Как изготовить красивые изделия методом холодной ковки

С помощью станка [улитки для холодной ковки] своими руками можно сделать красивые фигурные детали из металла.

Немного общих сведений

Прежде всего хотелось бы сказать о том, что сфера применения деталей, полученных путем холодной ковки, весьма обширна. Это различные оградки для клумб, заборы, декоративные металлические фонари, лавки и многое другое. Изготовить такое изделие сможет каждый. Для таких целей нередко применяют ручные станки, которые состоят только из наковальни и молотка. Но ассортимент изготавливаемых изделий в данном случае будет довольно ограничен. Это же касается и обычного трубогиба. Да, им можно что-то сделать, но часто этого мало. Поэтому и возникает необходимость в создании станка. Пусть он будет не профессиональным, но вы сможете полноценно ковать. Давайте же поговорим о том, как создать станок для холодной ковки своими руками. Но обо всем по порядку.

Виды холодной ковки

При изготовлении металлических изделий можно выделить 7 видов холодной ковки. Это своего рода этапы создания элементов, которые нужно выполнять при работе с заготовками.

Всю работу необходимо проводить в соответствии с требованиями и правилами, в противном случае надеяться на получение красивого кованого изделия не стоит.

Самым главным этапом является ковка заготовок из металла. Это самый большой, ответственный, сложный и серьезный процесс, поэтому к нему нужно отнестись очень внимательно. Холодная ковка может быть нескольких видов:

  • Осадка — она выполняется под высоким давлением. Это нужно для того, чтобы увеличить заготовку по бокам, за счет уменьшения ее высоты.
  • Протяжка — этот этап выполняется путем нагревания металлической детали с последующей обработкой ее молотком. Это нужно для того, чтобы уменьшить площадь поперечного сечения за счет увеличения длины металлического прута.
  • Прошивка — этот этап подразумевает проделывание отверстий внутри заготовки. При выполнении такой работы можно получить отверстия разного диаметра и длины. Она бывает открытой и закрытой.

Осадка и протяжка делает структуру металлической заготовки более хрупкой, поэтому дальнейшая работа должна проводиться очень аккуратно, чтобы не допустить поломки той или иной части конструкции.

  • Штамповка — на этом этапе происходит пластичная деформация металла, что приводит к изменению формы или размера заготовки. Штамповка может быть объемной или листовой. При первом варианте работы выполняются под давлением. В этом случае деталь нагревается и подвергается прессованию до нужных размеров. Этот метод больше подходит для производственных масштабов, когда нужно изготовить большую партию одинаковых элементов. Листовая штамповка отличается от первого варианта тем, что детали производят из листового железа. Этот метод подходит для изготовления мелких или средних деталей, при этом они будут отличаться высоким качеством и прочностью.
  • Прессование — на этом этапе происходит повышение плотности металлической заготовки и изменение ее формы, за счет высокого давления. Прессование может быть прямым и обратным. При прямом способе происходит выдавливание металлических заготовок через различные отверстия, что приводит к получению различных прутьев, труб и профилей. При обратном прессовании металлические изделия располагают в специальном формуляре, при этом давление подается в обратном направлении.
  • Волочение — это процесс протягивания металла, только уже прессованного, через специальную матрицу. При этом способе обработки можно получить различные фасонные профиля, проволоку или тонкие трубы.
  • Прокатка — это заключительный этап обработки, при котором задействован закон силы трения. При трении специальных валиков о металлическую поверхность происходит деформация заготовки. Прокатка может быть нескольких видов, в зависимости от способа вращения валиков:
  • продольная — при которой вращение валиков происходит в разные стороны. Это приводит к постепенному обжиманию и удлинению металлической детали. Таким способом производится листовое и ленточное железо;
  • поперечная — при которой движение валиков происходит в одном направлении. Это приводит к деформации заготовки в поперечном направлении. Этим методом изготовлены цилиндрические шестеренки с накатными зубцами;
  • винтовая — при которой расположение валиков выполнено под углом друг к другу. В этом случае заготовка проходит одновременно два валика с поступательным и вращательным движением, что позволяет получить небольшой зазор, в который и попадает металл. Таким способом получают трубные заготовки, «гильзы».

