Станок для холодной ковки своими руками

Станок для холодной ковки своими руками

Станки для ковки доступны любому человеку без специальных навыков и дорогих материалов. Ниже будет описано как сделать различные кузнечные приспособления из подручных средств дома или маленьком помещении, например: гараже, подвальном помещении.

Станки для ковки металла (Фото: Instagram / stanki_kovka_metalla)

Проектирование станка холодной ковки: подготовительные работы

Перед сборкой механизмов для производства металлических изделий нужно подготовить чертеж, на котором будет изображен станок, с ключевыми узлами. Также на чертеже указываются крепления и вписываются размеры. Найти готовый набросок оборудования можно в глобальной сети.

Как собрать торсионный станок для холодной ковки

Самодельный торсионный станок значительно облегчит труд кузнеца, и сэкономит деньги. Сборка конструкции состоит из нескольких последовательных этапов:

1. В первую очередь, нужно изготовить массивную станину из металла.
2. На поверхности с помощью сварки каркаса закрепляется швеллер.
3. Поверх швеллера на одном из его концов требуется установить тиски. Они предназначены для зажима прутьев.
4. На противоположную часть швеллера, необходимо закрепить зажим на подвижных роликах. Сам зажим можно сделать из металлической втулки. В ней должны быть отверстия, в которые вставляются зажимные болты.
5. После закрепления втулки на роликах, на нее навариваются ручки, чтобы мастер мог крутить ее, закручивая прутья.

Втулка и тиски должны располагаться в один уровень.

Как сделать станок гнутик для холодной ковки

Является простейшим домашним самодельным станком. Изготовить конструкцию для сгибания заготовок можно из двух металлических валов, литой пластины и упорного механизма. Валы фиксируются по двум сторонам стальной пластины. Меду ними должно быть прямоугольное отверстие. В нем закрепляется подвижный упор. Он нужен, чтобы мастер мог выбирать угол при изгибании заготовок. При сборке гнутика используют детали из инструментальной стали.

Станок улитка для холодной ковки своими руками: варианты исполнения

Существуют разные варианты создания витков для обработки металлических прутьев. Три популярных способа:

1. На металлическом столе рисуется улитка нужной формы и размера. Для готового рисунка, нужно вырезать металлические пластинки разной толщины, повторяющие форму улитки. После их закрепления на нарисованном контуре, приспособление готово к работе.
2. Съемная конструкция со множеством болтов. Изготавливается из круглой металлической плиты. В ней делаются отверстия с резьбой, под закрепление болтов. С их помощью можно изменять радиус, по которому будут изгибаться заготовки. Также благодаря наличию отверстий можно закреплять виток на любом рабочем столе.
3. Более продвинутая конструкция. Улитка для холодной ковки создается своими руками из набора заранее изготовленных каркасов. Они имеют разный радиус, по которому будут сгибаться заготовки. Остается сделать устойчивую рабочую поверхность и при работе закреплять подготовленные каркасы улиток на ней.

После сборки любого из представленных вариантов, нужно проверить самодельное приспособление на черновых заготовках.

Как сделать улитку

Ручные станки для холодной ковки заслужили уважение среди кузнецов. Виток позволяет производить завитки с маленьким ядром, крученные ограждения и каркасы для садовой мебели. Простой способ сборки улитки:

1. На металлической пластине требуется нарисовать контур будущих изгибов.
2. На него, с помощью сварочного аппарата, закрепляется толстолистовой металл, выдерживающий большие нагрузки.
3. Рядом со станком устанавливаются тиски для зажима одной стороны заготовки.

Готовый каркас крепится на подвижном валу, а сверху закрепляются ручки. Они позволяют кузнецу вращать улитку.

Любой человек может изготовить приспособления, чтобы было проще работать с металлами, собственноручно. Для его сборки не требуется практических навыков или дорогих материалов. Разместить ручной станок можно в подвале или гараже.

Недостатки металлических элементов

Как бы хорошо ни отзывались о ковке, у всего обязательно найдется и плохое. Причем в этом случае минусы заставляют многих людей отказаться от кованых элементов и изделий.

Безусловно, главный и основной минус — это цена. Дело в том, что на большинство подобных работ уходит уйма времени и сил. Помимо этого, роль играют различные дорогостоящие станки и сама стоимость металла. К примеру, если сравнить обычный забор из профилированного листа и такой же забор с элементами ковки, цена может повышаться чуть ли не в два, а то и в три раза.

Следующий и последний минус ковки — это подверженность коррозии. Как бы хорошо ни обрабатывался материал, на металл всегда будет плохо воздействовать влажность и сырость.

Это интересно: Форма для тротуарной плитки своими руками — изучаем обстоятельно

Рынок сбыта и конкуренция

Любое производство ориентировано на потребителя. Поэтому сначала надо заняться изучением спроса на кованые изделия в вашей местности. Есть ли поблизости коттеджные поселки, индивидуальное строительство, возможны ли заказы от муниципалитета?

