Холодная ковка металла: оборудование, инструмент, элементы

Торсионный станок

Предназначен для перекручивания разлисных деталей. Имеет следующие узлы сборки:

Каркас (основание, опорная рама);
Подвижный и статистический зажимы (тиски);
Рукоять для проворачивания (скручивания). Чем она длинее, тем меньше нужно прилагать усилий. С другой стороны, ничто не мешает подключить к подвижному зажиму электродвигатель, чтобы не скручивать металл вручную!

Принцип работы торсионного станка

Стальная балка станет основой будущего станка. К одной стороне следует приварить лист стали, на который при помощи болтов и гаек крепятся тиски. Чтобы в будущем металл не выскакивал во время работы станка к нижней и верхней части тисков крепятся пластины.

На другую сторону балки крепятся ролики, на которые будет смонтирована рабочая поверхность станка. В дальнейшем, на противоположный конец следует закрепить еще одни тиски с подвижными элементами и проследить, чтобы конструкции на двух сторонах располагались на одном уровне.

Далее следует закрепить стальную ручку, прикрепить редуктор, двигатель и штурвалы, после чего выполнить стальной защитный кожух для готовой конструкции, оборудованной подвижным и неподвижным блоками.

В кухне

Нестандартно оформить кухню поможет хозяевам подбор современных диванчиков с металлическими фигурными ножками. Они могут дополняться подлокотниками, аккуратными изголовьями. Желательно покупать модели с кожаной обивкой. Сочетание кожи с металлическим основанием выглядит солидно и стильно. Сама обивка будет легко очищаться от любых загрязнений, включая пятна от красящих веществ (кофе, вина, сока). Декорировать стены в помещении можно металлическими полочками. Филигранные модели помогут сделать пространство просторным. Хорошо смотрятся и металлические подвесные органайзеры. Они могут иметь вид прямоугольной, круглой, квадратной витиеватой площадки. К ней подвешивается разная кухонная утварь. Привлекают модели оригинальной стилистикой, простотой чистки. Но нужно учитывать их большой вес: монтаж должен проводиться с использованием максимально надежных крепежей.

Построение завитка для станка своими руками

Раздел актуален для тех, кто делает «улитку». Удобнее всего нарисовать на столешнице логарифмическую спираль, сделать в поворотных точках крепления, чтобы разделить всю кривую линию на съемные части. Затем мы рекомендуем из бумаги/картона сделать шаблоны и после перенести их на сталь.

Основная сложность заключается в расчетах. Радиус от центра к крайней точке постоянно увеличивается и растет в зависимости от количества витков и желаемого изгиба. Мы привели пример чертежа уже с нанесенными размерами, но их можно рассчитать для себя:

Сооружение станка для холодной ковки

Мы рекомендуем уже на этапе проектирования предусмотреть необходимость менять диаметр изгибов, поэтому нужно:

сделать несколько отверстий для креплений – так можно будет при необходимости передвинуть один из элементов (вал, часть улитки и пр.);
подготовить съемные детали других размеров, например, круги большего и меньшего радиуса.

Крепление насадок удобнее всего осуществлять посредством болтов.

Как построить завиток

Когда вы уже приступите к изготовлению, вы поймете, что для каждого отдельного изделия нужен свой шаблон с уникальными параметрами. Поэтому мы рекомендуем сделать несколько заготовок со стандартными габаритами, а затем устанавливать их на станину в зависимости от потребностей.

Основной аппарат, который используется, – это «улитка», здесь все построено на логарифмической спирали. Радиус каждого витка при повороте больше, чем в предыдущей точке.

Улитка с рычагом

Мы много рассказывали об этом приспособлении, посмотрим, как им пользоваться:

Торсионы

Винтовое скручивание прутьев возможно и вовсе без станочного оборудования. Как это сделать: если прут поместить внутрь трубы, а один конец зажать в тисках, то можно просто у основания второго зафиксированного края начать вращение с помощью рукояти. Скованное пространство не позволит заготовке делать непроизвольные изгибы, так как все витки будут одинаковыми. Но, на весу проводить процедуру не удобно, намного лучше, если все конструктивные элементы будут иметь свое статичное положение на крепкой столешнице. А еще лучше – если придется не руками крутить вертушку, а только нажимать на кнопку.

https://youtube.com/watch?v=9Tn-TVO9bEQ

Отличия холодной ковки

Основная разница при процедуре – нет дополнительной термообработки,то есть нагрева. Деформации производятся в обычных для стали температурных условиях.

