Станки и приспособления для холодной ковки. Холодная ковка, станки и чертежи своими руками

Кованые изделия в архитектуре и дизайне интерьера пользуются высокой популярностью с давних пор. Решетки на окна и для каминов, ограда или балясины лестниц, выкованные из металла, всегда выглядят изысканно и привлекательно. Сегодня, несмотря на современные технологии в обработке металлов, металлические изделия ручной ковки популярны как никогда. Конечно, ковка металла своими руками - дело не из легких, и без должной подготовки трудно сделать красивое кованое изделие. Но тем, кто хочет овладеть этим древним ремеслом и готов к тяжелой физической работе, придется ознакомиться с видами и технологией ковки металла, разбираться в металлах для ковки, понимать процесс ковки и уметь обращаться с инструментом кузнеца.

Ковка металла

Ковкой металла называется процесс обработки металлической заготовки с целью придания ей определенной формы и размера. Фактически существует два вида ковки - холодная и горячая. Выполняя ручную ковку металла необходимо разбираться в обоих видах ковки, так как каждый обладает своими преимуществами и недостатками.

В процессе горячей ковки заготовка подвергается нагреванию до определенной температуры, при которой металл теряет свою прочность и становится пластичным. Высокая пластичность является основным плюсом горячей ковки. Она позволяет легко придать металлической заготовке определенную форму и размер. Также горячая ковка позволяет использовать большинство технологий самой ковки, что выгодно сказывается на разнообразии вариантов работ.

Но нагрев металла имеет и свои недостатки. В первую очередь это необходимость обустройства специального кузнечного горна и затраты на топливо для него. Это может стать реальной проблемой для тех, кто хочет заниматься горячей ковкой металла своими руками в городских условиях. К тому же, работа с огнем достаточно опасное занятие и требует повышенной пожарной безопасности. Еще одним фактором, который может существенно повлиять на выбор вида ковки, являются специфические знания по температурным режимам для ковки металла.

В отличие от горячей ковки, холодная ковка металла не требует обустройства горна для нагрева металла. Вся суть холодной ковки заключается в придании формы металлической заготовке путем её изгибания, опрессовывания и сварки. Холодна ковка несколько проще по выполнению, и для обустройства мастерской не требуется много места. Весь процесс создания готового изделия не требует использования высоких температур, что весьма положительно сказывается на общей безопасности.

Но холодная ковка имеет один существенный недостаток. Все работы приходится выполнять с определенными заготовками-полуфабрикатами без возможности исправить свою ошибку. Конечно, это касается не всех работ холодной ковки, но в большинстве случаев испорченная заготовка годится разве что для металлолома или учебного пособия.

В любом случае, в независимости от вида ковки, придется достаточно плотно ознакомиться с рядом важных моментов. Во-первых, это касается металлов и температурных режимов для их плавки и ковки. Во-вторых, необходимо знать и разбираться в технологиях ковки металла. Ниже мы рассмотрим, какие технологические приемы используются для ковки и как они применяются в работе.

Металл для ковки

Ручная ковка металла - достаточно трудоемкое и сложное занятие, требующее использования определенных металлов, а точнее, металлов с определенными характеристиками. Для ручной холодной или горячей ковки наиболее важной характеристикой является пластичность металла, ведь именно от нее зависит простота и удобство изменения формы заготовки. Но стоит отметить, что пластичность и прочность металла взаимосвязаны между собой. При увеличении одной из этих характеристик вторая уменьшается. Поэтому так важно разбираться в характеристиках металла и знать о составе заготовки.

Важно! Существуют и другие, не менее важные характеристики металлов. Но так как мы рассматриваем ковку декоративных изделий, таких как решетки каминов, балясины, оградки и прочее, то нет необходимости сосредотачиваться на устойчивости к износу, красностойкости и прочем, а также на легирующих элементах.

Для декоративной ковки используют следующие металлы: медь, латунь, дюралюминий, сталь, а также другие медные, магниевые, алюминиевые и никелевые сплавы. По сути, для ручной ковки используют мягкий ковкий металл, который можно легко согнуть или придать ему определенную форму. Для того чтобы подобрать наиболее легкий ковкий металл, необходимо заглянуть в Марочник Стали и Сплавов. В нем можно найти детальное описание всех металлов и сплавов с их характеристиками и составом.

Несмотря на то, что самый ковкий металл - это медь и её сплавы, мастера предпочитают использование черных металлов для холодной и горячей ковки. Такая позиция обусловлена высокой стоимостью цветных металлов. Ведь на ковку металла цена в большей степени зависит от стоимости изначальной заготовки, и не каждый может позволить себе приобрести ограду или балясины из меди. Выбирая мягкий черный металл для ковки, необходимо ориентироваться на стали с минимальным содержанием углерода, порядка 0,25 %. А также с минимальным количеством вредных примесей, таких как хром, молибден, сера и фосфор. Кроме этого следует избегать конструкционных и инструментальных сталей с высоким содержанием углерода от 0,2 % до 1,35 %. Такие стали наименее пластичны и плохо поддаются сварке.

Выбирая тот или иной металл, необходимо использовать Марочник Стали и Сплавов. Но если доступа к нему нет, то можно воспользоваться приведенными ниже таблицами для определения содержания углерода в стали. Сам процесс определения довольно прост, достаточно поднести заготовку к работающему точилу и посмотреть на сноп искр, а затем сравнить его с показателями в таблице.

Сегодня благодаря промышленному производству металла отпала необходимость в создании заготовок для ковки своими руками. Современные кузни используют уже готовую заводскую продукцию для холодной ковки. Наиболее часто используемые размеры заготовок следующие: 30х45 мм, 40х45 мм, 10х10 мм, 12х12 мм, пруты сечением 10 мм, 12 мм, 16 мм, 25 мм, 30 мм, 50 мм, листовой металл толщиной от 3,5 до 6 мм, круглые трубы 1/2", 3/4", 1", профильные трубы от 20х20 мм до 30х30 мм.

Инструмент для ковки металла

Выполнение любых работ по ковке металла невозможно без специального инструмента. Кузнечный инвентарь для горячей ковки достаточно разнообразен и включает в себя наковальню, горн, различные молоты, клещи и прочее. Инструмент для холодной ковки несколько попроще и состоит из нескольких специальных станков. Конечно, современный инструмент, такой как сварочный аппарат, болгарка и шлифмашинка, используется как в холодной, так и в горячей ковке. Зная о назначении того или иного инструмента, можно правильно выполнять любые работы.

