Станок улитка для холодной ковки металла: чертежи и инструкция

Приспособление «Гнутик»

Покупной или сделанный самостоятельно «Гнутик» — универсальное приспособление, позволяющее получить дугу или угол из прута. Он представляет собой основание с ползуном, на котором закреплен упор с углом (90° или другим по необходимости) и двумя цилиндрическими неподвижными упорами. Перемещая ползун и угловой упор, прут сгибается под углом. Для получения дуги предусмотрен третий цилиндр, вращающийся на противоположной от углового упора стороне.

Приспособление может быть выполнено на горизонтальной или вертикальной платформе.

Аксонометрия приспособления «Гнутик» — вертикальное расположение

Чтобы смасштабировать размеры, приводим чертёж нижней планки этого «Гнутика».

Планка нижняя

Это приспособление — универсальное. С помощью насадок на нем можно не только гнуть, но и резать, и пробивать отверстия. Но это уже будет следующим шагом.

Получение дуги на «Гнутике»

Получение угла на «Гнутике»

Так выглядит самодельный «Гнутик»:

Чертежи станка с ручным приводом

Рисунок 3. Чертеж ножки основания улитки. Станок, согласно данному чертежу (рис.1), смонтирован на основании, которое представляет собой плиту прямоугольной формы размерами 220х190 см.

Эта плита толщиной 5 мм имеет два отверстия. Одно из них круглое, диаметром 14 мм, для оси вала, а второе — овальное, шириной от 6 мм ближе к оси вала до 7 мм дальше от оси (рис.2). Это основание приварено к двум ножкам, которые имеют отверстие для их крепления (рис.3).

Ось вала имеет конусовидный конец. Она крепится намертво к основанию двумя гайками М14.

На ось свободно надевается приводная ось, которая имеет головку с двумя взаимоперпендикулярными сквозными резьбовыми каналами (рис.4).

В эти каналы закручиваются ручки.

К нижней поверхности основания приварены параллельные направляющие полозья (2 шт.) вдоль продолговатого отверстия.

Рисунок 4. Чертеж оси улитки.

Спиралевидный элемент (собственно улитка) сборный. Он состоит из 4 элементов, соединенных между собой шарнирно штифтами, продетыми сквозь проушины (рис.5).

Каждый соединительный штифт сегмента улитки имеет рифленую головку.

Дуговидные проушины имеют отверстия под соединительный штифт. Они приварены к концам сегментов. Величина изгиба улитки регулируется специальными корректирующими винтами, которые ввинчены в соединительный конец каждого из трех сегментов так, что упираются в торец предыдущего сегмента.

Каждый корректирующий винт на одной торцевой поверхности имеет прорезь под плоскую отвертку.

Центральный сегмент улитки представляет собой эксцентрик с отверстием для приводной оси, первой частью спиралевидного элемента и фиксирующим вырезом. Фиксирующий вырез представляет собой эксцентрическое полукруглое углубление в первой части сегмента радиусом 7 мм, центр которого находится на расстоянии 8 мм от центра детали. Толщина центрального сегмента, как и других сегментов, составляет 25 мм.

Рисунок 5. Чертеж сегмента улитки.

Эксцентрик с рифленой нижней частью, в поперечный канал головки которого вставлен барашек, уставляется внутрь направляющей. Последняя выставляется соосно с полукруглым вырезом приводной оси, а затем приваривается.

В продольное отверстие основания вставлен ползун, который прижимается снизу к основанию. Ползун вырезами фланца свободно входит между направляющими полозьями.

В верхнюю часть ползуна вкручена ось ролика, которая имеет шестигранную головку.

На ось ролика свободно надет сам ролик.

Таким образом ролик может занимать положение вдоль продолговатого отверстия основания и фиксируется в любом таком положении наворачиванием оси ролика на ползун.

Работа с данным устройством довольно проста. Для начала вставляется конец прута или полосы в углубление приводной оси. Поворачивая эксцентрик, используя барашек, заготовка зажимается между его нижним концом и стенками углубления. Для этого ролик подводится к заготовке, ось ролика наворачивается гаечным ключом на 12 на ползун, зажимая его. Заготовка укладывается между эксцентриком центрального сегмента улитки и роликом.

