Кузнечное оборудование для холодной ковки металла

Оборудование для горячей ковки металла

Изготовление некоторых деталей невозможно проводить без их предварительного нагрева, поскольку в холодном состоянии изделия теряют свою пластичность, они становятся более хрупкими, подверженными деформации и появлению сколов.

Оборудование для ковки металла в горячем состоянии бывает таких видов:

• Горны – специальные приспособления для предварительного разогрева заготовок;
• Наковальни – опорные инструменты, на которые кладется железная заготовка;
• Стуловые тиски – изделия, при помощи которых фиксируются металлические заготовки;
• Молотки – инструменты разной величины и массы, которыми выполняется непосредственное давление на металл;
• Также есть группа дополнительного оборудования, которая включает в себя обжимки, гладилки, раскатки, всадной инструмент, подбойники и прочие принадлежности.

Особенности холодной ковки

Вся художественная ковка состоит из сплошных изгибов, волн, завитков – все они разной величины, в разнообразном сочетании. Руками металл не погнуть, даже если он самый мягкий. Поэтому главный единственный метод холодной ковки – обработка металла станком. Для каждого металлического элемента существует свой инструмент.

Первым делом нужно обзавестись ими, но сначала разобраться с видами станков для холодной ковки. Сложность такого оборудования невысокая, стоимость – тоже.

Специальные станки для холодной ковки – это целый букет вариантов, они бывают с ручным управлением или с электромоторами, самодельные или покупные. Чтобы воплотить в металле все мыслимые и немыслимые художественные идеи, вполне хватит 5 – 7 видов. Как минимум, половину из них можно изготовить самостоятельно.

Главное – помнить, что холодная ковка металла по плечу любому, у кого есть желание и упорство. Перед тем, как принять решение о начале работ по холодной ковке, нужно разобраться с некоторыми нюансами этой технологии и видами специального оборудования.

«Волна»

Станок позволяет за счет управляемых валов (дисков) выполнять различные зигзагообразные и синусоидные изгибы (все зависит от конструкции).

Как и в предыдущей конструкции, здесь имеется статическая и подвижная части. Один диск вращается по оси вокруг другого за счет рычага (воротка). При изменении расстояния между ними получается волна той или иной конфигурации.

• Откатные ворота своими руками — как построить простые и автоматические ворота. Схемы, чертежи и обзор лучших идей (90 фото)
• Ремонт компьютера своими руками — практические рекомендации и диагностика основных типов неисправностей (90 фото)
• Станок по дереву своими руками — советы по постройке простого токарного станка и станков с ЧПУ (110 фото и видео)

Оборудование для холодной ковки металла

Выбрать оборудование для ковки металла в собственный цех будет очень просто, если заранее определиться с его функциями и качественными характеристиками.

Для холодной ковки используются такие механические станки:

• Гнутик – используется для сгиба металлических брусков под определенным углом и придания дугообразной формы необходимого диаметра металлическим пруткам.
• Волна – станок для придания изделиям волнообразной формы, выпуклости по всей длине получаются идеально ровными и одинаковыми. Эту установку невозможно заменить гнутиком, поскольку он не дает возможности добиться симметричности всех элементов волны.
• Улитка – установка, при помощи которой выполняется спиральный загиб прутков. Такие станки используются для изготовления круглых оснований мебели и предметов интерьера.
• Твистер – приспособление для выполнения кручения прутка вокруг оси.
• Оборудование с ЧПУ – к этой категории можно условно отнести все станки, которые максимально автоматизируют производство, поскольку управление ими осуществляется при помощи программного обеспечения. Такие агрегаты целесообразнее всего приобретать в мастерских или на производствах с большими объемами работы, они значительно повышают производительность и сводят к минимуму наличие брака.

Разновидности станков для ковки

К несомненным достоинствам холодной ковки металла необходимо отнести то, что исчезает необходимость в сооружении кузни и установки оборудования и приспособлений, без которых работы попросту невозможна (горн, наковальня и пр.).

