Хитрости выполнения холодной ковки в домашних условиях
Разглядывая дома, чаще всего загородные, нередко люди могут увидеть красивые калитки, интересные заборы и прочие металлические узоры. Если вспомнить что для создания изделий из металла требуется кузница, то возникает вопрос, как мастер выполнил этот интересный декор? Холодная ковка своими руками отлично помогает в создании таких вещей.
Итоговая цена на изделия художественной ковки невысока, ибо и расходы на производство, и расходы на оборудование низкие. При этом количество и качество изделий сохраняются на высоком уровне. Поэтому кузнец, который решил самостоятельно начать зарабатывать, быстро окупит начальные вложения. Особо увлеченные хозяева домов сами могут устроить аналог кузницы у себя в гараже. Ковка металла в домашних условиях холодным видом чрезвычайно проста, а какие-то мелкие кованые детали допускают изготовление даже дома.
При производстве не обойтись без станков. Чтобы развернуть полностью оборудованную холодную кузню, потребуется около семи станков различных видов. Причем пять из них допускают кустарное изготовление дома. Но, как и в любом серьезном деле, прежде чем начать творить – нужно ознакомиться с базовыми правилами. Еще существуют некоторые приемы, позволяющие изготавливать необходимые детали без станков. Их можно рассмотреть в первую очередь.
Ковка, гибка и штамповка
Чем отличается холодная ковка металла от, например, штампования? В штамповке материал не растекается совсем или делает это крайне слабо. Для примера следует осмотреть банку для пива – она выбита единственным ударом оголовья пресса для штампа.
Если это сложное изделие типа чайника, то пуансон будет раздвижной формы.
Естественно, что в домашних условиях очень тяжело орудовать этими прессами и ими тяжело делать кованные детали.
Если сравнивать холодную ковку с горячей – отличия видны сразу. При холодном варианте исходный материал не требуется нагревать. По сути, ковка такого вида – это наклепывание заготовки множеством ударов с применением необходимой силы. При этом изменяется структура материала: наружная часть становится более твердой, а внутренняя – способствует повышенной стойкости и вязкость детали.
Наклепывание производится с помощью механического молота. Его можно смастерить и самому, в чем-то это даже проще, чем изготовление некоторых станков для художественной ковки.
Холодная художественная техника – это гнутье или гибка металлической заготовки. Сама структура детали серьезно не изменяется, а переработанные физические и механические параметры не оказывают серьезного влияния.
Необходимые инструменты для художественной ковки
Основу основ холодной ковки составляют некоторые виды станков с использованием ручного привода.
Они бывают следующих видов:
- Твистеры – используются для закручивания деталей. Образуемые завитки обладают суженной сердцевинной частью.
- Крутильные станки – называются торсионными. Закручивают заготовку в объемную спираль, например, луковицы или корзинки.
- Инерционно-штамповочные – концы металлических прутьев в них расплескиваются по выбранному фасону, могут изготавливаться хомуты, соединяющие части узора. На длинных деталях этот станок способен выдавить небольшие волнения и рельеф.
- Станки для изгиба материала. Существуют в нескольких вариациях: нажимные – производят зигзаги и волны; протяжные – выдавливают завитки и кольца с толстой и широкой сердцевиной (ядром); комбинированные – могут все вышеперечисленное.
Гнутик
Станок для изгиба деталей называется у технарей просто гнутик. Но в металлообработке уровня любителей или частников гнутиками называют все станки и приспособления, которые выдают зигзаги или волны. В зависимости от находящегося ролика или клина, поддается изменению угол зигзага, высота и шаг волны.
Станок для изгиба металла люди могут изготовить и дома, но для него требуются специальные детали, которые нуждаются в очень точной обработке. Поэтому гнутик лучше покупать, потому что его функциональность не ограничивается лишь волнами и зигзагами – часто он помогает в производстве некоторых деталей для сварных металлоконструкций.
Узоры из металла
Станки для завивки – твистеры
Художественная ковка требует особых станков под каждый вид загибов. Для завивания изделий с помощью холодной ковки раньше использовали лекало – рычажно-рожковый захват.
