Холодная ковка
Таких недостатков горячей ковки, как:
- большая трудоемкость,
- высокие требования к квалификации мастера,
- низкая повторяемость изделий.
Холодная ковка
Недостатков лишен метод холодной ковки. Он основан на свойстве металлов изменять в определенных пределах свою форму под воздействием механического усилия. Технология применима к пруткам круглого и квадратного сечения, металлической полосе, трубам и прокату различного профиля. Несколько базовых операций, таких, как
- изгиб заготовки под заданным углом и по заданному радиусу,
- формирование завитков и спиралей,
- скручивание одной или нескольких заготовок по продольной оси
и комбинация получившихся деталей позволяет создавать кружевные ограды, беседки, скамейки, элементы декора и домашней утвари в разумные сроки и по приемлемой цене, в разы, а то и в десятки раз ниже, чем при использовании горячей ковки.
https://youtube.com/watch?v=8_YpUI6vqww
Для получения основных элементов используют специальные станки.
- Гнутик — один из самых популярных. Он позволяет сгибать пруток под заданным углом и по заданному радиусу, в том числе и в виде волны.
- Улитка служит для закручивания конца прутка или трубы в спираль
- Торсион предназначен для скручивания прутка вдоль его продольной оси.
Если планируется выпуск больших серий изделий — то понадобится станок промышленного производства. Он обладает высокой производительностью, достаточным ресурсом, снабжен электроприводом достаточной мощности, совмещая в себе гнутик, улитку и торсион. Передовые производители оснащают свои агрегаты полуавтоматическими приставками, и роль работника сводится к установке нужной оправки, закреплению заготовки и запуску программы. Система сама регулирует скорость подачи, силу прижима формующего ролика, начало и окончание формовки.
Как сделать улитку для холодной ковки?
Рассмотрим изготовление трех вариантов улитки для холодной ковки:
- монолитной неразборной;
- съемной конструкции;
- разборной улитки с вращением.
В зависимости от возможностей домашнего мастера, планов производства изделий, количества будущих размеров, можно выбрать один из этих вариантов исполнения.
Монолитная неразборная улитка
Большое внимание нужно уделить разработке схемы шаблона, потому что после приварки к плите внести коррективы в габариты и конфигурацию будет весьма затруднительно. Витки будущего завитка нужно располагать на расстоянии 12-13 мм, учитывая, что в полученные пазы должен поместиться 10-мм пруток
Основание, диаметром 80 см, вырезается из пластины толщиной от 4 мм, далее по чертежу из полосы толщиной от 3 мм режется и формуется шаблон для завитка. Для облегчения гибки его нужно прокалить и сделать косую фаску по верхней стороне, а нижнюю приварить к основанию по контуру.
Основание крепится к станине болтами или струбцинами. Это крепление позволяет оперативно применять разные шаблоны по мере необходимости
Съемная конструкция
Шаблон для холодной ковки создается из стальной пластины не тоньше 10 мм и крепится на основании резьбовыми соединениями. Изготовление изделия начинается с внутреннего завитка. В паз на внутреннем сегменте шаблона зажимается конец заготовки.
Для страховки рекомендуется дополнительно прижать его малой струбциной. Используя рычаг с большим плечом, сделанный из прутка сечением 2 см, на шаблон накручивают с усилием оставшуюся часть заготовки. Конструкцию можно улучшить, использовав рычаг с закрепленным подвижным подшипником.
Разборные улитки с вращением
В этом варианте шаблон улитки, который называется лемехом, крепится на массивной плите толщиной 4-10 мм. Изменение формы заготовки делается путем вращения вала, где закреплен ее свободный конец. Вал вращается при помощи рычага или ворота, приваренного к верхнему концу. Лемех может выполняться из нескольких сегментов, соединенных между собой шарнирными пальцами. Кривизна поверхности лемеха изменяется специальными регулировочными винтами. В поверхности основания следует сделать систему отверстий для крепления сегментов лемеха в установленном чертежом положении.
Улитку для холодной ковки с разборным лемехом с шарнирными штифтами трудно сделать в условиях домашней мастерской. Быстрее и дешевле заказать эти детали на производстве. Самому лучше изготовить разборный лемех без шарниров. Требуется сделать чертеж деталей шаблона и обозначить на нем отверстия для крепления.
В основании нужно просверлить систему отверстий для крепления частей лемеха в разных положениях, обеспечивающих разную кривизну.
Теперь можно переставляя крепления из отверстия в отверстие, производить завитки различных радиусов.