Особенности:

простое оборудование, которое можно изготовить своими руками;
нет потребности в печи и прочих приспособлениях для кузнечных работ;
необходимо применять физическую силу, но можно оснастить аппаратуру электроприводом;
эстетичный внешний вид и оставление всех технических качеств и свойств.

Устройство станков для ковки по холодному типу

В зависимости от разновидности конструкция различается, но есть общие черты:

крепкая станина – она должна выдерживать вес заготовки плюс усилие, с которым поворачивается рычаг;
все элементы выполняются из надежной стали – деревянные шаблоны слишком мягкие, чтобы гнуть на них твердый металл, но алюминий или тонкостенный стальной лист – почему бы нет;
обычно это стационарное устройство.

Остальные конструктивные особенности зависят от видов.

Оснащение электроприводом торсионного станка для холодной ковки

Электризация – бессмысленное мероприятие и затратное, если вам нужно согнуть одну или две заготовки. Но в случае, если вы намерены изготавливать изогнутые элементы для целого забора или заниматься этим делом профессионально, то без помощи электродвигателя не обойтись. Что это дает:

увеличение скорости;
эффективность и продуктивность агрегата в целом тоже повышается;
стабильная и постепенная работа;
надежная фиксация, отсутствие влияния человеческого фактора (разного рода ошибки при прокручивании рычага);
работник значительно меньше утомляется.

Если вы планируете многосерийное производство, необходимо поставить двигатель и ремни для передачи энергии в механическое движение, но предварительно следует произвести расчеты.

Кузнечное гибочное оборудование для горячей и холодной ковки металла, размеры

Для обеспечения возможности формообразования в горячей ковке используется нагрев обрабатываемой заготовки. В качестве такого оборудования применяется горн или, если работа ведется с небольшими заготовками, муфельная печь. Учитывая, что дополнительно требуется организовать рабочее место для обработки горячей заготовки, помещение для организации такого производства должно иметь достаточно большие размеры.

В холодной ковке, как минимум, отсутствует габаритное оборудование для нагрева. Применяемое в ней оборудование и оснастка не занимает большую производственную площадь. Некоторые виды легко помещаются в тумбочке рабочего стола.

Ручные станки: твистер, улитка и другие

Для изготовления типовых базовых элементов, которые применяются в холодной ковке, не требуется очень большой номенклатуры станков. Следующий набор ручных станков позволит создать все многообразие изделий холодной ковки.

Гнутик. С помощью этого станка выполняются из прутков проката различные по форме дуги и производится сгиб заготовки в определенный угол.

Гибка полосы на гнутике. Фото Фирма Ютика

Улитка. Станок изготавливает самые популярные изделия холодной ковки: завитки, спирали. Размеры и форма завитков и спиралей регламентируется кондуктором – формообразующей оснасткой для таких станков.

Станок типа улитка PROMA. Фото ВсеИнструменты.ру

Торсион. Ручной станок, выполняющий закручивание прутка вокруг своей оси. Готовые изделия с такой формой заготовки имеют более привлекательный оригинальный вид.

Станок для холодной ковки типа Твистер Blacksmith M3-TR

Фонарик. При помощи этого оборудования, по принципу действия аналогичному торсионному станку, получают заготовки напоминающие переплетение корзинок.

Станок для изготовления корзин Blacksmith M04B-KR. Фото ВсеИнструменты.ру

Волна. Станок, позволяющий изготавливать заготовки в виде волн с различной длиной и амплитудой.

Станок для холодной ковки типа Волна

Объемник. Изготавливают изделия типа дуг большого радиуса. Можно использовать в производстве, где таких одинаковых дуг требуется значительное количество.

Станок глобус (объемник) для холодной ковки. Фото КовкаПРО

Ручные трубогибы. Условия деформации заготовки делают этот станок наиболее приемлемым для гнутья профильных труб.

Трубогиб-профилегиб Smart&Solid BendMax-200. Фото КовкаПРО

Ручной пресс. Станок для создания отпечатков (рисунков) на поверхностях заготовок.

Ручные ножницы. С их помощью выполняются требуемые линейные размеры заготовок.

Станки для холодной ковки возможно дополнить электроприводом, что улучшит технические характеристики. Электрические устройства обладают большей производительностью.

