Станки для холодной ковки — сборка и создание элементов из металла

Производство металлических деталей требует специального оборудования, способного создавать усилие, формирующее конфигурацию предмета. Как вариант, можно приобрести относительно недорогие приспособления. Однако, нетрудно самостоятельно сделать практически любой станок для холодной ковки своими руками.

Что потребуется для этого мы рассмотрим по ходу нашей статьи.

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.

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.

Единственный недостаток в холодной ковке металла и работе на ручном оборудовании — это возможность брака при допущенных ошибках. Но главная проблема заключается в том, что дефекты очень трудно исправить. Бракованные элементы можно будет подправить лишь путем разогрева металл в горне или на горелке.

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?

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.

Об электроприводе торсиона

У автора видео представлен многофункциональный станок, где есть скручивание в различных плоскостях, в том числе торсионное:

Волна и зигзаг

Если вам нужны не завитки и окружности, а лишь небольшие изгибы – волнообразные или зигзагообразные, более острые, то понадобится «гнутик». О его оснащении мы уже рассказали. Теперь объясним то, что действующие элементы (их три – два статичных, один – подвижный) могут заменяться. Так круглые валы для мягкой волны могут быть заменены на клинья с острыми углами, что дает ровный и четкий зигзаг.

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.

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 ?, 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 ? = 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:

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

Примечание: если по таблице будете рассчитывать промежуточные значения, не забудьте – их нужно брать в геометрической пропорции!

Эксплуатация

Чтобы не испортить материал и оборудование, нужно знать ряд особенностей. Кузнецы дают такие рекомендации:

1. Прежде чем начинать работать нужно проверить целостность крепёжных элементов.
2. Подвижные детали необходимо периодически смазывать моторным маслом. Это обеспечит надёжную работу оборудования.
3. Чтобы проще было изгибать заготовки из металла, можно делать предварительное разогревание материала.
4. При сгибании деталей движения должны быть плавными. Самодельные станки не настолько надёжны как покупное оборудование.
5. Нельзя надеяться на высокую точность самодельного агрегата.

После сваривания металлических элементов конструкции нужно зачистить швы. Покрыть их антикоррозийным составом. На самодельном оборудовании для холодной ковки изготавливаются отдельные детали металлоконструкции. Кузнец располагает их на рабочем столе так, как они будут расположены в готовом изделии. После этого он должен соединить их с помощью сварочного аппарата.

Кузнечный станок Мастер Универсал от МАН. Обзор и распаковка

Самодельные станки для холодной ковки популярны в частных мастерских, гаражах. Кузнецы изготавливают с их помощью разные кованые изделия сложной формы. Для сборки не нужно обладать дополнительными навыками. Достаточно сделать чертёж, подготовить материалы, инструменты, провести поэтапную сборку.

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».

Ковка, гибка и штамповка

Чем отличается холодная ковка металла от, например, штампования? В штамповке материал не растекается совсем или делает это крайне слабо. Для примера следует осмотреть банку для пива – она выбита единственным ударом оголовья пресса для штампа.

Если это сложное изделие типа чайника, то пуансон будет раздвижной формы.

Пуансон для пресса

Естественно, что в домашних условиях очень тяжело орудовать этими прессами и ими тяжело делать кованные детали.

Если сравнивать холодную ковку с горячей – отличия видны сразу. При холодном варианте исходный материал не требуется нагревать. По сути, ковка такого вида – это наклепывание заготовки множеством ударов с применением необходимой силы. При этом изменяется структура материала: наружная часть становится более твердой, а внутренняя – способствует повышенной стойкости и вязкость детали.

Наклепывание производится с помощью механического молота. Его можно смастерить и самому, в чем-то это даже проще, чем изготовление некоторых станков для художественной ковки.

Холодная художественная техника – это гнутье или гибка металлической заготовки. Сама структура детали серьезно не изменяется, а переработанные физические и механические параметры не оказывают серьезного влияния.

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:

Изготовление простейшей детали на станке

Отрезают заготовку из полосовой стали в нужный размер. Этот размер обычно уточняют, прорисовывая готовое изделие и его составляющие элементы.

Свободный конец устанавливают в центр спирали. С помощью внутреннего винта производится фиксация заготовки.

Выполняется поворот «Улитки». Заготовка плотно прижимается к направляющим. Тут требуется прилагать определенные усилия, чтобы получать нужный профиль изделия.

Проворачивая приспособление дальше, осуществляют изготовление завитка. При необходимости вставляют другой конец заготовки и производят изготовление замкнутого или разомкнутого завитка.