Имеются свои плюсы: скорость значительно выше других способов и само изготовление не отличается сложностью. И свои минусы: такой способ предполагает присутствие большой физической силы и не отличается высокой скоростью труда.
Ручная ковка таким станком требует стальную полоску. Упорная часть рычага такого типа удерживает заготовку в необходимом положении, а обводной рог специалисты могут сделать скользящим и с дополнительной фиксацией – время на изготовление увеличится вместе с точностью завивания.
Второй вид приспособления для холодной ковки с загибом тоже не отличается сложностью. Это особо прочная доска с опорными болтами от М8 до М24. В значительно меньшей мере зависит от физической силы, но она все равно требуется.
Гнется заготовка длительное время и по самостоятельно созданным чертежам или без оных.
Это позволяет творить все, что душе угодно, например, былинных богатырей для поклонников славянских сказок или Будду, если человек увлекается восточными искусствами.
Улитка
Улитка для холодной ковки – это дальнейшее развитие твистеров.
Стали самым распространенным видом из-за простого устройства и обширных возможностей. Очень легко изготовить самостоятельно. Отличаются высоким уровнем комфорта при работе. По сути, это те же станки для холодной ковки, ставшие несколько более механизированными и улучшенными. Эти изменения позволили работать с этими станками даже новичкам в кузнечном деле.
Улитка с лемехом
Ковка металла своими руками с использованием лемеха:
- сначала проворачивается сама улитка;
- затем деталь крепится на станке с использованием фиксатора;
- валик пружиной прижимается к заготовке;
- вращение улитки происходит по часовой стрелке, а управляется рычагами;
- как только скручивание завершается необходимо убрать фиксатор, поднять улитку и забрать конечное изделие.
Следует выделить такие особенности улитки с лемехом:
- не нуждается в специально оборудованном помещении – вертикальная рабочая нагрузка незначительна, а горизонтальная частично влияет на опору;
- из-за этого не требуются сложные опоры – достаточно простой опоры из стальных профилей, сваренных вместе;
- допускает одиночную работу – ворот под силу поворачивать одной рукой, а второй нужно прижимать заготовку к лекалу. По мере изготовления части автоматически ставятся на свои места;
- допускает витье спиралей холодным способом до пяти витков.
Чертежи станков для холодной ковки легко найти на просторах интернета, вместе с необходимой спецификацией и документацией. Сам лемех требует качественного материала, ибо испытывает высокие нагрузки. Помимо необходимого металла, у лемеха существуют проблемы с сочленениями, которые должны иметь следующие характеристики:
- детали станка обязаны быть точны, для соблюдения заданной формы;
- рабочие детали обязаны становиться в мертвую точку, создавая устойчивую форму, сразу после внешнего нажима;
- как только нагрузка завершается, детали должны самостоятельно расклиниваться.
- материал и конструкция обязаны создавать длительное повторение производственного процесса.
Соблюдение всех технических норм – очень трудоемкий процесс даже в промышленных масштабах. Еще одним местом, нуждающимся в особом присмотре, является зажим детали.
Новички на деле могут не справиться с производством такого кузнечного станка ввиду недостатка опыта, поэтому лучше использовать рычажные улитки.
Рычажная улитка
С помощью такой улитки для холодной ковки своими руками похожа по структуре с трубогибом. Самодельный станок серьезно отстает по скорости работы от улитки с лемехом. Из-за того, что нагрузка смещена на опору, та требует специальных прочных материалов, которые, в свою очередь, надежно закреплены на поверхности. Поэтому станку необходима оборудованная мастерская или площадь для производства.
Работа не отличается скоростью: заклинив рычаг, необходимо двигать прижимной ролик. Допускает завивку до четырех витков.
Обладает чувствительными плюсами для кустарных кузнецов:
- только ролик требует особых материалов. Остальные элементы допускают использование обыкновенной стали;
- для прижимного ролика рекомендовано использовать роликовый подшипник;
- более тысячи циклов работы обеспечивают почти стопроцентный КПД использования деталей;
- допускает гнутье по проставкам и по лекалам.
