Виды и конструкция станков для художественной ковки

Торсионный станок

Предназначен для перекручивания разлисных деталей. Имеет следующие узлы сборки:

• Каркас (основание, опорная рама);
• Подвижный и статистический зажимы (тиски);
• Рукоять для проворачивания (скручивания). Чем она длинее, тем меньше нужно прилагать усилий. С другой стороны, ничто не мешает подключить к подвижному зажиму электродвигатель, чтобы не скручивать металл вручную!

Принцип работы торсионного станка

Стальная балка станет основой будущего станка. К одной стороне следует приварить лист стали, на который при помощи болтов и гаек крепятся тиски. Чтобы в будущем металл не выскакивал во время работы станка к нижней и верхней части тисков крепятся пластины.

На другую сторону балки крепятся ролики, на которые будет смонтирована рабочая поверхность станка. В дальнейшем, на противоположный конец следует закрепить еще одни тиски с подвижными элементами и проследить, чтобы конструкции на двух сторонах располагались на одном уровне.

Далее следует закрепить стальную ручку, прикрепить редуктор, двигатель и штурвалы, после чего выполнить стальной защитный кожух для готовой конструкции, оборудованной подвижным и неподвижным блоками.

Кузнечное гибочное оборудование для горячей и холодной ковки металла, размеры

Для обеспечения возможности формообразования в горячей ковке используется нагрев обрабатываемой заготовки. В качестве такого оборудования применяется горн или, если работа ведется с небольшими заготовками, муфельная печь. Учитывая, что дополнительно требуется организовать рабочее место для обработки горячей заготовки, помещение для организации такого производства должно иметь достаточно большие размеры.

В холодной ковке, как минимум, отсутствует габаритное оборудование для нагрева. Применяемое в ней оборудование и оснастка не занимает большую производственную площадь. Некоторые виды легко помещаются в тумбочке рабочего стола.

Ручные станки: твистер, улитка и другие

Для изготовления типовых базовых элементов, которые применяются в холодной ковке, не требуется очень большой номенклатуры станков. Следующий набор ручных станков позволит создать все многообразие изделий холодной ковки.

Гнутик. С помощью этого станка выполняются из прутков проката различные по форме дуги и производится сгиб заготовки в определенный угол.

Гибка полосы на гнутике. Фото Фирма Ютика

Улитка. Станок изготавливает самые популярные изделия холодной ковки: завитки, спирали. Размеры и форма завитков и спиралей регламентируется кондуктором – формообразующей оснасткой для таких станков.

Станок типа улитка PROMA. Фото ВсеИнструменты.ру

Торсион. Ручной станок, выполняющий закручивание прутка вокруг своей оси. Готовые изделия с такой формой заготовки имеют более привлекательный оригинальный вид.

Станок для холодной ковки типа Твистер Blacksmith M3-TR

Фонарик. При помощи этого оборудования, по принципу действия аналогичному торсионному станку, получают заготовки напоминающие переплетение корзинок.

Станок для изготовления корзин Blacksmith M04B-KR. Фото ВсеИнструменты.ру

Волна. Станок, позволяющий изготавливать заготовки в виде волн с различной длиной и амплитудой.

Станок для холодной ковки типа Волна

Объемник. Изготавливают изделия типа дуг большого радиуса. Можно использовать в производстве, где таких одинаковых дуг требуется значительное количество.

Станок глобус (объемник) для холодной ковки. Фото КовкаПРО

Ручные трубогибы. Условия деформации заготовки делают этот станок наиболее приемлемым для гнутья профильных труб.

Трубогиб-профилегиб Smart&Solid BendMax-200. Фото КовкаПРО

Ручной пресс. Станок для создания отпечатков (рисунков) на поверхностях заготовок.

Ручные ножницы. С их помощью выполняются требуемые линейные размеры заготовок.

Станки для холодной ковки возможно дополнить электроприводом, что улучшит технические характеристики. Электрические устройства обладают большей производительностью.

Универсальные станки, с ЧПУ и не только

При наличии необходимых финансовых средств можно наладить выпуск всей номенклатуры заготовок холодной ковки на одном оборудовании. Универсальные станки способны выполнить любую технологическую операцию при наличии необходимой оснастки, вплоть до раскатки лапок и формирования труб. Если надо обеспечить 100% повторяемость изделий, станки оборудуют блоком с ЧПУ.