Как сделать своими руками станок для холодной ковки
Для монтажа станка для холодной ковки своими руками потребуется осуществить следующие действия:
- Сначала собирается стойка, выступающая в качестве опоры. В этих целях каждый элемент (фрагменты трубы аналогичных размеров и сочленения с верхней и нижней стороны) соединяются в одно целое. Устройство снаружи напоминает табуретку. Монтажные работы производят, используя сварочный аппарат, нарезку — применяя пилу.
- Теперь требуется нарезать металлические листы. Получатся круги одинакового диаметра и 4 треугольника, которые имеют одинаковые стороны. Треугольные составляющие привариваются к нижней части конструкции так, чтобы вышло что-то схожее с пирамидой. Основание с более широкой площадью приваривается к центру вырезанного круга.
- 4 планки, расположенные по горизонтали, присоединяются к окружности с приваренным элементом. Подобное осуществляется, применяя болты (используют дрель для сверления отверстий).
- Последующим действием станет изготовление рукоятки. Требуется использовать 2 прута разной длины. Определяются их габариты методом соотношения с диаметра и окружности. Первый прут долен совпасть по размерам, второй несколько превышать его параметры. Во время сгибания первого прута требуется соблюсти необходимый угол. После этого углы привариваются между собой, затем вниз вваривается третий прут. Должна присутствовать перемычка меж начальных двух отрезков, к ним присоединяют спецрычаг.
- Подшипник для разнообразия направлений в приспособлении прикрепляется к окончанию приваренного рычага, к отрезку, который находится в нижней половине устройства. Верхний отрез играет роль крепления для металлической катушки (монтируется по горизонтали, помогает сгибать металл). Снизу отрезка, где находится свободное окончание, проделывается отверстие.
- Завершающим шагом изготовления станет монтаж изготовленной рукоятки с элементом, который напоминает «пирамиду». Фиксируются такие детали после одевания рукоятки механизма с помощью гайки большого диаметра. На нее заранее приваривается круг из металла, дающий возможность закрепить шаблон. Затем «улитку» необходимо присоединить, используя сварочный аппарат. Теперь механизм будет готов к эксплуатации.
Процесс изготовления
Соблюдая несложный алгоритм действий, домашний специалист или мастер сможет создать устройство высокого качества.
Для создания механизма самому требуется быть внимательным в процессе проектирования чертежей и произведения необходимых расчетов. В других моментах алгоритм изготовления простой. Установив принцип работы прибора, возможно придумать ему оригинальные вариации, способствующие улучшению обрабатываемых заготовок.
Инструменты для работы
Какие инструменты необходимы для осуществления ковки металла?
Перед проведением подобного вида работ необходимо приобрести следующий набор оборудования инструментов:
- Наковальня. Здесь осуществляют механическую деформацию железного прута;
- Горн. Он позволяет раскалить металлическое основание до необходимой температуры;
- Длинные клещи. Они используются для фиксации горячего металла;
- Набор молотов. Инструменты позволяют придать нужную форму и толщину металлической детали.
Для осуществления холодной ковки металла необходимо подготовить похожий набор. Здесь не используются наковальня и горн.
Для работы понадобятся следующие составляющие:
Приспособление для заточки сверл своими руками — самодельные устройства для заточки кромок сверла (85 фото и видео)
Регулятор оборотов своими руками: подробная инструкция как сделать, схемы, чертежи и примеры изготовления (95 фото + видео)
Ремонт МТЗ своими руками: разборка, ремонт, восстановление, регулировка и сборка минских тракторов (105 фото)
- Улитка. Этот станок позволяет делать плавные вензеля и круглые элементы. Для осуществления холодной ковки при помощи улитки своими руками необходимо соблюдать особую аккуратность;
- Гнутик. Его используют для изготовления сложных геометрических форм;
- Волна. Это приспособление позволяет делать волнообразные детали.
На видео ковки металла своими руками представлен процесс изготовления геометрического декора.
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.
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.
Пошаговое изготовление малогабаритного ручного станка для изготовления завитков
Небольшой станок предназначен для изготовления завитков из полосового проката шириной 20…30 мм. Его несложно сделать самому.
Центр
Сначала изготавливается центр. Для этого отпиливается небольшой фрагмент из кругляка. Заготовку фиксируют в тисках, размечают линию реза. С помощью отрезного диска и углошлифовальной машинки (УШМ) отпиливается заготовка.
Она имеет диаметр 38 мм. Боковая поверхность дополнительно не обрабатывается.
Длина центра составляет 28 мм. Можно и немного больше, но для изгибания полосы шириной 30 мм этого достаточно.
На сверлильном станке сверлится отверстие Ø 8 мм. Его располагают эксцентрично. Такое положение обусловлено тем, что нужно изготовить фиксатор для конца заготовки.
