Хол ковка своими руками. Холодная ковка, станки и чертежи своими руками

Изготовление станка для холодной ковки своими руками может понадобиться, если вы любите мастерить и не прочь изготовить что-нибудь красивое для домашнего интерьера, загородной усадьбы, для подарков родным и близким людям и просто для души.

Холодная ковка позволяет делать красивые и качественные изделия из металла своими руками.

Величественная красота изделий, выполненных способом ковки, завораживает взоры и манит изящными линиями. Во всех лучших домах непременно можно было встретить такие украшения, как ажурные металлические завитушки. Да и в наше время, когда разработано немалое количество разнообразных технологий и материалов, кованые изделия не утратили актуальности.

Изделия, полученные с использованием ковки, применяются в дизайне наряду с пластиковыми, стеклянными и другими элементами декора. Ковка металла производится горячим или холодным способом. Для выполнения работ горячим методом необходимо выполнить массу особенных условий, поэтому не так легко заниматься ей в условиях дома. Более доступным методом является холодный. Научиться ему легче, а оборудование и станки для ковки можно при желании изготовить самостоятельно.

Плюсы холодной ковки

При холодном способе ковки основные рабочие процессы – гнутье и пресс. Чтобы провести такие мероприятия, не понадобится сообщать металлу определенную температуру. Но некоторая термическая обработка все же должна проводиться между этапами выполнения операции.

Необязательно иметь в распоряжении полноценное оборудование для художественной ковки, многие любители самостоятельно изготавливают некоторые инструменты. С использованием самодельных приспособлений можно придавать изделиям разные причудливые формы. Необходимо лишь обзавестись некоторыми рабочими навыками. Будьте готовы к тому, что для того, чтобы согнуть нужную фигуру, потребуются усилия. Проведение работ возможно лишь с использованием сырья определенной толщины.

Изделия, полученные при помощи оборудования для холодной ковки, оказываются крепче тех, что отливаются или выполняются путем штамповки. Так происходит потому, что прутья из металла, проходящие через оснастку, прессуются одновременно с приданием им нужной формы. При таком методе ковки необходимо избегать ошибок, т.к. они почти не поддаются исправлению. С приобретением опыта вы сможете создавать в домашних условиях замечательные и привлекательные изделия.

Используя оборудование для холодной ковки металла, можно создавать такие изделия:

• оконные решетки;
• элементы наподобие поручней для лестницы, балконных козырьков;
• домашнюю мебель – кровати, стулья, столы;
• заборы и ограды;
• элементы, использующиеся в дизайне квартир: треноги для цветов, обрешетки каминов.

При горячей ковке мастеру потребуется не только специальное помещение, но и кузнечное оборудование, а также некоторые особые условия. При холодном методе работы не понадобится предварительно нагревать заготовку, а сам процесс получается экономичнее. При обработке целой партии однотипных элементов в домашних условиях можно делать все с помощью трафаретов. Так удается заметно сократить время изготовления и уменьшить трудозатраты. Иногда изделия приходится прогреть, нагревание выполняют в местах стыков, чтобы не получалось неровностей. Начинающим мастерам рекомендуется перед началом работ хорошо продумать план выполнения, нелишним будет сделать эскиз желаемого изделия.

Вернуться к оглавлению

Оборудование и инструменты для ковки

Ручная оснастка для выполнения операций холодной ковки включает в себя несколько элементов. Основные приспособления, которые могут понадобиться для работы:

• улитка;
• твистер;
• волна;
• гнутик;
• фонарик;
• глобус.

Некоторые названия могут показаться забавными, но это вполне удобные для домашнего использования приспособления.

Основным инструментом для работы является гнутик, он предназначен для изменения формы металла. Его применяют для сгиба изделия под нужным углом или сгибания дуг с разным радиусом.

Улитка применяется чаще для свивания в спирали металлических прутов. Она представляет собой оснастки для сгибания полос, прутков, квадратов не больше 12 мм, трубок и профилей до спиралевидных форм, изделий с разным радиусом и формами. При использовании такого инструмента можно не ограничивать формируемую спираль в радиусе и делать ту величину, какая необходима.

Вилка – два кондуктора для сгибания валют, применяется для горячей и холодной ковки. Толщина сырья может быть при горячем способе максимум 16 мм, при холодном – 10 мм.

Инструмент под названием «фонарик» служит для сгибания металлических элементов. С его использованием обрабатывают металлические прутья, диаметр которых 30 мм или меньше, или квадратные профили с толщиной 16 мм и меньше.

С помощью такого приспособления, как волна, выполняют волнообразно изогнутые элементы. Используют его и для обработки трубок, имеющих круглое или шестигранное сечение, и для трубок из профилей.

Твистер несколько напоминает фонарик, с помощью и того, и другого инструмента можно закручивать прутья вокруг продольной оси.

Глобус помогает сделать большую дугу из квадратного профиля до 12 мм толщиной. При этом концы заготовки тоже плавно загибаются. Так создают различные выпуклые декорирующие элементы.

Такого рода инструмент для холодной ковки совсем несложный, поэтому часто можно встретить и самодельный. Покупному он практически ни в чем не уступает.

Вернуться к оглавлению

Оборудование для ковки своими руками

Часто при работе изготовить самодельные станки для холодной ковки представляется более целесообразным. Далеко не каждый элемент получается полноценно обработать, используя только ручной инструмент для ковки. Да и стоимость такого оборудования немаленькая, даже если речь идет о простом станке-улитке.

