Кузнечное оборудование для холодной ковки металла

 Ковка — один из древнейших способов обработки металла. Изменение формы лежащего на наковальне металлического слитка под ударами тяжелого молота позволяло людям изготавливать оружие, инструменты и домашнюю утварь. Кузнечное дело в традиционном обществе было одним из самых почтенных занятий.

Ковка

Не случайно самая распространенная фамилия в России – Кузнецов, а в Англии- Smith. Ковка сохранила свою популярность и до наших дней. Сама технология значительно усовершенствовалась, оборудование для ковки металлов стало намного сложнее и производительнее.

Холодная ковка

Кроме традиционной горячей ковки, набирает популярность метод холодной ковки, позволяющая в условиях домашней кузнечной мастерской на сравнительно несложном оборудовании изготавливать высокохудожественные и экономичные оконные решетки и секции оград, каминные решетки и подставки и многое другие элементы авторского декора.

Виды кузнечного оборудования для холодной ковки

Техника холодной ковки металлов позволила отказаться от громоздкого горна, наковальни и молота.

Минимальный набор кузнечного оборудования для холодной ковки металла включает в себя:

• Гибочные станки, или Гнутики.
• Твистеры.
• Волну.
• Улитку.
• Фонарик.

Кроме специализированного оборудования для холодной ковки понадобятся верстак, тиски и набор слесарного инструмента, а для соединения некоторых деталей нужно сварочное оборудование. Пригодится также и угловая шлифовальная машинка.

Гнутики для холодной ковки

Это самое простое кузнечное оборудование для холодной ковки. Оно предназначено для сгибания полосы или стержня из металла под определенным углом. Самый простой метод сгибания — это ручное сгибание заготовки, зажатой в тиски. Но это возможно лишь для прутков и полос малой толщины, кроме того, и угол, и радиус сгиба выдержать точно невозможно.

Если же нужно согнуть прокат металла  под определенным углом, да еще и в нескольких местах — применяют пластину с вставленными в нее штифтами — направляющими. Для увеличения силы применяют рожковые удлинители — или просто кусок трубы, надеваемой на свободный конец заготовки. Для увеличения точности и соблюдения заданного угла и радиуса сгиба применяют ролики — два неподвижно закрепленных на плите и один подвижный, скользящий по пазу в опорной пластине. Сила нажатия на этот ролик увеличивается рычажным механизмом.

Гнутик для холодной ковки

Если к подвижному ролику присоединить гидравлический цилиндр, то работа станет легче, рабочее усилие установки и ее точность повысятся. В случае, когда согнуть нужно тонкостенную трубу, вместо ролика используют шаблон нужного радиуса.

Особенности и преимущества твистеров

Твистеры, или торсионные станки, относятся к более сложному кузнечному оборудованию и служат для скручивания прутков вдоль их продольной оси.

Принцип действия у всех твистеров одинаковый — один конец заготовки или их группы зажимается в неподвижную оправку, другой — а подвижную. Подвижная оправка вращается вокруг своей оси, скручивая прутки.

В простейшем варианте неподвижная оправка зажимается в тиски, а подвижная оправка приводится в действие ручным воротом. В этом случае на заготовки надевают прочную трубу чуть большего диаметра, чтобы предотвратить нежелательную продольную деформацию прутков.

Существуют варианты кузнечного оборудования с механическими червячными редукторами и даже с электроприводом, также через редуктор.

Обязательным элементом механизированного твистера является прочная рама, соединяющая опоры оправок. При скручивании и деформации металла возникают большие продольные напряжения, вследствие которых он может деформироваться. Прочная рама позволяет противостоять таким деформациям.

Твистер для холодной ковки

При скручивании прутков длина их уменьшается, поэтому подвижная опора должна иметь возможность передвижения вдоль рамы.

Преимущества твистеров заключаются в возможности создания:

• выразительной формы и фактуры поверхности при скручивании одиночного прутка;
• уникальных украшений и деталей предметов интерьера — фонариков (шишек);

Создать такие формы и фактуры другими методами обработки металла крайне затруднительно или попросту невозможно.

Разновидности улиток для ковки

Этот вид кузнечного оборудования для холодной ковки предназначен для выгибания завитков из полосы или прутка.

