Классические инструменты для ковки художественных элементов
Древние и средневековые кузнецы обходились нехитрым набором инструментов, который обязательно включал в себя:
- кузнечный горн – специальная печь для разогрева металлической заготовки;
- меха для раздувания углей вручную;
- наковальню – металлическая опора для ручной ковки;
- молоты, молотки, кувалды, ручники (мелкие молоточки для наиболее изящных изделий);
- клещи;
- тиски и струбцины для фиксации изделия;
- инструменты для формирования будущего изделия – оправки, зубила, раскатки, гладилки и т.п.;
- емкость с жидкостью для охлаждения готовой конструкции.
Имея оборудование, которое легко можно было переносить с места на место, мастера часто странствовали и могли быстро развернуть кузницу в любом месте. Еще кочевые племена использовали в своих походах переносные горны и наковальни, чтобы выковать новые наконечники для стрел, подковать лошадей, починить воинские доспехи и конские сбруи, выправить поврежденные стальные клинки.
Со временем стали появляться стационарные кузницы, в которых устанавливали большие горн и наковальню, меха с ручным и ножным управлением, прочные верстаки с закрепленными тисками. Каждая эпоха добавляла в кузнечное дело новые инструменты или видоизменяла уже привычные. Появились точные измерительные инструменты.
Кузнецы стали работать не в одиночку, а с подмастерьями, которые тоже отличались большой выносливостью и физической силой. В обязанности подмастерья входила задача раздуть меха и раскалить докрасна болванку в горне.
В современной мастерской для художественной ковки металлических элементов практически не изменился набор используемых инструментов, вот только заготовки (поковки) теперь нагревают в муфельных печах или индукционным способом. Классические кузнечные горн и меха устанавливают разве что в музейных экспозициях, пытаясь полностью воссоздать процесс древнего ремесла.
Оборудование для холодной ковки отличается наличием разнообразных станков: для полного производственного цикла их потребуется не менее 5-7 штук. Часто мастера изготавливают их самостоятельно из подручных материалов.
Небольшие производственные расходы и затраты на начальное оборудование стали причиной того, что холодная ковка получила широкое распространение.
Инерционно-штамповочные станки
Этот вид оборудования напоминает прессы или прессовочные валики, которыми молодые мастера иногда пренебрегают. А зря: без фасонных хомутиков для соединения деталей и оформленных наконечников прутьев работа никогда не будет иметь эстетичного вида. Эти прессы работают как маховик, в котором боек бьет по месту штампа. Декоративные детали мелкие, точность их изготовления должны быть очень высокой, поэтому этот вид станков не нужно даже пытаться сделать своими руками.
Все бы хорошо, да только инерционно-штамповочные прессы – дорогое удовольствие. Но здесь можно найти решение, назовём его «интегрированным кузнечным решение». Разного рода наконечники очень просто сделать способом горячей ковки. Для этого совсем не обязательно быть опытным мастером. Либо сходить в гости в мастерскую горячей ковки, либо самому завести изящный кузнечный горн – можно легко и недорого смастерить из подручных материалов. Для такой мелкой работы своя отдельная кузня не нужна, дел всего ничего – разогреть металл.
Холодный метод ковки
Большая часть работ холодной ковки выполняется на специально спроектированном для этих целей оборудовании. Можно назвать определенный перечень оборудования, который применяют для холодной обработки металла. Как правило, такое оборудование показывает свою эффективность при выполнении больших объемов работ при архитектурном оформлении зданий и сооружений.
Среди оборудования, применяемого при получении изделий холодной ковкой можно назвать следующее:
- торсионный, с его помощью выполняют кручение прутка вдоль оси;
- волновой, на нем выполняют различные волнообразные детали.
Всего парк оборудования для холодной ковки насчитывает порядка десятка единиц. Некоторые работают от мускульной силы оператора, некоторые от электрического привода. Некоторые умельцы занимаются самостоятельным изготовлением подобного оборудования.
Самодельный гнутик для ковки арматуры и других материалов дома, как сделать из тисков, профильной трубы, подшипников и не только, размеры, видео
Далее представлены обзоры самостоятельного производства устройства для гибки, делаем механизмы своими руками.
Мастер демонстрирует готовый станок, выполняется гибка полосы 4 см.
- Механизм выполнен из металла толщиной 10 мм., валики — из каленого металла, крепление и фиксация осуществляется с помощью болтов.
- Размеры: ширина — 120, длина — 210 мм., диаметр трех валов, один из которых с насечками — 30 мм.
- С нижней стороны приварены две щечки, толщина которых 10 мм., диаметр и высота вала — 60 и 40 мм. соответственно.
Есть проблема: мягкий металл, нужна высокоуглеродистая сталь, либо каленые части.
Гнутик из каленого металла, чертеж и размеры устройства, сборка своими руками
Мастер демонстрирует подробный чертеж устройства на бумаге. Все элементы станка: пластины, болты и валы — выполняются из каленого металла, их производство заказывается у специалистов. Данный станок является усовершенствованной модификацией устройства из предыдущего ролика.
Размеры всех элементов прописываются и оговариваются, исполнитель объясняет, какое строение имеет станок, каким образом выполняется крепление деталей.
Демонстрируется каркас станка, сваренный из трех элементов и объясняется процесс дальнейшей сборки устройства.
Самодельный гнутик со съемными роликами для гибки полосы, квадрата, профиля
Важная особенность! Данное приспособление позволяет гнуть парные заготовки для симметричных изделий.
Механизм позволяет проводить гибку заготовок разной формы и сечения, является незаменимым инструментом для кузнеца.
С помощью съемных роликов выполняется гибка двух 12-ых и 14-ых квадратов, полосы 25 на 4. В результате получаются заготовки полукруглой формы.
https://youtube.com/watch?v=jGqd1KTG1lk
Разделы: Приспособления для холодной ковки, Станки холодной ковки
Сооружение станка для холодной ковки
При составлении чертежа для дальнейшего создания шаблона для станка лучше всего позаботиться о том, чтобы он имел максимальное количество различных вариаций касаемо изгибов и волн. Имея такие заготовки можно создать станок для холодной ковки с множеством сменных насадок, что будет давать возможность изготавливать различные узоры и вензеля.
Последовательность действий при создании устройства:
- Изначально понадобиться металлическое полотно, размер которого будет зависеть от количества узоров, размещаемых на нем. Размещать сами шаблоны следует таким образом, чтобы было место для изготовления изделий, потому как в процессе материал с насадок может смещаться из-за нехватки места. Также при недостаточном удалении друг от друга шаблонов, могут возникнуть осложнения в работе.
- Что касается самих вариаций шаблонов, то они могут быть как простыми, так и содержать не один поворот вензеля. Можно сделать подобную улитку лемешного типа и продумать конструкцию изгибов в разобранном и собранном состоянии. При этом стоит быть внимательными при подборе материала для фиксации раздвигающихся частей – он должен быть максимально прочным.
- Смену насадок можно обеспечить, сделав прорезь прямоугольной формы, в нее можно будет вставлять сменные шаблоны для ковки. Прикреплены они все должны быть к металлическим пластинам, имеющим форму прямоугольника. Крепление таких насадок обеспечено будет при помощи болтов.
Виды изделий
Если рассматривать виды и стилистику ковки, то они предполагают огромный простор для творчества. Это и есть один из главных преимуществ. Можно изготовить как простые и строгие изделия, так и более сложные с элементами особенного гиба и рисунка. Какой бы ни был вид изделия, его всегда легко сочетать и устанавливать с другими строительными материалами и архитектурами. По методу работы ковка делится на два вида:
- Холодная.
- Горячая.
Холодная ковка
Выполняется без нагревания металла, соответственно, подвергается большему механическому давлению. Обычно используют специальные станки для холодной ковки, но бывают случаи, когда холодную ковку своими руками делают различными самодельными способами. Имеется несколько плюсов метода:
- Более низкая стоимость по сравнению с горячей.
- Доступность элементов.
- Возможность комбинировать рисунки с помощью сварки.
- Более удобная возможность изготовления своими руками.
- Меньшее воздействие опасности при работе.
Если говорить объективно, можно найти и отрицательную сторону. Отметим и несколько минусов работы:
- Ограничение по работе с элементами.
- Более стандартные и геометричные виды работ.
Горячая ковка
Такой вид ковки был изобретен задолго до холодной. Ведь ранее не было мощных станков и других приспособлений для того, чтобы изогнуть металл без нагревания. Однако такой вид гораздо практичнее холодного.
При нагревании металл становится более пластичным, а значит, лучше поддается растяжению, сжатию и изгибу. При работе с горячим металлом можно выполнить более сложный элемент, чем с холодным.
Технические приёмы сборки
Любой творческий процесс начинается с эскизов будущего произведения. Работа кузнеца не исключение. Начинается ковка с рисунков узоров. Потом подбирается подходящий материал, и задуманное воплощается в жизнь.