Если домашний мастер изготовит какое-либо изделие на самостоятельно сделанном кондукторе, вещь получится уникальной, хотя по некоторым характеристикам и будет уступать той, что изготовлена в условиях промышленности. Когда планируется выполнять немалое количество деталей с применением холодной ковки, целесообразнее изготовить кондуктор с электродвигателем. Так можно облегчить себе рабочие задачи.

Нелишним будет предусмотреть выполнение на станке основных типов работ – закручиваний, гибки, вытяжки. Данные приспособления можно объединить при создании кондуктора собственными руками.

При операции вытяжки заготовке придается определенная форма. Для этого ее надо пропустить через пресс или валики, при этом сечение исходного материала уменьшится.

Процесс гибки заключается в том, что заготовку изгибают под нужным углом. Выполнить данную операцию можно с применением шаблонов. Их надо делать следующим образом: подготавливается эскиз детали, по которому затем выполняется шаблон. На металлическую пластину приварите завитушку, затем такой лист закрепляется на станке в держателе. Конец заготовки вставляют в прорезь, второй фиксируется (в некоторых случаях можно просто придержать). При помощи рычага оказывается воздействие на один из концов заготовки, которую следует протащить по всем изгибам по пластине, применяемой в качестве шаблона.

Создавая шаблон, сварочный шов проводить надо с наружной стороны, в противном случае он будет мешать при дальнейшем использовании изделия.

Многие мастера самостоятельно собирают не очень сложные устройства, при помощи которых можно выполнять достаточно замысловатые изделия. Здесь все зависит от рабочих навыков мастера. Можно рассмотреть одну из подобных самодельных моделей, чтобы разобраться в самом принципе работы.

Вернуться к оглавлению

Станок для ковки «Улитка»

При помощи данного устройства домашние умельцы способны выполнять разнообразные спирали и кольца, волны, завитушки. Чтобы изготовить такого рода ручной станок для холодной ковки, надо действовать по определенной технологии, включающей в себя несколько этапов.

Перед тем как сооружать любые устройства, станки для художественной ковки или просто ручные инструменты, необходимо выполнение эскизов, шаблонов, графических изображений будущего изделия. Если не получится сделать полноценные чертежи, то создайте шаблон, он поможет вам при последующих действиях.

Чтобы точнее получилась разметка, удобнее использовать миллиметровую бумагу. Начертите на ней спираль, у которой должен постепенно увеличиваться радиус витков. Между ними должно соблюдаться одинаковое расстояние. Следует заметить, что такое условие надо выполнять лишь в случаях, когда требуется симметричность узоров, поскольку понятие художественной ценности для каждого человека индивидуально. Это касается и количества витков – их обычно не больше 4 шт.

Заранее учитывайте и то, каковы будут заготовки, с которым предстоит работать. Шаг между витками сделать надо так, чтобы он слегка превышал диаметр железных прутьев, в противном случае очень сложно будет вынимать из станка готовую деталь, не повредив ее форму.

Для рабочей поверхности понадобится листовое железо. Толщины в 4 мм будет достаточно. Определение линейных размеров осуществляется на основании габаритов будущих изделий. Чтобы изготовить форму, возьмите полосовой металл с толщиной 3 мм. С таким материалом работать можно с применением ручных инструментов. Его просто сгибают в спираль по шаблону, используя обычные плоскогубцы.

Чтобы обеспечить полноценный рабочий процесс, понадобится выполнить хорошую фиксацию для одного конца заготовки. Здесь пригодится кусок прута, равный ширине полос. Для укрепления рабочей площадки можно использовать верстак. Иногда в качестве стойки применяют отрезок толстостенной трубы, при этом надо следить, чтобы укрепленная так конструкция не помешала другому виду работ. Для этого можно выбрать вариант, при котором вся сборка закрепляется в тисках. Главное – обеспечить как можно большую надежность фиксации, поскольку при холодной ковке физические усилия будут прилагаться немалые.

Станок «Улитка» для холодной ковки своими руками используется большинством мастеров в работе над оригинальными изделиями из проката. Кузнечный бизнес чаще всего основан на изготовлении кованых изделий, где присутствуют детали в виде оригинальных петель.

Входные ворота в стиле XVII-XIX веков невозможно представить без завитков, вензелей и других оригинальных элементов. Они не только украшают, умелые мастера могли создавать из металла письменные приветствия. Сложные изогнутые фрагменты используются в качестве усилителей на заборах, входных группах, перилах ограждений и других декоративных изделиях. Сложные профили придают ажурность конструкциям.

Приспособления для изгибания металлических элементов «Улитка»

Чтобы производить изгибы заготовок по определенным параметрам используют вспомогательные кондукторы, получившие название «Улитка». Они служат в качестве специального шаблона, позволяющего воспроизвести десятки, а при необходимости и сотни однотипных деталей. Станок «Улитка» для холодной ковки гнет детали без дополнительного прогрева.

Работа основана на деформировании металла по определенному принципу. Чтобы выполнить гиб, приходится прикладывать значительные усилия. Поэтому мастера довольно часто приспособления «Улитка» оснащают электроприводом. Моторы-редукторы помогают развивать значительные усилия при ограниченном плече приложения силы. Крутящий момент в зоне обработки может достигать нескольких десятков килограммов.