Универсальный кузнечный станок Blacksmith UNV3-02. Фото ВсеИнструменты.ру

Применение такого оборудования позволяет задействовать минимальное количество производственной площади. Станки с ЧПУ повышают эффективность производства, особенно на предприятиях со значительным объемом производства.

Инструменты

Большая часть изделий холодной ковки изготавливается по шаблонам (кондукторам) и лекалам. Прежде чем получить готовую деталь, автор придумывает, как разработать эксклюзивные приспособления для ее изготовления. Так, например, возникли шаблоны спиралей с размерами, соблюдающими гармонию пропорций золотого сечения.

Самодельный кондуктор

Базовые поверхности шаблонов и лекал являются формообразующими для заготовок. При изготовлении самих шаблонов и лекал может использоваться специальный кузнечный инструмент холодной ковки. Для гибки шаблонов из полосы или прутка, применяется очень популярный в кузнечном деле инструмент вилка.

Оборудование

Для изготовления фигурных изделий используют различные оправки на гибочном станке с ручным и с гидравлическим приводом. Заготовка обвивается по наружному диаметру, образуя дугу заданного диаметра. Шаблоны и упоры позволяют создавать одинаковые детали без разметки.

Применение универсального кузнечного оборудования для холодной ковки металла позволяет менять рабочий инструмент (валки, упоры) и создавать несколько видов деталей разного размера.

Гнутик

Для красивого оформления угла используется ковка металла в открытом штампе с подвижным элементом, заменяющим пуансон.

Основанием служит прочная чугунная пластина с направляющими по центру и подвижной частью, которую перемещает винт. Подойдет суппорт с маленького станка.

Прут укладывается под шайбы на стационарных прижимах. Пуансон имеет форму ромба. Он перемещается вращением винта, сгибая острым углом заготовку. Перемещая прокат в разные стороны и переворачивая его, можно получить плоский зигзаг и пространственную фигуру.

Улитка

Улитка

Станок представляет собой модернизированный гибочный рычаг для труб. Вместо цилиндрической насадки используется копир. Техника ковки основана на обвитии заготовки вокруг шаблона, приваренного к массивному основанию.

Один конец проката закреплен в центре витка. Второй свободный. За него поворачивают заготовку вокруг копира, заставляя ее плотно прилегать к его поверхности и принимать форму спирали — улитки.

В усовершенствованном варианте приспособления улитка, в основание вместо шаблона вкручиваются упоры. Конец детали зажимается в центре. Второй упирается в плоскость. Деформация производится вращением стола.

На улитке можно гнуть пруток, трубы, полосы листа.

Волна

Пруток, красиво изогнутый в плоскости с одинаковыми радиусами по всей длине, напоминает волну на воде. Изготовить приспособление для холодной ковки можно различными способами. Установить вместо ромба круглый пуансон и гнуть прокат, переворачивая его на 180⁰, деформируя каждый следующий участок.

Поставить оправку на вращающийся стол с упором рядом с круглой насадкой. Второй фиксатор устанавливается на стационарной станине. Прокат или лента прижимается в насадке и вращается вместе с ней. Освободиться деталь не может, поскольку второй упор ограничивает ее движение.

Твистер

Простое устройство, позволяющее закручивать прут в спираль, точнее деформировать прокат, скручивая его вокруг своей оси. На станине из двутавра или швеллера, на одной стороне помещен корпус с втулкой и подшипниками. Снаружи, на вращающемся узле смонтирован ворот. Квадрат заводится в отверстие, фиксируется болтами во втулке и поворачивается.

Второй фиксатор двигается вдоль основания, регулируя длину спирали. Когда ворот начинают вращать, прут крутится и завивается вокруг своей оси.

Фонарик

Для создания объемной детали используется инструмент для ковки, на котором производится навивка проволоки. На ось одеваются круги с отверстиями для фиксации проволоки ближе к центру. Один из них крепится неподвижно, второй вращается вместе с валом.

Производится ковка сразу нескольких заготовок. После соединения торцов деталей вместе, получается красивый объемный фонарик со спиральными линиями.

Глобус

Устройство глобус позволяет гнуть прокат по окружности правильной формы, представляющей сегмент круга. На нем можно делать элементы для арок, навесов, объемных решеток.

Шаблон представляет собой окружность со втулкой для рычага в центре. Прут или труба одним концом фиксируются на краю дуги. Рычаг перемещается вдоль дуги и роликом прижимает заготовку к шаблону.