Обычно другой конец не остается прямым. Его тоже изгибают. Поэтому различают внутренние и наружные обратные завитки. На самом приспособлении с помощью маркера или мела делают отметки. По ним ориентируются, когда изготавливают завитки с требуемыми параметрами.

Как видно из пошагового руководства, используя простой набор инструментов, самодельный станок для изготовления завитков несложен в изготовлении. Сколько он стоит? Его цена определяется стоимостью заготовок. Часто цена минимальная.

Видео: самодельный электрический станок для холодной ковки

Спираль как спираль

Приспособление для навивки спиралей вручную

В некоторых случаях как элемент художественной ковки используются обычные ровные прямые восходящие спирали. Сделать для этого пружинный станок-твистер своими силами абсолютно нереально. Но вспомним: спирали в кованом узоре пружинить ни к чему и ее можно навить из обычной пластичной стали с помощью простого приспособления (см. рис. справа). Шаг (восхождение) спирали определяется рогом ворота (залит красным); отгибая рог вверх-вниз, можно получать спирали пореже и погуще. Квадратный пруток берется на заготовку или круглый, безразлично. Можно также вить спирали из закрученного на торсионе прутка.

Пошаговый технологический процесс изготовления обратного завитка на станке «Улитка»

На прокатных роликах производится последовательный обжим трубы. Образуются выступающие ребра, а сварной шов остается внутри слоя, смещенного к центру.

На параллельных эксцентричных вальцах выполняется обжатие концов трубы. Она становится похожей на полосу. В таком виде ее проще фиксировать на станке.

В специальном приспособлении формируется хвостовик. Теперь заготовки будут фиксироваться на станке одним движением.

Заготовку фиксируют в центре. Там имеется паз, который закрепляет хвостовик. Видно, что спираль имеет равномерный спуск по высоте.

После фиксации хвостовика включается электродвигатель. Начинается формование детали.

Петля образуется при касании заготовки в специальный опорный элемент. Его чаще называют опорным валом. Чтобы снизить усилие, его оснащают подшипником. Деталь свободно проворачивается вокруг опоры.

Часть спирали образована. Но при необходимости обрабатывать на большую длину, будет установлен съемный элемент.

Формируется заготовка и с другого конца. Здесь мастер определяет, в какую сторону производить изгибание детали.

Для продолжения работы устанавливается съемный элемент сборной «Улитки».

Теперь можно формировать загиб деталей большого размера.

Даже длинные заготовки легко изгибаются по заданным размерам. На рабочих элементах делают метки. По ним ориентируются, сколько нужно гнуть.

С обратной стороны выполняют дополнительный изгиб детали.

Дорабатывается изделие с обеих сторон.

Готовая деталь имеет законченный вид. Если нужно, то хвостовики будут спилены. Тогда никто не догадается, как выполнялась фиксация заготовок.

Если нужно изготовить маленькую деталь, то используют другую «Улитку». У опытных мастеров их несколько штук.

Купить

Исполнители, не уверенные в собственных навыках, имеют возможность приобрести станки для ковки заводского производства. Предприятия предлагают широкий выбор моделей ручных устройств: улитки, волны, фонарики, твистеры, прессы, гнутики, а также универсального оснащения.

Разделы: Станки, Станки холодной ковки

Предыдущая статья: Ворота своими руками Следующая статья: Камины (решетки, экраны, аксессуары, наборы) своими руками

Примеры изделий с завитками

Оригинальный козырек над входом в здание:

При оформлении французского балкона оригинальные завитки придают ажурный вид всему изделию.

На лестничном пролете завитки выглядят весьма оригинально.

Используя одни завитки, изготавливают опоры для скамьи, а также в том же стиле создают решетку для камина.

На винтовой лестнице видна рука отличного мастера. Не всякий сумеет сделать подобное изделие.

В створке ворот присутствуют элементы, изготовленные на станке «Улитка». Тяжелое изделие прибрело особую легкость.

Легкая лестница в стиле Хай-тек. Она может украсить не только загородный дом. Современные дворцы при минимализме конструкции могут иметь отличный вид.

Простор для творчества не ограничен. Многие кузнецы являются настоящими художниками. Они украшают мир вокруг себя.

Видео: “Улитка” – холодная ковка своими руками.

Самодельные модели, изготовление, как сделать, размеры

Кроме устройства типа улитка возможно также изготовить самостоятельно и другие станки для холодной ковки: фонарик, волна и прочие, в том числе и электрические. Приспособления в большинстве случаев делают своими руками. Самодельные модели разных видов и размеров позволяют осуществлять процесс холодной ковки своими руками и выпускать элементы необходимых конфигураций.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...