Плюсы и особенности процесса

Холодная ковка – популярный вид работ, благодаря тому, что с ее помощью можно создавать необычные детали самых разных форм и размеров.

Плюс холодной ковки еще и в том, что сделать станок, с помощью которого можно создавать подобные детали, довольно просто сделать своими руками. Это поможет сэкономить на покупке дорогостоящего оборудования.

Процесс холодной ковки заключается в трех основных элементах: изгибание, прессование и сварка деталей. Оборудование, необходимое для этого процесса, довольно простое и компактное, его можно сделать своими руками и оно не займет много места в вашей мастерской или гараже.

С холодной ковки можно начать обучение обработке металла, т.к. этот процесс более простой и безопасный, поскольку в этом случае вам не придется иметь дело с высокими температурами, как при других видах сварки.

Читайте также:  Как грамотно открыть автосервис? Нюансы и подводные камни

Для этого процесса используют обычно готовый шаблон – то есть, заготовки деталей.

Конечно, у холодной ковки есть свои тонкости, заключается они в основном в том, что деталь в процессе легко повредить или деформировать: кованые элементы часто ломаются, и исправить недостаток уже нельзя, поэтому заниматься ковкой нужно очень аккуратно.

Процесс обработки заготовок посредством холодной ковки происходит в несколько этапов. Первым делом создают шаблон или чертеж будущей конструкции.

Нужно высчитать размеры изделия, чтобы, во-первых, приобрести нужное количество материала, и, во-вторых, чтобы правильно настроить станок.

ВАЖНО ЗНАТЬ: Технология штамповки деталей из листового металла

Разные станки дают разные возможности для создания узоров – это зависит от сложности изготовления инструмента.

Например, самые простые машины, сделанные своими руками, могут лишь сгибать изделия, в то время как с помощью более сложных моделей можно создавать узоры и пр.

После того как шаблон или чертеж готов, нужно купить необходимое количество материала в соответствии с вашим расчетом. Для холодной ковки вам понадобятся железные прутья, их можно купить в магазине.

Прутья для холодной ковки должны быть не слишком толстыми, иначе их сложно будет согнуть. Следующий этап – изготовление деталей своими руками.

Видео:

Самое важное здесь – правильно выставить настройки, чтобы при работе станка детали не повредились и не деформировались, т.к. исправить проблему будет невозможно.

В последнюю очередь происходит закрепление сделанных деталей на каркас. Это происходит путем сварки.

Особенно аккуратными при сварке своими руками нужно быть с тонкостенными трубками, т.к. их легко прожечь, и тогда конструкция станет неисправна и вам придется делать все заново.

Весь процесс ковки вы можете проследить по видео, прежде чем приступать к работе над своими деталями.

Но прежде чем приступать к холодной ковке, вам, конечно, нужно сделать станок, который для этого необходим. Станок «Улитка» — наиболее распространенный аппарат для обработки металлических изделий способом холодной ковки своими руками.

Все этапы по созданию станка вы сможете увидеть на видео – в этом нет ничего сложного, и практически каждому удастся справиться с этим делом самому.

Любое из подобных приспособлений можно изготовить в домашней мастерской

Однако лучше получить доступ к более «тяжелым» станкам, например – в инструментальном цехе любого завода. Для изготовления понадобятся:

  • Болгарка, для обработки относительно тонкого металла;
  • Кислородный (а лучше плазменный) резак, для раскроя заготовок толщиной более 15 мм;
  • Токарный станок для изготовления роликов, шкивов;
  • Фрезерный станок по металлу для создания шаблонов нелинейной формы;
  • Сверлильный станок;
  • Мощный наждак (точило);
  • Шлифовальная машинка;
  • Сталь с высоким содержанием углерода (для изготовления некрупных шаблонов подойдут старые токарные резцы или детали от поршневой группы автомобиля);
  • Болты и шпильки для изготовления осей. Класс прочности не ниже 9.3;
  • Электромотор с редуктором (если вы хотите использовать электропривод);
  • Стальные закаленные штанги, для ручных воротков;
  • Газовая горелка, для нагрева шаблонов перед закаливанием.