Хитрости мастеров
Использование проставок допускает мгновенное изменение формы итоговой конструкции или делать изгибы в обратную сторону, чего не допускает лемех по конструкционным причинам.
Не требует повышенной точности в изготовлении деталей.
Крепить заготовку проще простого – уложить в специальную выемку.
Допускает использование приема, которым пользуются в промышленности – небольшой загиб в обратную сторону в сердцевине завитка.
Такие изделия холодной ковки лучше выглядят и стоят дороже.
Дополнительно обладает хорошим и удобным достоинством – возможность изготовления плоских загибов с тонкой сердцевиной из заготовки, лежащей плашмя.
Рычажный станок допускает установку ролика для прижима на высоту толщины полосы и закраиной шире железнодорожного колеса. Такой способ требует кропотливости: рычаг необходимо двигать понемногу, в противном случае получится испорченный внутренний край. К сожалению, это единственный метод изготовления таких завитков в производстве своими руками.
Станок с рычагом часто создают без использования редких или дорогих материалов и не обладая точными схемами.
Торсионные станки
Мастера рекомендуют закручивать пруты для художественной ковки, не пользуясь станками вовсе. Для предотвращения загиба детали у зажатого в тисках конца под дальний конец следует использовать подставку с небольшим вырезом сверху, куда следует закрепить прут.
Вращательные станки могут ускорить работу, повысить качество изготовляемых элементов. Так как нагрузка сильно влияет на опору, подставка должна быть повышенной прочности, например, сваренные вместе швеллеры от ста миллиметров.
Исходный материал удерживается оправой квадратного сечения. Из-за сокращения длины прута, следует тщательно проверять надежность крепления оправы. Для этого заднюю бабку делают скользящего вида. Подразумевает холодная ковка станков высокое качество, иначе изделие будет непрочным.
Любой инструмент для холодной ковки требует бережного ухода за собой, своевременного ремонта и наладки. А ручная художественная ковка и вовсе требует сноровки и дисциплины от мастера. Все схемы, кузнечные станки и даже самодельные станки требуют порядка и чистоты.
Холодная ковка своими руками: секреты мастерства обработки металла
Холодная ковка позволяет создавать различные фигурные изделия без нагрева. Такая обработка не требует крупногабаритного оборудования и может производиться в небольшой мастерской. Для каждого вида декоративных элементов применяются свои приспособления. Они простые в исполнении и доступны начинающему мастеру, владеющим электроинструментом и сваркой. Для создания прокатного станка приобрести валки и некоторые детали.
Ограды, перила для лестниц и балконов — тоже можно сделать своими руками
Козырек над крыльцом методом холодной ковки
Перила для крыльца — украшение, а не исключительно утилитарное приспособление
Можно сделать беседку и кованную мебель
Ворота как в сказке
Назначение метода
Для холодной ковки характерны различные завитки, изгибы, витые прутки и т.п. Почти под каждый вид делают на отдельном приспособлении — определенном станке. Привод у них может быть ручной, а может — электрический. Для небольших объемов «для себя» применяют ручные станки для холодной ковки. Они хоть и не особо производительны, но намного проще в изготовлении. Если необходимо ставить изготовление «на поток» делают аналогичные устройства, но уже с электромоторами. В этом случае работать физически почти не нужно, но сложность изготовления приспособления возрастает в разы. В нашем материале поговорим о ручных станках для холодной ковки.
Какие же устройства используют:
Для начинающего мастера наиболее актуальный станок для холодной ковки — улитка. Только с его помощью можно сделать множество интересных вещей — начиная от забора и калитки и заканчивая скамейкой и другими подобными изделиями. На втором месте по степени необходимости торсионный станок. Он добавляет разнообразия в детали. Все остальные можно приобретать или делать по мере совершенствования и набора мастерства.
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.
