Станки для холодной ковки

Станки для холодной ковки: преимущества их применения

Метод холодной ковки использует такое свойство металла, как пластичность, то есть при механических воздействиях можно изменить изначальную форму заготовки в заданных пределах. Поэтому для данного процесса подходят мягкие металлы, например: низкоуглеродистая сталь, медь, алюминий и пр. Для использования в качестве заготовок могут применяться:

Примеры различных материалов, используемые для холодной ковки

• прутки любого сечения: круглого или квадратного;
• полосы металла различной нарезки;
• трубы;
• прокатный профиль.

Изделия, которые производит кузнец при горячей ковке металла, в своем роде единичны и уникальны. Если необходимо создать набор из одинаковых элементов, которые потом собираются в готовую структуру, то уникальность будет только мешать. Именно с этой целью применяют метод холодной ковки: он гарантирует формирование большого количества идентичных элементов.

С горячим металлом работают профессионалы, которые обладают опытом в применении данной технологии и способны виртуозно обращаться со сложным инструментом. При холодной ковке высочайшего мастерства не понадобится – все гораздо проще. Ручные станки для ковки позволяют без значительных физических усилий получить достаточное количество изделий для выполнения того или иного проекта.

Универсальный станок улитка для создания художественных спиралей и завитков

Кроме того, временные затраты на подготовку элементов значительно сокращаются при работе на специальных станках, не говоря уже о сравнении данного метода с технологией горячей ковки: несколько минут на изготовление одного элемента – это неоспоримое преимущество.

Построение завитка для станка своими руками

Раздел актуален для тех, кто делает «улитку». Удобнее всего нарисовать на столешнице логарифмическую спираль, сделать в поворотных точках крепления, чтобы разделить всю кривую линию на съемные части. Затем мы рекомендуем из бумаги/картона сделать шаблоны и после перенести их на сталь.

Основная сложность заключается в расчетах. Радиус от центра к крайней точке постоянно увеличивается и растет в зависимости от количества витков и желаемого изгиба. Мы привели пример чертежа уже с нанесенными размерами, но их можно рассчитать для себя:

Сооружение станка для холодной ковки

Мы рекомендуем уже на этапе проектирования предусмотреть необходимость менять диаметр изгибов, поэтому нужно:

• сделать несколько отверстий для креплений – так можно будет при необходимости передвинуть один из элементов (вал, часть улитки и пр.);
• подготовить съемные детали других размеров, например, круги большего и меньшего радиуса.

Крепление насадок удобнее всего осуществлять посредством болтов.

Как построить завиток

Когда вы уже приступите к изготовлению, вы поймете, что для каждого отдельного изделия нужен свой шаблон с уникальными параметрами. Поэтому мы рекомендуем сделать несколько заготовок со стандартными габаритами, а затем устанавливать их на станину в зависимости от потребностей.

Основной аппарат, который используется, – это «улитка», здесь все построено на логарифмической спирали. Радиус каждого витка при повороте больше, чем в предыдущей точке.

Улитка с рычагом

Мы много рассказывали об этом приспособлении, посмотрим, как им пользоваться:

Торсионы

Винтовое скручивание прутьев возможно и вовсе без станочного оборудования. Как это сделать: если прут поместить внутрь трубы, а один конец зажать в тисках, то можно просто у основания второго зафиксированного края начать вращение с помощью рукояти. Скованное пространство не позволит заготовке делать непроизвольные изгибы, так как все витки будут одинаковыми. Но, на весу проводить процедуру не удобно, намного лучше, если все конструктивные элементы будут иметь свое статичное положение на крепкой столешнице. А еще лучше – если придется не руками крутить вертушку, а только нажимать на кнопку.

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:

Отличия холодной ковки

Основная разница при процедуре – нет дополнительной термообработки,то есть нагрева. Деформации производятся в обычных для стали температурных условиях.

Особенности:

• простое оборудование, которое можно изготовить своими руками;
• нет потребности в печи и прочих приспособлениях для кузнечных работ;
• необходимо применять физическую силу, но можно оснастить аппаратуру электроприводом;
• эстетичный внешний вид и оставление всех технических качеств и свойств.

Устройство станков для ковки по холодному типу

В зависимости от разновидности конструкция различается, но есть общие черты:

• крепкая станина – она должна выдерживать вес заготовки плюс усилие, с которым поворачивается рычаг;
• все элементы выполняются из надежной стали – деревянные шаблоны слишком мягкие, чтобы гнуть на них твердый металл, но алюминий или тонкостенный стальной лист – почему бы нет;
• обычно это стационарное устройство.

Остальные конструктивные особенности зависят от видов.