Познакомьтесь с конкурентами, реальными и возможными. Это не только коллеги по бизнесу, но производство этого направления, находящееся неподалеку. Кузнечные цеха, которые сейчас открывают крупные металлургические предприятия; привозные кованые турецкие изделия, очень дешевые по сравнению с заказными, произведенными в маленькой мастерской; изделия из Европы, которые дороже турецких, но тоже пользующиеся спросом.

Даже похоронное агентство, имеющее свое маленькую мастерскую, производящую памятники и ограды, тоже будет составлять конкуренцию.

Для выводов на этом этапе надо дать ответы на следующие вопросы:

• Сколько мастерских любого вида занимаются ковкой в вашем городе и районе?
• Есть ли спрос на продукцию и в каком объеме?
• Какие есть рынки сбыта?
• Сколько может быть покупателей за год?
• Можно ли работать весь год или спрос сезонный?
• Какие кованые изделия будут пользоваться спросом?
• Какая цена на изделия художественной ковки будет приемлемой для ваших клиентов?

И только ознакомившись с ситуацией, вы можете решить, стоит ли идти дальше.

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.

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.

Основные моменты ковки

Ковка своими руками требует от человека внимательности и осторожности. При работе с металлами нужно использовать защитную экипировку

Две основные технологии ковки — холодная и горячая.

Особенности ковки

Холодный способ ковки

Холодная ковка металла в домашних условиях подразумевает под собой простой технологический процесс, состоящий из нескольких этапов:

1. В первую очередь, мастер должен создать эскиз будущего изделия.
2. С помощью специальных приспособлений, которые описаны выше, и ручных инструментов человеку нужно создать узоры, присутствующие на эскизе.
3. Последним этапом является сборка деталей в одну конструкцию. На рабочем столе располагаются готовые узоры. Мастеру нужно соединить их с помощью сварочного аппарата вместе.

Достаточно научиться работать со сваркой, чтобы успешно создать изделие холодным методом. После сборки конструкции сварочные швы зачищаются и покрываются защитным составом. Изделие можно покрасить в любой цвет.

Горячий способ ковки

Процесс обработки металлических заготовок горячим методом более сложный и трудоемкий. Этапы:

1. В первую очередь, создаётся эскиз.
2. Заготовки нагреваются в горне. Температура выбирается в зависимости от используемого вида материала. Можно разогревать всю поверхности или нагревать выборочные участки, которые будут обрабатываться.
3. Осадка. Выполняется ударами молота.
4. При помощи молота увеличивается длина заготовки.
5. Фасонными молотками можно выполнить изгибы раскалённой заготовки.

Если нужно скрутить две нагретых детали, используется твистер. При проведении горячей обработки нужно знать, как температура воздействует на визуальные изменения металлической поверхности. Кузнецы не использующие термометры на глаз определяют примерную температуру. Для точной работы желательно купить промышленный пирометр.

Инструменты и оборудование для холодной ковки

Для выполнения работ потребуется не только набор инструментов, но и оборудование. Некоторые приспособления придется заказывать отдельно, либо сразу покупать комплект, предназначенный для холодной ковки.

На данный момент самыми популярными и надежными станками для холодной ковки считаются станки Stancraft (stancraft.ru). Основной набор — «Улитка», «Торсион+Корзинка», «Гнутик», «Профилегиб», позволяет создать практически любые виды элементов.

Кроме производства станков, они поставили цель собрать целое сообщество людей, которые любят работать с металлом или деревом, а также создать серию обучающих видео.

Альтернатива трате денег — изготовление оборудования самостоятельно. Однако высокого качества его в бытовых условиях добиться крайне сложно.

Инструменты и материалы

Для полноценной и беспроблемной работы потребуется несколько инструментов.

1. Сварочный аппарат. Без него мастеру не обойтись, если он планирует создавать габаритные изделия. Лучше приобрести тот, что способен работать как от переменного, так и постоянного тока. Такая сварка позволит избежать брака при работе с очень тонким листовым материалом. Сварочный инвертор поможет избежать множества проблем, однако стоит он вдвое дороже.
2. УШМ и дрель. Болгарка потребуется для разрезания заготовок, шлифовки соединений и срезов. Оптимальна довольно мощная УШМ с высокими оборотами. Дрель с набором различных сверл необходима для просверливания множества отверстий при сборке заготовок в одну конструкцию.

В некоторых случаях может понадобиться перфоратор. Он почти незаменим для установки уже готовых кованых конструкций (например, в оконные проемы), потому что даже ударная дрель с бетоном или кирпичом справляется не быстро, и не всегда.

Надо заранее узнать, с какими материалами придется иметь дело мастеру холодной ковки. Это:

• прутки либо прутья, максимальный диаметр их составляет 14 мм;
• полоски и квадраты: их толщина 3-6 мм, ширина — 25 мм, но не более;
• металлический профиль различного сечения.