Инструмент для горячей ковки

• Горн . Без него в горячей ковке никак не обойтись. Ведь именно в нем заготовка может нагреваться до температуры 1400 °C. В большинстве своем горн представляет собой печь, рассчитанную на высокие температуры и с поддувом.
• Наковальня . Этот инструмент является опорой, на которой выполняется ковка. Сама наковальня имеет несколько видов, среди которых наиболее популярной является двурогая наковальня весом 200 кг. Но вес может колебаться от 150 до 350 кг.

• Шпераки . При выполнении различной художественной и декоративной ковки используются именно шпераки. Они имеют множество различных видов, и каждый мастер может изготавливать их под себя. Общей чертой любого шперака является то, что они вставляются в квадратное отверстие наковальни или закрепляются в деревянное бревно. На фото ниже приведены наиболее распространенные шпераки.

• Кувалда и Ручник . Это основной инструмент кузнеца. Кувалда весит от 4 до 8 кг и служит для нанесения сильных ударов. В зависимости от типа работ и толщины заготовки подбирается и вес кувалды. Ручник весит от 0,5 до 2 кг. Используется для придания окончательной формы изделию.
• Клещи . Горновые клещи второй по значимости инструмент. Без них невозможно удержать горячую заготовку для обработки. Существует несколько видов горновых клещей под определенный профиль и размер заготовки. На приведенном ниже фото изображены горновые клещи различной формы.

• Фасонные молотки . При выполнении художественной ковки требуется создавать загнутые заготовки или заготовки определенной формы. Для этого используются фасонные молотки. Они могут быть как нижними, на которых производится обработка, так и верхними. Вариантов фасонных молотков множество и у каждого мастера они свои. На фото ниже изображен основной вспомогательный инструмент.

Кроме описанных выше, используются различный измерительный инструмент, такой как обычная рулетка , двойной кронциркуль , кузнечный наугольник , шаблоны и калибры . Выбор кузнечного инструмента огромен, весь перечислить представляется затруднительным, поэтому у каждого мастера есть свой набор лишь необходимого и часто используемого инструмента.

Инструмент для холодной ковки

• Гнутик (фото ниже). Это базовый инструмент холодной ковки. Как следует из названия, он позволяет гнуть металлическую заготовку под определенным углом. В дополнение гнутик позволяет создавать дуговые элементы определенного радиуса.

• Улитка . Название говорит само за себя. При помощи улитки можно создавать различные спиралевидные декоративные элементы. Спираль выполняется под определенный шаблон, который при необходимости можно сменить на другой, с меньшим или большим радиусом.

• Фонарик . Этот станок предназначен для создания декоративного элемента с одноименным названием.

• Волна . Позволяет создавать волнообразные элементы. При протаскивании прута через этот станок на выходе получается красивая синусоидальная заготовка.

• Твистер . По принципу работы этот станок схож с Фонариком, но в отличие от него твистер лишь скручивает заготовку вдоль оси.

• Станок для колец . Как во всех предыдущих станках название говорит за себя.

Кроме описанных выше существуют еще универсальные станки для клепки, резки, опрессовки и придания объема. Все описанные выше станки можно изготовить как самостоятельно, так и приобрести в магазине. Конечно, самодельные приспособления для холодной ковки будут несколько уступать по качеству заводским, но это компенсируется уникальностью созданных с их помощью элементов. Для изготовления станков холодной ковки чертежи можно найти как в свободном доступе, так и купить у специалистов.

Важно! Станки для холодной ковки могут быть ручными или снабжены электродвигателями. Несмотря на наличие передаточных шестерен, ручная холодная ковка довольно трудоемкое и долгое занятие, и для получения больших объемов кованых элементов лучше оборудовать станок электродвигателем.

Отдельно стоит отметить промышленные станки для холодной ковки. На подобные станки холодной ковки цены порядка 6000 у.е., но один такой станок может выполнять практически все технологические операции холодной ковки. Примером может служить станок Мастер 2 компании «МАН». На демонстрирующем холодную ковку видео можно увидеть возможности этого станка.

Ковка металла своими руками

В процессе ковки для придания заготовке определенной формы используются различные приемы и методы ковки. Для выполнения каждого из них используется определенная технология и инструмент для ковки металла. Технология ковки металла горячим и холодным методом существенно отличается. Как уже отмечалось, для горячей ковки требуется нагрев заготовки для изменения её формы, а при холодной ковке заготовка лишь изгибается. На основании этого и выделяются основные технологические приемы, зная которые можно смело браться за ковку металла своими руками.

Холодная ковка металла своими руками

Выполняется холодная ковка своими руками достаточно легко и особых усилий не требуется. Все работы разбиты на несколько этапов: создание эскиза или чертежа будущего изделия, закупка материалов и сам процесс ковки металла.

Чертеж можно создать в специальной компьютерной программе, приобрести уже готовый или нарисовать от руки. Можно найти для холодной ковки чертежи бесплатно. Для этого достаточно обратиться к мастерам, которые уже не первый год занимаются ковкой, и попросить один или два чертежа для тренировки. По сути, чертеж преследует несколько целей. Во-первых, чтобы знать какие элементы потребуется изготовить путем холодной ковки. Во-вторых, имея на руках такой проект, можно рассчитать количество и тип металлических заготовок, таких как пруты, профильные трубы и прочее. В-третьих, чертеж потребуется для сборки всех элементов в единое целое.

Отдельно необходимо рассмотреть элементы холодной ковки, из которых состоит проект. Сегодня можно найти довольно много различных кованых элементов, но их все можно объединить в несколько классических групп.

• Лапки . Этот элемент представляет собой раскатанный в какой-либо форме конец металлического прута. В эту группу входят так называемые Пики. Несмотря на заостренный конец, Пики изготавливаются по схожей технологии.

• Завитки . В эту группу входит несколько распространенных элементов: волюта, червонка и улитка. Волюта или Баранка представляет собой прут, концы которого загнуты в одну сторону. Червонка - прут, концы которого загнуты в разные стороны. Этот элемент иногда называют «долларом» из-за его схожести со знаком американской валюты. Запятая или Улитка - простой завиток, один конец которого загнут, а второй прямой.