Торсионный станок
Как уже говорили эти станки для холодной ковки позволяют сделать на прутке продольные изгибы. Это относительно несложная конструкция. Основная задача — закрепить неподвижно один конец прутка, ко второму приделать рычаг, при помощи которого можно будет скручивать заготовку.
В качестве основы подойдет обрезок профилированной трубы с толстой стенкой (не менее 3 мм). Фиксатор можно сварить из тех же прутков, оставив квадратный просвет нужного диаметра. Можно использовать зажим для троса подходящего размера (можно найти в магазине такелажа). Любой из этих упоров приваривается к основанию.
Держатель для троса — отличный фиксатор для прутка
Далее надо каким-то образом обеспечить захват и кручение второй части заготовки. Можно это сделать при помощи двух подшипниковых узлов. Внутрь вставляется труба подходящего диаметра, с одной стороны к ней приваривается ручка — конструкция напоминает букву «Т». С другой стороны в трубе делают фиксатор: сверлят четыре отверстия, в них вваривают гайки под 12 или 14 болты. В результате получается неплохой фиксатор — болты закручивают после того, как вставили пруток.
Подшипниковый узел
Фиксатор для заготовки
Так выглядит конструкция в целом
Дальше — дело техники — рычагом наворачиваем нужное количество витков. Нельзя сказать, что эта работа для слабаков, но при большом рычаге все не так уж и сложно.
Еще более простой станок для изготовления торсионов методом холодной ковки ссотрите в видео:
Металл для ковки — выбор стали
В обязанности кузнеца входят выбор правильной марки стали, которая будет соответствовать задуманному изделию по своим качествам.
Те металлы и сплавы, которые обладают ковкостью и пластичностью, могут быть применены для кузнечных работ.
Данными качествами обладают некоторые марки сталей из чёрных металлов. Их характеристика зависит от её химического состава, то есть от состава химических элементов, из которых основными являются железо и углерод (0,1-1,7%).
Если углерод содержится до 0,1% сталь – мягкая, не только легко куётся, но и хорошо сваривается кузнечным способом. Данный вид в практике называется железом.
Сплав, в котором содержание углерода от 0,1-0,3% и до 1% примесей называется поделочной и она соответствует всем требованиям художественной ковки.
Сталь, имеющая в своём составе углерод от 0,08-0,085% называется конструкционной. При надлежащем нагреве она хорошо куётся. Неплохо закаливается, но плохо сваривается.
Сплав с содержанием углерода от 0,6-1,35% называется сталью инструментальной или высокоуглеродистой. Данный вид требует умелого проведения нагрева. как перед ковкой, так и в процессе самой ковки.
Сталь же, в котором углерод имеется до 2% называется чугуном. Этот сплав не только твёрдый, но и хрупкий и не поддающийся ковке.
В художественной ковке применяются стали обыкновенные углеродистые: ГОСТ 380-71. Они маркируются буквами Ст. А также цифрами от 0-6. Лучшими марками считаются Ст0, Ст1 и Ст2.
Для кованых художественных изделий используются обыкновенные углеродистые марки — ДО и 15. Но это материал дорогостоящий.
При изготовлении слесарных и кузнечных инструментов используются инструментальные углеродистые стали (ГОСТ 1435-74), с содержанием углерода от 0,6-1,4 %.
Инструменты могут изготавливаться также из некоторых марок легированных сталей (ГОСТ 5950-73). В их состав входят не только углерод и железо, но и разные легирующие элементы, такие как кремний, хром, никель, а также вольфрам, молибден и ванадий.
Сталь становится нержавеющей, кислотоупорной благодаря примеси хрома. Он также увеличивает твёрдость и понижает вязкость. Такой сплав должен нагреваться медленно. Он куётся трудно, если содержание хрома превышает 1%.
При содержании ванадия от 12-18% сталь меньше трескается и хорошо куется.
Источник https://promzn.ru/kovka/holodnaya.html
Источник https://kak-sdelano.ru/instrumentyi/xolodnaya-kovka-svoimi-rukami
Источник https://kovka-svarka.net/kuznechnoe-delo/metall-dlia-kovki-vybor/