Если выполнять подобную работу только за счет физической силы кузнеца, то работник довольно быстро устанет. Его производительность снизится до нуля. А при наличии вспомогательного механического помощника, можно производить сотни заготовок за смену.

Нужно учитывать, что гибка заготовок – это промежуточный этап в изготовлении сложных конструкций. Их еще нужно установить в нужном месте и приварить. Только тогда будет получен промежуточный результат. Потом потребуется окраска и монтаж изделия по месту заказа. На все операции потребуется не только время, н и физическая сила мастера.

Конструктивно приспособление может быть:

• Неразборным, тогда на нем будет производиться изгибание деталей только на определенные длины. Получаемая спираль имеет определенные ограничения в использовании.
• Сборным (присутствуют дополнительные фрагменты для увеличения продолжительности гиба), и на приспособлении можно производить догибание длинных деталей. Будут получены крупноразмерные детали.

Для работы с деталями из профильной трубы небольших номеров некоторые изготавливают приспособления с ручным исполнением. В них предусматривают использование рычагов, помогающих продвигать заготовку вокруг оправки. Готовые детали снимают с торца, слегка ослабив натяжение.

Чаще всего в подобных случаях использую квадратный прокат □8…12. Некоторые мастера вручную гнут профильные трубы 15·15 мм со стенкой 1,5 мм. Для более крупных изделий необходим механический привод.

Технология изготовления приспособления «Улитка»

Упрощенно технологический процесс изготовления станка «Улитка» своими руками можно представить в виде ряда последовательных операций.

1. На листе бумаги вычерчивается профиль изделия, который требуется изготовить. При вычерчивании выдерживаются размеры изделия. Чертеж нужен только для получения профиля самой детали. Внимание! При проработке учитываются толщина заготовки. Нужен зазор не менее 3…4 мм, тогда изделия можно снять после его изгибания в приспособлении.
2. Для большинства станков изготавливают центральный упор. В нем будет фиксироваться начало.
3. Разные мастера используют свои приемы фиксации, поэтому изделия у них можно отличить по почерку.
4. Из стального листа вырезается опорная пластина. К ней будет привариваться центр, а также спираль. Толщина пластины должна быть не менее 3 мм, так как будут прилагаться значительные усилия. Размер пластины в будущем определит и параметры завитка.
5. Пользуясь чертежом спирали, изгибается из полосы заготовка. При ее гибке контролируются параметры. Чем точнее будет изготовлен этот элемент, тем проще будет выполнять изготовление элементов для кузнечных изделий. Внимание! При необходимости изготовления завитков с количеством витков более одного нужно срезать полосу спирали по диагонали. Поэтому используют полосу значительно ширины. Минимальный размер соответствует высоте профиля, который собираются гнуть на станке.
6. Приспособление размещают на специальной стойке, чтобы легче формировать готовые изделия. Для небольших по размеру деталей удобно размещать на вертикальной стойке.
7. Чтобы проще выполнять работу приваривают ручку. Ее устанавливают с обратной стороны, чтобы не мешала устанавливать и снимать 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.

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.

Изготовление простейшей детали на станке

Отрезают заготовку из полосовой стали в нужный размер. Этот размер обычно уточняют, прорисовывая готовое изделие и его составляющие элементы.

Свободный конец устанавливают в центр спирали. С помощью внутреннего винта производится фиксация заготовки.

Выполняется поворот «Улитки». Заготовка плотно прижимается к направляющим. Тут требуется прилагать определенные усилия, чтобы получать нужный профиль изделия.

Обычно другой конец не остается прямым. Его тоже изгибают. Поэтому различают внутренние и наружные обратные завитки. На самом приспособлении с помощью маркера или мела делают отметки. По ним ориентируются, когда изготавливают завитки с требуемыми параметрами.

Как видно из пошагового руководства, используя простой набор инструментов, самодельный станок для изготовления завитков несложен в изготовлении. Сколько он стоит? Его цена определяется стоимостью заготовок. Часто цена минимальная.

Как гнуть профильную трубу на станке «Улитка»?

Если попытаться изгибать профильную трубу без специальной подготовки, то сварной шов разойдется. Получится брак.

Кузнецы с большим опытом работы изготавливают более сложные станки для изготовления своих изделий. Они дополнительно оснащают «Улитку» съемными элементами.

Пошаговый технологический процесс изготовления обратного завитка на станке «Улитка»

На прокатных роликах производится последовательный обжим трубы. Образуются выступающие ребра, а сварной шов остается внутри слоя, смещенного к центру.

На параллельных эксцентричных вальцах выполняется обжатие концов трубы. Она становится похожей на полосу. В таком виде ее проще фиксировать на станке.

В специальном приспособлении формируется хвостовик. Теперь заготовки будут фиксироваться на станке одним движением.

Заготовку фиксируют в центре. Там имеется паз, который закрепляет хвостовик. Видно, что спираль имеет равномерный спуск по высоте.

После фиксации хвостовика включается электродвигатель. Начинается формование детали.

Петля образуется при касании заготовки в специальный опорный элемент. Его чаще называют опорным валом. Чтобы снизить усилие, его оснащают подшипником. Деталь свободно проворачивается вокруг опоры.

Часть спирали образована. Но при необходимости обрабатывать на большую длину, будет установлен съемный элемент.