• Кольца . Создается этот элемент довольно просто: на болванку станка накручивается прут круглого или квадратного сечения, в результате получается пружина, которую затем разрезают на отдельные кольца.

• Торсион . Этот элемент довольно легко узнать по винтовому скручиванию вдоль оси. Вариантов торсионов довольно много и одним из самых распространенных является такой элемент, как Фонарик, а также простой винтообразный прут для решетки или ограды.

Весь процесс изготовления элементов холодной ковки основывается на следующих общепринятых технологиях ковки - гибка, закручивание, вытяжка.

Вытяжка - это технология, которая заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. В холодной ковке используется один из вариантов вытяжки - раскатка. Именно с её помощью создаются различные лапки и пики. Для создания лапок используется специальный раскаточный станок. Конец заготовки заводится внутрь и затем запускается механизм раскатки, в результате конец получается расплющенным с рельефом или без него. Для изготовления пик используют прессовочный станок. Процедура та же, но в результате конец получается раскатанный и опрессованный в определенной форме.

Гибка . Эта технология ковки заключается в загибании концов либо другой части заготовки под определенным углом. Сама гибка выполняется практически на всех станках холодной ковки. Процесс гибки можно проследить при изготовлении заготовки на станке Улитка. Вначале конец заготовки помещается внутрь специального шаблона и затем загибается под определенным углом. Эти работы выполняются на станке Улитка.

Закручивание . Эта технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. В холодной ковке этот процесс можно наблюдать при использовании станка Твистер, на котором создаются различные торсионы. Для этого один конец заготовки помещается в тиски, а второй конец проворачивается вдоль оси. Отдельно стоит выделить элемент Фонарик. Для него используют два и более прута, которые вначале скручивают вдоль оси, а затем вдоль оси сжимают, в результате прутья в определенном месте расходятся в стороны.

Сборка всех элементов в единую конструкцию выполняется при помощи сварки на специальном сборочном столе. Сегодня сварочный аппарат общедоступен и является обязательным инструментом современных кузнецов. Самодельная холодная ковка довольно распространена среди начинающих мастеров и частных предпринимателей. Она не требует особых знаний, навыков и больших помещений для работы.

Холодная ковка своими руками: видео-урок

Горячая ковка металла своими руками

По сравнению с холодной, ручная горячая ковка намного сложнее и требует от мастера опыта в обращении с инструментом и хорошей физической подготовки. Работы выполняются в несколько этапов: создание эскиза или чертежа, закупка материалов и ковка.

По сути, разница между горячей и холодной ковкой заключается в технологических процессах обработки металла. Во-первых, это касается способа обработки. Во-вторых, для горячей ковки можно использовать практически любые металлические заготовки. Но для удобства принято использовать уже готовые пруты квадратного и круглого сечения. В-третьих, в художественной горячей ковке отсутствуют какие-либо рамки для элементов готового изделия. Конечно, можно придерживаться создания классических элементов ковки - завитков, лап, пик и прочего, но горячая ковка позволяет использовать весь потенциал воображения мастера, что раскрывает неограниченные возможности. Все изделия из металла ковки горячим способом создаются с помощью следующих технологий обработки металла: осадка, вытяжка, гибка, закручивание, разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа.

Осадка применяется при ковке металла для увеличения поперечного сечения всей заготовки или её части. При ковке в зависимости от необходимости проводится полный или местный нагрев заготовки для осадки.

Вытяжка заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. Это можно выполнять как путем нанесения ударов кувалдой или ручником, так и с помощью раскатки металла между валов на станке. В отличие от холодной ковки создание пик при помощи вытяжки требует точных и аккуратных ударов.

Гибка . Эта операция выполняется для придания заготовке загнутой формы. При этом следует учесть, что гибка толстых заготовок может повлечь их искажение и для придания первоначальной формы необходимо выполнить осадку. Для гибки заготовки применяют различные шпераки, рог наковальни, фасонные молотки и кондукторы.

Закручивание . Данная технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. Как и в холодной ковке, заготовку зажимают в тиски и проворачивают. Но в отличие от холодной ковки, можно нагревать заготовку локально, что дает возможность легко делать локальное закручивание.

Такие технологии ковки как разрубка , насечение рисунка и набивка рельефа применяются в художественной ковке с использованием зубил. Края горячих заготовок, в зависимости от проекта, рассекаются и закручиваются клещами. Также пока заготовка раскаленная, на её поверхности набивается различный узор.

При горячей ковке металла важно знать температурные режимы нагрева. Это поможет более качественно обрабатывать металл. Ковка черного металла выполняется при 800 - 1250 °C. Конечно, измерять градусником раскаленную заготовку будет невозможно и для определения температуры придется ориентироваться по её цвету. В приведенной ниже таблице указаны температуры и цвет заготовки из черных металлов.

Горячая ковка металла: видео-урок

Ковка металла своими руками - дело довольно увлекательное, требующее постоянного совершенствования. Это касается в первую очередь создания различных художественных и декоративных элементов. Тем, кто только начал заниматься ковкой, придется немало потрудиться, чтобы их работы имели идеальную форму и высокое качество.

Сделать станки для холодной ковки можно из подручных материалов.

Так как универсальные приспособления от производителей имеют достаточно высокую стоимость, собственноручно выполненный станок для холодной ковки металла станет отличным решением для людей, занимающихся изготовлением кованых изделий.

Сегодня металлические конструкции с уникальным дизайном и смелыми архитектурными формами применяют для обустройства домов в коттеджных поселках.

Фигурно изогнутые кованые элементы ворот, заборов и калиток вносят непривычный образ в ландшафтный дизайн усадьбы.

На предложенных фото можно увидеть, какой необычный художественный вид создают металлоконструкции.

Какие детали можно выполнить на станке для холодной ковки

Холодная ковка, в отличие от горячей технологии, проста и безопасна. Этот процесс не требует применения раскаленного металла и точного соблюдения рабочей температуры.

Сделать станок для холодной ковки своими руками можно специально для изготовления определенного типа деталей.

Также самодельный станок позволит решать самые разнообразные задачи, поэтому он будет просто универсальный.

С помощью самодельного станка удастся добиться идеальной геометрии элементов металла для индивидуальной дизайнерской идеи и сделать самому оригинальные детали с узором.

В процессе холодной декоративной ковки, как правило, применяют мягкий металл — это могут быть никелевые и магниевые сплавы, сталь, медь или латунь.

В остальном ассортимент производимых изделий на станке будет ограничиваться только фантазией и возможностью мастера.

По желанию, своими руками можно сделать ажурные элементы для лестниц, ворот и ограждений.

Использование декоративных деталей позволит украсить камины и мангалы, красиво оформить наружные стены дома и беседку, сделать оригинальные треноги для цветов, как на фото.

Виды оборудования для холодной ковки

Существующие виды станков могут эксплуатироваться с участием электрического двигателя или ручной силы.

Первый вариант приспособления дает возможность выполнять работу быстрее, чем ручные , но при этом требует от мастера определенных навыков.

Кузнечные станки для ковки разделяют на типы:

• улитка – станок с отдельными снимающимися деталями или цельнолитой — он используется при выполнении спиралевидных отдельных частей;
• универсальное приспособление – применяют для резки, клепки и приданий объема изделию;
• гнутик – с его помощью можно сделать дуговую гибку металла или изгибание деталей под определенным углом;
• приспособление для формирования колец;
• твистер – позволяет выполнить загиб изделия вдоль оси;
• пресс – для образования матричного отпечатка на изделии;
• волна – для получения из металлических прутьев волнообразных элементов.

Изготовление станка «Улитка»

Используя нижеприведенный список инструментов и металлических деталей, можно собрать станок цельной улитки.

Для работы понадобятся:

• металлические прутья;
• листы и полосы из стали;
• профильная стальная труба;
• сварка, плоскогубцы, болгарка.

Чертежи и пошаговая схема, а также просмотр тематического видео, позволит получить качественное приспособление с нужными параметрами:

• Используя лист бумаги, нанесите на него изображение спирали с тремя витками. Далее сверьте размеры так, чтобы в результате армированный прут с диаметром 10 мм помещался в резьбу;
• С помощью болгарки вырежьте из стального листа две пластины. Первая должна иметь параметры 100х100 мм, вторая – 130х130 мм;
• Возьмите 3-х см прут и три стальные полосы. Края срезов всех используемых деталей нужно зачистить наждаком, чтобы избавиться от заусениц;
• Плоскогубцами выполните изгиб стальных полос по шаблону, в результате у вас появятся три спиральных детали с разной длиной;
• С помощью сварки все элементы станка приваривают по схеме, сварочные работы рекомендуется проводить качественно, так как именно от них будет зависеть срок эксплуатации инструмента;
• Стальная труба приваривается в последнюю очередь снизу в центре станка.

В результате проведенных работ должно получиться оборудование для холодной ковки металла, как на фото.

Если при оформлении каких-либо элементов интерьера с нарезанием профильных труб трудностей никто не испытывает, то при необходимости выполнить их изгиб, наоборот, все усложняется.

Качественно и быстро провести такую работу позволят специальный гибочные станки для труб, которые заранее можно сделать своими руками.

Чертежи для изготовления данного вида оборудования могут применяться разные, в зависимости от того, какие материалы будут использоваться в работе.

Собрать станок производственного типа для холодной ковки металла, как на фото, на первый взгляд сложно.

Но если мастер, работая с металлом, уже успел набраться опыта, для него нет ничего невозможного. Главное подобрать прочную устойчивую основу под будущую конструкцию.

Например, это может быть массивный металлический стол, выполненный на основе труб или профиля.

Так как сгибание металла будет происходить за счет присутствующих в конструкции валов, необходимо подобрать три таких элемента.

Каждый из них представляет собой металлический цилиндр с толстыми стенками и осью вращения. Два цилиндра фиксируются немного выше стола, а третий – центральный, помещается над ними.

От расстояния двух крайних цилиндров зависит, под каким углом будет осуществляться изгиб трубы.

Чтобы иметь возможность изменять при необходимости положение цилиндров, нужно в чертежи конструкции внести дополнения в виде стопперов и роликов, которые позволят сделать эту часть регулируемой.

После того как цилиндры зафиксированы, необходимо организовать для них систему передачи вращения.

С этой целью используют цепной механизм от старого автомобиля, который можно отыскать на рынке запчастей.

Лучше, если механизм будет укомплектован шестернями, если нет, тогда их придется покупать отдельно.

Шестерни монтируют на два крайних цилиндра и натяжитель, помещенный ниже валов, в центре. Затем один из крайних цилиндров оснащается ручкой, с целью создания вращающего усилия.

Станок для холодной ковки металлических изделий готов. Дополнить вышеизложенный материал подробностями поможет следующее видео.

Как изготовить станок торсион

Станок для холодной ковки изделий типа торсион используют для закручивания металлических спиралей в виде змейки.

Вручную работать таким приспособлением тяжело, поэтому, чаще всего для изготовления торсиона применяют чертежи с электрическими вариантами станков.

Для того чтобы правильно собрать торсион, предлагаем просмотреть видео и ознакомиться с нижеизложенным руководством.

Инструменты и материалы для сборки станка:

• стальной лист;
• двутавровая балка;
• тиски и крепежные элементы;
• редуктор, электромотор, цепь;
• болгарка;
• сварка.

Схема последовательности действий:

• За основу будет служить двутавровая балка, к одной стороне которой необходимо приварить стальной лист;
• Затем к стали крепят тиски, приваривают и фиксируют болтами с гайками;
• Чтобы при натяжении металлическое изделие не выскакивало из станка, к тискам снизу и сверху крепят пластины;
• Другую сторону двутавровой балки оснащают роликами, на которые, впоследствии, монтируется платформа;
• На поверхность полученной конструкции крепятся другие тиски с подвижными основными элементами. При этом обе конструкции, расположенные по краям двутавра, должны будут располагаться на одном уровне;
• Далее конструкция оснащается стальной ручкой, выполненной из прута, за счет ее вращения будет загибаться изделие;
• Используя болты, соединяют понижающий редуктор и двигатель. Обод штурвала оснащается цепью;
• Конструкция закрывается стальным кожухом.

В результате проведенных действий получается станок с двумя блоками — подвижным и неподвижным.

Возможна ли холодная ковка своими руками? Станок реально изготовить самостоятельно, справочную информацию и чертежи изделий — найти в интернете. Холодная ковка позволяет создавать действительно очень красивые изделия, украшать ими свой дом, дарить друзьям или продавать. К тому же, это весьма экономная обработка металла, изделия при которой получаются даже более прочными, чем при горячей ковке.

Что такое холодная ковка и где она применяется

Художественная ковка металла разделяется на 2 вида: холодную и горячую. Холодную ковку отличает то, что обрабатываемое изделие не раскаляют, а форма ему придаётся механическими усилиями. Спектр применения её очень широк. Чаще всего таким образом изготавливают заборы, лестницы, перила, ограды, ворота, садовые беседки, каминные решётки, декоративные подставки для цветов, барные стулья, табуреты и столы.

Узоры холодной ковки смотрятся великолепно и даже дорого. В то же время научиться изготавливать их по силам любому человеку и тратить много денег не придётся. Фактически холодная ковка - это обработка деталей с помощью сгибания или штамповки. Для этого используют разнообразные ручные станки. Принципы их работы рассмотрим ниже.

Холодная ковка позволяет выполнять сложные, надёжные и изящные изделия

Отличия от других методов металлообработки

Горячая ковка подразумевает нагрев металла до очень высокой температуры. Когда материал раскаляется, мастер фактически «лепит» изделие из него. При холодном варианте материал не нагревают, а обрабатывают механически. Нельзя сказать, что какой-то из вариантов проще, а какой-то сложнее. Для горячей ковки требуется больше оборудования, в частности - печь и наковальня. Это увеличивает расходы на запуск своего дела. Работать с таким оборудованием новичку тяжело, в таком деле нужен наставник, опытный кузнец. Потребуется соблюдение техники безопасности.

Холодному варианту вполне можно научиться самостоятельно. Организовать холодную ковку проще. Изделия будут получаться менее изящными, но прочными и надёжными. Забор холодной ковкой будет не только украшением участка, но и крепким ограждением. При этом его можно быстро изготовить своими руками.

Преимущества и недостатки

Из всего вышесказанного следует, что холодная ковка - хороший и малозатратный вариант изготовления бытовых предметов и декора. Преимуществ у этого способа действительно много:

• большую часть оборудования можно сделать своими руками;
• не нужно нагревать металл;
• экономия ресурсов (например, не нужно тратить электричество или топливо на нагрев печи);
• себестоимость изделий меньше, продать их можно с высокой торговой наценкой;
• металл без нагрева сохраняет прочность, изделия невозможно сломать, их срок службы выше, чем у сделанных горячим способом;
• все изделия - особенные, не массовые;
• прочное покрытие деталей.

Но недостатки тоже есть:

• механическая обработка металла требует много физический усилий - больше, чем горячая;
• получится производить только ограниченные партии изделий, которые будут отличаться друг от друга;
• исправлять брак таких изделий чрезвычайно трудно (можно также только механическим путём);
• перед ковкой металл нужно тщательно очищать;
• изготовить мощные станки новичку не так просто, как кажется на первый взгляд.

Основные технологии холодной ковки

Основа холодной ковки - это станки. Их можно купить, а можно изготовить своими руками. Чтобы работать полноценно, то есть выполнять несколько популярных видов изделий, нужно иметь 5-7 станков. В качестве заготовок используются металлические пруты, полосы, квадраты и круги.

Такой способ работы с металлом основывается на пластичности. Это свойство материалов изучают ещё в школе, но большинство людей забывают, что некоторые металлы очень «гибкие». Медь, некоторые виды стали, бронза способны выдерживать высокие нагрузки на изгиб, растяжение или разрыв. Сгибание добавляет им прочности, потому что в месте сгиба происходит дополнительное сжатие.

Для этого способа обработки металла не актуален вопрос «чем посыпают металл при ковке». Дело в том, что при горячем варианте раскалённую заготовку посыпают флюсом (чистым сухим речным песком). Он предохраняет будущее изделие от пережога. Поэтому при холодном способе флюс абсолютно не нужен.

Некоторые станки для холодной ковки можно изготовить своими руками

3 основных способа холодной обработки металла:

• сгибание;
• прессование;
• чеканка/штамповка.

Металл для ковки:

• железо;
• медь;
• сталь (до 0,3% углерода);
• алюминий;
• титан.

Самый ковкий металл для такого способа обработки - медь.

В декоративных целях готовые изделия иногда покрывают медью или золотым напылением. Это увеличивает их презентабельность и стоимость. Фото изделий, сделанных холодной ковкой, а также их эскизы смотрите на изображениях к статье.

Оборудование для холодной ковки

Кузнечное оборудование для холодной ковки можно купить или изготовить самостоятельно. Скорее всего, придётся комбинировать. Полноценная работа требует следующую технику и приспособления:

1. Сварочный аппарат. Необходим для соединения деталей изделия. Выбор лучше остановить на моделях, работающих от постоянного и переменного тока. Стоимость от 4 000 рублей.
2. Угловая шлифовальная машина/болгарка. Чтобы разрезать заготовки и шлифовать швы. Машинка должна быть мощной и высокооборотной. От 2 тысяч рублей.
3. Зачистная шлифовальная машинка. Необходима для зачистки сварных швов в углах и других труднодоступных местах изделия. От 2 000 рублей.
4. Электродрель или перфоратор с реверсом. Для сверления заготовок. От 4 500 рублей.

Однако помимо этого оборудования, точнее набора инструментов, покупку которого можно уложить в 20 тысяч рублей, потребуется целый набор приспособлений. Их назначение заключается в сгибании, завивании, прессовке металла по форме изделия. Всего таких приспособлений 6 - рассмотрим каждое подробнее, а также попробуем понять, можно ли их изготовить самостоятельно.

Самодельные станки уступают заводским по мощности, зато позволяют существенно сэкономить. Домашнему или начинающему мастеру такого будет вполне достаточно. Для начала работы не обязательно покупать весь комплект оборудования: это дорого. Стоит определиться с ассортиментом изделий, понять, какие именно станки нужны для них. Только потом можно приступать к покупкам и самостоятельному изготовлению Также заранее стоит узнать, что некоторые приспособления создать самому не получится (для них нужны особенные условия обработки).