Мангал выполнен с помощью инструмента глобус

Бренды: Ман, Ажурсталь, Левша, Профи, Мастер и прочие

Конкуренция на рынке оборудования для холодной ковки растет. Возрастает она за счет выпуска более технологичных российских станков.

Производственное объединение «МАН» г. Екатеринбург постоянно расширяет серию станков «Мастер», каждый вид имеет индивидуальную особенность. Вместе они создают возможность выпуска самого широкого ассортимента кузнечных элементов.

Электрогидравлический пресс Мастер-Кузнец. Фото КовкаПРО

Компания «Ажурсталь» г. Челябинск отличается широкой номенклатурой выпускаемых станков и оснастки. Оборудование обладает надежностью и долгим сроком эксплуатации.

Кузнечный станок Ажур-Универсал. Фото КовкаПРО

Компания «Профи» г. Ульяновск специализируется на оборудовании для гибки профильных труб. Отличительной чертой станков серии «Профи» является нанесение фактуры «колотая грань», выполнение замятий типа «гусиная лапка» на конце заготовки без нагрева и выполнение декоративных U-образных, V-образных канавок.

Эти российские компании успешно конкурируют в нише средней ценовой категории с известным китайским брендом «Blacksmith».

«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 горячей ковки

Если сравнивать холодный и горячий метод ковки, то сразу, можно сказать, то, что первый способ требует от работника значительно большего мастерства, наличия некоторых художественных навыков и, конечно, умения работать с набором необходимых инструментов.

Оборудование для горячей ковки

Ковка материала происходит после его предварительного нагрева в кузнечной печи. Ее называют горном. Горн оснащен оборудованием для принудительной подачи воздуха. Нагрев производят до заданной температуры и после этого переносят на наковальню. Это металлическая плита, на которой производят ударную обработку разогретой заготовки. Ее выполняют с помощью молотков и кувалд разного веса. Один работник, легким молотком наносит удар по нужному месту, а второй, вооруженный тяжелым молотком или кувалдой, наносит в обозначенное место сильный удар. После того как заготовка остыла, ее снова загружают в печь для нагрева. Все перемещения детали в процессе ее обработки выполняют с помощью клещей с длинными рукоятками.

Ручная горячая ковка

Кроме, вышеназванных основных инструментов при горячей ковке применяют множество специального инструмента, который позволяет резать горячий метал, формовать сложные поверхности при горячей ковке металла.

Кузнечный горн

Для нагрева заготовок применяют печи, которые называют кузнечным горном. В его конструкцию входит несколько узлов. В частности:

• ствол, выполненный из материала стойкого к воздействию огня;
• очаг, со встроенной колосниковой решёткой;
• системы подачи и отбора воздуха;
• рабочего окна через которые подают длинные заготовки;
• дымоход, через который происходит удаление продуктов горения.

Кузнечный горн газовый

Кроме того, в состав горна входит и закалочная ванна.В основе работы классического кузнечного горна лежит уникальная восстановительная способность углерода. Именно эта его способность с успехом противостоит окислению заготовки, то есть его горению. Тут важна и теплотворная способность углерода. Дело в том, что подавая воздух необходимо регулировать его количество. Его должно быть столько, что бы хватило сжечь углерод, а тепло, выделяемое при этом, поднимет температуру в горне еще выше.

Кроме того, подачу воздуха в горн необходимо настроить так, чтобы подаваемого кислорода не хватало для окисления металла. Но если разогретую заготовку продержать в таком состоянии свыше необходимого времени, то произойдет ее перенасыщение углеродом. Существует такой термин — пересушивание, то есть металл становится очень хрупким. Кстати, в качестве пересушенного металла можно привести чугун.

Муфельная печь

Оборудование, которое используют для разогрева деталей, выполненных из разных материалов до заданной температуры, называют муфельной печью.

Муфельная печь

Отличительной чертой этого оборудования является наличие муфеля. Так, называют деталь, которая защищает деталь от контакта с топливом и продуктами сгорания и в то же время служит камерой, в которой деталь нагревают.На практике применяют два вида таких печей, с постоянным и сменным муфелем. В первой печи загруженные детали проходят все операции — от нагрева до состояния готовности, во втором, только до охлаждения. То есть, по мере достижения необходимой температуры и определенной выдержки заготовки один муфель убирают и на его место устанавливают другой.

Наковальня

Один из ключевых инструментов применяемый и для холодной, и для горячей ковки металлов — наковальня. Именно на ее поверхности, кузнецы выполняют деформирование заготовки и приведение ее к готовому виду. Наковальню отличает большой вес и поэтому ее жестко фиксируют к деревянной колоде.

