Станки для холодной ковки: сборка и создание элементов из металла

Как сделать станок наборной улитки?

Основа конструкции наборной улитки мало чем отличается от предыдущего станка. Также потребуется вырезать из стального листа основу-пластину, на которую будут в дальнейшем крепиться наборные детали. Дальше сделайте следующее:

Из стальной пластины сформируйте плоскогубцами центральный (начальный) элемент для загиба спирали.
Прикладывайте полосы к основе и отмечайте маркером на подложке места отверстий для сверления — в них вы будете затем фиксировать разные детали комплекта.
Зачистите все срезы на заготовках наждаком.
Приварите центральный элемент к основе или закрепите на этой детали фиксаторы из прутков и просверлите дырку в месте установки.
Приварите профильную трубу и пруток.

Плюсы и минусы «щадящей» обработки

Популярность технологии холодной ковки объясняется несколькими существенными достоинствами этой работы.

К плюсам относится:

удешевление обработки, потому что необходимость сооружать печь или приобретать дорогое оборудование для разогрева отсутствует;
легкость придания конструкции товарного вида: готовые элементы не требуют дальнейшей обработки из-за отсутствия копоти;
получение идентичных заготовок: существует возможность подогнать их максимально точно под шаблон;
повышенная прочность «холодных» металлических конструкций.

Из минусов надо отметить:

приложение максимума усилий, так как материал при холодном прессовании гнется тяжелее;
необходимость в мощных станках, обеспечивающих эффективность давления на металл;
отсутствие возможности обработки очень прочного листового материала (болванок);
обязательное очищение поверхности перед холодной ковкой.

Создание настоящей кузницы с большим горном — слишком долгое, хлопотное и дорогостоящие занятие, поэтому у холодной альтернативы даже в этом плане большое преимущество. Недостатки же, наоборот, трудно назвать серьезными.

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.

Построение образующих шаблонов для холодной ковки на основе спиралей

Принцип построения логарифмической спирали по точкам заключается в том, что при повороте образующего ее радиуса, начиная с некоего начального R0, на фиксированный угол φ, 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 φ = 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:

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

Делаем улитку с рычагом

Чертеж станка для ковки.

Перед тем, как приступить к практической части работы, нужно подготовиться теоретически. Речь идет о расчетах и чертеже станка и деталей к нему. Точных размеров вам никто не даст, ведь это самостоятельное конструирование.

Многое будет зависеть от наличия у вас сходных материалов, масштабов будущих работ по холодной ковке, габаритов помещения, где вы собираетесь работать и многих других факторов. Главное – принципы, которые нужно понять, чтобы выполнить самодельный станок холодной ковки своими руками – самый удобный вариант для вас и только для вас.

Вот что нужно собрать перед тем, как приступить к сборке:

металлические плиты или полотно для столешницы толщиной не менее 4-х мм;
металлическая круглая труба для стойки или каркаса;
металлический прут;
подшипники разного калибра;
дрель;
сварочный аппарат;
ножовка по металлу;
болты м8.

Базовые части

Базовых частей у твистера всего четыре

К их подготовке и, самое главное, монтажу уделить особое внимание:

каркас или стойка;
столешница;
основной вал;
рычаг.

Стойка

Только из металла, никаких деревянных брусьев. Ставим на продуманном месте, чтобы у вас был доступ к станку с любой стороны. У станка будут сильнейшие нагрузки, поэтому самым оптимальным вариантом может быть толстостенная труба или металлический уголок.

Столешница

Самодельный станок для ковки.

Важнейшая часть станка, которую лучше сделать из металлической плиты с приличной толщиной, желательно не меньше 5-ти мм. В производстве станков для ковки своими руками нельзя экономить на толщине металла, ведь столешница и другие базовые элементы будут принимать на себя огромную нагрузку.

Форма предпочтительнее в виде круга. Таких столешниц нужно сделать две: вторая нужна для сгибания прутков и размещения улиток.

Основной вал

Из этой же металлической плиты нарезать четыре прямоугольных треугольника с равными сторонами. Треугольники приварить к низу конструкции, а их основание – в центре окружности. Другой вариант вала – не из треугольников, а из трубы с толстыми стенками подходящего диаметра. Крепить либо болтами, либо сваркой.

Рычаг или рукоятка

И снова «как можно крепче»: рычаг прикрепить к валу кольцом, чтобы он вращался вокруг него. Ролик для сгибания прикрепить на верхней столешнице

Очень важно правильно рассчитать длину рычага, которая зависит от диаметра круга столешницы. Один прут должен быть примерно равен этому диаметру, второй прут – длиннее

Подшипники крепятся к рычагу в его конце, это делается для большей свободы в направлениях движения рычага. Элементы рычага и фиксированные треугольники крепятся специальной круглой гайкой с большим диаметром.