Формируется заготовка и с другого конца. Здесь мастер определяет, в какую сторону производить изгибание детали.

Для продолжения работы устанавливается съемный элемент сборной «Улитки».

Теперь можно формировать загиб деталей большого размера.

Даже длинные заготовки легко изгибаются по заданным размерам. На рабочих элементах делают метки. По ним ориентируются, сколько нужно гнуть.

С обратной стороны выполняют дополнительный изгиб детали.

Дорабатывается изделие с обеих сторон.

Готовая деталь имеет законченный вид. Если нужно, то хвостовики будут спилены. Тогда никто не догадается, как выполнялась фиксация заготовок.

Если нужно изготовить маленькую деталь, то используют другую «Улитку». У опытных мастеров их несколько штук.

Примеры изделий с завитками

Оригинальный козырек над входом в здание:

При оформлении французского балкона оригинальные завитки придают ажурный вид всему изделию.

На лестничном пролете завитки выглядят весьма оригинально.

Используя одни завитки, изготавливают опоры для скамьи, а также в том же стиле создают решетку для камина.

На винтовой лестнице видна рука отличного мастера. Не всякий сумеет сделать подобное изделие.

В створке ворот присутствуют элементы, изготовленные на станке «Улитка». Тяжелое изделие прибрело особую легкость.

Легкая лестница в стиле Хай-тек. Она может украсить не только загородный дом. Современные дворцы при минимализме конструкции могут иметь отличный вид.

Простор для творчества не ограничен. Многие кузнецы являются настоящими художниками. Они украшают мир вокруг себя.

Видео: “Улитка” – холодная ковка своими руками.

Заключение

• Метод холодной ковки, в котором используются станки «Улитка», позволяет изготавливать оригинальные завитки.
• Своими руками можно изготовить простейший станок. На нем можно изготавливать профессиональные заготовки.
• Сложный станок со съемными элементами позволит изготавливать большие пространственные детали.
• Использование завитков при изготовлении кузнечных изделий открывает широкие возможности для творчества.

В данной статье я расскажу, как сделать станок для холодной ковки при помощи которого можно делать различные декоративные элементы из металлических прутков или шинок, ими можно украсить свой приусадебный участок.

Для того, чтобы сделать станок для холодной ковки, понадобится:
* Металлические уголки размером 63 мм и 40 мм
* Шариковый подшипник с номером 6310
* Шток от переднего амортизатора от легкового автомобиля
* Подшипник от автомобильной помпы
* Сварочный аппарат, электроды
* Быстрозажимные струбцины
* Защитная сварочная маска, краги
* Слесарные тиски
* Линейка, маркер
* Баллончик молотковой краски
* Углошлифовальная машинка и отрезной диск
* Защитные очки, наушники и перчатки
* Малярный скотч

Шаг первый.
Первым делом от основания штока амортизатора отмеряем 70 мм, для большей точности делаем разметку малярным скотчем.

1. Штамповка, ковка и гибка
2. Станки и оснастка для холодной ковки
3. Твистеры
4. Улитки
5. Как построить завиток?
6. Торсионы
7. Волна и зигзаг

Глядя на заборы, ворота и калитки, как на рис., при домах явно не элитного класса, человек, имеющий некоторое представление об оборудовании кузницы и характере работы там, может подумать: откуда у них денег столько? У более сведущего в кузнечном ремесле такого вопроса не возникнет: эти красоты, равно как и металлический декор мебели, легких садовых строений, качелей, скамеек и т.д., созданы способом холодной ковки.

Цены на холодную художественную ковку доступны, потому что производственные расходы и начальные затраты на оборудование невелики, а производительность труда неплоха для кустарных условий. Следовательно, ИП-кузнец, специализирующийся на художественной холодной ковке, может рассчитывать на достаточно быстрый старт и хорошую рентабельность. Возможно, кто-то из владельцев образцов на рис. сделал свой себе самостоятельно: холодная ковка своими руками выполнима в гараже или сарае без опыта, а кованые детали для мелких предметов мебели, балясин, мангалов и всякой разной прочей металлической утвари, (см. напр. рис. справа), можно делать даже в домашних условиях.

Основа «холодной кузни» – станок для холодной ковки. Для полного производственного цикла, способного удовлетворить любые мыслимые фантазии свои или заказчика, станков потребуется 5-7 видов, 3-5 основных из которых можно сделать своими руками. Однако вначале, прежде чем тратиться на станок или материалы для него, весьма желательно освоить начала кузнечного дела. Поэтому далее будут рассмотрены также некоторые приемы изготовления деталей художественной ковки без станка и оснастка для них, которую можно быстро изготовить из подручных материалов.

Штамповка, ковка и гибка

Так что это такое – холодная ковка? От штамповки она отличается тем, что металл под воздействием рабочего органа почти не течет или течет слабо. Взгляните на пивную банку либо, допустим, алюминиевый или жестяной чайник. Они выдавливаются одним ударом пуансона штамповочного пресса; чайник и т.п. изделия сложной формы – составным раздвижным пуансоном. Получить необходимое для создания столь высокого давления рабочее усилие в домашних условиях невозможно, кроме одного случая, см. далее.