Холодная ковка металла может быть автоматизирована, причем без особых сложностей. Такое решение гарантирует повышение эффективности работы по изготовлению изделий. Даже неавтоматизированное производство позволяет поднять производительность труда, то есть она позволяет производить целые партии деталей по заданному образцу, другими словами, всегда существует возможность организации мелкосерийного и серийного производства. Это особенно выгодно при оформлении больших заказов, например, при изготовлении ограждений, и пр.Для обустройства мастерской холодной ковки нет необходимости в наличии больших площадей.

При холодной ковке металла не происходит изменений во внутренней структуре металла, а это приводит к сохранению прочностных характеристик металла. При холодной ковке металла существует возможность искусственного старения металла и это позволяет производство деталей под старину.

Торсионы – ручная ковка

Кузнечные торсионные станки, или твистеры, предназначены для закручивания прутка или трубы квадратного сечения вокруг продольной оси. Иногда вместе скручивают два, три или даже четыре стержня

При скручивании тонкостенных квадратных труб надо обращать особое внимание на то, чтобы не превысить предельной прочности и допустить разрыва или смятия трубы. 

 На прочной раме закреплена оправка, в которой зажимают один конец стержня или их группы . На другом конце крепят вороток и начинают вращать его, вызывая скручивание стержней или труб. Чтобы стержни не выгнулись вбок, на них надевают прочную трубу, немного превосходящую по диаметру готовое изделие. Этот вид кузнечного оборудования для холодной ковки пригоден для изготовления своими руками витой кочерги, витых прутьев для оконных решеток или ограды, лестничных балясин и других элементов декора. Чтобы изготовить декоративную фигуру фонарик (или шишку), заготовки в оправках закрепляют не вплотную друг к другу, а вокруг центральной направляющей – штока. После скручивания детали извлекают из оправок, соединяют их концы вместе и сваривают фонарик. Такой элемент может играть чисто декоративную роль, а может нести и прикладную функцию – служить рукояткой для каминных щипцов, совка или кочерги. Обычно в фонарик скручивают 4 или 6 стержней, но встречается и другое число. Число отверстий в оправке должно совпадать с числом заготовок, отверстия должны быть равномерно распределены по окружности.

Ковка холодного типа

станок для холодной ковки

По сравнению с горячей ковкой, ковка холодного типа не требует постройки горна для того, чтобы нагревать металл. Суть ковки холодного типа заключается в том, что придание необходимой формы металлу производится при помощи выгибания заготовки, опрессовывания и сваривания. Ковка холодного типа намного проще по исполнению, а для устройства мастерской много места не нужно. Для создания готового изделия не нужны большие температуры, а это только плюс к общей безопасности.

Но подобного типа ковка имеет и свой огромный недостаток. Любые работы с металлом проводятся только с подготовленными заготовками, и исправить какую-либо ошибку возможности нет. Понятное дело, это относится ко всем этапам данной ковки, но по большей части заготовка с ошибкой пойдет в металлолом либо в качестве учебного пособия как не нужно делать.

Не зависимо от того какой тип ковки вы выбрали вам нужно будет изучить множество важных процессов. В первую очередь это относится типов металлов и температуры для их ковки и плавления. Также следует разбираться и в самой технологии ковки разных металлов. Ниже мы о них расскажем.

Сборка устройства

Рекомендуем все элементы на предварительном этапе подсоединять на не очень прочные крепления (не нужно сразу работать сваркой), поскольку при проектировании могли быть допущены ошибки. Начните с болтов, а затем проведите тестовый запуск. Если вас полностью устраивает конструкция, то можно произвести финальную сборку с наиболее крепкими соединениями, в том числе с использованием сварочного аппарата.

Соединение и покраска деталей

Внутренняя часть улитки, которая имеет постоянный контакт с заготовками, не должна быть окрашена, а только тщательно отполирована – без зацепок и ржавчины. Остальные части могут быть покрыты любым ЛКП.