Навесные детали

Здесь будьте внимательны, вам нужно выбрать степень сложности или, если можно так сказать, «художественности». У нас с вами три варианта.

Улитка простая статичная

Самый простой и поэтому самый примитивный с художественной точки зрения вариант. Вы наносите чертеж улитки, то есть спирали прямо на столешницу.

Ни в коем случае не игнорируем требование в чертежах – холодная ковка любит точность и продуманность во всем.

Затем вырезаете из металлических толстых полос сегменты с повторением рисунка улитки и как можно прочнее привариваете их перпендикулярно к столешнице. Просто, но вовсе не гениально: на этой намертво приваренной улитке вы сможете делать лишь одинаковые простейшие изгибы без всякого полета творческой мысли.

Станок для гибки металла.

Впрочем, все зависит от того, что вы собираетесь ковать. Если, например, у вас в планах длинный кованый забор с незатейливым рисунком, то улитка простая статичная станет самым оптимальным вариантом.

Разборная улитка из съемных частей

Сразу скажем, что это самый популярный вариант среди самодеятельных мастеров. На столешницу так же наносится контуры улиток. Вдоль этого контура сверлятся отверстия с резьбой. Сегменты улитки из металлических полос готовятся по картонным шаблонам, в них тоже сверлятся точно такие же совпадающие отверстия, что на столешнице.

Сегменты не привариваются, а крепятся болтами или цилиндрическими упорами. Главное преимущество – возможность гнуть спиралевидные детали с разными радиусами и разным количеством оборотов.

Модульная система с разными улитками

Вариант с самой большой художественной свободой ковки своими руками: вместо сегментов с упорами здесь используются съемные модули с разными улитками – и по форме, и по размерам. Модули готовятся на отдельных металлических площадках, на которых сегменты приварены.

Конечно, с таким станком нужно хорошенько повозиться, но эта овчинка выделки стоит: вы сможете ковать настоящие металлические кружева. Все зависит от ваших планов: простой забор или кружевная беседка в саду?

Станок «Улитка» для ковки своими руками

согласно чертежам и технологии

Прежде чем делать любые приспособления, ручные инструменты или станки для художественной ковки, требуется выполнение графических изображений, шаблонов, эскизов, чертежей будущего приспособления.

Чтобы более точно получилась разметка, лучше всего пользоваться миллиметровой бумагой. Нарисуйте на ней спираль, у которой постепенно увеличивается радиус витков. Между витками нужно соблюдать одинаковый шаг. Нужно сказать, что это условие необходимо соблюдать только в случаях, если нужна симметричность узоров, как правило, делают не более 4 шт.

Также учитывайте и то, какие будут заготовки, с которым нужно работать. Дистанцию между витками нужно сделать так, чтобы она немного превышала диаметр металлических прутьев, иначе сложно будет доставать из станка готовое изделие.

Чтобы создать полноценный процесс работы, необходимо сделать надежную фиксацию одного конца изделия. Тут понадобится кусок прута, который равен ширине полос. Для фиксации рабочей площадки потребуется верстак. Часто в роли стойки используют кусок толстостенной трубы. Главное – обеспечить максимальную фиксацию, так как при холодной ковке усилия прилагаются довольно большие.

https://youtube.com/watch?v=rUTdr5Cb9SE

Сборка станка

По длине конструкции можно приварить небольшие кусочки прутков с расстоянием 5-6 см, в рабочей площадке для них нужно сделать специальные отверстия. Не забывайте тщательно крепить концы изделий, которые будете выгибать.

Холодная ковка является особенно популярной среди начинающих в кузнечном деле. Для изготовления изделий этим способом не нужно ни хорошо оборудованной мастерской (можно обойтись гаражом или сараем), ни обладания большим опытом, не нужны особые знания о поведении металлов. Что касается приспособлений, то все необходимые станки и инструменты можно изготавливать своими руками в домашних условиях.

Сборка устройства

Такой вариант станка используется для примера по причине его простоты. Зная основные принципы и последовательность конструирования оборудования, его можно модернизировать по своему желанию. Чтобы собрать все части оборудования в единое целое, необходимо будет воспользоваться:

дрелью с твердосплавным типом сверл;
аппаратом для сварки;
пилой, разрезающей металл, либо ножовкой;
металлическим полотном выбранного размера;
круглой трубой из металла;
прутом металлическим;
разной величины подшипниками;
болтами размером м8.