От горячей ковки холодная отличается, понятное дело, тем, что заготовку предварительно не нагревают. Собственно холодная ковка, которая ковка, это наклёпывание (наклёп) детали продолжительной серией регулярных ударов определенной силы. Структура металла при этом существенно изменяется: твердость поверхностного слоя увеличивается, а сердцевина обеспечивает общую вязкость и прочность на излом. Мастера-кустари – инструментальщики и оружейники – буквально охотятся за буферами и колесными бандажами жд вагонов, кусками рельсов.

Чертежи станка-улитки для художественной ковки со спецификацией деталей даны на рис. О размерах звеньев (сегментов) раскладного лемеха поговорим далее, а пока обратите внимание на марки сталей: на лемех приходятся большие нагрузки. Если сделать его из обычной конструкционной стали, шаблон поведет на середине калитки или секции забора.

Примечание: более подробные чертежи станка-улитки сходной конструкции с описанием и деталировкой см. по ссылке: http://dwg.ucoz.net/publ/osnastka/instrument_dlja_kholodnoj_kovki/5. Там же вы найдете чертежи самодельного гнутика и приспособления для гибки колец.

Материал для складного поворотного лемеха, как и сложность его изготовления– не единственные слабые места станка-улитки с воротом. Еще серьезнее проблема сочленения звеньев лемеха (показаны красными стрелками на рис. справа). Сочленения сегментов лемеха должны:

Выполнить все эти условия вместе сложно и в хорошо налаженном и оборудованном промышленном производстве, поэтому ресурсы складных шаблонов для холодной ковки в общем много меньше, чем позволил бы их материал сам по себе. Плохое использование свойств материала – серьезный недостаток. Кроме того, по тем же причинам другое слабое место станка-улитки с воротом – эксцентриковый зажим детали. Поэтому у начинающих кузнецов-самодельщиков успешнее работают самодельные станки-улитки для художественной ковки, выполненные по рычажной схеме.

Улитка с рычагом

Рычажная улитка для холодной ковки устроена аналогично всем известному трубогибу. Самодельный станок-улитка рычажного типа с неподвижным шаблоном по производительности существенно уступает улитке с воротом. Рабочая нагрузка в нем полнее передается на основание, поэтому необходима прочная станина из спецстали или толстой плиты из стали обычной, надежно закрепленная на опорной поверхности. Как следствие, требуется помещение под мастерскую или производственная площадь на открытом воздухе. Работа на рычажной улитке продвигается медленно: провернув рычаг до заклинивания, нужно передвигать прижимной ролик. Завить на рычажной улитке возможно до 3-4 витков. Тем не менее, преимущества рычажного станка-улитки для домашних мастеров существенны, особенно при работе для себя:

• Все детали, кроме прижимного ролика, могут быть выполнены из обычной стали.
• В качестве прижимного ролика возможно использовать типовой роликовый подшипник.
• Использование свойств материала деталей практически полное: шаблон и станина из обычной стали выдерживают более 1000 рабочих циклов.
• Гнуть можно как по шаблону (поз. 1 на рис. ниже), так и по проставкам, поз. 2 там же.

Кроме того, рычажный станок-улитка позволяет использовать технологический прием, считающийся прерогативой промышленных станков-твистеров: шаблон смещают вбок, а в центре ставят проставку, поз. 3 на рис. Таким образом получается мелкий обратный изгиб в ядре завитка. Деталь выглядит эффектнее и, при работе на продажу, изделие ценится дороже.

Есть у рычажной улитки еще один довольно жирненький плюсик: на таком станке можно гнуть плоские завитки с маленьким ядром из полосы, уложенной плашмя. Улитка с воротом и поворотным лемехом тут пасует полностью: заготовка пойдет вертикальной волной. Широкие завитки и кольца из полосы плашмя можно гнуть на протяжном гибочном станке с валками, в которых проточены канавки, см. рис. справа. Но скорость протяжки, чтобы заготовку не повело, для этого нужна значительная, так что узкой сердцевинки завитка не получится.

На рычажном станке-улитке эта проблема решается установкой прижимного ролика высотой в толщину полосы и с ребордой (закраиной), как у железнодорожного колеса, только шире. Гибка таким методом отнимает много времени: рычаг нужно подавать по чуть-чуть, иначе внутренний край заготовки сморщится; от этого реборда не спасает. Но получить иным способом завиток из полосы плашмя с узким ядром в кустарном производстве невозможно.

В общем, на старте кузнечно-художественной деятельности или делая кованые забор, ворота, калитку, скамейку, качели, беседку и пр. обустройство сада для себя, лучше все же воспользоваться рычажным станком-улиткой для холодной ковки. Тем более, что сделать его можно из подручных материалов без точных и подробных чертежей, см. напр. следующее видео.

Видео: станок для художественной ковки своими руками просто

Как построить завиток?

Эскизов завитков для художественной ковки в интернете достаточно, но при попытках подогнать их размеры к требуемым для себя нередко оказывается, что изделие зрелищно проигрывает из-за вроде бы незначительного нарушения пропорций. Поэтому желательно также уметь строить ковочные шаблоны завитков, заведомо обладающие эстетическими достоинствами.

Шаблоны для холодной ковки художественных завитков – волют – строятся на основе математических спиралей. Чаще всего используется логарифмическая спираль; это одна из широко распространенных естественных форм, выражающая фундаментальные законы природы. Логарифмическая спираль обнаруживается и в раковине улитки-моллюска, и в нашем слуховом аппарате, и в форме скрипичного ключа в нотной записи; в грифе самой скрипки тоже.