Как обойти камень

Итак, вопрос – делать самому или покупать уже готовую аппаратуру? Если вам нужна высокая производительность и точность, то лучше заказать заводской агрегат. В случае, когда вам нужно загнуть одну-две заготовки, то можно сделать самый простой «гнутик».

Приспособление «Фонарик»

Используется для изготовления из квадратного или круглого прутка элементов в форме «корзинки» или «фонарика».

Устройство и принцип работы

Приспособление делается на базе стандартного торсионного станка. В закрепленные тиски зажимается обрезок трубы с наваренной на торец гайкой большого диаметра, в которой по торцам просверлены отверстия по размеру заготовок.

Затем в противоположных, крутящихся тисках закрепляется такая же деталь. В отверстия соосных гаек вставляются детали заготовок.

Между гайками устанавливается металлический вал. Его диаметр должен быть меньше внутреннего диаметра гаек. После путем вращения одного края заготовок изготавливается фигура необходимой формы.

Технология холодной ковки

Технология изготовления кованных холодным способом предметов отличается отсутствием предварительного нагревания по всей поверхности заготовки, допускается местное прогревание участка в месте будущего изгиба. В основу обработки положена пластичность металлов.

Каждый металл, будь то черный или цветной, имеет предел прочности на разрыв, изгиб и растяжение. Одни материалы легко сопротивляются изгибу, другие отлично скручиваются и растягиваются. Используя такую способность, производят обработку материала различными способами давления без нагрева. Применение усилий прессует материал в точках изгиба или кручения, структура уплотняется, металлу сообщается дополнительная прочность.

Из-за отсутствия предварительного высокотемпературного действия химические свойства металла не меняются, поэтому последующая закалка, отжиг и отпуск не делается.

Достоинства и недостатки

К положительным сторонам обработки относят:

• не требуется нагревание, это обстоятельство удешевляет работу, так как не нужно приобретать оборудование для разогрева или строить печи;
• изделия имеют повышенную прочность;
• элементы подгоняются под шаблон с высокой точностью;
• дополнительная доводка готовых деталей не требуется или сводится к минимуму;
• готовые элементы не содержат следов копоти и продуктов горения на поверхности.

К недостаткам относят:

• при изготовлении усилия прилагают намного больше, чем при горячем прессовании;
• нельзя работать с листовым литьем и болванками прочных металлов;
• для приложения силы требуются (в некоторых вариантах) мощные специализированные станки;
• требуется очищение поверхности перед работой.

Процесс изготовления изделий

Основными операциями при работе являются:

• прессование с помощью ручного или механизированного сжимающего оборудования;
• чеканка позволяет наносить рисунок или орнамент на поверхность, используется ручные инструменты или станки, чаще всего узоры ставят на меди, как мягком и податливом металле;
• гибка относится к основным технологическим приемам, распространенный в изготовлении многих заготовок.

Помимо основных технологических приемов, в холодной ковке заготовки режут, рубят, крутят, сваривают, шлифуют. Для обработки материалов и создания декоративных элементов применяют специализированное оборудование и инструменты. Ковка холодным способом представляет собой многоплановую работу с металлом для производства готовых декоративных деталей.

Приобретают универсальный аппарат, но его покупка оправдывается при массовом производстве, а изготовление типичных элементов для собственного двора и дома небольшими партиями быстро не окупится. Для одной или двух техник покупают необходимые приспособления, а дорогой станок для гибки будет работать в незагруженном режиме.

https://youtube.com/watch?v=edWs8rzHr4c

Ковка холодного типа

станок для холодной ковки

По сравнению с горячей ковкой, ковка холодного типа не требует постройки горна для того, чтобы нагревать металл. Суть ковки холодного типа заключается в том, что придание необходимой формы металлу производится при помощи выгибания заготовки, опрессовывания и сваривания. Ковка холодного типа намного проще по исполнению, а для устройства мастерской много места не нужно. Для создания готового изделия не нужны большие температуры, а это только плюс к общей безопасности.