Важно! После придания окончательной формы деталям станка для холодной ковки, и проведения геометрических испытаний – их желательно повторно закалить. В процессе обработки металл может «отпустить».

Перед началом работ, обязательно изготовьте чертежи. Вы должны поставить себе четкую задачу – делать универсальный инструмент, или шаблон под конкретное изделие. Шаблон фиксированной формы изготовить легче, к тому же его эксплуатационные свойства (точность, прочность конструкции) будут выше.

Но если вы придумаете новую форму для украшения металлической конструкции – придется желать новый станок. Поэтому приспособления (например, улитка для холодной ковки своими руками) делаются разборными. Силовой механизм остается постоянным, а шаблоны меняются для разных форм готового элемента. Схема станка со сменными шаблонами, изображена на иллюстрации:

На столешнице просверлены отверстия, для закрепления различных шаблонов для спирального закручивания заготовок. Рычаг с направляющим роликом стационарно закреплен на станке, и выполняет свою работу независимо от формы и размера витков улитки.

На боковине станины размешены оси для «гнутика». Можно при помощи сменных роликов получать различные радиусы изделия. Причем это же приспособление применяется в качестве роликового волногиба.

При создании собственного инструмента для холодной ковки, приходится идти на компромисс, чтобы снизить себестоимость устройства, не уменьшая функциональности.

Применение и особенности оснащения

Изделия, созданные по технологии ковки, зачастую стоят немалых денег, а смотрятся довольно благородно и дорого. Ими оформляют усадьбы, внутренний интерьер, используют в качестве ворот. Художественный стиль помогает сделать ковку более изысканной и создавать одно и то же изделие в различных вариантах.

Варианты кованых изделий

Немногие знают, что ковка бывает не только горячего вида, но и холодного. Второй вариант вполне возможно с легкостью использовать в любых домашних условиях. Достаточно создать подходящее для этого оборудование – станок для холодной ковки.

Изначально стоит определиться с типом холодной ковки. Нередко встречается мнение, что штамповка также сюда относится. Но это немного другой процесс.

А вот к холодной ковке можно отнести две разновидности работ.

  1. Наклепывание – наклеп, который осуществляется благодаря многочисленным ударам, которые имеют большую мощность. Это приводит к изменению структуры металла и приводит к формированию нужной формы и размеров. Здесь используется молот, изготовление которого не требует много времени и сил.
  2. Гнутье – структура металла и его характеристические показатели не поддаются изменениям. Чтобы заниматься таким типом ковки, нужно построить самодельный станок.
Читайте также:  11 эффективных способов соединить провода

Последний вариант отличается своей простотой, если говорить о технологическом процессе. Дальше рассмотрим,как сделать станок для холодной ковки своими руками, чертежи и видео которого вы найдете ниже.

Видео: станок для холодной ковки

Методика создания

Данная процедура выполняется поэтапно, и алгоритм действий будет следующим:

  1. Перед тем как сделать улитку для холодной ковки, следует подготовка, в рамках которой создается чертеж на бумаге и шаблон будущей конструкции. На этом же этапе следует определиться с тем, какого размера материалы будут обрабатываться с помощью самодельного инструмента: чем больше диаметр прутьев, которые будут служить заготовками, тем шире должен быть шаг станка. Размеры последнего всегда превышают диаметр заготовок.
  2. Рабочая поверхность: станок для холодной ковки имеет площадку, которая делается из листа металла, толщина его составляет 4-5 мм минимум. Площадь самой поверхности зависит от размеров деталей, которые предстоит обрабатывать, поскольку при проведении холодной ковки улитка должна оставаться в таком положении, чтобы работать с ее помощью было удобно и безопасно.
  3. Для создания формы можно взять металлический лист от 3 мм в толщину, чтобы с готовым приспособлением оказалось легче работать. Края заготовки желательно зафиксировать, для этого в устройстве есть прижимные валы. Кроме того, в качестве закрепляющего элемента может служить обрезанный прут, который равен по длине полоске заготовки. Важно, чтобы фиксация материала была надежной, поскольку удержать его вручную, когда работает станок для холодной ковки, физически невозможно.