Чтобы собрать станок для холодной ковки своими руками необходимо воспользоваться проверенной последовательностью действий:

Изначально необходимо собрать стойку, которая будет служить опорой. Для этого все ее составляющие (отрезы трубы одинакового размера и сочленения между ними с верхнего и нижнего краев) необходимо соединить в единое целое. Конструкция по внешнему виду может напомнить табуретку. Соединение проводить при помощи аппарата для сварки, а нарезаются отрезки пилой.
Следующим шагом является нарезка листов из металла. Должны получиться круги равных диаметров и четыре треугольника, имеющих равные стороны. Элементы треугольной формы необходимо приварить на низ соединенной конструкции труб таким образом, чтобы подучилось нечто подобное пирамиде. Основание, которое имеет более широкую площадь необходимо приварить в центральной точке вырезанной окружности.
Четыре планки, которые расположены горизонтально необходимо присоединить к кругу с уже приваренным элементом. Произвести это следует, используя болты, для этого понадобится дрель, чтобы проделать отверстия.
Следующий шаг – сооружение рукояти. Чтобы это сделать нужно воспользоваться двумя прутьями различной длины. Определить их размеры можно, соотнеся их с диаметром круга. Один прут должен быть соизмерим с диаметром, другой немного превышать его размер. Сгибая первый прут, следует соблюдать угол в 30 градусов при этом. Оба прута после этого приварить друг к другу, после чего в нижнюю часть вварить еще один прут. Также должна быть перемычка между первыми двумя отрезками, к которой присоединяется сваркой рычаг, который должен сохранять направление в сторону сооружения из прутьев.

Подшипник для будущей вариабельности направлений в устройстве необходимо прикрепить к концу присоединенного рычага, а также к отрезку, находящемуся внизу конструкции. Верхний отрез служит креплением для катушки из металла, устанавливать которую необходимо горизонтально – она дает возможность загибать металл. С нижней стороны отрезка, где имеется свободный конец, следует проделать отверстие, равное по диаметру размеру сечения трубы.

Последнее действие в алгоритме действий при сооружении станка для холодной ковки своими руками будет соединение сконструированной рукояти с частью устройства похожей на «пирамиду». Фиксация этих элементов после одевания рукояти производится гайкой широкого диаметра, к которой предварительно необходимо приварить металлический круг, который позволит крепить сам шаблон для станка. Далее «улитка»-шаблон присоединяется сваркой.

Кто решил всерьез заняться ковкой и сделать станок для холодной ковки своими руками, следует быть очень скрупулезными на этапе создания чертежей и расчетов. В остальном процесс создания достаточно прост, а разобравшись в принципе конструкции оборудования, можно придумывать ему различного рода вариации, которые помогут совершенствовать изделия.

Один из способов украшения участков — использовать кованные изделия. Очень декоративно смотрятся заборы, скамейки, беседки, перила для лестницы и другие подобные сооружения. Причем в большинстве случаев данные изделия не есть ковка в ее традиционном понимании. Чаще всего это сделано не в кузне и не при помощи молотка и наковальни, а при помощи некоторых устройств, которые позволяют создавать из металлических полос и квадратных прутков самые различные узоры и изделия. Для изготовления подобных изделий потребуются станки для холодной ковки. Часть из них можно сделать своими руками другую проще купить.

Предназначение кованых изделий

Художественная ковка, созданная своими руками, прочно заняла лидирующую позицию на современном рынке. Эти изделия можно встретить не только на заборах и воротах, но и на кроватях в обычных квартирах. Существует несколько видов изделий, где ковка используются чаще всего:

Ворота.
Заборы.
Решетки.
Лестницы.
Беседки, мангалы.
Мебель и ее принадлежности.

Из-за такого большого спроса на кованые изделия невольно стоит задуматься, почему людям так нравятся элементы художественной ковки. Ведь металл — материал холодный, тяжелый, подвергающийся коррозии в окружающей среде. В противовес этим негативным факторам есть множество благоприятных:

Долговечность.
Изысканная красота.
Повышенные защитные функции.
Возможность изготовления по любым габаритам и размерам.
Полная возможность фантазии при изготовлении.
Кованые изделия прекрасно сочетаются с другими материалами.

И это далеко не весь список достоинств кованых элементов. Если объединить все вышесказанные выражения, то предметы из металла — это долговечные, прочные и весьма красивые изделия.

Проверка работоспособности

Это всегда подразумевается, поэтому без комментариев.

В принципе, сделать улитку для холодной ковки – это не так уж и сложно. Тем более что какого-то единого стандарта на подобные устройства не существует.

Кто-то скажет – а не проще ли купить заводскую модель? Во-первых, как уже сказано, придется долго искать. Во-вторых, не факт, что ее возможности совпадут с фантазиями мастера.