Наковальня — ключевых инструментов

Конструктивной наковальня состоит из:

• рога;
• наличника с отверстиями;
• основания с лапами для установки наковальни.

Для изготовления этого инструмента применяют сталь 45Л. Надо отметить, то что, наковальни — это продукция, выпускаемая в соответствии с рядом ГОСТ. Например, ГОСТ 11396-75 нормирует безрогие изделия с весом от 92 до 200 кг, а ГОСТ 11398-75, определяет требования к изделиям с двумя рогами и весом  от 100 до 270 кг.

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

Твердость материала, из которого производят наковальни, составляет 340 — 477 по HB.

Изделия, произведенные методом холодной ковки

Сделать можно многое, мы перечислим самые распространенные способы применения:

• Садовая мебель: столы, скамейки, стулья, мусорные урны.
• Качели.
• Ограды, заборы и украшение сплошных ворот.
• Балконные перила, а также поручни для лестниц, ступеней. Сами витые конструкции.
• Козырьки и крытые дворы.
• Амбары, теплицы с металлическим каркасом, а также любые металлоконструкции, где может понадобится гнутый металлопрофиль.

В статье мы дали чертежи самодельных станков для холодной ковки своими руками, рассказали о их особенностях и отличиях. В качестве завершения темы посмотрим еще одно видео о том, как в домашних условиях изготовить полноценное оборудование:

Качество гиба на самодельном гнутике

Этот фактор определяется:

• Возможно более точным учетом пружинения. Считается, что высокопластичные металлы и сплавы (к их числу относят алюминий класса АД, медь М0 и М1, а также малоуглеродистые марки стали) обладают коэффициентом пружинения в пределах 4-8%, а стали с более высоким процентным содержанием углерода (свыше 0,20-0,25 %), а также большинство латуней отличаются пружинением до 10-15%;
• Исходной твердостью материала заготовки. Отожженный металл практически не будет распружинивать, в то время как сталь/сплав после закалки или предварительного деформирования (правки, дрессировки, волочения и т.д.) может увеличивать свои упругие показатели на 20-40 %;
• Качеством очистки поверхности заготовки от ржавчины, окалины и прочих поверхностных загрязнений.

Если отпуск заготовки невозможен, то гибку выполняют на больший угол, учитывая тем самым упругие характеристики металла.

Значение имеет также предварительная наладка гнутика, например, отсутствие люфтов во время перемещения рычага, надежность установки и фиксации сменного пуансона, шероховатость материала валиков.

При необходимости получить более точную информацию о конструкции устройства или для того, чтобы изготовить его своими руками, можно воспользоваться чертежом приспособления, предназначенного для гибки прутка (см. рис.3).

Рисунок 3 — Общий вид гнутика для холодной ковки

Переделка приведенного приспособления для гибки также полос и листовых заготовок несложна: достаточно увеличить высоту валиков 14 и увеличить длину поворотного рычага 2.

Видео конструкции самодельного гнутика можно посмотреть здесь:

https://youtube.com/watch?v=9Tn-TVO9bEQ

Если у читателей имеется собственный опыт в конструировании и применении гнутиков холодной ковки, то им можно поделиться в блоке .

Изготовление данного приспособления для холодной ковки пластичных металлов и сплавов позволяет увеличить номенклатуру самостоятельно изготавливаемых изделий, повысить их качество и уменьшить трудоемкость работ.

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».

Оборудование для холодной ковки

Чтобы начать массовое изготовление вещей без горячей кузнечной обработки, потребуется шесть основных приспособлений: гнутик, улитка, волна, твистер, фонарик и глобус. Для чего предназначены такие инструменты и что с их помощью можно сделать?

Гнутик

Такое приспособление служит основным инструментом при изгибании деталей. Особенность в том, что можно выбрать любой угол.

В отличие от горячей обработки, где требуется шаблон и опыт работы со специальной кузнечной вилкой, на гнутике вручную эта операция намного упрощается.

Конструкция состоит из гибочного штампа и эксцентрикового привода. В свою очередь шаблон для гибки состоит из закаленных роликов, которые смонтированы на прочной раме. Такой ручной станок может дополнительно оборудоваться различными приспособлениями. Гнутик может обрабатывать прокат в виде квадрата с размерами 12×12 мм или полосу толщиной до 3 мм.