Основные детали станка можно собрать в течение нескольких часов, если пользоваться подробным чертежом и инструкцией. Самодельная улитка для работ холодной ковки может иметь монолитную или сборно-разборную систему: выбор зависит от предпочтений мастера и времени, которое он готов затратить на создание. Сборные модели особенно актуальны, если мастерская оборудована на время; если же помещение обустроено на постоянной основе, имеет смысл сконструировать монолитное устройство. Сама улитка может быть сделана из следующих материалов:

  • Толстый металлический пруток. Его сгибают в нужном положении с необходимым числом витком и крепят к рабочему столу посредством сварки.
  • Металлический лист, из которого вырезают сегменты и крепят к поверхности на болты.

При необходимости работать с различными заготовками и создавать детали, отличающиеся формой и числом завитков, можно собрать рабочую поверхность, на которой будет несколько приспособлений, позволяющих выпустить предметы нужного типа.

Перечень необходимого оборудования

Покупка любого оборудование на рынке будет стоить дороже, и если сварочный аппарат целесообразно приобрести заводского изготовления, то станки для сгибания проще изготовить самостоятельно или купить б/у приспособления. Существует универсальное оборудование, способное выполнять одновременно несколько функций, что, естественно, повышает его эксплуатационные нагрузки, благодаря чему оно может чаще выходить из строя. Прочее приобрести узконаправленные функциональные станки отдельно для выполнения каждой операции. При таком подходе гарантированно более высокое качество производимых изделий. С течением времени использование подручных приборов и приспособлений станет расширенным, появится возможность их настраивать на определенный вид работы. Всегда можно изготовить или реконструировать универсальный станок для ковки холодным методом самостоятельно.

Кроме производственного и сварочного оборудования, также потребуются 6 основных оснасток: фонарик, гнутик, твистер, улитка, волна и объемная. Все перечисленные приспособления просты в эксплуатации, при определенных навыках работы на нем можно изготавливать до 10-12 квадратных метров изделий за 1 рабочий день. Все ручные приспособления должны иметь повышенный коэффициент прочности и эффективности в работе. Их использование позволяет выполнять различные узоры присущие для холодной ковки, в том числе и работать с небольшими размерами.

Цветочница в технике холодной ковки

Теперь следует более детально рассмотреть приспособления, которые можно сделать своими руками:

  • Гнутик дает возможность производить гибочные работы с металлическим прутом, создавать полукруг, а также заданный угол, в том числе и небольшого диаметра;
  • Фонарик позволяет придавать изделиям форму «фонаря»;
  • Улитка дает возможность делать необходимое количество изгибов на заготовке, в том числе и создавать различные формы спиралей;
  • Производство изделий, обладающих объемной конфигурацией, предполагает использовать приспособление «объемная»;
  • Волна придает металлической заготовке соответствующую волнообразную конфигурацию;
  • Закручивание изделия выполняется с помощью приспособления «твистер».

Отличия холодной ковки

Основная разница при процедуре – нет дополнительной термообработки,то есть нагрева. Деформации производятся в обычных для стали температурных условиях.

Особенности:

  • простое оборудование, которое можно изготовить своими руками;
  • нет потребности в печи и прочих приспособлениях для кузнечных работ;
  • необходимо применять физическую силу, но можно оснастить аппаратуру электроприводом;
  • эстетичный внешний вид и оставление всех технических качеств и свойств.
Отличия холодной ковки

Устройство станков для ковки по холодному типу

Отличия холодной ковки

В зависимости от разновидности конструкция различается, но есть общие черты:

Отличия холодной ковки
  • крепкая станина – она должна выдерживать вес заготовки плюс усилие, с которым поворачивается рычаг;
  • все элементы выполняются из надежной стали – деревянные шаблоны слишком мягкие, чтобы гнуть на них твердый металл, но алюминий или тонкостенный стальной лист – почему бы нет;
  • обычно это стационарное устройство.
Отличия холодной ковки

Остальные конструктивные особенности зависят от видов.

