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.
Проворачивая приспособление дальше, осуществляют изготовление завитка. При необходимости вставляют другой конец заготовки и производят изготовление замкнутого или разомкнутого завитка.
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.
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.
Торсионы
Торсионное скручивание прутка без станка
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.
Самодельные торсионные станки для холодной ковки
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
Электропривод самодельного торсионного станка
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:
Ковка, гибка и штамповка
Чем отличается холодная ковка металла от, например, штампования? В штамповке материал не растекается совсем или делает это крайне слабо. Для примера следует осмотреть банку для пива – она выбита единственным ударом оголовья пресса для штампа.
Если это сложное изделие типа чайника, то пуансон будет раздвижной формы.
Пуансон для пресса
Естественно, что в домашних условиях очень тяжело орудовать этими прессами и ими тяжело делать кованные детали.
Если сравнивать холодную ковку с горячей – отличия видны сразу. При холодном варианте исходный материал не требуется нагревать. По сути, ковка такого вида – это наклепывание заготовки множеством ударов с применением необходимой силы. При этом изменяется структура материала: наружная часть становится более твердой, а внутренняя – способствует повышенной стойкости и вязкость детали.
Наклепывание производится с помощью механического молота. Его можно смастерить и самому, в чем-то это даже проще, чем изготовление некоторых станков для художественной ковки.
Холодная художественная техника – это гнутье или гибка металлической заготовки. Сама структура детали серьезно не изменяется, а переработанные физические и механические параметры не оказывают серьезного влияния.
Соединение и покраска деталей
Для сборки деталей в желаемую конструкцию необходимо предусмотреть ровное свободное пространство — на полу или на столе, в зависимости от размеров. Заготовки лучше подвергнуть пескоструйной обработке, чтобы снять возможную ржавчину и зачистить поверхность перед сваркой и покраской. Пескоструйный агрегат можно также сделать самостоятельно из отслужившего свое газового баллона, пары патрубков и кранов. Для форсунки можно использовать керамический корпус отработанной свечи зажигания. Для этого достаточно владеть навыками сварочных и слесарных работ.
После пескоструйной обработки детали раскладываются на сборочной площадке. Для удобства работы можно использовать бруски-подкладки. После того, как части размещены, стоит проверить еще раз соответствие их расположения чертежу. Далее, зафиксировав ключевые элементы конструкции струбцинами, точечной сваркой надо прихватить их друг к другу. В последний раз проверив размеры, углы и взаимное расположение, можно приступать к проварке всех нужных швов.
После сварки требуется зачистить окалину проволочными щетками, закрепленными в дрели, а в труднодоступных местах и вручную. Конструкция готова к покраске. В зависимости от выбранных грунтов и финишной краски, а также от способа нанесения, сборку укладывают на прокладочные бруски или крепят вертикально временными упорами.
Виды
Промышленная ковка без подогрева заготовок использует специальные инструменты и оборудование для производства крупных партий изделий. Металлообработка включает в себя следующие технологические операции:
- гибка;
- калибровка;
- прошивка;
- вырезка;
- штамповка;
- навивка.
В качестве инструмента используются штампы, позволяющие изготавливать совершенно одинаковые детали большими партиями, мощные прессы.
Для изготовления решеток на окна, ворот, мебели используется пруток с сечением 8–16 мм, полосы листа. Изделия собирают из элементов, сделанных вручную по шаблону.
Элементы кованого забора и ограждения балкона соединяются между собой сваркой и помещаются в прочную раму или крепятся к надежному основанию. Конструкция делается плоской или объемной, в зависимости от замысла мастера и назначения.
Решетка на окне
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.
Устройство станков для ковки по холодному типу
Конструкция станков
Любой прибор для проведения ковки холодным способом обладает характерными чертами и качествами
Чтобы сделать качественный станок для холодной ковки своими руками, важно выяснить, как он устроен
- Гибочные. Изменяя положение роликов и клиньев, изменяются габариты волн и изгибов. Из-за этого изгибаются прутья до 1,6 см. Единственным недостатком применяемого механизма станет невозможность изготовления его самому.
- Твистер. Снабжен спецшаблоном, к нему придавливают используемую металлическую часть. Сохранность шаблона обеспечивается упорным рогом.
- Основание с проставками. Прибор помогает делать любые узоры. Конструкция отличается простотой, основой является пластиной из материала высокого качества, куда вкручиваются проставки на определенной дистанции. Этот тип прибора эффективен для металла в толщину 0,6 см.
- Улитки. Изделие является пластинкой-основой, где расположен спецвиток. Его применяют как шаблон для обрабатываемой детали. Характерной чертой станет то, что «улитка»-шаблон разделена на фрагменты, закрепленные друг с другом с помощью соединительных спецэлементов. Это даст возможность при работе шаблону менять форму, ввиду чего будут созданы разнообразные волны и изгибы. Для изготовления такого станка потребуется выбирать крайне надежный материал, которой не будет гнуться по прошествии времени.