Оснащение электроприводом торсионного станка для холодной ковки

Электризация – бессмысленное мероприятие и затратное, если вам нужно согнуть одну или две заготовки. Но в случае, если вы намерены изготавливать изогнутые элементы для целого забора или заниматься этим делом профессионально, то без помощи электродвигателя не обойтись. Что это дает:

• увеличение скорости;
• эффективность и продуктивность агрегата в целом тоже повышается;
• стабильная и постепенная работа;
• надежная фиксация, отсутствие влияния человеческого фактора (разного рода ошибки при прокручивании рычага);
• работник значительно меньше утомляется.

Если вы планируете многосерийное производство, необходимо поставить двигатель и ремни для передачи энергии в механическое движение, но предварительно следует произвести расчеты.

Особенности оборудования

Конечно, если позволяет бюджет, можно особо не осложнять себе жизнь и приобрести универсальное оборудование для холодной ковки металла. Причем такой станок в себе совмещает все отдельные ручные приспособления. Но довольно не маленькая стоимость такого верстака делает его недоступным для многих домашних мастерских.

Какие можно сделать приспособления для холодной ковки своими руками и что на них производить?

Для основания собственной мастерской по обработке металла вполне достаточно основной шестерки станков: гнутика, твистера, фонарика, объемника, улитки, и волны.

Эти станки-самоделки способны обрабатывать основные типы материалов, использующихся в технологии холодной металлообработки: квадраты, прутки (сечением до 14 миллиметров) и стальную полосу, толщиной 3-6 мм с шириной в диапазоне 25-ти миллиметров.Приспособления, сделанные самостоятельно, осуществляют те же операции, как и заводское оборудование: гибку, кручение или прессование без потери качества.

Также на самодельном ручном станке вполне реально производить основные элементы изделий холодной ковки: завитки, волюту, корзинки,требуемые для дальнейшей сборки готовой продукции. Причем само кузнечное оборудование компактно, его можно без проблем разместить в гаражной мастерской.

Обучиться работать, имея инструмент для холодной ковки, очень просто. Здесь не требуются специальные знания о свойствах металла и его дальнейшей обработке (отжига, отпуска или закалки). Процесс обучения и производства практически безопасен, оборудование и материалы не работают с высокими температурами, а рабочие механизмы очень простые.

Самыми простыми для самостоятельной сборки будут: улитки, гнутики и твистеры. Они не требуют наличия дорогостоящих инструментов. Потребуется лишь сварка, инструмент для резки, чертежи с материалами и немного понятия в механике.

Итак, как сделать самодельные станки для холодной ковки своими руками?

Как она работает, и какой она бывает

По своей сути – это деформация металлических прутков в виде их загиба. Чтобы пруток деформировался без нагрева, его нужно жестко фиксировать к шаблону станка. Такой станок не для слабых рук: прокрутка и деформация производятся с помощью ручного усилия.

Улитка для ковки – чертеж.
Станок может работать в виде двух разных конструкций:

1. Самая простая опция – приваренный шаблон к основанию. Это монолитный кондуктор с единственным вариантом завитка в форме шаблона.
2. Вариант, дающий больше разнообразия в завитках – несколько модулей с завитками разного диаметра, которые крепятся на одно основание.

Ручной привод также может быть представлен в разных опциях:

1. Рычагом может быть любое подходящее приспособление.
2. Рычаг, который прикреплен к станине и приводится в движение подвижным подшипником.
3. В конструкциях посложнее применяются целых три рычага, которые вращают ось и прикрепленный к ней кондуктор.

Как сделать улитку для холодной ковки, какую опцию выбрать – проще или сложнее? Выбор зависит опять-таки от целесообразности, иными словами – от ваших производственных планов: что вы собираетесь делать, с какой производительностью и в каком количестве?

Устройство станков для ковки по холодному типу

Каждое приспособление для того, чтобы можно было заниматься холодной ковкой, имеет свои особенности и параметры. Чтобы беспрепятственно можно было сделать станок для холодной ковки своими руками, необходимо разобраться, что представляет собой каждый из них.

