Универсальные станки холодной ковки

Функционал и сферы применения станков для холодной ковки

Для начала давайте определимся с возможностями изделий и сферой их применения. Как несложно догадаться, любой представитель данной категории предназначен, в первую очередь, для изменения формы металла и придания ему большей прочности путём прессования. Подобный функционал будет полезнее всего в следующих направлениях:

• производство строительных элементов различной сложности;
• изготовление деталей из круглого, листового и трубного металлопроката в машиностроительной отрасли;
• создание стальной мебели, декоративных объектов интерьера, холодного оружия, а также иных изделий подобного толка (как самодельных, так и заводского производства).

ФОТО: imfast.comДля производства сложных элементов вам понадобится приобрести два (или более) вида станков – металлообработка требует немалых затрат

Устройство станков для ковки по холодному типу

Каждое приспособление для того, чтобы можно было заниматься холодной ковкой, имеет свои особенности и параметры. Чтобы беспрепятственно можно было сделать станок для холодной ковки своими руками, необходимо разобраться, что представляет собой каждый из них.

Станок	Устройство
Гибочные станки	Конструция этого устройсвта такова, что при помощи изменения роликов и клиньев меняется размер волн и изгибов. Им возможно изгибать прутья до 16 мм. Единственный нюанс этого устройства- его нельзя сделать самостоятельно, потому как требуется обрабатывать и вытачивать много деталей точного размера. Стоимость такого приспособления невелика.
Твистер	Работает агрегат благодаря оснащению его специальным шаблоном, к которому придавливается обрабатываемый кусок металла. Давление при этом должно быть очень большим, поэтому те, кто работают на твистере, должны обладать достаточной силой для этого. Кроме этого, сохранность самого шаблона обеспечена наличием упорного рога (концевого). Что касается серединного рога, который иначе назван обводящим, то его следует делать таким образом, чтобы он мог менять свое положение и быть в нем зафиксирован. От этого зависит эффективность работы, особенно для тех, кто приступает к процессу впервые.
Основание с проставками	Такой агрегат позволит сделать узоры абсолютно любых вариаций. Сама по себе конструкция очень проста и представляет собой пластину из прочного и надежного материала, в которую вкручены проставки на определенном расстоянии. Для таких целей можно использовать болты с размерами от м8 до м24. Толщина металла при этом зависит только от мастерства того, кто работает на станке. В основном такое приспособление хорошо подходит для металла с толщиной 6 мм.
Улитки Станок-твистер	С воротом	Такая установка представляет собой пластину-основу, на которой находится специальный виток. Такой виток используется в качестве шаблона для будущего изделия. Особенность станка в том, что «улитка»-шаблон разделена на несколько частей, которые закреплены между собой при помощи специальных соединительных элементов, что позволяет во время работы шаблону варьировать по форме, чем и создаются различного рода волны и изгибы. Минусы в такой конструкции тоже есть, поскольку для того, чтобы изготовить такой станок для холодной ковки своими руками необходимо подбирать очень прочный материал, которой не согнется со временем. Также продумывать соединительные петли, которые достаточно уязвимы, учитывая величину силы, с которой происходит весь процесс сгибания металла.
Рычажного типа	В таком типе станка «улитка» шаблон прикреплен очень прочно к основанию. Производительность у него за счет такого факта меньше, однако, надежность больше. при помощи специального рычага осуществляется прижим металлической пластины к шаблону, одновременно в процессе необходимо перемещать передвижной ролик. Чтобы сделать такой станок для холодной ковки своими руками можно использовать стальной материал, который отличен свей прочностью, а ролик можно выполнить из обычного роликового подшипника. В целом конструкция схожа с трубогибом.
Торсионный станок	Такое устройство хорошо поможет в винтовом скручивании прутьев. Такой станок делается из основы цилиндрической формы из металла и двух крепежных и одновременно скручивающихся элементов. Желательно оснастить такую конструкцию специальной парой лап, которые не будут давать обрабатываемому металлу гнуться не так как необходимо. Принцип работы на станке таков, что прут помещается в удерживающие его элементы, с одного конца зажимается, а с другого конца с помощью вращающегося шпинделя закручивается до нужного размера винтовой волны.