Прорисовывается профиль, который следует удалить с помощью отрезного и зачистного дисков, устанавливаемых на болгарке. Заготовку крепят в тисках и удаляют излишки металла.
Лепестковыми дисками поверхность защищается так, чтобы осуществлялся плавный переход между разными поверхностями фиксатора.
Чтобы в дальнейшем проще фиксировать конец заготовки, нужно просверлить отверстие. Его располагают на радиальной поверхности центра. Сверлится отверстие под резьбу М10.
С помощью набора метчиков нарезается внутренняя резьба. Здесь будет использоваться винт без головки. После фиксации заготовки он спрячется внутри металла центра.
К опорной пластине толщиной 4 мм приваривается центр. На этом работа с его изготовлением завершается.
Изготовление приспособления
Для удобства работы с приспособлением к обратной стороне пластины приваривается вал. Вращая его в специальной оправке, будут вращать улитку.
Наружную поверхность нужно обточить, чтобы сварные швы не мешали свободному облеганию будущих заготовок.
Будущая спираль прорисовывается на пластине. Создается контур, куда ее в дальнейшем приварят.
Из полосы толщиной 4 мм изгибают спираль. Она должна соответствовать проекту.
После проверки спирали по шаблону излишки обрезаются, а саму спираль приваривают к пластине и к центру.
В качестве стойки используется профильная труба 40·40 мм со стенкой 3 мм. На ней сверлят отверстия для крепления элементов станка. С помощью опорных площадок фиксируют подготовленные части.
С обратной стороны видна ручка. Ее закрепили к валу с помощью подшипника. Подготовленная «Улитка» может вращаться.
Проводится проверка работоспособности. За ручку выполняется поворот спирали вокруг оси центра.
Может быть, вам нужен пуансон? Главные понятия
Вы уже, наверное, заметили, что на нашем сайте мы очень любим указывать на что-нибудь неправильное. Сейчас тоже себе не изменим: понятие «холодная ковка» в привычном значении в корне неверное, читайте внимательно, разъясняем.
Кузнечная продукция – дело эксклюзивное и недешевое. И, в общем-то, уже экзотическое, если исключить штамповку, которая производится автоматически и в огромных объемах.
Штамповка – выдавливание или деформация металла с помощью штамповочного пресса со специальной матрицей — насадкой на конце. Это он и есть – пуансон, который делается из самой высокопрочной стали. Штамповка бывает горячей с нагревом металлов до ковочной температуры и холодной – без какого-либо нагрева. За примером холодной штамповки далеко ходить не нужно – это все металлические банки для напитков.
Виды станков для ковки.
Подбираемся, наконец, к работе с металлами холодным способом – без нагревания. Вопрос: можно ли деформировать металл без нагрева? Ответ: да, можно. Единственный способ – механический. Называется он не очень серьезным словом – наклепыванием или наклепом. Для этого вам придется до одури бить молотом по металлу, пока его структура не начнет значительно меняться.
Этот процесс как раз и является холодной ковкой – механическая деформация металлических заготовок с помощью механических ударов молотом. Если вы решите заняться ковкой наклепыванием, то заранее передаем привет вашим родным и соседям – их ждут серьезные испытания.
Ну а если серьёзно, то любители холодной ковки методом наклепывания есть, мы пожелаем им успеха и пойдем дальше – к псевдо – холодной ковке, как ее привыкли называть.
Механическую деформацию металлов с помощью различных станков без разогревания правильнее называть гнутьем металлов, потому что в этом методе обработки металлов мастера гнут металлические прутья. Больше они ничем не занимаются – только гнут. Другой вопрос – как и куда гнут, по какой оси, но все это – художественные аспекты металлического гнутья, на которых мы тоже остановимся, но попозже.
Самое главное – в дальнейшем мы будем называть этот процесс холодной ковкой – так, как это делается во всех источниках, чтобы не было путаницы. Просто теперь мы разбираемся в методах и понимаем, в чем суть так называемой «холодной ковки».
Кстати, нужен ли вам пуансон? Красивое ведь слово. Вы ведь не будете заниматься промышленной штамповкой металлических заготовок? А вот художественная ковка своими руками – вполне реальная возможность в домашних условиях. Там есть даже легкая штамповка вместе с пуансонами… Разбираемся дальше.
Изделия, произведенные методом холодной ковки
Методом холодной ковки делают самые разнообразные изделия. Это, прежде всего элементы решеток и оград — как сами прутья, так и поперечины, навершия, украшения. С расстояния в несколько метров ее трудно отличить от кованой решетки. Любую решетку оживят завитки и спирали, складывающиеся в замысловатые узоры и орнаменты. Обычный забор, таким образом, кроме утилитарного назначения приобретает еще и художественную ценность. Для этого потребуются гнутик, улитка и торсион.
