Станки для холодной ковки: видео, чертежи, фото

По распространённому (но, увы, технически неграмотному) выражению «холодная ковка» (от англ. cool forging) к оборудованию, предназначенному для выполнения подобных процессов пластического деформирования, относят приспособления, выполняющие такие операции, как объёмная гибка, скручивание, плющение и т.п.

Особенно часто это необходимо при работах по изготовлению элементов художественной ковки металла – спиралей, волют, улиток, вензелей и пр., не требующих в последующем соединения между собой.

Станок для скручивания (торсировки)

Составляем техническое задание на станок для холодной ковки

Исходными данными для проектирования (если ни один из вариантов готовых чертежей данного оборудования и приспособлений вам не подходит), являются:

Предельная площадь сечения исходных заготовок (например, обрабатывать стальной пруток с размерами сечения более 12 — 16 мм вручную весьма затруднительно).
Технические возможности — для того, чтобы самому сделать основные детали требующегося оборудования.
Перечень операций объёмной штамповки – гибочных, осадки, высадки – которые должны выполняться для последующей художественной обработки металла.
Степень сложности инструмента и приспособлений, которые позволят сделать требующийся станок для холодной ковки универсальным.
Потребность в приводе (ручной станок холодной ковки сделать значительно легче, чем с электрическим приводом).

Для того, чтобы самому выполнить большинство операций по изготовлению необходимого оборудования, в чертежах следует предусмотреть возможно больший процент заготовок и узлов, для которых потребуется нормализованный металлопрокат – швеллер, уголок, толстая полоса и т.д.

Виды самодельного оборудования и инструмента для пластической обработки металла

Сделать полностью унифицированный станок холодной ковки своими руками довольно сложно. Но можно предусмотреть в чертежах наличие взаимозаменяемых узлов, крепление которых будет производиться на общем рамном основании. К числу наиболее востребованных инструментов относятся:

Твистер – приспособление, выполняющее спиральное закручивание части стального стержня в направлении его продольной оси;
Гнутик – приспособление, производящее гибку заготовок из профильного металлопроката на необходимый угол (в том числе выполнение пространственных гибочных элементов на металле);
Улитка – узел, осуществляющий спиральное закручивание части заготовки с постоянно уменьшающимся радиусом;
Шаблон – инструмент, с помощью которого на станке холодной ковки производится изготовление окружности необходимого диаметра из прутка;
Керн – инструмент для нанесения на металле объёмных тиснений, а также штампованных оттисков на плоских поверхностях.

Комплект такого оборудования фактически обеспечивает возможность выполнения самому подавляющего большинства работ по объёмному деформированию сталей и цветных сплавов при помощи станков холодной ковки.

Возможности станка с ручным приводом позволят производить объёмное деформирование преимущественно высокопластичных металлов и сплавов – низкоуглеродистой стали, некоторых марок латуни, меди, алюминия. Из таких элементов можно изготавливать детали кованых перил, ограждений, подставок, беседок.

Этапы проектирования станка холодной ковки и подготовительные процедуры

Чтобы изготовить станок холодной ковки, потребуются следующие чертежи:

Чертёж рамного основания станины под установку агрегата;
Сборочные чертёжи каждого из необходимых приспособлений;
Чертежи сменных деталей станка.

В качестве рабочего инструмента и исходных материалов для изготовления необходимы:

Толстолистовая сталь (или полоса) из среднеуглеродистой стали марки не ниже сталь 35;
Толстостенная труба квадратного поперечного сечения;
Переносной отрезной станок или шлифовальная машинка;
Инструмент для работы с крепёжными деталями (гайковёрт, пассатижи);
Бытовой сварочный аппарат;
Фрезер;
Ручной гибочный агрегат;
Мерительный и разметочный инструмент (угольник, штангенциркуль, нутромер).

Перед началом изготовления отдельных элементов станка холодной ковки полезно все предполагаемые действия выполнить на чертеже, прорисовав все основные перемещения отдельных узлов и деталей, из которых состоит станок холодной ковки. Особенно полезно сделать это перед изготовлением сменного рабочего инструмента (под улитку, керн, гнутик). Стоит продумать также возможность использования стандартных узлов: например, слесарных тисков, либо суппорта от небольшого списанного токарного устройства.

Для обеспечения высокого качества готовых изделий параметры шероховатости инструмента должны быть на один квалитет выше, чем изделий, которые будут изготавливаться на нём. Поэтому после производства сварочных операций, отрезки и пр. рабочие финишные поверхности необходимо тщательно прошлифовать. Когда все необходимые составные части станка холодной ковки изготовлены, рабочие сменные инструменты полезно термически обработать. Закалка до твёрдости 40…45 HRC значительно увеличит долговечность используемых приспособлений. Стоит напомнить, что после закалки изделия несколько коробятся, а потому нуждаются в последующей правке. Впрочем, закалочные и отпускные переходы лучше заказать в специализированных фирмах, имеющих необходимое оборудование.

Как изготовить и сделать сборку отдельных узлов станка и инструмента к нему

В качестве примера приводится пошаговая инструкция для получения приспособления «Твистер», которое предназначается для одноосного продольного скручивания стальной заготовки из прутка квадратного поперечного сечения. Аналогичным образом, и в той же последовательности будут выполняться операции и относительно других частей станка холодной ковки – улитки, керна, шаблона, гнутика и т.д.

Опорной заготовкой под данное приспособление стоит принять двутавр или швеллер с толстыми полками. К нему сваркой прикрепляют широкую толстолистовую полосу, к которой можно присоединить слесарные тиски. В них будет зажиматься неподвижная часть закручиваемого прутка. Тиски следует закрепить особенно надёжно – при помощи минимум четырёх болтов диаметром от М16 и более. Для увеличения площади зажима прутка к губкам тисков привариваются рифлёные пластины из толстолистовой стали. С противоположного конца двутавра устанавливаются направляющие ролики, к которым впоследствии будет прикреплён зажимной узел для подвижной части обрабатываемой заготовки. Его можно сделать из стальной втулки, по образующей которой необходимо предусмотреть расположенные под углом 120° три отверстия для зажимных болтов диаметром на 2…3 мм меньшим, чем сторона квадрата скручиваемого элемента. Болты должны быть закалёнными, из качественной стали, а также иметь плоский торец. Оба зажимных устройства должны быть расположены соосно, что проверяется при помощи уровня, слесарного угольника, штангенциркуля.

Далее изготавливается ручка для проворачивания подвижной части зажима. Рычаг под неё необходимо предусмотреть как можно длиннее – таким образом снизится значение прикладываемого усилия. В то же время длина рычага должна быть удобной для пользователя. Саму рукоятку лучше подобрать из стандартных, причём желательно с резиновой втулкой — для исключения вероятного проскальзывания руки оператора станка для холодной ковки при выполнении на нём соответствующего перехода пластической деформации.

После сборки станка холодной ковки его проверяют на надёжность перемещения подвижных элементов, а также на точность производства операций для пластического деформирования металла. После этого можно сделать окончательное крепление устройства к опорной раме.