Особенности самостоятельного сооружения станка для холодной ковки

Лучше всего заранее позаботиться о том, чтобы изгибов и волн у этого типа оборудования было как можно больше. Различные узоры и вензеля проще создавать, если прибор с самого начала оснащён большим количеством насадок.

При создании устройств придерживаются следующей последовательности действий:

Берётся металлическое полотно. Размер изделия зависит от того, сколько узоров располагается на поверхности. Сами шаблоны размещают таким образом, чтобы для изготовления осталось достаточно свободного пространства. Материал с насадок может смещаться, если места будет недостаточно.

Шаблоны могут быть простыми, либо содержать большое количество поворотов вензелей. Сами чертежи станка холодной ковки бесплатно можно получить благодаря тематическим сайтам. Можно заранее подумать о том, какими будут изгибы в собранном и разобранном состоянии. Максимально прочным должен быть материал, благодаря которому фиксируются подвижные части.

Создание прорезей прямоугольной формы обеспечивает смену насадок на постоянной основе. Сменные шаблоны для ковки тоже вставляются внутрь без проблем. Заготовки крепятся на металлические пластины в форме прямоугольника. Болты обеспечивают создание надёжных креплений, вне зависимости от того, какой используется ручной станок для холодной ковки.

На первом этапе обычно собирают стойку, которая используется в качестве опоры. В единое целое соединяют отрезы трубы и сочленения между ними. Итоговая конструкция может напоминать табуретку по своему внешнему виду. Аппараты для сварки и различные пилы используются для соединения, либо для создания отрезков определённого размера.

Нарезка металлических листов – следующий шаг. Нужно получить круги и треугольники с равными сторонами, диаметрами. Треугольные конструкции крепятся на низ конструкции. В итоге должна получиться форма, напоминающая пирамиду. В центральной точке вырезанной окружности приваривают основание с более широкой площадью.

К кругу с уже приваренным элементом присоединяют четыре планки, расположенные в горизонтальной плоскости. Дрелью проделывают отверстия в изделии, потом соединяют всё болтами.

Следующий шаг предполагает сооружение рукояти. Для этого берут два прутка с одинаковой длиной. Один из прутков должен иметь диаметр, равный уже имеющемуся кругу. Другой превышает этот показатель, только при соблюдении данного правила получается подходящий результат. Первый прут сгибают на величину 30 градусов. Между первыми двумя отрезками обязательно оставлять небольшую перемычку.

К концу рычага крепят подшипник, чтобы в будущем можно было работать с разными направлениями. Дополнительное соединение требуется с концом в нижней части конструкции.

Художественную холодную ковку невозможно представить без использования соответствующих станков. Современные технологии делают так, что практически каждый домашний мастер может попробовать самостоятельно что-то сделать.

Станки для холодной ковки могут быть заводскими, либо изготовленными собственными силами. Это не меняет результата и готовой работы, которая получается при грамотном подходе к делу

Важно заранее запомнить, какие движения и в какую сторону выполнять для получения соответствующего результата.

Разновидности и назначение станков для ковки

Станок любого назначения применяется для облегчения ручного труда. Для ковки по холодному типу может использоваться разное оборудование, сводящее к минимуму физические усилия мастера и позволяющее выполнять следующие базовые операции:

Станок для создания фигурного профиля методом холодной ковки

• изгиб профиля под нужным углом или радиусом;
• изготовление спиралей или завитков;
• продольное скручивание заготовок.

Разнообразие получаемых деталей позволяет выстраивать их в комбинации и замысловатые конструкции, создавать аккуратное художественное полотно для ограждений и беседок, симметричный декор для парковых скамеек, а также других предметов различного назначения.

