Холодная ковка: как выполнить в домашних условиях

Оборудование для холодной ковки

Элементы изготавливают на нескольких станках. Название каждого устройства соответствует выполняемой с его помощью операции.

Улитка

Данное оборудование предназначено для завивки заготовки в плоскую спираль. В самом простом исполнении представляет собой массивный стол с закрепленным на нем шаблоном из толстой стальной полосы.

В усложненном варианте шаблон выполнен из нескольких шарнирно скрепленных звеньев и установлен на вращающемся столе. Прижим заготовки осуществляет ролик. По мере вращения вала шаблон постепенно разгибается.

Гнутик

Данный станок изгибает прокат под нужным углом. Он состоит из следующих компонентов:

1. Станины.
2. Неподвижных упоров с прижимными роликами для фиксации заготовки.
3. Направляющих.
4. Перемещающегося по ним подвижного упора.
5. Винтового механизма.

На подвижном упоре крепят накладку с профилем, соответствующим требуемой форме изгиба. Необходимое усилие создается винтовым механизмом.

Поворачивая стол с закрепленной на нем заготовкой, можно получать любые плоские и пространственные фигуры.

Волна

Конечное изделие представляет собой скругленный зигзаг. Главными элементами станка являются центральный и обводной ролики, последний установлен на водиле. Также можно дооснастить «улитку» либо использовать «гнутик», вооружив подвижный упор накладкой соответствующего профиля.

Фонарик

Станок скручивает сразу несколько стержней, установленных по кругу. В результате получается пространственная конструкция цилиндрической формы со спиральными стенками. На станине закреплены упор с фиксатором и подвижный ворот.

Глобус

С помощью данного станка изготавливают арочные перекрытия и другие изделия в виде дуги с большим радиусом. Заготовку обжимают по шаблону гибочным рычагом с подвижным роликом.

Данный станок применяют для серийного производства. В единичном количестве дуги можно изготовить на «гнутике».

Кузнечный станок Глобус.

Твистер

Устройство закручивает заготовку вокруг продольной оси. Для этого один ее конец жестко фиксируют, а второй вращают подвижным воротом. Этот узел может перемещаться вдоль заготовки, что позволяет регулировать шаг спирали.

Варианты рейсмусовых станков своими руками

Самодельные рейсмусовые станки по дереву применяются для шлифования большого количества элементов и придания им привлекательного внешнего вида. В конструкцию такого оборудования входят:

Вариант готового самодельного оборудования для мастерской

• Стол с рамой для станка. Столешница должна быть идеально ровной и устойчивой, чтобы выдержать вибрации во время работы.
• Ножевой вал. Основная часть конструкции, отвечающая за обработку заготовок из дерева. Скорость вращения шкива должна быть 4000 – 7000 об/мин.
• Болты для регулировки и устройство для подачи заготовок.

Чтобы правильно изготовить оборудование, используйте чертежи рейсмуса. Своими руками собирать конструкцию надо строго по ним.

Схема со всеми комплектующимиЧертеж с габаритами элементовВариант заготовки чертежа от рукиСборка станка своими рукамирейсмусовый станок

Видеоинструкция, как делать рейсмусы своими руками из электрорубанка

Для сборки рейсмуса из рубанка своими руками приготовьте:

• электрорубанок, который не жалко переделывать в другой инструмент;
• подробный чертеж для работы;
• фанеру и бруски для корпуса.

Когда подготовительный этап завершен, можно переходить к непосредственной сборке, которая займет около часа у человека, умело обращающегося с инструментом:

Watch this video on YouTube

Оборудование и инструменты

Самыми распространёнными видами кузнечного оборудования в условиях промышленного производства являются паровоздушные (или пневматические) кузнечные молоты и прессы. Первые деформируют энергией удара, вторые прикладываемым усилием. Поскольку запасаемая мощность единичного удара молота сильно зависит от массы его падающих частей, то ради повышения производительности практикуют несколько ударов подвижной части молота – бабы по проковываемому металлу. Масса падающих частей ковочного молота обычно не превышает 25 тонн; при необходимости развить повышенную энергию пластической деформации применяют гидравлические ковочные прессы, номинальное усилие которых достигает 150…200 тыс. тонн.