Принцип построения логарифмической спирали по точкам заключается в том, что при повороте образующего ее радиуса, начиная с некоего начального R0, на фиксированный угол?, его длина умножается на показатель расхождения спирали p. Для волют p берут, как правило, не более 1,2, т.к. логарифмическая спираль расходится (раскручивается) очень быстро; на поз. В рис. для примера показана логарифмическая спираль с p = 1,25. Чтобы попроще построить спираль по точкам с достаточной для кузнечных работ точностью, принимают? = 45 градусов.

В случае, когда требуется более плотная арифметическая спираль, при повороте образующего ее радиуса на те же 45 градусов к предыдущему радиусу прибавляется 1/8 шага спирали S, поз. Б. В том и другом случае R0 берут равным или большим поперечника d заготовки равномерного сечения, поз А. Если начальный конец заготовки заострен, R0 может быть и меньше d, вплоть до предела пластичности металла.

Осталось определиться, как уложить зрительно гармоничную спираль с заданный для нее размер проема a. Чтобы решить эту задачу аналитически, т.е. по формулам с любой заданной наперед точностью, придется решать уравнения кубические и высших степеней. Компьютерных программ для численного технического расчета волют в интернете что-то не обнаруживается, поэтому воспользуемся приближенным методом, позволяющим обойтись одним рабочим и, возможно, одним проверочным графическим построением. В его основе лежит предположение, что при небольших р суммы R2+R6 и R4+R8 сильно не различаются. Пошаговый алгоритм построения волюты для ковочного шаблона отсюда следует такой:

1. исходя из наличного материала определяем R0;
2. количество витков волюты w берем по принципу: как бог положит на душу левой задней лапы любимого кота;
3. пользуясь данными таблицы на рис., рассчитываем поперечник волюты b такой, чтобы он был немного меньше ширины проема под нее a, см. поз. Г;
4. рассчитываем рабочий начальный радиус R по формуле на поз. Г;
5. строим по точкам профиль волюты в масштабе;
6. при необходимости точно подгоняем R по той же формуле и строим профиль рабочего шаблона окончательно.

Примечание: если по таблице будете рассчитывать промежуточные значения, не забудьте – их нужно брать в геометрической пропорции !

Торсионы

Скручивать для художественной ковки прутья винтом можно вообще без станка, см. рис. справа. Чтобы заготовка не согнулась у коренного (зажатого в тисках) конца, под дальний от них конец направляющей трубы нужно подставить деревянный чурбак или что-то вроде него с V-образным вырезом вверху; трубу лучше прихватить к этой опоре хомутом, а подставку закрепить на верстаке. Труба должна быть короче заготовки и по внутри примерно в 1,5 раза шире ее наибольшего поперечника, т.к. заготовка при скручивании стягивается и раздается вширь.

Торсионный станок для холодной ковки позволяет увеличить производительность и улучшить качество получаемых деталей. Рабочее усилие в нем передается на опору в значительной степени, поэтому станина нужна прочная, в виде хребтовой рамы из двутавра от 100 мм или пары сваренных швеллеров того же размера; профтруба будет видимо деформироваться. На опорной поверхности станину нужно надежно закрепить с помощью приваренных к ее концам лап из того же профиля, поз. 1 на рис.

Заготовка – квадратный пруток – удерживается оправками-патронами с гнездами также квадратного сечения; они видны там же на поз. 1. Т.к. пруток при скручивании сокращается по длине, патроны в шпинделе и задней бабке нужно надежно фиксировать винтовыми зажимами. По той же причине задняя бабка выполняется скользящей. Для возможности скручивания отдельных участков заготовки применяется также скользящий ограничитель со вставкой с квадратным отверстием.

Если требуется сделать только забор для себя или что-то меньшее, можно на скорую руку соорудить торсионный станок из лома и подручных материалов, поз. 2. На том и другом станке в принципе можно получать и филаменты, вложив в патроны пучок из 4-х прутков вдвое меньшего размера. Но не думайте, что хороший фонарь или корзинку вам удастся сделать, просто подпихивая рычагом заднюю бабку. Получится нечто вроде того, что на врезке в поз. 1 и 2. Кузнецы называют такие казусы словом общеизвестным, но в литературной речи не употребляемым. Ветви филамента при скрутке его в простом торсионном станке нужно разводить вширь ручным инструментом, что сложно и не обеспечивает должного качества работы.

Красивые филаменты (поз. 3) скручиваются на торсионных станках с закрепляемой задней бабкой и винтовой подачей шпинделя, поз. 4. А теперь вернемся ненадолго к рис. с видами станков в начале, к поз. 2 на нем. Видите штуковину, обозначенную зеленым восклицательным знаком? Это сменный шпиндель. В комплекте их 2: гладкий для спиральной крутки по длинной оси заготовки и винтовой для скручивания филаментов. В таком исполнении станину сваривают из пары швеллеров с продольным зазором, а к задней бабке приваривают башмак с резьбовым отверстием под стопорный винт. Башмак нужен с подошвой от 100х100, т.к. фиксация задней бабки в режиме филамента фрикционная и лишь отчасти заклиниванием: стопорный винт дает только начальное прижимное усилие.