Промышленный станок гнутик, позволяющий получить заготовку с заданным радиусом

Станки холодной ковки могут быть специализированными (выполнять только одну операцию) и универсальными. Различают такие типы специальных станков:

• гнутики (гибочные станки) – позволяют выгнуть заготовку под углом или заданным радиусом (волна);
• улитки – закручивают заготовки в спирали и завитки;
• торсионы – помогают продольно скрутить заготовку или несколько таких деталей одновременно;
• штамповочные станки – с их помощью делают декоративные хомуты, фасонные наконечники, волну с мелким шагом.

Универсальные станки включают в себя компоненты специального оборудования в различных его комбинациях.

Приспособления для холодной ковки приводятся в действие механически (ручные станки) или посредством электропривода. Оборудование с электроприводом отличается скоростью и легкостью обработки заготовок. Станок для холодной ковки, цена которого может оказаться довольно высокой, характеризуется высокой продуктивностью. Когда нет необходимости в производительности и скорости, то ручного станка будет вполне достаточно для выполнения работ, особенно в том случае, если кузнечное дело – это хобби.

Станок гнутик, предназначенный для обработки труб методом холодной ковки

Можно ли сделать своими руками станок для холодной ковки

Купить ручной станок для холодной ковки можно в специализированном магазине по продаже инструментов или заказать в интернете. Вопрос заключается в цене и платежеспособности покупателя. Альтернативный вариант – собрать его своими руками. Принцип работы ничем не будет отличаться от товара, приобретенного в торговой сети, а выполняемые функции абсолютно идентичны заводским. Дополнительные преимущества – выигрыш в цене, уверенность, что конструкция не выйдет из строя после первого же использования.

Для начала стоит ознакомиться с конструктивными особенностями каждого типа станка, чтобы оценить возможность его самостоятельной сборки.

Станок для холодной ковки улитка, позволяющий создавать спиральные элементы

Торсион должен выполнять скручивание металлических прутьев, поэтому его конструкция предполагает наличие двух элементов, удерживающих заготовку. Один из них служит зажимом, а другой содержит вращающийся шпиндель, который, собственно, и будет закручивать прут до нужной частоты винтовой волны. Устройство довольно просто соорудить самому, а некоторые мастера вообще обходятся тисками и незамысловатым ручным воротом.

Конструкция гибочного станка также несложная, однако она содержит несколько обязательных элементов, сборка которых невозможна без специализированного инструмента. Основание – массивная металлическая пластина с пазом посередине, в который вставляется подвижный упор, перемещаемый червячным механизмом. Два других цилиндрических упора неподвижны и крепятся на основание с двух сторон симметрично относительно паза. Именно монтаж упоров может вызвать затруднение, так как отверстия под крепеж сверлятся только на специализированном станке, воздействию дрели такая заготовка из высокопрочной стали не поддастся.

Создание элементов методом холодной ковки на самодельном станке гнутик

Станок для ковки металла улитка может иметь две разновидности: с воротом или рычажного типа. Первый вариант позволяет варьировать форму изгиба в процессе работы, однако имеет ряд уязвимых мест в конструкции и очень требователен к прочности материалов изготовления. Второй тип более устойчив, но менее производителен. Мастера считают улитку самым простым станком, самостоятельная сборка которого не вызовет затруднений.

Волна и зигзаг

Теперь у нас на очереди инструмент и оснастка для волновой и загзагообразной гибки длинномерных заготовок. Упомянутые вначале гнутик и протяжно-нажимной гибочный станок своими руками не воспроизводимы. Кроме того, первый позволяет настраивать шаг и профиль в относительно небольших пределах, а второй дорог. Однако универсальный волногибочный станок все-таки можно сделать своими руками по образцу того, что слева на рис. Заказать придется только вальцы, они должны быть из хромоникелевой или инструментальной стали; остальное – из простой конструкционной, на скобы и дугу нужен лист (полоса) от 8 мм. В дуге устанавливаются ограничители, позволяющие точно выдерживать профиль волны, но рабочие нагрузки на нее передаются в значительной степени; собственно, дуга обеспечивает поперечную жесткость конструкции.