Для перемещения крупных поковок во время обработки применяются ковочные манипуляторы рельсового или безрельсового типов. Перемещение поковок, средних по своим размерам, ведут при помощи кантователей.

Ассортимент ковочного инструмента представлен ковочными топорами, протяжками, накладками и прошивками. Инструмент размещается на заготовке сверху, после чего приводится в движение баба молота или ползун пресса, выполняя формоизменение.

Приемы холодной ковки

Изделия производятся путем механических способов и приемов обработки металлических заготовок. Основные операции:

• Гибка.
• Прессование.
• Чеканка.

Изгибание металла проводят как на ручном, так и на механическом оборудовании, причем многие изделия вполне реально производить вручную с использованием простейших приспособлений. Гибка — основной технологический прием описываемого способа ковки.

Прессование подразумевает использование сжимающих устройств. Прессы также могут быть ручными и механизированными.

Чеканка — это прием, с помощью которого проводится нанесение рисунка на поверхность изделий. Орнамент создается давлением на металл специальными инструментами или станками. Чаще всего такой способ «рисования» используют для создания рисунков на меди, так как она более пластичный материал.

В холодной ковке, также, как и при любой металлообработке, используют приемы резки, рубки и других общих операций, применяемых для подготовки заготовки и окончательной доводки изделий.

Технология подразумевает применение специализированного оборудования, создающего необходимые условия для производства и обработки материалов.

Рассмотрим различные самодельные приспособления для холодной ковки

Начнем с принципа работы инструмента:
Заготовка (металлический круг, квадрат или полоса) устанавливается в станок между направляющими. При помощи рычажного ручного, или редукторного электрического привода, происходит изменение геометрической формы.

Существует несколько стандартных приспособлений, представляющих собой шаблоны для холодной ковки.

Приспособление «гнутик».

Это усовершенствованный аналог трубогиба. С его помощью заготовка изгибается под запрограммированным углом. Он может быть как одиночным, так и формировать геометрические фигуры. Декоративный элемент бывает плоским или объемным, и все это делает один инструмент. С помощью гнутика можно выполнять дугу из прямой заготовки.

Приспособление твистер.

С его помощью заготовка закручивается винтом. Работает по принципу шпинделя токарного станка или патрона для дрели. Часть заготовки прочно зажимается в неподвижных тисках, а другая закручивается при помощи воротка или электропривода.

Особенность конструкции – неподвижные тиски должны иметь возможность продольного перемещения.

Деталь при скручивании уменьшается по длине, и может выскочить из крепления.
Если вместо одного прута вставить в станок пучок проволоки – можно получить объемную стальную фигуру, так называемую корзинку. Ее изготовление требует особой сноровки.

Самое популярное приспособление — улитка.

Самый распространенный шаблон для холодной обработки металла. С его помощью создаются завитки любой формы и с разным количеством оборотов. Его конструкция простая и сложная одновременно. Недостаточно просто создать шаблон нужной формы.

Надо иметь возможность извлечь его из готового элемента по окончании работ. Поэтому, вставки для формирования завитка должны состоять из нескольких элементов.

Еще одна разновидность холодной ковки – роликовая волна.

Заготовка, обработанная этим станком, приобретает форму волны с одинаковыми синусоидами. Правильно настроенным волногибом можно создавать гнутые прутки любой длины, поскольку противо – волны не мешают друг другу при обработке.

Не менее популярное приспособление для холодной ковки — навивка колец.

Фактически это барабан определенного диаметра, наматывающий на себя заготовку, которая упирается в «собачку».

В результате получается настоящая пружина, которая затем разрубается на кольца. Витки обжимаются до плоского состояния, и получаются замкнутые обручи.

Матричный пресс.

Саму матрицу изготовить несложно, главное – иметь высоколегированную сталь. Проблема в том, чтобы создать необходимое давление на заготовку. Можно создать конструкцию на основе мощного домкрата.

При помощи такого пресса получается эффект настоящей горячей ковки.

Редко используемое — Глобус.

Приспособление для создания дуги фиксированного размера с одновременной обработкой концов заготовки. Необходим при относительно массовом производстве однотипных деталей. Для изготовления одиночной дуги можно обойтись «гнутиком».

Кроме того, существуют дополнительные приспособления для клепки, обжима скоб, так называемой пресс-чеканки, и других сопутствующих задач.