Чаще всего настоящие кудесники по металлу сначала изготовляют все детали по отдельности. После того как все узоры для кованных изделий воплощены в материал, их собирают в единое целое. Для этого применяется один или несколько основных методов сборки:
- Фальцевание. Этот метод соединяет смежные кромки скручиванием друг с другом.
- Сварка. Современный способ соединения очень востребован сегодня и применяется довольно часто.
- Двойной загиб. Соединение производится сгибанием одного края, а другой используется в качестве декоративного оформления.
- Зачеканивание. Соединяют детали, вдавливая часть одной из них в другую.
Кроме этих приёмов, некоторые авторы применяют и слесарные методы соединения на обычных болтах и гайках. Кто-то пользуется заклёпками и другими способами, вплоть до скручивания отдельных деталей проволокой.
Каким бы ни было решение автора, обычно изделия из металла очень красивые. Декоративная решётка в заборе или кованный подсвечник, если они на своём месте, будут очень долго радовать своим прекрасным видом. Именно поэтому кованные изделия всегда пользуются заслуженной популярностью.
Художественная ковка и особенности стилистики
Грамотный подбор стиля ковки отвечает за образ общей композиции:
- Русско-византийский. Характеризуется сложными сплетениями геометрии и растительных мотивов. Данный стиль – это олицетворение русской духовность и элегантности аристократизма.
- Русский. Данный стиль особенно выделяет оригинальность и традиционный колорит. Отличается изобилием растительности в орнаменте. Универсальный выбор для оформления экстерьера частного домовладения.
- Барокко. Отличается величественностью, роскошью, сочетанием самых причудливых по форме завитков с гирляндами. Его часто используют в изготовлении ворот или калиток.
- Рококо. Стиль, который воплотил в себе экстраординарность и изысканность. Рожденный из предыдущего (барокко), вобрав в себя все его плюсы, только ему присуща еще особая изящество и филигранность.
- Ренессанс. Характеризуется симметрией и балансом орнаментов – они сходятся в центральной части, завиваясь в замысловатые спиралевидные формы. Отлично смотрится в интерьерах, создавая в нем дополнительный комфорт.
Умение комбинировать декоративные элементы в дизайне – это нетрудная задача, если знать нюансы сочетания:
- форм,
- размеров,
- количества деталей,
- цветов,
- и так далее.
Если есть хоть малейшее сомнение в правильности выбора в стилистике, то целесообразнее воспользоваться советами дизайнеров-профессионалов. Поделиться ссылкой:
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:
- В первую очередь, мастер должен создать эскиз будущего изделия.
- С помощью специальных приспособлений, которые описаны выше, и ручных инструментов человеку нужно создать узоры, присутствующие на эскизе.
- 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:
- В первую очередь, создаётся эскиз.
- Заготовки нагреваются в горне. Температура выбирается в зависимости от используемого вида материала. Можно разогревать всю поверхности или нагревать выборочные участки, которые будут обрабатываться.
- Осадка. Выполняется ударами молота.
- При помощи молота увеличивается длина заготовки.
- 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.
Основы технологии обработки металла
Получение готового элемента забора или подставки под кашпо в цветник включает в себя несколько последовательных технологических процессов. Самый главный, из которых придание заготовке из проката необходимую форму. Холодная ковка металла использует следующие виды обработки:
- гибка;
- штамповка;
- скручивание;
- ковка;
- прокат.
Применяемые приёмы и способы обработки зависят от формы и вида металлопроката
И здесь необходимо обратить внимание на то, чем отличается горячая ковка от технологии холодной обработки металла. При нагреве заготовки происходит изменение структуры металла, он становится пластичнее, так, появляется возможность придать заготовке нужную форму, приложив немного усилий
При холодной ковке, металл не нагревается, и его структура остаётся прежней. В этом случае приходится прикладывать больше усилий для получения детали нужной формы. Дело в том, что при гибке или скручивании сопротивление поверхностного слоя металла усиливается жёсткостью формы заготовки. А сердцевина, обладающая высокой вязкостью, принимает форму только после преодоления сил сопротивления поверхностных слоёв.
Станок гнутик для изготовления завитков Источник ytimg.com
Поэтому, чтобы получить определённые виды ковки обычным молотком не обойтись. Для успешной работы необходимы специальные устройства и приспособления. Особенность технологии заключается в том, что для получения одной формы используется один вид инструмента.