Теперь необходимо узнать о том, какое оборудование будет необходимо для освоения новой профессии.

Приспособления

Так как холодная ковка это механическая деформация металлических прутьев, то ее правильнее называть «гнутьем». Своими руками такую операцию может выполнить разве что какой-нибудь мифический герой. Поэтому давно придумано специальное оборудование для холодной ковки. Таких приспособлений есть множество, некоторые из них при большом желании можно попытаться сделать самостоятельно.

Есть два способа согнуть металлический прут: вдоль либо поперек его оси. В первом случае мастер получит витой шнур, во втором — волны, изгибы или завитки. Все оборудование для холодной ковки классифицируется по аналогичному принципу. Станки для гнутья бывают четырех видов:

1. Гибочные. Они предназначаются для создания волн или зигзагов.
2. Улитки, формирующие спиральные завитки.
3. Торсионные (твистеры), с помощью которых делают продольную винтовую крутку.
4. Штамповочные, расплющивающие концы прутьев, придающие им различные формы.

Полный «боекомплект» для холодной ковки выглядит внушительно. В него входит:

• волна (управляемая) для выгибания заготовок с узорами для периодических решеток;
• глобус (объемник), позволяющий соорудить большие дуги из металлопрофиля;
• гнутик для получения дуг и элементов, согнутых под разными углами;
• твистер для создания винтов из полос, квадрата (10х10, 12х12 либо 14х14 мм);
• улитка для изготовления многозаходных спиралей-завитков;
• фонарик (корзинка, шишка) для работы с несколькими прутьями.

История возникновения кузни: описание холодной ковки

Ковка – это процесс обработки металла для придания ему желаемой формы, превращения заготовки (болванки) в продукт. У людей, которые незнакомы с особенностями работы по металлу, слово «кованый» ассоциируется с кузней, где болванку разогревают от 800 до 1000°С и обрабатывают молотом для придания формы. Но в быту чаще используются предметы, сделанные путем холодной ковки. Кастрюли, чайники, узоры на воротах и дверях, металлические подставки выполнены путем деформирования металла под давлением без предварительного нагрева.

Красивые кованые элементы можно создавать даже в домашних условиях без наличия специального дорогостоящего оборудования

Холодная ковка – более легкий, безопасный и эргономичный способ обработки, чем горячая. Главные преимущества:

• оборудование для холодной ковки металла дешевое и эргономичное;
• небольшая трудоемкость;
• быстрое обучение работе, низкие требования к квалификации;
• возможность создания уникального орнамента из базовых элементов.

Минусом является ограниченность рабочих поверхностей и материалов: прутьев, листов и пластин.

Холодная ковка — один из древних методов обработки металла

Ручная холодная ковка исторически старше, чем горячая. Первые изделия обнаружены в Египте и Месопотамии и датируются 4-3 тысячелетием до нашей эры. Изначально использовалась руда, которая поддавалась деформации после удара камнем. Холодная ковка применялась для изготовления украшений из золота. Мягкий металл было удобно обрабатывать каменными молотками. Самое древнее изделие найдено в Египте, оно изготовлено 8 тысяч лет назад.

Спустя несколько столетий, наблюдая за вулканами, люди узнали, что благодаря высокой температуре придавать металлам форму намного легче. Начали строить доменные печи – появилась профессия кузнеца. Каменный век сменился железным, в быт людей вошли не только украшения, но и посуда, оружие, садовые инструменты. Принцип работы кузни сохранился до сих пор, но оборудование для холодной ковки было модернизировано.

Используя современное оборудование можно создавать изделия с большим количеством кованых элементов

Базовые инструменты для холодной ковки в домашних условиях

Создание уникального изделия всегда начинается с расчетов материала и разработки подробного плана работы. Легче всего продумать ходы, создавая эскизы кованых изделий в масштабе, записывая размеры и подбирая нужные инструменты. Особого внимания заслуживает выбор материала. Металл должен быть прочным, но легко изгибаться.

Существует два вида ковки металла своими руками – вальцовка (работа с прутьями) и штамповка (выдавливание листов под прессом). В домашних условиях чаще используется первый вариант. Для прессования листов нужно сделать специальную заготовку для деформации. Распространенные инструменты для вальцовки: гнутик, улитка, твистер, волна и фонарик.

Элементы холодной ковки можно использовать для украшения лестницы

Гнутик – базовый инструмент, применяется для изгибания прутьев под разными углами. Спиральные элементы холодной ковки закручиваются с помощью улитки. Для формирования лучше всего выбрать прутья диаметром 10-12 мм. Выбор слишком толстого материала может существенно усложнить работу мастера.

Станок твистер используют для скручивания прутьев по продольной оси. Волна, соответственно, предназначена для создания волнообразных элементов. Инструмент фонарик применяется для работы сразу с несколькими прутьями. Они устанавливаются на оснастку и сгибаются путем вращения рычага.