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.

Приемы и технология холодной ковки

Изменение формы заготовок производят следующими методами:

• гибкой;
• кручением;
• протяжкой;
• чеканкой.

Отличительной чертой холодной деформации металла является простота технологического процесса. Так, гибку осуществляют в следующей последовательности:

1. Устанавливают оправку нужного размера.
2. Жестко фиксируют один конец заготовки.
3. Сгибают ее, охватывая оправку. В результате получают вензель или завиток нужных размера, формы и направления.

Кручению подвергают прут квадратного сечения. Для выполнения операции нужны только тиски и ворот с длинным рычагом. При ручном исполнении операция потребует больших усилий. В результате получают прут, равномерно закрученный вокруг собственной оси. Можно установить в тиски 2 изделия и обвить их одно вокруг другого. Так делают, например, крайние опоры балконных ограждений.

Интересное: Технология резки металла газом

Операция протяжки состоит в перемещении заготовки между роликами, вследствие чего происходит ее сдавливание. В большинстве случаев данным методом концам прутьев придают заостренную форму.

Чеканку по индивидуальному заказу выполняют вручную с помощью молотка. В серийном производстве используют штамп. Механизм выдавливает рисунок подвижной частью — пуансоном.

Кручение — один из способов ковки.

Особенности самостоятельного сооружения станка для холодной ковки

Лучше всего заранее позаботиться о том, чтобы изгибов и волн у этого типа оборудования было как можно больше. Различные узоры и вензеля проще создавать, если прибор с самого начала оснащён большим количеством насадок.

При создании устройств придерживаются следующей последовательности действий:

Берётся металлическое полотно. Размер изделия зависит от того, сколько узоров располагается на поверхности. Сами шаблоны размещают таким образом, чтобы для изготовления осталось достаточно свободного пространства. Материал с насадок может смещаться, если места будет недостаточно.

Шаблоны могут быть простыми, либо содержать большое количество поворотов вензелей. Сами чертежи станка холодной ковки бесплатно можно получить благодаря тематическим сайтам. Можно заранее подумать о том, какими будут изгибы в собранном и разобранном состоянии. Максимально прочным должен быть материал, благодаря которому фиксируются подвижные части.

Создание прорезей прямоугольной формы обеспечивает смену насадок на постоянной основе. Сменные шаблоны для ковки тоже вставляются внутрь без проблем. Заготовки крепятся на металлические пластины в форме прямоугольника. Болты обеспечивают создание надёжных креплений, вне зависимости от того, какой используется ручной станок для холодной ковки.

На первом этапе обычно собирают стойку, которая используется в качестве опоры. В единое целое соединяют отрезы трубы и сочленения между ними. Итоговая конструкция может напоминать табуретку по своему внешнему виду. Аппараты для сварки и различные пилы используются для соединения, либо для создания отрезков определённого размера.

Нарезка металлических листов – следующий шаг. Нужно получить круги и треугольники с равными сторонами, диаметрами. Треугольные конструкции крепятся на низ конструкции. В итоге должна получиться форма, напоминающая пирамиду. В центральной точке вырезанной окружности приваривают основание с более широкой площадью.

К кругу с уже приваренным элементом присоединяют четыре планки, расположенные в горизонтальной плоскости. Дрелью проделывают отверстия в изделии, потом соединяют всё болтами.

Следующий шаг предполагает сооружение рукояти. Для этого берут два прутка с одинаковой длиной. Один из прутков должен иметь диаметр, равный уже имеющемуся кругу. Другой превышает этот показатель, только при соблюдении данного правила получается подходящий результат. Первый прут сгибают на величину 30 градусов. Между первыми двумя отрезками обязательно оставлять небольшую перемычку.

К концу рычага крепят подшипник, чтобы в будущем можно было работать с разными направлениями. Дополнительное соединение требуется с концом в нижней части конструкции.

Художественную холодную ковку невозможно представить без использования соответствующих станков. Современные технологии делают так, что практически каждый домашний мастер может попробовать самостоятельно что-то сделать.

Станки для холодной ковки могут быть заводскими, либо изготовленными собственными силами. Это не меняет результата и готовой работы, которая получается при грамотном подходе к делу

Важно заранее запомнить, какие движения и в какую сторону выполнять для получения соответствующего результата

Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят

С помощью горячей ковки можно выковать изделие практически любой формы — от корабельного якоря и тележной оси до металлической розы и лозы винограда.