Любое приспособление для холодной ковки это специальный инструмент:
- гибка профиля и полосы в завиток осуществляется на станке-улитке;
- штамповка, при изготовлении лепестков или розеток, использует пресс и пуансоны;
- скручивание полосы, квадрата, трубы выполняется на торсионе;
- ковка или расклёпывание делается на наковальне или при помощи гидравлического пресса;
- для проката используются вальцы разного профиля и диаметра.
Соединение деталей и покраска
Теперь все завитушки нужно собрать в единое полотно. Работа непростая, но очень благодарная: именно на этом этапе начинает реализовываться главная художественная идея. А между тем, на этой стадии можно легко все испортить. Сделать это просто: начать соединять детали сваркой, а потом пройтись болгаркой для зачистки.
Кручение металла на станке.
Теперь о покраске. Слава богу, сейчас есть чем красить: благодаря современным строительным технологиям, в продаже огромное количество красок на любой вкус, кошелек и, главное, назначение. Красок для металлов – бессчетное число. Чаще всего применяются специальные акриловые краски по металлу или кузнечные эмали.
Очень часто по совершенно неизвестным причинам мастера кузнечного дела предпочитают финишное покрытие краской с пигментом из кузнечной патины – «под старину», показывая при этом удивительное единодушие во вкусах. Если вы являетесь заказчиком ковки, то вам нужно вовремя остановить мастера, чтобы предложить ему свой вариант цвета и фактуры покрытия. Ну а если серьезно, то кто сказал, что ковка должна быть темной и под старину? А белая? Цветная? Вот уж где необъятное пространство для самых смелых художественных решений.
Оборудование для ковки
В промышленности широко используют кузнечно-прессовые станки. Его разделяют по признакам:
- По температуре обрабатываемой заготовки. Для такой технологической операции использую ковочные машины, которые могут обрабатывать как холодные, так и разогретые заготовки. Машины этого класса используют для обработки плоских и объемных деталей.
- По операциям, которые можно выполнять на этом оборудовании, то есть для заготовительных, основных и финишных операций.
- По способу подачи или удаления готовой продукции из рабочей зоны станка, в практической работе стараются использовать устройства для автоматической подачи и удаления заготовок и отходов.
- По типу привода, работает от приводов разного тип – электричества, сжатого воздуха, гидравлики.
- По главной характеристике – номинальному усилию, которое оказывает пресс в рабочий момент.
Индукционные нагреватели
Перед тем как направить заготовку, на обработку с помощью горячей ковки необходимо обеспечить ее нагрев до определенной температуры. Эту задачу решают с использованием нагревательных устройств. Как уже упоминалось, для нагрева применяют горн, муфельную печь, но существует еще один тип – индукционные нагреватели. Через эти устройства проходят детали, которые будут направлены на штамповочно – ковочные операции.
Преимущества нагрева в индукционной печи:
уменьшение затрат на электрическую энергию и это особенно важно во время постоянного рост тарифов.
рост производительности работы, так, как нагревание заготовок таким способом позволяет сократить время необходимое для нагрева детали.
позволяет не только точно позиционировать заготовку в печи, но и оптимально расположить ее для более эффективного нагрева.
на поверхности заготовки не остается окалины и это положительно сказывается на использовании штамповочно-кузнечного инструмента. Это позволяет освободить производственные площади.
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.
Виды кузнечных работ
Технология кузнечных работ включает в себя несколько видов операций, различающихся применяемым инструментом, режимами выполнения и целью. Эти операции в полной мере применяются и в технике художественной ковки, а изготовление какого-либо изделия может включать любой их набор и последовательность. Основным признаком для классификации является температура обработки — горячая и холодная ковка. Остальные критерии также могут относить операцию к различным видам и подвидам.
Горячая художественная ковка
При горячей ковке изделие подвергается предварительному и при необходимости сопутствующему нагреву для повышения мягкости и пластичности. Существуют два вида горячей ковки металла:
- Свободная или ручная ковка, при которой обрабатываемое изделие свободно размещается на наковальне, а необходимые форма и размер обеспечиваются ударами ручного или механического молота. К этому виду относится и кузнечная сварка — соединение разогретых до температуры плавления деталей с использованием кузнечного инструмента.
- Штамповка, при которой заготовка помещается в штамп с внутренней полостью, по форме и размерам соответствующими готовому изделию. В процессе ковки заготовка деформируется и заполняет пустую область штампа.
Холодная художественная ковка
При холодной ковке изделие подвергается обработке без предварительного нагрева. Чтобы деформировать холодный металл, нужно приложить много усилий, поэтому этот метод применяется для обработки заготовок небольшого сечения. Для холодной художественной ковки используются разнообразные станки, в том числе для холодной штамповки.