- Торсионный станок. Подобное приспособление эффективно для винтового скручивания прута. Устройство делают из цилиндрического металлического каркаса и 2 фиксирующих элементов. Принцип работы заключается в том, что прутья помещают в крепежные элементы. С одной стороны их зажимают, а с другой закручивают до необходимых размеров винтовой волны.
Станки для холодной ковки
Для ведения работ по холодной ковке сильно востребованы разные инструменты и технологическая оснастка. Большую часть инструментов можно купить в любом инструментальном магазине, но отдельные приспособления придется заказывать. Можно приобрести и готовый набор для производства и приспособления для холодной ковки.
В количество необходимых инструментов входит и сварочный аппарат. На рынке существует множество предложений по поставке сварочного оборудования, но для нужд кузни имеет смысл приобрести аппарат, способный работать как с постоянным, так и с переменным током. Такой аппарат дает возможность работать с тонкими листами, без риска их испортить.
Углошлифовальная машинка нужна для механической обработки заготовок. С ее помощью можно что-то подрезать, что-то отшлифовать. Такая машина должна обладать определенным запасом мощности и высокими оборотами. Не помешает и зачистная машинка. Она потребуется для выравнивания сварного шва в труднодоступных местах, например, на стыке двух плоскостей.
Из электроинструмента понадобятся — дрель, перфоратор.
Кроме перечисленного инструмента, понадобится и набор технологических приспособлений. Для получения отдельных деталей используют шаблон, его применяют для получения металлических дуг или колец. Без такого приспособления, как объемник не получится получить узоры.
Кузнечное оборудование для холодной ковки можно купить в составе готовых комплектов, а можно сделать своими силами.
Станок улитка
Оборудование под названием «Улитка» позволяет изготавливать различные завитки. Для большего удобства в работе используют улитки с воротом.
Станок торсионный
Торсионное оборудование для ковки предназначено для скручивания прутка вдоль оси.
Для изготовления данного станка своими руками понадобится следующие материалы и инструменты:
- стальной лист;
- двутавр;
- слесарные тисы;
- крепеж;
- углошлифовальная машина;
- сварочный аппарат;
- приводная станция, состоящая из редуктора и электрического двигателя.
Станок гнутик
Данный тип оборудования применяют для гиба пруткового материала или труб под определенный радиус и угол. Работа на этом оборудовании не требует приложения больших усилий, а после обработки металл не изменяет свою структуру.
Гнутики работают так. Для получения готового изделия заготовку ставят между гибочным валом и упором. Гибкий вал оказывает давление на заготовку, а упор не дает ей деформироваться полностью.
Станок волна
Оборудование этого типа позволяет производить изделия волнообразного типа из круга, квадрата и других типов проката. С его помощью делают такие детали, как волны и зигзаги.
Универсальный станок для холодной и горячей ковки НК-1 — это установка, в составе которой имеется несколько блоков. Она позволяет выполнять множество операций и изготавливать различные детали, — завитки, кольца и пр. Оборудование этой марки позволяет наносить рисунок на металлические полосы, трубы и прочие виды профиля. При этом применяется метод холодной деформации.
Отличия
Подобный процесс отличается от стандартных кузнечных технологий тем, во время работы материал не подогревается для достижения лучшей пластичности и податливости.
Другие отличительные черты:
- Часто для холодной ковки своими руками изготавливается устройство, потому что оно не особо сложное в производстве и доступно даже любителям, а не только для профессионалов.
- Нет совершенно никакой надобности в дополнительных приспособлениях для нагревания предмета.
- Органичный и даже красивый внешний вид.
- Для активации оборудования зачастую приходится прибегать к помощи механическое движение. То есть, работа, основанная на силе и выносливости человека. Но этот аспект просто нивелировать с использованием электрического привода.
Видовое разнообразие накладывает свой отпечаток. У каждого типа есть отличительные моменты, но существуют и общие для всех.
Это:
- Усиленная станина. Ведь на нее приходится основной упор во время сжатия, скручивания, изгиба далеко не самого мягкого сырья.
- Приспособления почти полностью состоят из металла. Деревянных элементов не может быть по определению, такой материал просто не выдержит давления.
- Стационарность. Практически не существует мобильных вариантов оборудования.
Оснащение электроприводом торсионного станка для холодной ковки
Разумеется, подключение привода привнесет массу положительных аспектов. Работы ускорится в несколько раз. При этом одновременно возрастет и эффективность. Ведь качество полученных изделий будет лучше, отсутствие рывков и дерганий, присущих человеку, сказывается положительно. Быстрота и результативность, звучит прекрасно. Да еще и человеческий ресурс растрачивается куда меньше, не нужно применять силу, лишь нажать кнопку. Но добавление привода намного увеличивает цену приспособления, а также добавляет траты электроэнергии. Соответственно, логично применять только при производстве крупных партий.
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.
Центр
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.