Универсальные станки, с ЧПУ и не только

При наличии необходимых финансовых средств можно наладить выпуск всей номенклатуры заготовок холодной ковки на одном оборудовании. Универсальные станки способны выполнить любую технологическую операцию при наличии необходимой оснастки, вплоть до раскатки лапок и формирования труб. Если надо обеспечить 100% повторяемость изделий, станки оборудуют блоком с ЧПУ.

Универсальный кузнечный станок Blacksmith UNV3-02. Фото ВсеИнструменты.ру

Применение такого оборудования позволяет задействовать минимальное количество производственной площади. Станки с ЧПУ повышают эффективность производства, особенно на предприятиях со значительным объемом производства.

Инструменты

Большая часть изделий холодной ковки изготавливается по шаблонам (кондукторам) и лекалам. Прежде чем получить готовую деталь, автор придумывает, как разработать эксклюзивные приспособления для ее изготовления. Так, например, возникли шаблоны спиралей с размерами, соблюдающими гармонию пропорций золотого сечения.

Самодельный кондуктор

Базовые поверхности шаблонов и лекал являются формообразующими для заготовок. При изготовлении самих шаблонов и лекал может использоваться специальный кузнечный инструмент холодной ковки. Для гибки шаблонов из полосы или прутка, применяется очень популярный в кузнечном деле инструмент вилка.

Оборудование для холодной ковки металла

Оборудование для холодной ковки

Наиболее популярным способом обработки стали является холодная ковка. Она заключается в изменении диаметра заготовки с помощью различных инструментов и станков. При этом не нужно повышать уровень температуры металла для его деформации.

Прежде всего следует определиться с видами выполняемых работ. В некоторых случаях может потребоваться изменение конфигурации массивных заготовок. Для выполнения этой процедуры необходим пресс. Его можно сделать своими руками из гидравлического домкрата. Но таким способом выполняется черновая обработка металлов. Для художественной холодной ковки понадобится дополнительное оборудование.

Оптимальный набор ручного инструмента и оборудования:

улитка. Предназначена для изготовления заготовок в виде спирали. Название свое получила из-за внешнего вида — на поверхности шаблонов есть спиралевидный паз, в который устанавливается заготовка. Передняя часть крепится к ручке, проворачивая которую происходит формирование изделия нужной формы;
гнутик. Это упрощенный вариант улитки и выполняет те же функции. Разница заключается в том, что происходит формирование одного угла. При этом толщина стенки заготовки практически не меняется. Относится к разряду универсальных инструментов для обработки труб и прутов;
твистер. Необходим для закручивания стальных элементов вдоль продольной оси. Является обязательным компонентом для изготовления предметов художественной ковки своими руками;
волна. С ее помощью можно сделать декоративный компонент аналогичной формы. Чаще всего используются для изготовления решеток;
трубкогиб. Предназначен для сгибания стальных труб квадратного или круглого сечения до определенного радиуса.

Твистер для холодной ковки

Дополнительно к этим компонентам необходимо будет приобрести сварочный аппарат, тиски и оборудование для резки металла. На первом этапе работ потребуется значительное количество усилий для получения заготовок требуемой конфигурации методом холодной ковки.

При большом объеме изготовления потребуется приобрести специальные станки. Они предназначены для обработки металлов с высокой точностью и за достаточно короткое время.

Для детального ознакомления с процессом изготовления можно посетить ближайшую кузницу. Это позволит составить привычное мнение о степени сложности производства, определить оптимальный набор оборудования.

Перечень оборудования для горячей ковки

Процесс горячей ковки

Горячая ручная ковка стальных заготовок своими руками требует намного большего мастерства. Художественная обработка материала осуществляется после его нагрева до определенной температуры. После этого с помощью специальных инструментов происходит контролируемая деформация формы.

В первую очередь понадобится устройство для повышения температуры металла. Для этого используются кузнечный горн или муфельная печь. Выбор зависит от площади производственного помещения. Еще одним важным элементом является наковальня, сделать ее своими руками невозможно. Для небольшого производства используют кусок рельсы или приобретают заводскую наковальню.

Оборудование для холодной ковки

Для создания различных элементов холодной ковки применяется ручной и механизированный инструмент. Причем многие детали вполне реально изготовить на простейшем оборудовании, не требующем никакой автоматизации. Чтобы начать массовое изготовление вещей без горячей кузнечной обработки, потребуется шесть основных приспособлений: гнутик, улитка, волна, твистер, фонарик и глобус. Для чего предназначены такие инструменты и что с их помощью можно сделать?