Но подобного типа ковка имеет и свой огромный недостаток. Любые работы с металлом проводятся только с подготовленными заготовками, и исправить какую-либо ошибку возможности нет. Понятное дело, это относится ко всем этапам данной ковки, но по большей части заготовка с ошибкой пойдет в металлолом либо в качестве учебного пособия как не нужно делать.

Не зависимо от того какой тип ковки вы выбрали вам нужно будет изучить множество важных процессов. В первую очередь это относится типов металлов и температуры для их ковки и плавления. Также следует разбираться и в самой технологии ковки разных металлов. Ниже мы о них расскажем.

Металлы для ковки

оборудование для ковки

Ковка металла вручную – это трудоемкий и сложный процесс, который требует применения металлов определенного типа, а если говорить точнее, то метала с определенными параметрами

Для ковки руками, вне зависимости будет она холодной либо горячей важно подобрать металл более высокой пластичностью, так как от этого качества будет зависеть удобство и простота изменения самой заготовки и ее формы. Стоит упомянуть и о том, что такие свойства металла как пластичность и прочность взаимосвязаны

Если увеличивается один из них, то уменьшается вторая. Так что весьма важно разбираться в параметрах разных металлов и знать про их состав.

!!!Важно!!!

Важно! Имеются и иные важные параметры металла. Но мы рассматриваем декоративные изделия, то здесь нет необходимости говорить про уровень износа, стойкости и других свойствах.. ограда из латуни

ограда из латуни

Для ковки декоративного типа применяют такие металлы как:

• латунь;
• медь;
• дюралюминий;
• другие подобные сплавы.

То есть для ковки ручного типа применяют мягкие металлы, которые легко гнуться и им можно придавать разную форму. Для выбора самого легкого и ковкого металла вам следует просмотреть Марочник Стали и Сплавов. Здесь имеется детальное описание всех сплавов и металлов, а также их характеристики и состав.

Учитывая тот факт, что самым ковким металлом является сплавы меди и она сама, специалисты отдают предпочтение черным металлам для того, чтобы производить горячую либо холодную ковку. Такое предпочтение весьма просто объясняется большими ценами на цветные металлы. Так как для ковки металла стоимость по большому счету зависит от цен на заготовки, и не все могут купить оградки либо балясины, сделанные из меди.

пруты для ковки

Если вы выбираете черные металлы для ковки, то следует ориентироваться на сталь с самым малым содержанием углерода, около 0,25 процента. Помимо этого в нем должно быть самое минимальное содержание таких вредных добавок как:

• сера;
• фосфор;
• молибден;
• хром.

Также стоит не останавливать свой выбор на сталях конструкционного и инструментального типа с высоким уровнем содержания углерода 0,2-1,35 процентов. Подобного типа стали имеют малую эластичность и их плохо сваривать.

Выбирая тот либо другой металл, следует использовать Марочник. Если же вы не имеете к нему доступа, то можно использовать таблицы из сети. Процесс же выбора весьма простой, следует поднести вашу заготовку к точилу и посмотреть на искры, а потом сравнить их с показателями таблиц.

На сегодняшний день при помощи промышленности нет необходимости создавать заготовки собственноручно. Теперешние кузни применяют уже готовые заводские заготовки для проведения ковки холодного типа.

Инструменты для проведения ковки

обжимки для ручной ковки

Проведение любой работы, связанной с ковкой металла невозможно без наличия специальных инструментов. Инвентарь для ковки горячего типа очень разнообразен в него входит:

• наковальня;
• горн;
• клещи;
• молоты разного веса и много других инструментов.

Инструменты для ковки холодного типа немного проще и в него входят более простые станки. Понятное дело, что такие приборы, как аппарат для сварки, шлифмашина и болгарка применяется для всех типов ковки. Зная про предназначение всех инструментов можно грамотно провести все работы.

Инерционно-штамповочные станки

Этот вид оборудования напоминает прессы или прессовочные валики, которыми молодые мастера иногда пренебрегают. А зря: без фасонных хомутиков для соединения деталей и оформленных наконечников прутьев работа никогда не будет иметь эстетичного вида. Эти прессы работают как маховик, в котором боек бьет по месту штампа. Декоративные детали мелкие, точность их изготовления должны быть очень высокой, поэтому этот вид станков не нужно даже пытаться сделать своими руками.

Все бы хорошо, да только инерционно-штамповочные прессы – дорогое удовольствие. Но здесь можно найти решение, назовём его «интегрированным кузнечным решение». Разного рода наконечники очень просто сделать способом горячей ковки. Для этого совсем не обязательно быть опытным мастером. Либо сходить в гости в мастерскую горячей ковки, либо самому завести изящный кузнечный горн – можно легко и недорого смастерить из подручных материалов. Для такой мелкой работы своя отдельная кузня не нужна, дел всего ничего – разогреть металл.

Приспособление «Гнутик»

Предназначено для изгибания прутков или трубок под заданным углом или радиусом. А также, с помощью этого приспособления создаются хомуты для скрепления деталей между собой без применения сварки.

Устройство  

Самодельный гнутик состоит из:

1. Основания с пазом. Изготавливается из прочного швеллера.
2. Подвижного упора. Он двигается в пазу при помощи червячного механизма.
3. Двух жестко закрепленных упоров. Они крепятся на частях основания.

На упоры одеваются сменные валики различного диаметра. Это даст возможность гнуть детали под необходимыми радиусами и углами. На подвижном упоре тоже желательно сделать возможность смены валика или клина.

Заготовка зажимается неподвижными упорами и гнется под нужным углом путем давления на нее подвижного упора. Благодаря использованию червячного механизма не потребуется прилагать значительных физических усилий для достижения деталью нужной формы.

Благодаря возможности изготовить оборудование самостоятельно, этот вид деятельности не требует значительных вложений на начальном этапе.

Необходимое оборудование и инструменты

Холодная ковка своими руками осуществляется с помощью стандартного набора оборудования, состоящего из таких станков:

1. Гнутик применятся для гибки стального квадрата, круга или прутка под углом. С его помощью можно так же согнуть металл дугой с заданным радиусом кривизны.
2. Волна придает отрезку металла волнообразную форму, её оснастка позволяет получить волну нужной величины и кривизны.
3. Улитка служит для закручивания прутка в спираль.
4. Твистер используется для скручивания прутка по его продольной оси с установленным периодом.
5. Фонарик – устройство, работающее по тому же принципу, что и твистер, но оно дополнительно даёт возможность переплетать друг с другом отрезки скрученного прутка или иного сортового металла.

1. Дисковая пила или мощная болгарка с фрезой для резки труб, прутка, круга и квадрата.
2. Сварочный аппарат.
3. Две-три турбинки с набором насадок для очистки металла от ржавчины и зачистки сварных швов.
4. Краскопульт для окраски готовых изделий.

Оборудование для художественной ковки металла

Прогрессивное развитие ковки заметно в превращении ее в художественное направление, одним из ярких примеров этого является известная «Пальма Мерцалова», которую выковал умелец из Донбасса, причем из обычного рельса.

Сейчас оборудование для художественной ковки металла с каждым днем становится популярнее. На выставке представлены многочисленные образцы самого современного оборудования.

С древних времен обработка метала, в том числе и ковка изделий, занимает в жизни человека одно из важных мест.

Сначала основной целью было обеспечение бытовых и насущных нужд человечества, сюда включалось изготовление оружия и орудий труда. С течением времени и движением прогресса, технологии значительно изменились, а ковку приравняли к искусству.

Применение кованных изделий

Сфера применения кованых изделий обширна и многогранна, поэтому описать ее несколькими словами невозможно.

Изделия, выполненные при помощи оборудования для художественной ковки металла, используются в следующих целях:

• Внешний вид двора (различные ворота, кованые калитки и ограждения);
• Декоративные изделия для дизайна (светильники, лавочки, элементы беседок, горшки и другое);
• Оконные решетки для защиты дома;
• Дизайнерские элементы и изделия (каминные решетки, элементы светильников и ламп, отдельные части домашней мебели и т.д.).

Если посмотреть, то изделия ковки пользуются большим спросом, это происходит из-за следующих факторов: из-за эстетической ценности, практичности применения в быту. При этом качества эксплуатации находятся на уровень ниже.

Мы знаем, что ручная художественная ковка стоит на порядок дороже изделий, произведенных с помощью аппаратуры и механизмов. Это происходит из-за творческого вклада мастера в своё изделие.

Хотя, по факту, готовое изделие, изготовленное на оборудовании для художественной ковки металла, от ручной работы сможет отличить только профессионал, и то потому, что на ручном изделии могут быть огрехи. К тому же ручной процесс займет больше времени и сил. Убедиться в этом можно прямо на выставке, на многочисленных экспозициях.

Технологии ковки

Технология основывается на том, что при нагревании стали и доведении её до определенной температуры сталь становиться пластичной и легко деформируется.

Оптимальной является температура от 800 до 900 градусов по Цельсию.

Конечно, ковка металла возможна и при более высоких температурах, но тогда они прослужат не так долго и эксплуатационные свойства достаточно упадут. Благодаря такой температуре увеличивается пластичность, но не страдает прочность полученных вещей, а энергетическая емкость не превышает финансовых затрат.

Приемы художественной ковки

Чтобы придать получившемуся изделию необходимую форму, можно прибегать к следующему ряду технологий:

• Вытяжка. Для увеличения длины будущего изделия или заготовки. Для этого деталь по всей длине пробивается, и необходимо делать это со всех сторон изделия, и вращается по направлению оси.
• Скручивание. Делается с помощью устройства, называемого вороток. Один край заготовок фиксируется в тисах, а второй с помощью воротка вращается по оси.
• Осадка. Если при вытяжке изделие растягивается, то при осадке длина заготовки уменьшается в несколько раз, и удары производятся не по длине, а по торцу изделия, только с необходимым постоянным выравниванием.
• Рубка и гнутье. Данные методы используются при изготовлении всех изделий, поэтому не стоит рассматривать их подробно.
• Выглаживание. Устранение возникших во время ковки дефектов и уточнение имеющихся граней.
• Узоры. Нанесение тонких художественных узоров – самая филигранная техника. У каждого мастера свои техники нанесения узоров и их создания.

Рассмотрим, к примеру, оборудование DH-W5, которое используется для ковки металла. В него входят такие узлы для применения технологий:

• Изгибание заготовок под любыми углами, даже с достаточно сложной конфигурацией. Это происходит благодаря встроенным роликам различного диаметра.
• Изготовление жгутов из заготовок, при этом возможно скручивание нескольких сразу.
• Резка металла и пробивание отверстий.

Современное оборудование для художественной ковки металла демонстрируется на ежегодной выставке «Металлообработка».

Характеристики

Без нагрева, методом холодной пластической деформации, рекомендуется гнуть на станках с электромеханическим приводом профильные трубы со стороной квадрата не более 80 мм.

Следует учесть! Так как толщины стенок влияют на процесс формообразования, требуется производить технологическую пробу на сохранение целостности трубы.

Гибочный ручной станок BLACKSMITH M3-G. Фото 220Вольт

На ручных станках гнутся трубы с размером стороны квадрата до 30 мм. Для увеличения производительности станков, применяется групповая гибка, сложенных друг к другу профильных труб. Ширина ряда в зависимости от конструкции станка и его мощности.