Станок	Устройство
Гибочные станки	Конструция этого устройсвта такова, что при помощи изменения роликов и клиньев меняется размер волн и изгибов. Им возможно изгибать прутья до 16 мм. Единственный нюанс этого устройства- его нельзя сделать самостоятельно, потому как требуется обрабатывать и вытачивать много деталей точного размера. Стоимость такого приспособления невелика.
Твистер	Работает агрегат благодаря оснащению его специальным шаблоном, к которому придавливается обрабатываемый кусок металла. Давление при этом должно быть очень большим, поэтому те, кто работают на твистере, должны обладать достаточной силой для этого. Кроме этого, сохранность самого шаблона обеспечена наличием упорного рога (концевого). Что касается серединного рога, который иначе назван обводящим, то его следует делать таким образом, чтобы он мог менять свое положение и быть в нем зафиксирован. От этого зависит эффективность работы, особенно для тех, кто приступает к процессу впервые.
Основание с проставками	Такой агрегат позволит сделать узоры абсолютно любых вариаций. Сама по себе конструкция очень проста и представляет собой пластину из прочного и надежного материала, в которую вкручены проставки на определенном расстоянии. Для таких целей можно использовать болты с размерами от м8 до м24. Толщина металла при этом зависит только от мастерства того, кто работает на станке. В основном такое приспособление хорошо подходит для металла с толщиной 6 мм.
Улитки Станок-твистер	С воротом	Такая установка представляет собой пластину-основу, на которой находится специальный виток. Такой виток используется в качестве шаблона для будущего изделия. Особенность станка в том, что «улитка»-шаблон разделена на несколько частей, которые закреплены между собой при помощи специальных соединительных элементов, что позволяет во время работы шаблону варьировать по форме, чем и создаются различного рода волны и изгибы. Минусы в такой конструкции тоже есть, поскольку для того, чтобы изготовить такой станок для холодной ковки своими руками необходимо подбирать очень прочный материал, которой не согнется со временем. Также продумывать соединительные петли, которые достаточно уязвимы, учитывая величину силы, с которой происходит весь процесс сгибания металла.
Рычажного типа	В таком типе станка «улитка» шаблон прикреплен очень прочно к основанию. Производительность у него за счет такого факта меньше, однако, надежность больше. при помощи специального рычага осуществляется прижим металлической пластины к шаблону, одновременно в процессе необходимо перемещать передвижной ролик. Чтобы сделать такой станок для холодной ковки своими руками можно использовать стальной материал, который отличен свей прочностью, а ролик можно выполнить из обычного роликового подшипника. В целом конструкция схожа с трубогибом.
Торсионный станок	Такое устройство хорошо поможет в винтовом скручивании прутьев. Такой станок делается из основы цилиндрической формы из металла и двух крепежных и одновременно скручивающихся элементов. Желательно оснастить такую конструкцию специальной парой лап, которые не будут давать обрабатываемому металлу гнуться не так как необходимо. Принцип работы на станке таков, что прут помещается в удерживающие его элементы, с одного конца зажимается, а с другого конца с помощью вращающегося шпинделя закручивается до нужного размера винтовой волны.

Читать также: Как высчитать вес металла по размерам

Устройство «торсион»

Данный узел унифицируется с прочими элементами универсального станка для холодной или горячей ковки. Приспособление включает в себя:

1. Полый патрон с любым способом зажима прутка — с помощью трех/двух кулачков, цанги, резьбы и т.д.
2. Каретку, на которой устанавливается сменный зажимной узел. с неподвижным зажимным узлом, который предназначен для фиксации противоположного торца прутка.
3. Собственно, зажимной узел с подвижными захватами шарикового, или клинового типа.
4. Ползуна, который, перемещаясь по направляющим станины, обеспечит торсировку прутков разной длины.
5. Станины, на которой монтируются все устройства, перечисленные выше.
6. Приводной рукоятки или штурвала — для ручного приспособления.
7. Пульта управления электродвигателем — для механизированного варианта.

Общий вид такого приспособления приведен на рис. 2

Рисунок 2 — Ручной станок «Торсион»

Как видно из рисунка, универсальность оснастки обеспечивается наличием посадочных мест под различные захваты, учитывающие диаметр прутка, поскольку универсальность патрона обеспечивается его конструкцией. Все габаритные размеры приспособления предварительно просчитываются с учетом способности выполнить скручивание заготовок с определенными диаметром и длиной.

Для надежного направления предусматривается посадка патрона в подшипнике скольжения, который размещается в правой части станины. Лучше, если в ее верхней части расположить несколько отверстий для подачи смазки к точкам фрикционного контакта патрона с подшипником. Рукоятку или штурвал насаживают на консольную часть патрона по горячепрессовой посадке (чтобы исключить проскальзывание под нагрузкой), либо прорезать на торце патрона шлицевые пазы, в которые будет заводиться рукоятка.

Подвижная каретка, на которой монтируется узел зажима пассивной части прутка, стоит выполнять с направляющими, для которых можно приспособить соответствующий узел от списанного токарного станка, например, ТВ-4. Зажим производится применением пары стандартных эксцентриковых захватов: это обеспечивает равномерность зажима. Для снижения износа захватов иногда предусматривают разрезную втулку из нормализованной среднеуглеродистой стали, которая будет обжимать пруток: ее заменить легче, чем сами захваты.

Некоторой доработки потребует патрон: в нем необходимо получить сквозное отверстие, предназначенное для ввода прутка в зону деформирования. Можно обойтись и без этого, но в таком случае приспособление будет обладать ограниченной функциональностью.

Станину можно сварить из толстостенных профильных труб, либо использовать швеллер подходящего по габаритам размера.

Отличия холодной ковки

Основная разница при процедуре – нет дополнительной термообработки,то есть нагрева. Деформации производятся в обычных для стали температурных условиях.