Гнутик

Гнутиком называется приспособление, с помощью которого изгибают заготовку (отсюда и его название). Он позволяет согнуть металл вручную фактически под любым углом или волной. Представляет собой массивное основание с пазом, к которому крепится подвижный упор (двигается по червячному механизму под разными углами). Для закрепления заготовки служат 2 неподвижных прижима.

Гнутик стандартных размеров может прокатывать квадраты 12х12 мм и толщиной до 3 мм. Купить такой можно за 10 тысяч рублей. Альтернатива - изготовить своими руками. Чертёж станка представлен ниже. Трудность состоит в том, для гнутика требуется фрезеровать высокопрочную сталь и сверлить в ней отверстия . Дома это невозможно, поэтому стоит обратиться в специализированную мастерскую для заказа отдельных деталей.

Чертёж станка «Улитка»

Волна

Волна, это станок, который создаёт повторяющиеся витые узоры. Элементы ковки, выполненные на «Волне», часто встречаются в оконных решётках. Конструкция этого оборудования довольно проста: 2 стальных диска, закреплённых на твёрдой поверхности (например, на рабочем столе) и поворотный механизм. Мастер, вращая механизм, пропускает через диски полосы металла и сгибанием придаёт им волнообразную форму.

Чертежи и размеры «Волны» представлены ниже. Очевидно, что размеры можно варьировать. Некоторые мастера используют станки, в которых можно менять положение дисков. Они позволяют создавать волны или завитки разного радиуса. Готовый станок можно купить за 9 000 рублей.

Станок «Волна» для волнообразной закрутки металла

Глобус

Продолжим рассматривать инструменты, которых требует холодная ковка в домашних условиях. Как делать объемные узоры? С помощью специального станка «Глобуса».

«Глобус» или «объёмник» - это станок, который гнёт заготовку по дуге и её концы под установленным углом. Представляет собой дугообразную основу и ролики, с помощью которых перемещается ручной привод. Объём изделия регулируется переставлением специального рычага. Встречаются раздвижные блоки, которые увеличивают разнообразие размеров изделий. Мастер вставляет в станок полоску металла и рычагом изгибает его по нужным размерам. Углы формируются на специальных формах по краям «Глобуса». При должной сноровке обработать один прут можно всего за минуту.

Стоит в среднем 8 000 рублей. Можно ли изготовить самому? Это ручной станок, который вполне реально сделать самостоятельно по чертежам.

Станок «Глобус» гнёт металлические пруты по дуге

Фонарик

Для гнутых изделий типа корзинки со сложными завитками нужен станок «Фонарик». Требуется не каждому мастеру, многие вполне успешно обходятся без него. Это гибочный станок, представляющий собой большой круг с несколькими отверстиями, в которые вставляется шаблон для завитков. Круг закрепляется горизонтально. К нему присоединяется рычаг, вращающийся по всему диаметру поверхности. Металлическую заготовку укладывают на круг и оборачивают вокруг шаблона.

Станок «Фонарик»

Твистер

Без твистера при холодной ковке трудно обойтись. Этот станок создаёт хорошо знакомые всем спирали из металла, когда прямоугольный прут заворачивается вокруг своей оси. Этот кузнечный инструмент представляет собой стационарную установку с вращающейся головкой и ползунком. Принцип работы довольно прост. Мастер вставляет прут в твистер, закрепляет его и начинает вращать. Металл закручивается в спираль. Такие детали часто используют для оград, лестниц, решёток и декоративных предметов.

Стоит порядка 8 тысяч рублей. Фото и чертёж представлены ниже.

Станок «Твистер» заворачивает прямоугольные металлические пруты в спираль

Улитка

Другой важный станок в мастерской холодной ковки - это «Улитка». Её предназначение заключается в создании колец, спиралей и завитков. Представляет собой платформу, в которую вставляются матрицы. В матрицу вставляется конец прута. Силой вращения (обычно механическим приводом или физической силой) он оборачивается вокруг матрицы и принимает её форму. Обычно в станках устанавливают сменные шаблоны, чтобы получать изделия разнообразных форм. Таким образом можно получить бесконечно количество симметричных элементов.

Купить станок для холодной ковки «Улитка» можно в среднем за 17 000 рублей.

Улитка с лемехом

Есть несколько вариантов станка типа «Улитка». Лемех - это шаблон улитки. При таком варианте матрица закрепляется на массивной плите толщиной до 1 см. Заготовка приобретает нужную форму с помощью вращения ворота, приваренного к платформе. Лемех состоит из нескольких сегментов, которые соединяются между собой шарнирами. Для их закрепления на платформе делают специальные отверстия.

Трудность в том, что изготовить разборные лемехи с шарнирным креплением самостоятельно невозможно. Гораздо надёжнее и проще заказать их на производстве, а своими руками только подготовить платформу.

Улитка с рычагом

Вращение в станке «Улитка» обеспечивает вал с рычагом. Вал размещается по центру, между столешницей и платформой с матрицами. Можно сделать самостоятельно, если в распоряжении есть толстая труба. В действие вал приводится рычагом, который крепится к нему с помощью кольца.

Механическое воздействие, которое создаёт вращение вала, позволяет гнуть металл по матрице. Для работы со станком нужна сноровка, сначала нужно работать довольно медленно. Заготовку легко испортить, если вращать рычаг слишком быстро. Она согнётся не по форме или выскочит из станка.

Станок «Улитка» создаёт кольца, завитки и спирали

Штамповка, ковка и гибка

Холодная ковка - не один, а целая совокупность методов обработки металла без нагрева. К наиболее распространённым относятся штамповка и гибка.

Штамповка - это такой способ работы с металлом, при котором заготовку формируют в готовое изделие под давлением. Обычно штамп закрепляют на прессе или аналогичным оборудовании, а изделие продавливают на нём. После холодной обработке на прессе металл не меняется в размерах, он фактически готов к использованию.

Сгибание металла происходит на разнообразных станках, перечень которых мы рассмотрели выше. Засчёт механической силы, вращения или давления металлические заготовки принимают разные формы. Для работы такого оборудования нужна физическая сила, но теоретически справиться с ними может любой человек.

О соединении элементов и покраске

Зачастую мастер делает не цельное изделие, а сборные элементы. Методов соединения готовых сборных элементов довольно много. Самым распространённым и надёжным считается сварка. Таким образом, к примеру, можно собрать ворота из металла: ковка отдельных деталей сначала, затем сварка всех элементов.