Холодная ковка применяется для производства ограниченного числа элементов, из которых талантливый дизайнер может скомпоновать авторское изделие.

Кованые роза подставка для бутылки

Кованые ограды розы

Кованые изделия

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.

Кованая скамейка со столом и фонарными столбами оплетенные виноградной лозой

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.

Завораживающая кованая ручка для дверей

Кованая настенная вешалка в стиле кантри на входе

Эксклюзивные кованые засовы для дверей

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. Мебель делают как садовую, не боящуюся осадков и смены сезонов, так и домашнюю, комбинируя металл с деревом и тканью.

Разновидности станков

В зависимости от используемой технологии и получаемого результата, а также в связи с затрачиваемыми ресурсами на работу с заготовкой и возможности, и функции устройства, все их можно разделить на категории. Одни могут быть изготовлены в домашних условиях, другие – только на заводах.

Станок «Улитка»

Сам корпус состоит из спирали, в которую помещается металлопрофиль или металлический жгут. Изделие имеет несколько сегментов, чем их больше, тем сильнее происходит закручивание. Отлично, когда можно менять одни фрагменты на другие, чтобы изменять радиус полученного изгиба, тогда одним аппаратом можно будет пользоваться для выполнения разных задач.

Коротко об основных узлах приспособления:

• Каркас – он создается из металлических прочных швеллеров, уголков или труб.
• Станина с округлой поверхностью – на нее накладывается большая нагрузка, поэтому необходимо делать ее максимально прочной.
• Вал из толстостенной трубы для вращения.
• Рычаг, который крепится к цилиндрическому ролику в середине.
• Сами сегменты улитки. Их можно предварительно расчертить прямо на столешнице, измерить, а потом сделать из стали, или воспользоваться картонными шаблонами с последующим изготовлением из металлического листа.

Торсионное оборудование для холодной ковки своими руками

С помощью такого станка можно получить не завитки, а красиво закрученные вокруг своей оси фрагменты из металлопрофиля. Трубы и круглые прутки подвергать такому изгибу нельзя, но полые и сплошные изделия из металла с квадратным сечением смотрятся с витым рисунком очень изящно.

Аппарат для продольного скручивания состоит из станины (из швеллеров или двутавра) с крепко установленным зажимом. В тисках будет закрепляться неподвижный участок заготовки. На втором конце, подвижном, имеются ролики, которые приводят этот участок в движение. Кончик металлопрофиля также зажимается в фиксаторе. От наконечника идут длинные рукояти (чем рычаг длиннее, тем больше прикладываемая сила) – они приводят в движение аппарат.

Станок «Гнутик»

Приспособление напоминает штамповку или пресс, поскольку активной является только одна часть, а низ с креплением остается пассивным. На неподвижной станине монтируется два вала, они удерживают заготовку (трубу, металлопрофиль). Подвижный элемент – клин – находится предварительно внизу, но когда деталь помещается между опорами и рычагом, то последний приходит в движение и «проминает» плоскость. Получается зигзаг, или «гнутик», как на фото:

Станок «Волна»

Часто такие приспособления делаются не самостоятельно, а приобретаются. Они универсальны и подходят для изготовления изгибов с разными радиусами. Конструкция самодельного оборудования для холодной ковки состоит из столешницы с двумя дисками разного или одинакового размера, при этом один опорный, а второй подвижный. К нему прикреплен вороток, с помощью которого приводят в движение всю систему.

Особенность в том, что можно передвигать расположение элементов, а также менять круги на другой диаметр – это позволяет изменять радиус изгиба.

Станок — пресс

Это аппарат позволяет делать приплюснутые наконечники шестигранников, прутков, металлопрофиля. Он состоит из двух прочно приставленных друг к другу валов – между ними находится минимальный зазор. Они могут быть полностью гладкие или рифленые. В первом случае получится классическая плоская пика, во втором – «гусиная лапка» с рифлением.

В гнездо между двумя роликами необходимо просунуть заготовку, затем привести в движение аппарат посредством рычага, затем обратно. Движение достаточно сильное быстрое, чтобы произвести прокат. Так выглядит результат процесса: