Что такое холодная ковка металла

Принципы холодной ковки своими руками

Ажурные заборы и оконные решетки очаровывают своей красотой и не уступают по прочности стандартным сварным конструкциям и пролетам из профнастила. Холодная ковка позволяет создавать различные фигурные изделия без нагрева в термических печах. Такая обработка не требует габаритного дорогостоящего оборудования и может производиться в домашней мастерской. Для каждого вида декоративных элементов применяются свои приспособления. Они простые в исполнении и доступны всем людям, владеющим электроинструментом и сваркой. Для создания прокатного станка придется заказать валки и купить некоторые детали

Холодная ковка мебели

Назначение метода

Горячая ковка и штамповка требуют сложного и дорогостоящего оборудования для нагрева стали до состояния пластической деформации. В зависимости от материала, показатель температуры может варьироваться в пределах 750–1200⁰. Такие печи имеют огромные размеры и потребляют много газа. Ставить их рядом с жилыми домами опасно. Небольшой горн подойдет только для ковки изделий в виде пик, мелких элементов.

Изготовление изделий холодной ковкой позволяет создавать красивые решетки, ограждения и другие украшения в единичных экземплярах и для своих нужд. В работе используется обычный инструмент и простые приспособления. Справиться с ними может любой желающий, владеющий элементарными навыками работы с металлом и сваркой на низком уровне.

Приспособления для ковки имеют узкое назначение. Для создания красивого узора на полотне забора или ограждения для перил лестницы необходимо использовать несколько видов инструментов. Все они простые, доступные для самостоятельного изготовления.

Название «ковка» не совсем соответствует технологическому определению, поскольку изменяется только форма заготовки, сечение остается прежним. Это виды холодной деформации листа и проката малого сечения с применениями операций: гибка, навивка, кручение, вытяжка. Используется прокат из низкоуглеродистой стали с высокой вязкостью и пластичностью: Ст 20, Ст 25, Ст 3, медь, алюминий, бронза. При деформации в них не образуются остаточные напряжения, способствующие разрушению.

Виды

Промышленная ковка без подогрева заготовок использует специальные инструменты и оборудование для производства крупных партий изделий. Металлообработка включает в себя следующие технологические операции:

В качестве инструмента используются штампы, позволяющие изготавливать совершенно одинаковые детали большими партиями, мощные прессы.

Для изготовления решеток на окна, ворот, мебели используется пруток с сечением 8–16 мм, полосы листа. Изделия собирают из элементов, сделанных вручную по шаблону.

Элементы кованого забора и ограждения балкона соединяются между собой сваркой и помещаются в прочную раму или крепятся к надежному основанию. Конструкция делается плоской или объемной, в зависимости от замысла мастера и назначения.

Решетка на окне

Приемы и способы технологии

Приемы деформации металла:

Технология изготовления простая. Необходимо прочно закрепить конец заготовки и гнуть его с помощью инструмента вокруг оправки определенной формы и размера. В зависимости от диаметра выбранной оправки, гибка позволяет создавать вензеля и завитки разного размера и направления.

Кручение вдоль оси требует большого усилия и самых простых тисов для перекручивания проката. Смотрится витой прут только если прокат ребристый. На круглом ничего не видно.

Протяжка меняет сечение заготовки. Ею чаще всего выполняют заостренные края прута. При навивке просто оттягивают, чтобы элемент выглядел красиво. На верхний край оград сплющивают и заостряют, делая пики и увеличивая неприступность своего участка.

Чеканка делается по листу. Ударами с обратной стороны, постепенно изменяется форма материала, создается объемный рисунок или элемент для большого полотна.

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

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

Как сделать станки для холодной ковки самостоятельно?

Основные элементы в станках для холодной ковки — приспособление для фиксации детали и инструмент для деформации по заданной форме (насадка или шаблон). Нужно представить, что в результате должно получиться. Если это улитка, то проще сделать шаблон. Тогда изготавливая детали холодной ковкой в домашних условиях, можно получить несколько элементов одинаковой формы и размера.

Для изготовления единичных деталей со сложной конфигурацией методом художественной ковки своими руками подойдет установка ограничителей в виде штырей и прокладка между ними прутка.

Станок для ковки своими руками

Для изменения сечения прутка необходим пресс. Оборудование для ковки можно сделать своими руками. Сначала делаются 2 боковые стойки. К ним привариваются втулки под подшипники и совместно обрабатываются, чтобы отверстия были в одной оси.

Между стойками помещаются 2 валка. Между их поверхностями должен быть зазор в 2–3 мм. Шейки валов с подшипниками монтируются в расточенные в размер втулки. Боковые стойки привариваются снизу к плите-основанию, сверху стягиваются шпильками.

Передача вращательного движения осуществляется зубчатыми колесами с одинаковым диаметром. Валки должны вращаться навстречу друг другу.

Пруток, попав между вращающимися деталями, должен затягиваться. При этом происходит его деформация — сплющивание.

Чтобы получать самодельные пики и лапы разных видов, нужно сделать полосы с гладкими поверхностями на валу.

Обработка методом холодной ковки позволяет умельцам делать простой инструмент и создавать уникальные вещи — ажурные заборы, мангалы, беседки и т. д.

Источник

Холодная ковка от «А» до «Я»

Какие особенности имеет технология холодной ковки, с каким оборудованием работают мастера и как его изготовить — об этом в нашем материале.

Холодная ковка позволяет делать металлообработку различных видов проката без предварительного нагревания. Причем создаваемые изделия, за счет прессования и гибки, получаются намного прочнее, чем при использовании литья или штамповки.

Какие особенности имеет технология холодной ковки и с каким оборудованием работают мастера — об этом в нашем материале.

Зачем используют холодную ковку

Чаще всего с помощью такой технологии обрабатывают металлопрокат в виде прутка, круга, квадрата или полосы. Создаваемое оборудованием давление изгибает и прессует материал, формируя нужную конфигурацию изделия, при этом упрочняя его. Изготовленные таким способом вещи практически невозможно сломать, их срок службы, в сравнении с литьем или штамповкой, на порядок выше.

Однако, стоит учесть, что при браке или допущенных ошибках в обработке проката их исправить также невозможно или очень сложно.

Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят?

Все эти поделки выглядят как настоящее произведение искусства, при этом не теряя своего практического назначения и прочности.

Приемы и способы технологии

Понятно, что, в отличие от горячего способа, заготовки предварительно не разогревают до ковочной температуры. Лишь изредка может применяться частичный нагрев поверхностей в месте изгиба.

Технологически такой способ обработки металла построен на одном из физических свойств металла — пластичности. Черновые и цветные металлы, такие как сталь, медь, бронза и другие в зависимости от своего химического состава имеют способность выдерживать нагрузки на изгиб, разрыв, растяжение. Это позволяет их обрабатывать различными приемами без нагрева.

В момент изготовления изделий материал поддается прессованию, что уплотняет структуру металла и, соответственно, делает его прочнее. Изгибание, в свою очередь, добавляет прочности изделию за счет дополнительного сжатия в точках изгиба.

В итоге, холодная ковка металла имеет как преимущества, так и недостатки.

Главный недостаток холодной металлообработки в том, что можно производить ограниченные наименования продукции.

Какими технологическими приемами обрабатывается металл холодным способом?

Приемы холодной ковки

Изгибание металла проводят как на ручном, так и на механическом оборудовании, причем многие изделия вполне реально производить вручную с использованием простейших приспособлений. Гибка — основной технологический прием описываемого способа ковки.

Прессование подразумевает использование сжимающих устройств. Прессы также могут быть ручными и механизированными.

Чеканка — это прием, с помощью которого проводится нанесение рисунка на поверхность изделий. Орнамент создается давлением на металл специальными инструментами или станками. Чаще всего такой способ «рисования» используют для создания рисунков на меди, так как она более пластичный материал.

В холодной ковке, также, как и при любой металлообработке, используют приемы резки, рубки и других общих операций, применяемых для подготовки заготовки и окончательной доводки изделий.

Технология подразумевает применение специализированного оборудования, создающего необходимые условия для производства и обработки материалов.

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.

Как сделать станки холодной ковки самостоятельно

Существует множество чертежей станков для холодной ковки. Некоторые из них представлены на фото в этом разделе.

Самый простой вариант — сделать приспособление улитку для гибки металлопроката. Как ее изготовить самостоятельно, можно посмотреть на видео:

Также несложно собрать приспособление для скручивания заготовок — твистер. Главное подыскать материал и инструменты для работы.

Обзор на это приспособление показано в видео

Существуют и другие конструкции подобных устройств. Самодельные станки для холодной ковки не менее работоспособны по сравнению со своими покупными аналогами.

Для ковки холодным способом также потребуется и нагревательный инструмент, так как технология предусматривает частичный разогрев некоторых зон детали для более простого изгибания или скручивания. Нарезать металл проще с отрезным стационарным кругом. Но, за неимением его, можно воспользоваться болгаркой.

Еще один немаловажный инструмент в изготовлении изделий холодным способом — шлифовальные машины. Ведь отдельные элементы декора потребуют зачистки и сглаживания поверхностей. Для этого подойдут либо ручные ленточные шлифовальные машины, либо стационарный гриндер.

Наличие различных станков для холодной ковки металла значительно ускоряет процесс производства элементов, особенно, если требуется их массовый выпуск.

Если у Вас есть опыт изготовления станков для холодной металлообработки, поделитесь им в комментариях к материалу статьи. Насколько сложно изготовить такое оборудование самостоятельно и какая функциональность такого ручного оборудования? Примите участие в обсуждениях и оставьте свои дополнения к этой статье.

Источник

• ← Что такое холодная и горячая свеча зажигания
• Что такое холодная кровля →