Другой вариант - хомуты. Здесь детали конструкции соединяют (связывают) между собой металлическими хомутами (скобами). Довольно надёжно, но чаще применяется при горячей ковке.

Чтобы сделать готовое изделие более красивым, презентабельным, уберечь от коррозии, его красят. Для этого подойдут молотковые, кузнечные или МЛ краски. Кисти будет недостаточно, так как у кованых изделий много изогнутых, труднодоступных и невидимых деталей. Стоит приобрести краскопульт, пульверизатор, а также ватные тампоны.

Популярный вид декорирования - патинирование , проще говоря, искусственное состаривание. Придаёт изделию особенную эстетику в стиле ретро. Для этой цели на поверхность наносят специальные окислители, которые придают металлу зеленоватый налёт.

Заключение

Холодная ковка - востребованный и доступный новичкам вид обработки металла. Он дешевле горячего способа, так как не подразумевает нагрев заготовки до нескольких тысяч градусов. Мы рассмотрели, как сделать станок для холодной ковки своими руками: чертежи, видео, изображения и полезные рекомендации. Большинство станков вполне реально частично или полностью изготовить своими руками и сэкономить десятки тысяч рублей. При этом изделия из кованого металла так популярны, что найти покупателей на них не станет большой проблемой.

Комментариев:

Ковка металла — это процесс его обработки при помощи давления. В ходе этого процесса при помощи инструмента (молот, наковальня и др.) на металлическую заготовку оказывается частое воздействие. От этого она деформируется таким образом, что приобретает нужную форму и размеры.

Фото 3. Приспособление «Гнутик» применяют для изготовления различных дуговых изделий.

Виды ковки металла

Ковка металла может быть холодной и горячей. Для проведения процесса горячей обработки требуется специализированное оборудование, которое возможно установить только в цехе, оборудованном под кузницу.

Холодную ковку можно осуществлять и своими руками в домашних условиях и превратить это занятие в личное хобби.

Фото 1. Приспособление “Волна” применяют для отделки профильных и круглых труб.

В процессе обработки металла холодным способом заготовка подвергается процессу прессования и изгиба одновременно. Таким способом можно задать изделию нужную форму с требуемым загибом. Но важно помнить, что при подобном методе отделки материала нужно все правильно рассчитать, потому что второй раз провести такую процедуру на этой же заготовке будет уже невозможно.

Холодная ковка металлического изделия позволяет придать ему индивидуальность и делает его необычным. Такая деталь из металла будет всегда выполнена в одном экземпляре. Очень часто такую отделку металла применяют для изготовления оград, решеток на окна, элементов украшения каминов. Также она может применяться для создания предметов мебели (столы, стулья, различные табуреты, полки и т.д.).

Фото 2. С помощью приспособления «Твистер» можно скрутить металлический пруток вдоль своей оси.

Для того чтобы осуществить обработку изделия, существует несколько основных видов инструмента, к которым можно отнести следующие:

1. «Волна».
2. «Твистер».
3. «Гнутик».
4. «Улитка».
5. «Фонарик».

При помощи данных приспособ и навыка работы с ними можно добиться художественной ковки. Они помогут создать достаточно много оригинальных изделий, форма которых будет зависеть от личных вкусовых пристрастий.

Вернуться к оглавлению

Назначение инструментов для обработки заготовок

Фото 4. Приспособление «Улитка» применяют для художественной ковки детали и сделать ее в виде спирали.

При помощи приспособления «волна» можно создавать различные изогнутые элементы, напоминающие форму волны. Если через этот инструмент провести металлическую заготовку (квадрат или пруток), получится ровное волнообразное изделие в форме синусоиды. Этот инструмент можно применять и для отделки профильных и круглых труб, заготовок в форме шестигранника и трубок с небольшим диаметром сечения (Фото 1).

Приспособление «твистер» в некоторых случаях называют «фонариком». С помощью «твистера» можно скрутить металлический пруток вдоль своей оси. Эту операцию можно выполнять с обычным прутком, прутком в форме квадрата и металлической полосой. Размер круглого прутка, который может подвергнуться обработке, составляет 30-35 мм, квадратного — 16-20 мм. А ширина полосы не должна быть больше 30 мм (Фото 2).

Фото 5. Приспособление “Фонарик” применяют для изготовления переплетенных изделий.

«Гнутик» — это основополагающий инструмент в процессе . С его помощью можно сделать изгиб прутка, квадрата, шестигранника и полосы. Угол загиба можно выбрать любой. Еще его можно применять для изготовления различных дуговых изделий. Радиус этих изделий можно задавать любым (Фото 3).

Холодная ковка невозможна без специального кузнечного оборудования . Давайте рассмотрим виды приспособлений и фигуры, которые можно получить с их помощью. Мы подготовили для вас чертежи и тематические видео. Также рассмотрим последовательность изготовления станка для холодной ковки своими руками.

Если вы только собираетесь организовать мастерскую холодной ковки и хотите избежать больших расходов, то самостоятельное изготовление станков и приспособлений поможет создать свой маленький бизнес без чрезмерных затрат.

Основные приспособления и станки

Станки для холодной ковки предназначены в основном для гибки по дуге или углом, а также для скручивания. Они могут быть ручные или с электрическим приводом.

Основные виды станков и приспособлений для холодной ковки:

• Гнутик
• Твистер
• Улитка
• Глобус
• Волна
• Фонарик

Приспособление «Гнутик»

Покупной или сделанный самостоятельно «Гнутик» — универсальное приспособление, позволяющее получить дугу или угол из прута. Он представляет собой основание с ползуном, на котором закреплен упор с углом (90° или другим по необходимости) и двумя цилиндрическими неподвижными упорами. Перемещая ползун и угловой упор, прут сгибается под углом. Для получения дуги предусмотрен третий цилиндр, вращающийся на противоположной от углового упора стороне.

Приспособление может быть выполнено на горизонтальной или вертикальной платформе.

Аксонометрия приспособления «Гнутик» — вертикальное расположение

Чтобы смасштабировать размеры, приводим чертёж нижней планки этого «Гнутика».

Планка нижняя

Это приспособление — универсальное. С помощью насадок на нем можно не только гнуть, но и резать, и пробивать отверстия. Но это уже будет следующим шагом.