Оснастка для гибки волн при холодной ковке

Гнуть только плавные, но весьма разнообразные, волны можно, добавив к станку-улитке с поворотным лемехом ворот для волн, справа на рис. Рукояти используются прежние, т.к. они вворачиваются в резьбовые гнезда на головке ворота. Коренной (центральный) ролик желательно делать отдельным и крепить к станине болтами с головками впотай. В таком случае, ставя ролики разного диаметра (диаметров), возможно формировать волны переменного и несимметричного профиля. А если обводной ролик выполнить переставным (для чего в его водиле проверливается ряд отверстий), то можно в довольно широких пределах менять и шаг волны.

О соединении элементов и покраске

Кованые детали нужно собрать в единую композицию. Простейший способ – сварка и последующее заглаживание швов болгаркой с зачистным кругом: он толще отрезного (6,5 мм) и выдерживает изгибающие усилия. Но гораздо эффектнее смотрятся соединения фасонными хомутами, их штампуют из полосы от 1,5 мм на инерционном штампе; можно также достаточно быстро и без опыта отковать по-горячему, см. ниже. Заготовку хомута делают в виде П-образной скобы на оправке в размер соединяемых деталей и загибают ее крылья с тыла на месте большим слесарным молотком или кувалдой 1,5-2 кг по-холодному. Красят готовое изделие, как правило, кузнечными эмалями или акриловыми красками по металлу. Эмали с пигментом из кузнечной патины дороже, но лучше: высохшие, они цвета благородного несколько под старину, не отслаиваются, не выгорают, износо- и термостойки

Как обойти камень

Т.е. камень преткновения во всем вышеописанном: фасонные наконечники прутьев; без них забор не забор, ворота не ворота и калитка не калитка. Инерционный штамповочный пресс (поз. 3 на рис. с видами станков) дорог, но эффективен. Он работает по принципу маховика: вначале, плавно вращая коромысло (штангу с грузами), отводят винтовой боек назад до упора. Затем вкладываютт в гнездо сменный штамп, ставят заготовку. Далее быстро раскручивают коромысло в обратную сторону (это момент травмоопасный!) и оставляют его свободно вращаться – пошел рабочий ход. В конце него боек очень сильно бьет по хвостовику штампа; за счет инерции грузов развивается усилие, достаточное для штамповки.

Станок для холодной ковки концов прутьев

Нагрузки, особенно ударные, в инерционном штамповочном станке велики, приходятся на малые площади, а точность изготовления его деталей нужна высокая, поэтому делать его своими силами лучше и не пытаться. Самостоятельно возможно сделать ручной прокатный стан, см. рис. справа, но лишь частично: валки из спецстали, валы и подшипниковые втулки придется заказывать, а шестерни покупать или искать б/у. Получать же на таком стане можно только наконечники гусиная лапка и лист (копье), причем по их шейкам сразу будет видно, что это машинная работа.

Между тем такие же, и некоторые другие, наконечники прутьев можно отковать горячим способом, не будучи опытным кузнецом. Хороший, явно ручной работы наконечник-лист куется просто кувалдой и молотком, а ковочный штамп (штемпель) для лапок делается из негодного напильника, в котором болгаркой выбираются канавки. Кузня для этого нужна? Для эпизодической мелкой работы совсем не обязательно; главное – разогреть металл. Пропановая горелка не годится, нагрев должен быть равномерным со всех сторон и без пережога. Итак, приходим к выводу, что холодная и горячая ковка не исключают друг друга: чтобы с помощью простых станков для холодной ковки или вовсе подручными средствами получать качественные изделия, очень даже не помешает вдобавок к ним небольшой кузнечный горн из подручных материалов.

***

2012-2020 Вопрос-Ремонт.ру

Вывести все материалы с меткой:

Перейти в раздел:

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.

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.