Об электроприводе торсиона

Работа на торсионном станке с ручным приводом шпинделя утомительна. Но главное – стабильного качества изделий такого, как на поз. 3 рис. с торсионными станками, добиться еще труднее. Причина – руками сложно создать равномерный по кругу вращательный момент, как и любым другим рычажным приводом. Поэтому торсионный станок для холодной ковки как раз тот случай, когда применение электропривода оправдано несмотря ни на что. Лучший вариант из подручных материалов – полуось ведущего моста заднеприводного автомобиля с зубчатой парой от дифференциала оттуда же, см. рис. справа; не забудьте только о защитном кожухе! Мотор – на 1,5-3 кВт и не более чем на 900 об/мин. Возможны и другие варианты конструкции, см. напр. ролик:

Видео: самодельный электрический станок для холодной ковки

Спираль как спираль

В некоторых случаях как элемент художественной ковки используются обычные ровные прямые восходящие спирали. Сделать для этого пружинный станок-твистер своими силами абсолютно нереально. Но вспомним: спирали в кованом узоре пружинить ни к чему и ее можно навить из обычной пластичной стали с помощью простого приспособления (см. рис. справа). Шаг (восхождение) спирали определяется рогом ворота (залит красным); отгибая рог вверх-вниз, можно получать спирали пореже и погуще. Квадратный пруток берется на заготовку или круглый, безразлично. Можно также вить спирали из закрученного на торсионе прутка.

Волна и зигзаг

Теперь у нас на очереди инструмент и оснастка для волновой и загзагообразной гибки длинномерных заготовок. Упомянутые вначале гнутик и протяжно-нажимной гибочный станок своими руками не воспроизводимы. Кроме того, первый позволяет настраивать шаг и профиль в относительно небольших пределах, а второй дорог. Однако универсальный волногибочный станок все-таки можно сделать своими руками по образцу того, что слева на рис. Заказать придется только вальцы, они должны быть из хромоникелевой или инструментальной стали; остальное – из простой конструкционной, на скобы и дугу нужен лист (полоса) от 8 мм. В дуге устанавливаются ограничители, позволяющие точно выдерживать профиль волны, но рабочие нагрузки на нее передаются в значительной степени; собственно, дуга обеспечивает поперечную жесткость конструкции.

Гнуть только плавные, но весьма разнообразные, волны можно, добавив к станку-улитке с поворотным лемехом ворот для волн, справа на рис. Рукояти используются прежние, т.к. они вворачиваются в резьбовые гнезда на головке ворота. Коренной (центральный) ролик желательно делать отдельным и крепить к станине болтами с головками впотай. В таком случае, ставя ролики разного диаметра (диаметров), возможно формировать волны переменного и несимметричного профиля. А если обводной ролик выполнить переставным (для чего в его водиле проверливается ряд отверстий), то можно в довольно широких пределах менять и шаг волны.

О соединении элементов и покраске

Кованые детали нужно собрать в единую композицию. Простейший способ – сварка и последующее заглаживание швов болгаркой с зачистным кругом: он толще отрезного (6,5 мм) и выдерживает изгибающие усилия. Но гораздо эффектнее смотрятся соединения фасонными хомутами, их штампуют из полосы от 1,5 мм на инерционном штампе; можно также достаточно быстро и без опыта отковать по-горячему, см. ниже. Заготовку хомута делают в виде П-образной скобы на оправке в размер соединяемых деталей и загибают ее крылья с тыла на месте большим слесарным молотком или кувалдой 1,5-2 кг по-холодному. Красят готовое изделие, как правило, кузнечными эмалями или акриловыми красками по металлу. Эмали с пигментом из кузнечной патины дороже, но лучше: высохшие, они цвета благородного несколько под старину, не отслаиваются, не выгорают, износо- и термостойки

Как обойти камень

Т.е. камень преткновения во всем вышеописанном: фасонные наконечники прутьев; без них забор не забор, ворота не ворота и калитка не калитка. Инерционный штамповочный пресс (поз. 3 на рис. с видами станков) дорог, но эффективен. Он работает по принципу маховика: вначале, плавно вращая коромысло (штангу с грузами), отводят винтовой боек назад до упора. Затем вкладываютт в гнездо сменный штамп, ставят заготовку. Далее быстро раскручивают коромысло в обратную сторону (это момент травмоопасный!) и оставляют его свободно вращаться – пошел рабочий ход. В конце него боек очень сильно бьет по хвостовику штампа; за счет инерции грузов развивается усилие, достаточное для штамповки.

Нагрузки, особенно ударные, в инерционном штамповочном станке велики, приходятся на малые площади, а точность изготовления его деталей нужна высокая, поэтому делать его своими силами лучше и не пытаться. Самостоятельно возможно сделать ручной прокатный стан, см. рис. справа, но лишь частично: валки из спецстали, валы и подшипниковые втулки придется заказывать, а шестерни покупать или искать б/у. Получать же на таком стане можно только наконечники гусиная лапка и лист (копье), причем по их шейкам сразу будет видно, что это машинная работа.