Гнутик

Такое приспособление служит основным инструментом при изгибании деталей. Особенность в том, что можно выбрать любой угол.

В отличие от горячей обработки, где требуется шаблон и опыт работы со специальной кузнечной вилкой, на гнутике вручную эта операция намного упрощается.

Конструкция состоит из гибочного штампа и эксцентрикового привода. В свою очередь шаблон для гибки состоит из закаленных роликов, которые смонтированы на прочной раме. Такой ручной станок может дополнительно оборудоваться различными приспособлениями. Гнутик может обрабатывать прокат в виде квадрата с размерами 12×12 мм или полосу толщиной до 3 мм.

Улитка

Это ручное приспособление применяют при создании спиралей и завитков. Название улитка прибор получил из-за своей основной составной части — кондуктора, имеющего витую форму. Завитки с проката соответствующего размера такой станок способен изготовить за один подход.

Как и гнутик, улитка вполне свободно обрабатывает основные, использующиеся в холодной ковке, виды проката — квадрат и пруток, сечением 10-12 мм, и полосу, толщиной 3-6 мм.

Основная рабочая часть (кондуктор) состоит из кулачка, располагающегося по центру, и двух дуг (малой и большой).

При создании небольших по размеру завитков дуги демонтируют, проводя гибку на кулачке. На фото показан один из вариантов исполнения такого ручного станка.

Волна

Приспособление, служащее для создания витых, повторяющихся узоров (довольно часто можно увидеть на оконных решетках). Основа устройства — два стальных диска, диаметром 140-150 мм, закрепленных болтами на рабочем столе. Часто можно встретить «управляемую волну» — устройство с регулируемыми зазорами между дисками. Такая функция возможна за счет наличия крепежных отверстий на разном расстоянии одно от другого. Переставляя диск можно создать различный изгиб волны. Как выглядит гибочный станок такого класса показано на фото внизу.

Твистер

Твистер закручивает вокруг своей оси пруток или квадрат. Принцип устройства похож на вороток для горячей обработки.

Конструкция состоит из основы, на которой размещается вращающаяся головка, и ползунок, регулирующий длину изделия. Заготовку фиксируют между этими двумя частями и при помощи рукояток закручивают до требуемого предела.

Фонарик

Одно из самых сложных изделий из холодной ковки — так называемая корзинка. С первого взгляда — это сложное переплетение металлических гнутых прутков или квадратов. Для производства такой детали используется такое кузнечное оборудование для холодной обработки заготовок, как фонарик.

Техника работы оборудования схожа с твистером: на основе закреплена крутящаяся головка и ползунок. Однако, заготовка «наматывается» по спирали на вставку — вал.

В принципе, корзинку можно изготовить, используя специальную вставку на твистер, однако возможен брак, который получиться исправить, лишь нагрев металл в горне. Поэтому, лучше применять фонарик, который не позволит образовываться перекосам.

Глобус

Такой ручной инструмент для холодной ковки позволяет изгибать заготовку по дуге, загибая концы под востребованный угол, при этом получается объемное изделие. За что часто этот ручной станок называют объемником.

Основа устройства — шаблон в виде дуги и закаленные ролики, позволяющие двигаться ручному приводу. В зависимости от типа инструмента, он может работать с квадратным прокатом со сторонами 14×14 миллиметров, неширокой полосой до 25 мм, а также прутком.

Чаще всего глобус применяют для производства деталей «объемных» решеток, в которых отдельные элементы не лежат в одной плоскости с остальными.

С помощью этих простейших устройств, которые не требуют механизации, можно создавать настоящие произведения искусства, состоящие со всех отдельных декоративных элементов: волюты, завитков, корзинок и прочих.

Неплохим решением будет приобрести универсальный станок для холодной ковки, который позволяет совершать основные операции по металлообработке. Однако, стоимость такого оборудования будет доступна не всем мастерским.

При обустройстве мастерской можно приобрести готовое оборудование. Ручные станки для холодной ковки металла стоят относительно недорого, но можно сделать их самому.

Оборудование

Для изготовления фигурных изделий используют различные оправки на гибочном станке с ручным и с гидравлическим приводом. Заготовка обвивается по наружному диаметру, образуя дугу заданного диаметра. Шаблоны и упоры позволяют создавать одинаковые детали без разметки.

Применение универсального кузнечного оборудования для холодной ковки металла позволяет менять рабочий инструмент (валки, упоры) и создавать несколько видов деталей разного размера.