»
Сворачивает стальные пруты в спирали, завитки, кольца и т.д. Радиус гибки ограничен только платформой. Представляет собой шаблон, для производства серийных изделий – литой, для индивидуальных работ – со съемными деталями.
Схема сборки приспособления своими руками
Общий вид
Как делать завитки на «Улитке»:
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.
Но мы с вами уже говорили про профессиональное честолюбие мастеров холодной ковки, которое можно только приветствовать. Намного эффектнее будут смотреться специальные хомутики П-образной формы, которые штампуются на инерционных станках. Не лениться, а хорошенько поработать с хомутиками – вот залог успешного завершения ковки изделия.
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.
Резюме как по маслу
Виды штампов и готовые завитки.
Хороший рассказ всегда легко заканчивать – выводы ложатся сами, в рамках логики и приоритетов.
В нашем обзоре технологии холодной ковки стройность выводов налицо:
- Холодная ковка – чудесная технология, позволяющая объединить то, что в другие процессах объединить невозможно:
- практическую пользу в хозяйстве;
- возможность художественного творчества;
- изобретение и применение собственных инженерных находок;
- простота и реальность выполнения для новичков;
- повышение самооценки как мастера и как жильца дома с элементами художественной ковки.
- Приспособления для холодной ковки можно самостоятельно и качественно, лучше начать со станков улитки и сгибки.
- Ручное оборудование целесообразнее делать с ручным приводом. Электрический вариант использования – слишком ресурсный. Единственный вид станка, который лучше сделать сразу с электроприводом – торсионный. Качество скручивания прутьев будет в этом случае намного выше.
- В изготовлении кованых изделий холодным способом не помешает «помощь» от горячей ковки. Станок для наконечников и других мелких декоративных элементов самостоятельно сделать невозможно, а покупной стоит немалых денег. Наш совет – выполнить декоративную мелочь горячей ковкой. Маленький и аккуратный горн в хозяйстве не помешает. Да и будет способствовать профессиональному росту: начать с холодной ковки, прийти к настоящему кузнечному мастерству…
- Не стоит замыкаться в стереотипной покраске кованых изделий «под старину». Современные краски и повсеместная эклектика в дизайне делают возможным самые неожиданные цветовые и фактурные решения в работах по металлу.
https://www.youtube.com/watch?v=bJWuvMMy1H0
Преимущества станков для холодной ковки
Чтобы под механическим воздействием металл принял требуемую форму, используется метод холодной ковки. Лучше всего для таких целей подходит мягкий материал. Методу холодной ковки в основном отдается предпочтение, если требуется создавать большое количество идентичных элементов.
Еще одним неоспоримым преимуществом данного способа воздействия на металл является то, что в процессе создания не требуется наличие высочайшего мастерства. Если сравнивать холодную ковку с горячей, то она отличается следующими неоспоримыми достоинствами:
- быстрой воспроизводимостью;
- низкой стоимостью;
- высокой скоростью изготовления;
- прочностью покрытия;
- отсутствием нагрева элементов.
Несмотря на то что кованые изделия, выполненные с помощью холодной ковки, имеют множество преимуществ, есть у них и определенные недостатки. Основными из них считаются простота форм и необходимость использования громоздкого и разнообразного оборудования.