Отлично смотрятся на придомовой территории кованые стойки для фонарей, перила для мостиков через водоемы, навесы и крылечки, столики и скамейки. Да и саму беседку неплохо сделать из кованого прутка. Неожиданную для сурового металла легкость и воздушность придадут ей завитки и спирали, а витые опоры подчеркнут стремление ввысь.
Широко распространены сегодня и кованые мангалы, также дополняющие хозяйственное назначение эстетическим впечатлением. Собственно мангал теряется среди навеса, узорчатых стенок и опор, украшенной завитками крыши.
Также весьма популярны детали балюстрад, ограждений лестниц и балконов. Здесь также широко применяются завитки и спирали, причем не только как украшение, но и как конструкционный элемент. Весьма уместно выглядит скрученная вдоль продольной оси балясина, а угловые опоры часто выполняют из нескольких прутков, скрученных вместе. Также на торсионном станке делают т.н. «фонарик»- несколько изогнутых спиралью прутков, соединенных концами методом сварки.
Следующая область применения холодной ковки – детали декора помещений и мебели. Дверные ручки и шпингалеты, каминные инструменты и вешалки, стойки для зонтов и карнизы для гардин и портьер-здесь широко используются малые завитки и закрученные прутки.
1 Плюсы холодной ковки
При обработке металла данным способом не требуется его нагрев. Следовательно, не требуются печи, выдержка температур, навыки работы с раскаленным металлом, специальные рабочие площади и т.д. К тому же отсутствует опасность получения серьезных ожогов.
Приспособления для холодной ковки предусматривают выгибание и прессование металла. Станки для выполнения этих процессов могут быть как электрическими (понадобится электродвигатель и редуктор), так и ручными. Они просты в изготовлении своими руками, в обслуживании. Конструкция самих агрегатов абсолютно элементарна, но стоит знать, что сам процесс ручной ковки требует немалых сил от рабочего.
В отличие от декоративных элементов, полученных в результате обработки раскаленного метала, продукт холодной ковки, в случае необходимости, всегда можно переделать. Он разгибается так же легко, как и сгибается.
Для придания изогнутой формы металлу на станке не требуется создание высокой температруры
Метод создания декоративных элементов из металла без нагревания очень удобен, когда нужно сделать много одинаковых. В этом случае изготавливается самодельное устройство под конкретный рисунок с конкретными размерами и выполняются шаблонные действия.
Гибочный станок значительно экономит время, силы и финансовые затраты на оборудование помещения и само выполнение работ по обработке металла.
1.1 Назначение устройства
Устройство для холодной ковки позволяет выполнить абсолютно все работы, которые выполняет кузнец по обработке горячего металла. Ручные приспособления прекрасно справятся с производством таких декоративных элементов как:
- оконные решетки;
- конструктив для поручней лестниц, лавочек, стульев;
- ножки, быльца и прочие элементы домашней мебели;
- конструктив различных ограждений, ворот, калиток;
- подставки под цветы, каминные решетки, полочки и многое другое.
В процессе холодной ковки применяются исключительно мягкие металлы, такие как алюминий, дюралюминий, сталь, медь, латунь, магниевые и никелевые сплавы.
Примеры изделий выполненных с помощью метода холодной ковки металла
1.2 Разновидности агрегатов
Для создания декоративного кованного интерьера из металла понадобятся детали нескольких типов. Среди них спиралеобразные прутья, дуги, спирали, различные детали из листового металла.
Универсальный станок для холодной ковки своими руками сделать практически невозможно, поэтому для создания каждого элемента придется делать отдельное приспособление. К таким устройствам относят следующие агрегаты:
- Гнутик. Позволяет изготавливать металлические дуги, выгнутые под определенным углом.
- Улитка. Такое устройство предназначено для загиба арматурных и профильных прутьев в спирали.
- Твистер. Инструмент для изгибания прута в спиралеобразный вдоль оси.
- Волна. Устройство, предназначенное для загиба арматурного или профильного прута в волновой элемент.
- Кольцо. Для изготовления колец и овалов.
- Пресс. Устройство, предназначенное для расплющивания металлических изделий.
- Молот и наковальня. Очень полезные универсальные инструменты, позволяющие исправить недоработки.
Все агрегаты, предназначенные для выполнения указанных выше задач, могут быть как ручными, так и электрическими.
Улитки для изгиба металлических прутьев по спирали