Оборудование
Самая затратная часть плана – покупка оборудования. Не стоит экономить и выбирать дешевую китайскую технику. Помните – хорошие инструменты дольше прослужат, повлияют на качество работы. Примерные затраты на кузнечное оборудование для холодной ковки металла плюс горячей:
- электромолот – 180-200 тысяч рублей (б/у – 60-90 тыс. руб.);
- горн – 70-100 тыс. руб.;
- наковальня – 10-12 тыс. руб.;
- тиски – 10-30 тыс. руб.;
- болгарка – 4-8 тыс. руб. (лучше купить несколько);
- монтажный стол – 20-26 тыс. руб.;
- сверлильный станок – 15-20 тыс. руб.;
- дрель (ручная или электро) – 4-10 тыс. руб.;
- кузнечные клещи – 5-30 тыс. руб. за комплект;
- станки для холодной ковки – 10-20 тыс. руб.;
- молоты – 1,5 – 4 тыс. руб.
Индукционные нагреватели
Перед обработкой методом горячей ковки заготовки нагревают до определенной температуры. Для решения этой задачи применяют различное нагревательное оборудование. В этот список входят и индукционные нагреватели. В них проходят предварительный нагрев заготовки перед операциями штамповки, гибки, ковки и пр.
В частности:
использование индукционных нагревателей приводит к снижению энергетических затрат и это довольно важно, особенно в условиях стабильного роста тарифов;
применение нагревателей повышает производительность труда, так как индукционный нагрев позволяет минимизировать время, затрачиваемое на прогрев детали;
в автоматизированных печах, за счет точности позиционирования и расположения заготовок в индукторе, повышается точность нагрева;
нагрев заготовки в индукционной печи отличает малое количество окалины и это позитивно сказывается на длительности эксплуатации штампового инструмента;
установка подобного оборудования, позволяет высвободить дополнительные площади в производственном помещении.
Индукционный нагреватель ТВЧ
Станки для холодной ковки: преимущества их применения
Метод холодной ковки использует такое свойство металла, как пластичность, то есть при механических воздействиях можно изменить изначальную форму заготовки в заданных пределах. Поэтому для данного процесса подходят мягкие металлы, например: низкоуглеродистая сталь, медь, алюминий и пр. Для использования в качестве заготовок могут применяться:
Примеры различных материалов, используемые для холодной ковки
- прутки любого сечения: круглого или квадратного;
- полосы металла различной нарезки;
- трубы;
- прокатный профиль.
Изделия, которые производит кузнец при горячей ковке металла, в своем роде единичны и уникальны. Если необходимо создать набор из одинаковых элементов, которые потом собираются в готовую структуру, то уникальность будет только мешать. Именно с этой целью применяют метод холодной ковки: он гарантирует формирование большого количества идентичных элементов.
С горячим металлом работают профессионалы, которые обладают опытом в применении данной технологии и способны виртуозно обращаться со сложным инструментом. При холодной ковке высочайшего мастерства не понадобится – все гораздо проще. Ручные станки для ковки позволяют без значительных физических усилий получить достаточное количество изделий для выполнения того или иного проекта.
Универсальный станок улитка для создания художественных спиралей и завитков
Кроме того, временные затраты на подготовку элементов значительно сокращаются при работе на специальных станках, не говоря уже о сравнении данного метода с технологией горячей ковки: несколько минут на изготовление одного элемента – это неоспоримое преимущество.
Преимущества и недостатки
Преимущества
Низкую стоимость. Она объясняется малыми затратами энергии и труда.
Отсутствие требований в части квалификации исполнителя. Если горячая ковка доступна только профессиональному кузнецу с развитыми навыками и при наличии мощной печи, то холодной может заниматься любой желающий, притом в домашних условиях.
Высокие эстетические достоинства. Ворота, решетки и прочие изделия смотрятся дорого, благородно и привлекательно; издали они походят на кованые.
Высокую скорость изготовления. Набор элементов для ворот можно выполнить за полдня. Для их изготовления ручной горячей ковкой потребуется неделя.
Возможность создавать оригинальные изделия, по-разному комбинируя типовые элементы.
Недостатки
Ограниченный набор исходных материалов и конечных форм. По этой причине изготовленные данным методом предметы не могут сравниться в художественной ценности с полученными традиционной горячей ковкой.
Потребность в специальном оборудовании.
Специальное оборудование — один из недостатков холодной ковки.