Получение дуги на «Гнутике»

Получение угла на «Гнутике»

Так выглядит самодельный «Гнутик»:

Приспособление «Твистер»

«Твистер» — инструмент для скручивания прутков, в основном квадратного сечения, вдоль продольной оси. Это несложное приспособление может быть ручным и с электроприводом. Принцип действия: закрепляются оба конца прута, потом одно крепление начинает проворачиваться, скручивая металл до необходимой формы.

Внешний вид покупного ручного «Твистера»

Посмотрите фото самодельного «Твистера» с электроприводом, собранного с использованием электрооборудования бывшего в употреблении:

Для изготовления «Фонариков» и «Шишек» существует специальный станок, но для начала можно использовать и «Твистер», как это показано на видео (англоязычное, но всё предельно понятно).

Видео: как сделать заготовку под «Фонарик» на «Твистере»

Приспособление «Улитка»

Инструмент «Улитка» предназначен для получения завитков (или спиралей) и «валют» (S-образных деталей). Встречаются различные конструкции.

Один из вариантов конструкции: 1 — лемех улитки; 2 — основа станка; 3 — прижимной валик; 4 — рычаг для управления прижимным валиком; 5 — крепление основы; 6 — палец для фиксации лемехов; 7 — паз для прижиного валика; 8 — ось рычага управления; 9 — пружина для прижатия валика; 10 — фиксатор для заготовки; 11 — ведущий лемех улитки; 12 — основная ось; 13 — рычаги

В результате должно получиться такое приспособление:

Ещё одна лёгкая конструкция, чтобы гнуть прокат сечением до 12 мм:

1 — сегмент улитки; 2 — эксцентрик; 3 — ручка; 4 — основание; 5 — направляющие полозья; 6 — ось; 7 — ползун; 8 — гайка оси; 9 — ось крепления ролика; 10 — ролик; 11 — приводная ось; 12 — направляющая эксцентрика; 13 — центральный сегмент улитки; 14 — барашек эксцентрика; 15 — основная ножка; 16 — соединительный штифт сегментов улитки; 17 — корректирующий винт; 18 — соединительное ухо сегментов улитки

Часто приспособление «Улитка» делают на опоре, особенно если гнуть нужно толстый прокат.

Несколько полезных видеоматериалов по самодельных станкам «Улиткам».

Изготовление улитки

Работа станка

Подробнее о таких конструкциях мы поговорим ниже.

Приспособление «Глобус»

Такое устройство внешне похоже на школьный транспортир и предназначено для изготовления дуг с большим радиусом изгиба из полосы, квадрата, круга или шестигранника. Сначала загибом фиксируется один конец заготовки, потом она изгибается по всей длине по шаблону. Принцип действия чем-то похож на работу закаточной машинки для консервации.

Внешний вид приспособления

На видео работа на «Глобусе»

Пользуясь исключительно мускульной силой, дугу большого диаметра можно изготовить на шаблоне, прикрученном или приваренном к верстаку. На нём хорошо гнуть полосу, трубу тонкостенную и т. д.

Шаблон

Приспособление «Волна»

Получить волнообразные изделия из заготовки круглого, квадратного, шестигранного сечения или трубки можно на приспособлении «Волна». Деформация заготовки происходит между вертикальными валками прокручиванием.

Приспособление волна и полученные изделия

Приспособление в действии

Приспособление «Фонарик»

На этом станке изготавливают заготовки элементов «Фонарики» или «Шишки», которые могут состоять из 4-х, 6-ти, 8-ми и более прутков. По принципу действия станок похож на «Твистер», но тут заготовки изгибаются вокруг направляющего вала, что формирует более правильную и точную конфигурацию изделия.

Приспособление «Фонарик»

Работа приспособления для изготовления «Фонарик»

Приспособление для холодной ковки элемента «Хомут»

Элемент холодной ковки «Хомут» предназначен для фиксирования между собой других элементов конструкции.

Приспособление для гибки «Хомута» можно выполнить по прилагаемым чертежам.

Приспособления для выполнения «гусиной лапки»

«Гусиная лапка» — расплющивание с нанесением красивых насечек концов заготовок для придания большей изящности конструкции или с целью уменьшения толщины для различных соединений.

Концы элементов оформлены «гусиной лапкой»

Эту операцию можно выполнить при помощи станка с матрицей или приспособлением и тяжелым кузнечным молотом на наковальне. Оба варианта мы даем в виде видеоматериалов.

Станок для изготовления «гусиной лапки»

Приспособления для ковки «гусиных лапок»

Подробный процесс изготовления штампа

Ниже прокатный станок для выполнения той же операции.

Станок для прокатки «гусиной лапки» (расстояние между вальцами регулируется). Материалы для прокатного станка: шестерни и валы — запчасти от комбайна б/у

Принцип действия

Изготовление «Улитки» с приводом

«Улитка» с электроприводом облегчает изготовление завитков и «валют». Особенно это ценно, когда работа не «для души», а для изготовления большого количества однотипных изделий на потоке при работе на заказ.

Ниже приведены этапы сборки станка для гиба прута максимальным сечением 10х10 мм. Двигатель мощностью 0,5 КВт/1000 об/мин работает при этом на пределе своих возможностей. Выполняет 6 оборотов вала в минуту. Сегменты улитки выточены из круглой болванки Ст.45 без термообработки высотой 25 мм и толщиной 20 мм. Улитка насажена на вал на подшипниках от заднего колеса мотоцикла — 7204. Поддерживающий ролик закреплён жёстко в пазу. Между двигателем и редуктором установлены шкивы.

Ниже приведены чертежи сегментов улитки.

Элемент улитки 1

Элемент улитки 2

Элемент улитки 3

Центральный элемент улитки

Для более массивного прута (от 12 мм) мощность двигателя должна составлять более киловатта. На фотографиях ниже представлен станок с двигателем мощностью 2,2 кВт, 1000 об/мин, дающий выход на валу около 10 об/мин. Это уже станок для профессионального использования. Применён бывший в употреблении редуктор, матрица вырезана из заготовки толщиной 30 мм — самый трудоёмкий процесс.

Для холодной ковки ещё понадобятся наковальня и молот. Горн не нужен, он требуется только для горячей ковки.

Совет! Перед началом работ начертите эскиз будущей конструкции в натуральную величину. Это поможет корректировать элементы и не запутаться при сборке.