Кузнечное гибочное оборудование для горячей и холодной ковки металла, размеры

Для обеспечения возможности формообразования в горячей ковке используется нагрев обрабатываемой заготовки. В качестве такого оборудования применяется горн или, если работа ведется с небольшими заготовками, муфельная печь. Учитывая, что дополнительно требуется организовать рабочее место для обработки горячей заготовки, помещение для организации такого производства должно иметь достаточно большие размеры.

В холодной ковке, как минимум, отсутствует габаритное оборудование для нагрева. Применяемое в ней оборудование и оснастка не занимает большую производственную площадь. Некоторые виды легко помещаются в тумбочке рабочего стола.

Ручные станки: твистер, улитка и другие

Для изготовления типовых базовых элементов, которые применяются в холодной ковке, не требуется очень большой номенклатуры станков. Следующий набор ручных станков позволит создать все многообразие изделий холодной ковки.

Гнутик. С помощью этого станка выполняются из прутков проката различные по форме дуги и производится сгиб заготовки в определенный угол.

Гибка полосы на гнутике. Фото Фирма Ютика

Улитка. Станок изготавливает самые популярные изделия холодной ковки: завитки, спирали. Размеры и форма завитков и спиралей регламентируется кондуктором – формообразующей оснасткой для таких станков.

Станок типа улитка PROMA. Фото ВсеИнструменты.ру

Торсион. Ручной станок, выполняющий закручивание прутка вокруг своей оси. Готовые изделия с такой формой заготовки имеют более привлекательный оригинальный вид.

Станок для холодной ковки типа Твистер Blacksmith M3-TR

Фонарик. При помощи этого оборудования, по принципу действия аналогичному торсионному станку, получают заготовки напоминающие переплетение корзинок.

Станок для изготовления корзин Blacksmith M04B-KR. Фото ВсеИнструменты.ру

Волна. Станок, позволяющий изготавливать заготовки в виде волн с различной длиной и амплитудой.

Станок для холодной ковки типа Волна

Объемник. Изготавливают изделия типа дуг большого радиуса. Можно использовать в производстве, где таких одинаковых дуг требуется значительное количество.

Станок глобус (объемник) для холодной ковки. Фото КовкаПРО

Ручные трубогибы. Условия деформации заготовки делают этот станок наиболее приемлемым для гнутья профильных труб.

Трубогиб-профилегиб Smart&Solid BendMax-200. Фото КовкаПРО

Ручной пресс. Станок для создания отпечатков (рисунков) на поверхностях заготовок.

Ручные ножницы. С их помощью выполняются требуемые линейные размеры заготовок.

Станки для холодной ковки возможно дополнить электроприводом, что улучшит технические характеристики. Электрические устройства обладают большей производительностью.

Универсальные станки, с ЧПУ и не только

При наличии необходимых финансовых средств можно наладить выпуск всей номенклатуры заготовок холодной ковки на одном оборудовании. Универсальные станки способны выполнить любую технологическую операцию при наличии необходимой оснастки, вплоть до раскатки лапок и формирования труб. Если надо обеспечить 100% повторяемость изделий, станки оборудуют блоком с ЧПУ.

Универсальный кузнечный станок Blacksmith UNV3-02. Фото ВсеИнструменты.ру

Применение такого оборудования позволяет задействовать минимальное количество производственной площади. Станки с ЧПУ повышают эффективность производства, особенно на предприятиях со значительным объемом производства.

Инструменты

Большая часть изделий холодной ковки изготавливается по шаблонам (кондукторам) и лекалам. Прежде чем получить готовую деталь, автор придумывает, как разработать эксклюзивные приспособления для ее изготовления. Так, например, возникли шаблоны спиралей с размерами, соблюдающими гармонию пропорций золотого сечения.

Самодельный кондуктор

Базовые поверхности шаблонов и лекал являются формообразующими для заготовок. При изготовлении самих шаблонов и лекал может использоваться специальный кузнечный инструмент холодной ковки. Для гибки шаблонов из полосы или прутка, применяется очень популярный в кузнечном деле инструмент вилка.

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.