В-третьих, придется облегчить кошелек примерно на 19 000 (ручная) и на 62 000 (электрическая модель) рублей, как минимум.

Успехов в изготовлении улитки своими руками!

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.

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.

Может быть, вам нужен пуансон? Главные понятия

Вы уже, наверное, заметили, что на нашем сайте мы очень любим указывать на что-нибудь неправильное. Сейчас тоже себе не изменим: понятие «холодная ковка» в привычном значении в корне неверное, читайте внимательно, разъясняем.

Кузнечная продукция – дело эксклюзивное и недешевое. И, в общем-то, уже экзотическое, если исключить штамповку, которая производится автоматически и в огромных объемах.

Штамповка – выдавливание или деформация металла с помощью штамповочного пресса со специальной матрицей – насадкой на конце. Это он и есть – пуансон, который делается из самой высокопрочной стали. Штамповка бывает горячей с нагревом металлов до ковочной температуры и холодной – без какого-либо нагрева. За примером холодной штамповки далеко ходить не нужно – это все металлические банки для напитков.

Виды станков для ковки.

Подбираемся, наконец, к работе с металлами холодным способом – без нагревания. Вопрос: можно ли деформировать металл без нагрева? Ответ: да, можно. Единственный способ – механический. Называется он не очень серьезным словом – наклепыванием или наклепом. Для этого вам придется до одури бить молотом по металлу, пока его структура не начнет значительно меняться.

Этот процесс как раз и является холодной ковкой – механическая деформация металлических заготовок с помощью механических ударов молотом. Если вы решите заняться ковкой наклепыванием, то заранее передаем привет вашим родным и соседям – их ждут серьезные испытания.

Ну а если серьёзно, то любители холодной ковки методом наклепывания есть, мы пожелаем им успеха и пойдем дальше – к псевдо – холодной ковке, как ее привыкли называть.

Механическую деформацию металлов с помощью различных станков без разогревания правильнее называть гнутьем металлов, потому что в этом методе обработки металлов мастера гнут металлические прутья. Больше они ничем не занимаются – только гнут. Другой вопрос – как и куда гнут, по какой оси, но все это – художественные аспекты металлического гнутья, на которых мы тоже остановимся, но попозже.

Самое главное – в дальнейшем мы будем называть этот процесс холодной ковкой – так, как это делается во всех источниках, чтобы не было путаницы. Просто теперь мы разбираемся в методах и понимаем, в чем суть так называемой «холодной ковки».

Кстати, нужен ли вам пуансон? Красивое ведь слово. Вы ведь не будете заниматься промышленной штамповкой металлических заготовок? А вот художественная ковка своими руками – вполне реальная возможность в домашних условиях. Там есть даже легкая штамповка вместе с пуансонами… Разбираемся дальше.

Торсионные станки

Мастера рекомендуют закручивать пруты для художественной ковки, не пользуясь станками вовсе. Для предотвращения загиба детали у зажатого в тисках конца под дальний конец следует использовать подставку с небольшим вырезом сверху, куда следует закрепить прут.

Торсионные станки

Вращательные станки могут ускорить работу, повысить качество изготовляемых элементов. Так как нагрузка сильно влияет на опору, подставка должна быть повышенной прочности, например, сваренные вместе швеллеры от ста миллиметров.

Исходный материал удерживается оправой квадратного сечения. Из-за сокращения длины прута, следует тщательно проверять надежность крепления оправы. Для этого заднюю бабку делают скользящего вида. Подразумевает холодная ковка станков высокое качество, иначе изделие будет непрочным.

Любой инструмент для холодной ковки требует бережного ухода за собой, своевременного ремонта и наладки. А ручная художественная ковка и вовсе требует сноровки и дисциплины от мастера. Все схемы, кузнечные станки и даже самодельные станки требуют порядка и чистоты.

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.

Холодная ковка и фото образцов изделий

Кованые изделия с давних пор пользуются большой популярностью во всем мире, отдельное место занимает ковка художественная. Ее красота завораживает своими изящными и плавными линиями, оригинальной красотой. Многие богатые люди стремились украсить свой дом ажурными металлическими завитками различных изделий, украшавших внутренний и внешний дизайн особняков.

Многие из нас понимают, что такое ковка, поэтому сразу представляют перед собой кузню, в которой молотом орудует кузнец, превращая кусок раскаленного металла в красивое кованое изделие. Так, происходит, когда речь идет о горячей ковке, в холодной все иначе, она не нуждается в раскаленной заготовке, металл можно обработать ручным способом в домашних условиях. Как это происходит, что это за процесс, какими бывают кованые изделия, выполненные таким способом можно увидеть на фото образцов изделий и прочитав статью.