Рычажная улитка

Простейшая разновидность станка — это рычажная улитка. На массивной платформе закреплен захват для начала изгибаемой полосы и шаблон завитка, к которому полосу притягивают рожковым рычажным захватом.

Рычажная улитка для холодной ковки

Если нужно сделать много одинаковых завитков, то полосу шаблона и захват приваривают к металлической плите, если требуются завитки разной формы и начального радиуса — используют деревянную или фанерную платформу с большим количеством отверстий, в которые вставляют закаленные болты для формирования захвата и точек шаблона. Для выполнения такой гибки нужно обладать недюжинной физической силой.

Улитка с поворотной плитой

Шаблон используется такой же, ка в рычажной улитке, но применяется поворотная платформа, в ней в шаблоне фиксируется конец заготовки, которая подается через неподвижный упор-фиксатор на верстаке.

Улитка с поворотной плитой для холодной ковки

Вращаясь, шаблон затягивает полосу металла в себя и выгибает его по намеченной траектории. Для облегчения труда при повороте плиты используют червячный привод.

Улитка с воротом и поворотным лемехом

Существует усовершенствованная разновидность улитки — улитка с воротом и поворотным лемехом. Для увеличения физической силы человека используется ворот. Он вращает серпообразный или спиралеобразный лемех, изготовленный из особо прочной стали. Применяются также складные лемехи для получения деталей переменной кривизны и сложной формы.

Улитка с воротом и поворотным лемехом

Такой лемех состоит из нескольких частей, соединенных между совой осями и закрепленных друг относительно друга штифтовыми фиксаторами. По мере прохождения того или иного участка сложной спирали соответствующий штифт извлекается и часть лемеха складывается, не принимая участи в дальнейшей холодной ковке. Заготовка закрепляется с помощью фиксатора на платформе. В пазу двигается ролик, который прижимает пруток или полосу к лемеху. При повороте ворота согласно закону рычага лемех проворачивается по меньшему радиусу, но с пропорционально большим усилием, валик и прижимает деталь к выставленным на плите фиксаторам.

На улитке с поворотным лемехом можно выгибать до 5 витков спирали, благодаря постоянному усилию изделия получаются одинаковыми, а в силу возможности регулировки прижима ролика можно получать двойные завитки и завитки переменной кривизны.

Торсионы — ручная ковка

Кузнечные торсионные станки, или твистеры, предназначены для закручивания прутка или трубы квадратного сечения вокруг продольной оси. Иногда вместе скручивают два, три или даже четыре стержня. При скручивании тонкостенных квадратных труб надо обращать особое внимание на то, чтобы не превысить предельной прочности и допустить разрыва или смятия трубы.

На прочной раме закреплена оправка, в которой зажимают один конец стержня или их группы . На другом конце крепят вороток и начинают вращать его, вызывая скручивание стержней или труб. Чтобы стержни не выгнулись вбок, на них надевают прочную трубу, немного превосходящую по диаметру готовое изделие.

Этот вид кузнечного оборудования для холодной ковки пригоден для изготовления своими руками витой кочерги, витых прутьев для оконных решеток или ограды, лестничных балясин и других элементов декора.

Чтобы изготовить декоративную фигуру фонарик (или шишку), заготовки в оправках закрепляют не вплотную друг к другу, а вокруг центральной направляющей — штока. После скручивания детали извлекают из оправок, соединяют их концы вместе и сваривают фонарик. Такой элемент может играть чисто декоративную роль, а может нести и прикладную функцию — служить рукояткой для каминных щипцов, совка или кочерги.

Торсионы — ручная ковка

Обычно в фонарик скручивают 4 или 6 стержней, но встречается и другое число. Число отверстий в оправке должно совпадать с числом заготовок, отверстия должны быть равномерно распределены по окружности.

Оснастка для волновой и зигзагообразной гибки

Кузнечная оснастка для волновой и зигзагообразной гибки напоминает обычные трубогибы. Такая оснастка снабжена дополнительными роликами, формирующими волну или удерживающими ту часть детали, которая уже прошла гибку.

Оснастка для волновой и зигзагообразной гибки

Для точного соблюдения радиуса вершин волны применяют накладки с соответствующим радиусом изгиба и впадиной, соответствующей диаметру профиля металла.