Особенности:

• простое оборудование, которое можно изготовить своими руками;
• нет потребности в печи и прочих приспособлениях для кузнечных работ;
• необходимо применять физическую силу, но можно оснастить аппаратуру электроприводом;
• эстетичный внешний вид и оставление всех технических качеств и свойств.

Устройство станков для ковки по холодному типу

В зависимости от разновидности конструкция различается, но есть общие черты:

• крепкая станина – она должна выдерживать вес заготовки плюс усилие, с которым поворачивается рычаг;
• все элементы выполняются из надежной стали – деревянные шаблоны слишком мягкие, чтобы гнуть на них твердый металл, но алюминий или тонкостенный стальной лист – почему бы нет;
• обычно это стационарное устройство.

Остальные конструктивные особенности зависят от видов.

Оснащение электроприводом торсионного станка для холодной ковки

Электризация – бессмысленное мероприятие и затратное, если вам нужно согнуть одну или две заготовки. Но в случае, если вы намерены изготавливать изогнутые элементы для целого забора или заниматься этим делом профессионально, то без помощи электродвигателя не обойтись. Что это дает:

• увеличение скорости;
• эффективность и продуктивность агрегата в целом тоже повышается;
• стабильная и постепенная работа;
• надежная фиксация, отсутствие влияния человеческого фактора (разного рода ошибки при прокручивании рычага);
• работник значительно меньше утомляется.

Если вы планируете многосерийное производство, необходимо поставить двигатель и ремни для передачи энергии в механическое движение, но предварительно следует произвести расчеты.

Компоненты станка и необходимые инструменты.

Станок для ковки своими руками состоит из определенных устройств. Среди которых обязательно должны быть:

1. гнутик;
2. улитка;
3. волна;
4. глобус;
5. твистер;
6. фонарик;

Этими приспособлениями пользоваться лучше всего. Улитка для холодной ковки своими руками понадобиться для сплетения стальных прутьев. Можно ознакомиться с фото, чтобы лучше разглядеть конструкцию и пример деталей. Кузнечное оборудование для холодной ковки металла отыгрывает важную роль в работе. Основным инструментом во время работу будет гнутик. Это весьма простой элемент.

Изготавливаем станок.

Чтобы обработать трубы с шестигранным и круглым сечением используют «волну». «Фонариком» сгибают металлические прутья, а твистер чем-то на него похож, весьма удобное преспособление. Глобусом делается большая дуга из профильных прутьев.

Станки холодной ковки в большей мере выгоднее всего сделать самому, ведь далеко не все можно обработать ручными инструментами, а цена за станок для художественной ковки очень высока. Когда мастер за счет своих навыков с помощью своего оборудование создаст конструкцию, она будет неповторимой и особенной, пускай в чем-то и будет не такой качественной, как заводская. При изготовлении большого количества деталей, правильно будет создать кодуктор на электромоторе. Это облегчает процесс работы.Станок холодной ковки своими руками должен быть приспособлен для таких видов работ, как гибка, закручивание и вытяжка.

В процессе вытяжки конструкция приобретает определённую форму. Поэтому она должна пройти через пресс, после чего сечения первостепенного материала станет меньше. Под гибкой подразумевается создание гнута в нужном угле. Для этого понадобятся шаблоны. Фото чертежей кованных изделий своими руками приготавливается заранее из которого и будет сделан шаблон. К стальной пластине прикрепляется завитушка, а сам лист закрепляется в держателе станка. В конце заготовке размещается прорезь, другой же конец закрепляется на месте. Используя рычаг, происходит влияние на окончание конструкции, которое необходимо провести по каждому изгибу пластины, которая используется как шаблон.

Некоторые особенности бизнеса по изготовлению изделий методом холодной ковки

Этот бизнес имеет свою специфику, которая заключается в том, что чем сложнее изделие, чем оно художественней, тем выше его цена. Причем цена при этом возрастает в геометрической прогрессии.
Начинать бизнес следует с относительно простых изделий, но потом надо стремиться выходить на новый уровень сложности, тогда успех гарантирован.
Это же касается и оснащенности производства. Когда бизнес только начинается, допустимо использовать даже самодельный станок для холодной ковки.
К тому же инструмент для холодной ковки позволяет начать дело даже при двух работниках. Но холодная ковка своими руками — тяжелая работа и производительность при этом не высока.
Автоматизация производства обойдётся примерно в два миллиона рублей. При успешном ведении дела, перейти от ручной работы к автоматизации можно уже через год.
Следует обязательно сказать, что этот бизнес очень зависим от правильного маркетинга. Начиная его, надо иметь ясное представление о том, кого в регионе могут заинтересовать ваши изделия. Это поможет правильно сориентировать направление производства и сократить период раскачки до минимума.