Между тем такие же, и некоторые другие, наконечники прутьев можно отковать горячим способом, не будучи опытным кузнецом. Хороший, явно ручной работы наконечник-лист куется просто кувалдой и молотком, а ковочный штамп (штемпель) для лапок делается из негодного напильника, в котором болгаркой выбираются канавки. Кузня для этого нужна? Для эпизодической мелкой работы совсем не обязательно; главное – разогреть металл. Пропановая горелка не годится, нагрев должен быть равномерным со всех сторон и без пережога. Итак, приходим к выводу, что холодная и горячая ковка не исключают друг друга: чтобы с помощью простых станков для холодной ковки или вовсе подручными средствами получать качественные изделия, очень даже не помешает вдобавок к ним небольшой кузнечный горн из подручных материалов.

Такой вид работы с металлами пользуется большей популярностью у «домашних» мастеров хотя бы потому, что не предусматривает их термической обработки и, следовательно, установки горна. А это дело одновременно и более сложное, и хлопотное. Да и технология изготовления различных узорных деталей намного проще, так как нет такого понятия, как «перекаленный» или «недогретый» материал.

В принципе, выполнить холодную ковку можно и при помощи ручного инструмента — специальное оборудование не всегда обязательно. Все, что понадобится, это наковальня и молот. Так можно работать практически с любыми заготовками – листовым железом, металлической полосой, прутком или трубой. Все зависит от сложности детали и навыков мастера. Кстати, как вариант – обычный , которым можно многое что сделать.

Но в большинстве случаев, особенно людям увлеченным, или если дело поставлено «на поток», целесообразно использовать в работе станок для холодной ковки, пусть и самодельный, так как не каждый образец можно обработать ручным инструментом. Да и круг возможностей значительно расширяется. В продаже есть множество соответствующих устройств, но вот цены на них «кусаются».

К примеру, стоимость самого дешевого универсального блока (кузнечно-гибочного) составляет примерно 120 000 рублей . И это без учета приспособлений, которые, в зависимости от комплектации, обойдутся еще тысяч в 7 – 10. Даже простейший станок для «улитки» меньше чем за 65 000 не найти.

Своими силами можно собрать несложные механизмы, которые, тем не менее, позволяют получать самые замысловатые узоры. Все дело в навыках того, кто будет работать. Рассмотрим одну из моделей, причем без указания используемого материала, размеров и прочих тонкостей. Главное – понять принцип устройства, а все остальное домашний мастер подберет и сам. Тем более что человек, у которого нет склонностей к занятию подобным «конструированием», этим и не заинтересуется.

Станок «улитка»

С его помощью можно делать кольца, спирали, «волны» и различные «завитки». Процесс изготовления станка включает несколько этапов.

Шаблон

Для получения большей точности разметки целесообразно использовать бумагу-«миллиметровку». На ней чертится спираль, причем с постепенным увеличением радиуса витков. Условие – расстояние между ними (шаг) должно быть одинаковым. Но это если требуется симметричность узора (хотя у каждого человека свое понятие о «художественной ценности» работы). То же касается и числа витков (как правило, их не более 4).

Нужно учесть, и с какими заготовками придется работать. «Шаг» должен быть немного больше диаметра прутка (полосового железа), иначе вытащить готовую деталь из станка без повреждения «формы» после завершения операции вряд ли получится.

Рабочая поверхность

Используется кусок листового железа. Его достаточная толщина – 4 мм. Линейные размеры определяются исходя из предполагаемых габаритов изготавливаемых деталей.

«Форма»

Для нее можно взять, к примеру, полосовой металл толщиной 3 мм. Это позволит работать с ней при помощи ручного инструмента. Она сгибается в спираль по разметке шаблона. Это несложно сделать, используя пару плоскогубцев.

Дополнительные элементы

Для обеспечения рабочего процесса понадобится один конец заготовки зафиксировать. Поэтому понадобится обрезок прутка (равный ширине полосы). Кроме того, рабочую площадку нужно будет на чем-то закрепить (к примеру, на верстаке). В качестве такой стойки можно приготовить 10-сантиметровый отрезок трубы (естественно, толстостенной). Хотя и тут вариантов много, так как установленная таким способом конструкция может мешать другим видам работ.

К примеру, предусмотреть закрепление всей сборки в «мощных» тисках. Поэтому вместо трубы можно взять шестигранник (гайку большого диаметра или что-то подобное). Главное – надежность фиксации, учитывая, что при холодной ковке придется прилагать значительные усилия.

Сборка станка

Здесь также множество вариантов. Его можно сделать как «монолитным», так и разбирающимся на составные части. В первом случае «улитка» (или отдельные ее части) из полосы просто приваривается к площадке. Например, вот в таком положении:

Можно по всей длине «наварить» кусочки прутка (по 1 см) с интервалом в 4 – 5 см, и под них в рабочей площадке высверлить посадочные отверстия.

Главное – не забыть о надежном закреплении конца изгибаемой детали.

Мы рассмотрели только один из самых простейших вариантов. Чтобы иметь более полное представление обо всех возможностях приспособлений для изготовления «улиток» и тому подобных изделий, целесообразно ознакомиться с соответствующим промышленным оборудованием. А как сделать нужное устройство самостоятельно, из подручного материала, смекалистый человек всегда сообразит. Интересный вариант показан на видео:

На практике часто приходится гнуть заготовки в «змейку», но делать это вручную довольно сложно. Такие станки называются «торсионными». Кроме того, что потребуются значительные усилия, необходимо соблюсти равномерность вращения. Значит, такие приспособления для холодной ковки придется оборудовать эл/приводом. Полностью перечень оборудования для холодной ковки вы можете .