Далее поворачивают приводной ось по ходу движения часовой стрелки, наматывая заготовку поверх центрального сегмента. Когда заготовка намотана до конца центрального сегмента, к ней, используя соединительный штифт, присоединяется второй сегмент. Ролик при этом отодвигается в новое положение.

И так далее изгибается до придания заготовки нужной формы. Для снятия полученного изделия со станка барашком поворачивается эксцентрик и отпускается конец заготовки. Подняв приводную ось с эксцентриком и всей улиткой, последние вынимаются из изготовленной спирали.

Метод холодной ковки

Способ заключается в использовании важного свойства металла — пластичности. При посредстве разнообразных оправок и механических приспособлений пруток изгибается в различных направлениях, скручивается, образует различные объемные фигуры. В качестве дополнительной обработки для соединения частей заготовок применяется сварка и слесарные операции

Станки начального уровня достаточно просты и приводятся в действие мускульной силой работающего на них мастера

В качестве дополнительной обработки для соединения частей заготовок применяется сварка и слесарные операции. Станки начального уровня достаточно просты и приводятся в действие мускульной силой работающего на них мастера.

Минимальный набор кузнечного оборудования для холодной ковки металла включает в себя:

Гибочные станки, или Гнутики — служат для изгиба заготовок под заданными углом и радиусом.
Твистеры, или торсионы — служат для закручивания заготовки (или группы заготовок) вокруг продольной оси
Волна — служит для создания периодических изгибов в разные стороны.
Станок Улитка для ковки — применяется для создания спиралеобразных завитков на конце прутка.

Можно ли освоить холодную ковку самому? Да, для этого достаточно иметь базовые навыки слесарных работ, конструирования и механической обработки.

Плюсы и особенности процесса

Холодная ковка – популярный вид работ, благодаря тому, что с ее помощью можно создавать необычные детали самых разных форм и размеров.

Используя станок для холодной ковки, вы сможете сделать ограду для клумбы, декоративный фонарь, необычный забор, перила или ручки для скамейки и другие элементы.

Плюс холодной ковки еще и в том, что сделать станок, с помощью которого можно создавать подобные детали, довольно просто сделать своими руками. Это поможет сэкономить на покупке дорогостоящего оборудования.

Процесс холодной ковки заключается в трех основных элементах: изгибание, прессование и сварка деталей. Оборудование, необходимое для этого процесса, довольно простое и компактное, его можно сделать своими руками и оно не займет много места в вашей мастерской или гараже.

С холодной ковки можно начать обучение обработке металла, т.к. этот процесс более простой и безопасный, поскольку в этом случае вам не придется иметь дело с высокими температурами, как при других видах сварки.

Для этого процесса используют обычно готовый шаблон – то есть, заготовки деталей.

Однако, используя качественный станок и чертеж будущей детали, можно без труда научиться создавать изделия витой, волнообразной и другой необычной формы. Варианты можете увидеть на фото выше.

Процесс обработки заготовок посредством холодной ковки происходит в несколько этапов. Первым делом создают шаблон или чертеж будущей конструкции.

Нужно высчитать размеры изделия, чтобы, во-первых, приобрести нужное количество материала, и, во-вторых, чтобы правильно настроить станок.

Разные станки дают разные возможности для создания узоров – это зависит от сложности изготовления инструмента.

Например, самые простые машины, сделанные своими руками, могут лишь сгибать изделия, в то время как с помощью более сложных моделей можно создавать узоры и пр.

После того как шаблон или чертеж готов, нужно купить необходимое количество материала в соответствии с вашим расчетом. Для холодной ковки вам понадобятся железные прутья, их можно купить в магазине.

Прутья для холодной ковки должны быть не слишком толстыми, иначе их сложно будет согнуть. Следующий этап – изготовление деталей своими руками:

В последнюю очередь происходит закрепление сделанных деталей на каркас. Это происходит путем сварки.

Особенно аккуратными при сварке своими руками нужно быть с тонкостенными трубками, т.к. их легко прожечь, и тогда конструкция станет неисправна и вам придется делать все заново.

Весь процесс ковки вы можете проследить по видео, прежде чем приступать к работе над своими деталями.

Но прежде чем приступать к холодной ковке, вам, конечно, нужно сделать станок, который для этого необходим. Станок «Улитка» — наиболее распространенный аппарат для обработки металлических изделий способом холодной ковки своими руками.

Все этапы по созданию станка вы сможете увидеть на видео – в этом нет ничего сложного, и практически каждому удастся справиться с этим делом самому.

Изготовление механизма для холодной ковки

Универсальный станок для холодной ковки почти невозможно выполнить своими руками. Нужно делать отдельную форму механизма для выпуска предметов.

При изготовке установки требуется подобрать следующие материалы:

лист металла (предпочтительная толщина 4-5 мм);
арматурные прутья, профильные трубы;
станина для устойчивости приспособления для холодной ковки;
электрический двигатель и редуктор в случае станка с приводом.

Конечно, изготовление приспособлений не обойдется без инструментов. Желательно иметь углошлифовальную машину или пилку по металлу, сварочную установку, наждачный камень или бумага, тиски и плоскогубцы, а еще карандаш, рулетка и бумага.

Начинающему мастеру проще всего смастерить самодельный станок для холодной ковки формы улитки. Благодаря ей производятся различные формы металлических прутьев для калитки и забора. А также пользуется популярностью торсионный тип установки. Другие формы станков можно делать после приобретения опыта работы с простыми установками.

Разберем подробно изготовление «улитки». Это приспособление способствует получению разнообразных конфигураций спиралей, завитков, колец. Простая конструкция этого оборудования способствует удобной работе и легкому доступу к заготовке. Ход процесса осуществим при наличии:

Прутья из металла.
Стальные листья и полосы.
Профильные трубы.
Сварочный аппарат.
Углошлифовальная машина и плоскогубцы.

Чтобы изготовить самодельные станки, применяемые в ходе холодной ковки, желательно начертить схему или эскиз будущего приспособления. Изначально выбирается миллиметровая бумага для нанесения чертежа.

Следующие этапы работы:

На бумажный лист наносится изображение спирали с тремя витками. Размеры должны соответствовать диаметру армированного прута с условием, чтобы он вмещался в резьбу. Лучше всего использовать размер 10 мм. А также линии следует чертить исходя из толщины стали, а расстояние внутри спирали необходимо использовать 12-13 мм.
Далее, болгаркой из стали нужно сделать окружность требуемого диаметра. При желании использовать съемные круги следует брать не тонкий исходный материал (4-5 мм толщиной) для более простой смены.
Выделка прочной станины, которая устойчива на поверхности пола. Можно, вообще, забетонировать ножки для более прочной конструкции. Важным условием является то, что окружность станины должна быть больше размеров рабочего круга.
К станине приваривается металлический прут, на который насаживается подшипниковое устройство. Ручное управление подразумевает приваривание круга к станине. В этой ситуации гибка металла происходит гораздо проще, чем при процессе вращения.
Закрепляем улитку на круге. Улитка делится на три части. Хвостовая деталь имеет высоту 1 см исходя из толщины прутьев. На следующую часть спирали добавляется 1 см. значит, второй виток будет 2 см, а третий – 3 см. При получении большего числа витков следует увеличить детали спирали.
Если необходимо сделать сменные круги, то сменные детали привариваются к кругу соответственно эскизу.
При наличии сменной улитки нужно отмерить положение каждого вида и приварить шпильки к каждому элементу. При этом в круге делается просвет под определенную деталь.
Чтобы получить кованое изделие, надо начинать с центрального витка. Необходимо крепко закрепить прут с помощью тисков или иного инструмента.
В конце нужно сделать рычаг из двух профильных труб (диаметр 15-20 мм). Они свариваются перемычками, длина которых составляет расстояние от центра подшипника до верхней точки окружности плюс 5 см. Далее, он приваривается к подшипниковой части. К нижней части рычага, которым служит обрезанная круглая часть, приваривается прут длиной соответствующей длине высочайшей детали улитки. Перпендикулярно площади круга приваривается загибочный бочонок.

Таким образом, самодельный станок готов. Можно приступать к производству необходимых элементов. Для этого прут фиксируется, а затем на него опирается бочонок, и начинается процесс загибки.

Видео: станок для холодной ковки своими руками.

Разновидности станков

Параметры, вариации настройки и производственные аспекты оборудования сильно отличаются друг от друга. На основе их выделения обозначенных формируются определенные классы. Стоит понимать, что лишь некоторые из них доступны для любительского производства, остальные функционируют только в заводских условиях.

Торсионный

Это аналог прошлого вида оборудования, но на основе двутавра и зажима. В центре располагаются валики тисков, которые пропускают конструкцию через себя. Закручивание получается более сильным, интенсивным. Но при этом не все категории изделий могут быть обработаны обозначенным методом. Например, полые и круглые изделия не выдержат давления и будут некорректным образом деформированы.

Станок «Гнутик»

Это простой ручной станок для холодной ковки своими руками. Состоит из двух валов, которые определенным образом прессуют проходящую через середину деталь. Они крепятся на статичной поверхности, а в центре размещается клин. Его задача сделать углубление, когда валы начинают свое движение.

Станок «Волна»

Зачастую подобный способ изготовления используется на производстве. Поэтому такие приспособления чаще приобретают в специализированных магазинах, а не создают кустарными методами. Но и в этом нет ничего сложного.

Понадобится металлическая плоская основа и пара дисков. Пропуская материал через себя, они создают на нем ту самую волну. Один из дисков будет ведущим, второй остается пассивным. То есть, движения осуществляется только первым элементом. При этом они необязательны должны быть идентичными по размеру.

Пресс

Такой вид оборудования подходит, если вы изготавливаете плоские предметы. По факту это просто два вала, которые прессуют деталь между собой, без добавления канавок или углублений. При этом изделие все равно можно сделать неоднородно плоским, если сами валы обладают рифлением. В этом случае зазор между ними чуть увеличивают, чтобы они не попали в резьбу друг друга.

Добавляем Грибы

Шаг 1

Откройте исходное изображение с грибом 1. Отделите изображение гриба от заднего фона, а затем переместите выделенное изображение гриба на наш рабочий документ, расположив в правом нижнем углу сцены за изображением улитки.

К слою с грибом, добавьте слой-маску, чтобы совместить нижнюю часть гриба с лишайником на земле.

Примечание переводчика: с помощью кисти Брызги 24 рх (Spatter 24 px), обработайте нижний край изображения гриба.

Шаг 2

Создайте новый слой ниже слоя с грибом 1. С помощью чёрной кисти средней мягкости и непрозрачностью (opacity) примерно 50%, нарисуйте узкую тень от гриба (т.к. свет падает слева направо).

Шаг 3

Добавьте корректирующий слой Цветовой тон / Насыщенность (Hue/Saturation). Поменяйте настройки для режима Все (Master):

Шаг 4

Добавьте корректирующий слой Кривые (Curves), чтобы немного затемнить правую сторону гриба. Далее, перейдите на маску данного корректирующего слоя и с помощью мягкой чёрной кисти прокрасьте переднюю сторону гриба, чтобы скрыть затемнение кривых в этой части гриба.

Шаг 5

Добавьте ещё один корректирующий слой Кривые (Curves), чтобы усилить свет во фронтальной части. Далее, перейдите на маску данного корректирующего слоя и с помощью мягкой чёрной кисти прокрасьте заднюю часть гриба, чтобы скрыть эффект осветления в этой области гриба.

Шаг 6

Откройте второе исходное изображение с грибами 2. Отделите изображение грибов от заднего фона, а затем переместите выделенное изображение грибов на наш рабочий документ, расположив их в левом нижнем углу сцены. Проведите совмещение грибов с лишайником с помощью слой-маски.

Шаг 7

Добавьте тени к грибам 2 точно так же, как мы добавили тень к грибу 1.

Примечание переводчика: не забудьте создать новый слой ниже слоя с грибами 2.

Шаг 8

Сгруппируйте слой с грибами 2 в одну группу, а затем с помощью корректирующего слоя Цветовой тон / Насыщенность (Hue/Saturation), немного измените цвет грибов.

Примечание переводчика: 1. Не забудьте поменять режим наложения для слоя с группой с режима Пропустить (Pass Through) на Нормальный (Normal), непрозрачность 100%. 2. Добавьте корректирующий слой Цветовой тон / Насыщенность (Hue/Saturation), а также два следующих слоя внутри созданной группы.

Шаг 9

Добавьте корректирующий слой Цветовой Баланс (Color Balance) с той же самой целью. Поменяйте настройки для Средних тонов (Midtones).

Шаг 10

Добавьте корректирующий слой Кривые (Curves), чтобы сделать грибы светлее. Теперь перейдите на маску данного корректирующего слоя и с помощью мягкой чёрной кисти прокрасьте нижнюю часть изображения грибов, чтобы сохранить затемнение в этой части, т.к. она расположена в тени.

Изготовление улитки

Несколько устройств представлено на рисунке. Примерно так (в основе) и должно получиться.

Сборка улитки своими руками – это один из вариантов самостоятельного конструирования, когда давать рекомендации с указанием точных параметров всех составных частей не имеет смысла. Здесь необходимо ориентироваться на собственное представление о том, что и как будет гнуться (радиусы, количество витков спирали и так далее). Но если станет понятна суть процесса изготовления, то сама сборка сложностей не вызовет.

Устройство рабочего стола

Процесс холодной ковки требует приложения больших усилий. Если уже есть готовый верстак, то, возможно, придется его укрепить. При изготовлении улитки с нуля каркас стола делается только металлическим – швеллер, уголок, труба толстостенная.

Понятно, что столешница также должна быть металлической. В процессе работы улитки она будет подвергаться как статическим, так и динамическим нагрузкам. Следовательно, обычный лист железа не подходит. Только плита, и не менее 4 мм.

Разметка и монтаж «навесного» оборудования

Пожалуй, самый творческий этап работы. Своими руками можно сделать все. Но как, с учетом перспективы или ограничившись производством однотипных образцов?

Вариант 1. Самый простой. Смысл операции в том, что на столешнице прорисовывается контур спирали.

По сути, это эскиз будущих фигурных деталей, к примеру, из прутка. После этого достаточно из толстого полосового железа, согнутого по радиусу, вырезать несколько сегментов. Они привариваются к столешнице, и механизм для изгиба в основе своей готов.

Кому-то более привлекательным покажется такое исполнение – с цельной полосой.

Но практика показывает, что с такой улиткой работать сложнее. Например, при выемке из нее готового изделия возникнут определенные трудности.

Вариант 2. То же, но прорисовывается несколько контуров. Вдоль каждого высверливаются отверстия, в которых нарезается резьба. Остается лишь заготовить шаблоны для сегментов-упоров. Своими руками их делают, как правило, из плотного картона или фанеры.

По ним из металла изготовляются накладки, в которых после очередной разметки также высверливаются отверстия, совпадающие с посадочными «гнездами» в плите. Такая конструкция позволит на одном столе организовать производство спиралевидных заготовок с различными радиусами. Придется лишь, в зависимости от формы изгиба, устанавливать соответствующие сегменты в определенных местах. Их крепление к основе – болтовое. Можно поступить и по-другому. Вместо таких упоров ставить цилиндрические.

Для фиксации они притягиваются болтами (снизу плиты) или изготавливаются сразу с ножками (+ резьба) и вкручиваются в столешницу. С ними гораздо удобнее. А если есть собственный , то выточить своими руками – дело на пару часов.

Вариант 3. Приготовить несколько съемных модулей, которые менять по мере необходимости.

Сборка улитки

Устанавливается лемех, крепятся рычаги, боковой упор. Все это хорошо видно на рисунках.

В дело пойдет все, что есть в сарае (гараже, на чердаке) – обрезки труб, прутка, уголка и тому подобное. Если понятен принцип работы улитки, то никакие подсказки более и не требуются.

Проверка работоспособности

Это всегда подразумевается, поэтому без комментариев.

В принципе, сделать улитку для холодной ковки – это не так уж и сложно. Тем более что какого-то единого стандарта на подобные устройства не существует. Кто-то скажет – а не проще ли купить заводскую модель? Во-первых, как уже сказано, придется долго искать. Во-вторых, не факт, что ее возможности совпадут с фантазиями мастера. В-третьих, придется облегчить кошелек примерно на 19 000 (ручная) и на 62 000 (электрическая модель) рублей, как минимум.

Успехов в изготовлении улитки своими руками!являются универсальными декоративными элементами , применяющимися для дополнения дизайна разнообразных по форме изделий. Для изготовления деталей подобного типаиспользуется механизированное оборудование, а также ручные инструменты и приспособления . Некоторое оснащение продается по достаточно высоким ценам. Но существует также возможность изготовления (сборки) оборудования своими руками.

Приспособление «Гнутик»

Приспособление может быть выполнено на горизонтальной или вертикальной платформе.

Аксонометрия приспособления «Гнутик» — вертикальное расположение

Чтобы смасштабировать размеры, приводим чертёж нижней планки этого «Гнутика».

Планка нижняя

Получение дуги на «Гнутике»

Получение угла на «Гнутике»

Так выглядит самодельный «Гнутик»:

Изготовление направляющей для кондуктора

Для этих целей потребуется обычный токарный станок типа 1К62 или 16К20, который в состоянии нарезать архимедову спираль, и, конечно, опытный токарь. Функция «архимедова спираль» в токарных станках предназначена для нарезки специальных резьб, но она вполне пригодна и для получения канавки в опорной плите, где затем будет располагаться сама направляющая кондуктора .

При подготовке станка выполняются следующие переходы:

Малую рукоятку коробки подач станка перемещают в положение «Спираль Архимеда».
Необходимый шаг спирали, который будет определять габариты кондуктора, устанавливают при помощи большой рукоятки.
Шаг подачи фиксируется рычагом, а величина подачи определяется глубиной канавки в плите (как установить такой параметр, будет рассказано далее).
После включения станка рычаг подачи остается в прежнем положении, а нарезка выполняется в ходе возвратно-поступательных перемещений шпинделя.
После каждого прохода суппорт отводится от торца заготовки.

Пример получения архимедовой спирали представлен на этом видео:

То, что на кадрах представлен не металл, а пластик, принципиально ничего не меняет: спираль получается в результате нескольких последовательных проходов резца, который перемещается по заданной траектории.

Определение размеров спиральной канавки производится, исходя из желаемых габаритов кондуктора и высоты его опорной поверхности. Если в первом случае все зависит от размеров исходной заготовки для плиты и возможностей станка, то глубину канавки следует рассчитать по высоте и толщине направляющей матрицы.

Поскольку в холодном состоянии любой металл обладает повышенной механической прочностью, то для изготовления направляющей матрицы своими руками следует принять инструментальную сталь: например, сталь марки У7 по ГОСТ 1435-84. Использовать высоко- или среднеуглеродистую конструкционную сталь типа сталь 45 или сталь 60Г не рекомендуется, поскольку для высоких улиток под воздействием изгибающего момента они могут растрескиваться.

Размеры направляющей матрицы в плане подбираются, исходя из имеющегося сортамента полосовой инструментальной стали по ГОСТ 4405-75. Поскольку кондуктор должен быть компактным, то целесообразно выбрать профили 3×20, 3×25 или 3×30 с предельным отклонением по толщине 0,4 мм. При посадке направляющей в плиту по Н11 ширина спиральной канавки должна быть на 0,5-0,7 мм больше ширины полосы. Глубина канавки должна быть не менее 1,5 высоты полосы, т.е. 4,5 мм или чуть больше. Этот параметр, кстати, определит и толщину самой плиты: она должна быть не менее 6 мм.

По нарезанной канавке в плите определяют суммарную длину направляющей (для замера можно воспользоваться гибкой рулеткой или даже обычной ниткой). После чего отрезают «в размер» нужную длину полосы, вставляют ее в паз и обваривают по контуру ( если на кондукторе будут изготавливаться только плоские улитки — то по наружной образующей, а если объемные — то можно и по внутренней).

В центре кондуктора болтами прикрепляют опорный зацеп. Он должен иметь заходный участок, которым заготовка фиксируется в начальный момент формирования спирали (см. рис. 3).