Улитка

Это ручное приспособление применяют при создании спиралей и завитков. Название улитка прибор получил из-за своей основной составной части — кондуктора, имеющего витую форму. Завитки с проката соответствующего размера такой станок способен изготовить за один подход.

Как и гнутик, улитка вполне свободно обрабатывает основные, использующиеся в холодной ковке, виды проката — квадрат и пруток, сечением 10-12 мм, и полосу, толщиной 3-6 мм.

Основная рабочая часть (кондуктор) состоит из кулачка, располагающегося по центру, и двух дуг (малой и большой).

При создании небольших по размеру завитков дуги демонтируют, проводя гибку на кулачке. На фото показан один из вариантов исполнения такого ручного станка.

Волна

Приспособление, служащее для создания витых, повторяющихся узоров (довольно часто можно увидеть на оконных решетках). Основа устройства — два стальных диска, диаметром 140-150 мм, закрепленных болтами на рабочем столе. Часто можно встретить «управляемую волну» —  устройство с регулируемыми зазорами между дисками. Такая функция возможна за счет наличия крепежных отверстий на разном расстоянии одно от другого. Переставляя диск можно создать различный изгиб волны. Как выглядит гибочный станок такого класса показано на фото внизу.

Твистер

Твистер закручивает вокруг своей оси пруток или квадрат. Принцип устройства похож на вороток для горячей обработки.

Конструкция состоит из основы, на которой размещается вращающаяся головка, и ползунок, регулирующий длину изделия. Заготовку фиксируют между этими двумя частями и при помощи рукояток закручивают до требуемого предела.

Фонарик

Одно из самых сложных изделий из холодной ковки — так называемая корзинка. С первого взгляда — это сложное переплетение металлических гнутых прутков или квадратов. Для производства такой детали используется такое кузнечное оборудование для холодной обработки заготовок, как фонарик.

Техника работы оборудования схожа с твистером: на основе закреплена крутящаяся головка и ползунок. Однако, заготовка «наматывается» по спирали на вставку — вал.

В принципе, корзинку можно изготовить, используя специальную вставку на твистер, однако возможен брак, который получиться исправить, лишь нагрев металл в горне. Поэтому, лучше применять фонарик, который не позволит образовываться перекосам.

Глобус

Такой ручной инструмент для холодной ковки позволяет изгибать заготовку по дуге, загибая концы под востребованный угол, при этом получается объемное изделие. За что часто этот ручной станок называют объемником.

Основа устройства — шаблон в виде дуги и закаленные ролики, позволяющие двигаться ручному приводу. В зависимости от типа инструмента, он может работать с квадратным прокатом со сторонами 14×14 миллиметров, неширокой полосой до 25 мм, а также прутком.

Чаще всего глобус применяют для производства деталей «объемных» решеток, в которых отдельные элементы не лежат в одной плоскости с остальными.

С помощью этих простейших устройств, которые не требуют механизации, можно создавать настоящие произведения искусства, состоящие со всех отдельных декоративных элементов: волюты, завитков, корзинок и прочих.

Неплохим решением будет приобрести универсальный станок для холодной ковки, который позволяет совершать основные операции по металлообработке. Однако, стоимость такого оборудования будет доступна не всем мастерским.

При обустройстве мастерской можно приобрести готовое оборудование. Ручные станки для холодной ковки металла стоят относительно недорого, но можно сделать их самому.

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.

Твистеры

Издавна кузнецы вили завитки вхолодную по шаблону-оправке рожковым рычажным захватом, поз. 1 на рис. Способ это малопроизводительный и не для хлюпиков, но позволяет достаточно быстро и просто делать разнообразные гибочные оправки из обычной стальной полосы: концевой (упорный) рог рычага не дает шаблону податься под давлением заготовки. Серединный (обводной) рог желательно делать скользящим с фиксацией: работа пойдет медленнее, но, особенно в неопытных руках, точнее.

Простейшие приспособления для холодной художественной ковки

Другое простое приспособление для ручной фасонной гибки – прочная доска с опорным штырями – проставками, поз. 2; в качестве них подойдут обычные болты М8-М24. В зависимости от того, насколько вы дружны с домашним тренажером, работать можно с полосой до 4-6 мм. Выгибают полосу на-глаз, работа идет медленно, зато можно выводить узоры вплоть до Ильи Муромца на коне в полном вооружении или Будды в цветке лотоса. Последний, возможно, и совершенно ручной работы: люди, вполне освоившие хатха- и раджа-йогу, способны руками завивать в узор стальные арматурины.