Отличия холодной ковки

Оснащение электроприводом торсионного станка для холодной ковки

Отличия холодной ковки

Электризация – бессмысленное мероприятие и затратное, если вам нужно согнуть одну или две заготовки. Но в случае, если вы намерены изготавливать изогнутые элементы для целого забора или заниматься этим делом профессионально, то без помощи электродвигателя не обойтись. Что это дает:

Отличия холодной ковки
  • увеличение скорости;
  • эффективность и продуктивность агрегата в целом тоже повышается;
  • стабильная и постепенная работа;
  • надежная фиксация, отсутствие влияния человеческого фактора (разного рода ошибки при прокручивании рычага);
  • работник значительно меньше утомляется.
Отличия холодной ковки

Если вы планируете многосерийное производство, необходимо поставить двигатель и ремни для передачи энергии в механическое движение, но предварительно следует произвести расчеты.

Отличия холодной ковки

Читайте также:  Виды гаечных ключей, размеры и область применения инструмента

Приспособы

Оснастку, изготовленную вручную, никак не отнесешь к станкам, даже с учетом выполнения технологических операций на них с помощью мускульной силы. в интернете часто смешивают в одну кучу инструмент, оборудование и приспособления для ковки, разницу мы разъяснили тут, а здесь речь идет только про приспособления, что сложнее чем ручной инструмент, но проще станков с использованием электрической энергии.

Приспособы

Однако, по аналогии с оборудованием, приспособления имеют такие же названия. Для каждого вида станка применяется свое уникальное приспособление.

Улитка-твистер

Приспособы

Улитки относятся к классу станков, где формообразование происходит путем закручивания заготовки. Основными в конструкции являются приспособления, сделанные в виде подвижных и разборных частей лекала или неподвижного шаблона. Базовая поверхность оснастки выполняет функцию получения элементов согласно чертежных размеров.

Торсион

Приспособы

Это приспособление для торсирования или скручивания прутка металла вокруг своей оси. Задачи, которые решает оснастка: надежное закрепление концов прутка, обеспечение свободного вращения, устранения возможности отклонения оси вращения. Для изготовления фонарика используется оправка в виде трубы. Заготовка получается объемной формы.

Приспособы

Гибочные станки — гнутики

Очень часто гибочные станки называют гнутиками. Приспособление для загиба прутка на определенный угол имеет такое же наименование. Простая оснастка, состоящая из роликов и упоров, гнет по заданному шаблону прутки и стальные полосы.

Приспособы

Самодельный гнутик

Приспособы

Волна

Приспособление, основными частями которого являются подвижный и неподвижный ролик с упором, позволяет получать волнистый контур на прутках. Волны могут быть разные по длине и амплитуде.

Приспособы

Станок для холодной ковки типа Волна

Приспособы

Вальцы для гибки по радиусу

Ручное приспособление для гибки профильных труб, по другому трубогиб, можно изготовить своими руками. Самым простым примитивным приспособлением гнут трубы, требования к которым по точности гиба невысоки. Если в самодельную конструкцию заложить дополнительные приспособления, например домкрат, готовые гнутые элементы будут изготавливаться с меньшими потерями сил.

Приспособы

Штамповочные вальцы

Приспособы

В холодной ковке присутствуют элементы под названием гусиные лапки. Получить его раскаткой легко на предназначенном для этого штатном оборудовании. В то же время разработаны приспособления для выполнения этой технологической операции. Выполнены они в виде самодельных штамповочных вальцов или штамповой оснастки. Для изготовления таких самоделок требуются высокая квалификация исполнителя и специальные материалы.

Кондукторы

Приспособы

В качестве приспособлений в станках-улитках для получения завитков, спиралей применяются кондуктора. Они представляют собой оправки, контур которых соответствует изготавливаемым элементам. Станки имеют два основных вида конструктивного исполнения:

  • кондуктор выполнен в виде разборного поворотного шаблона с находящимся в его оси воротом;
  • с неподвижно закрепленным кондуктором и обкатным роликом.
Приспособы

Создание завитка для балясины на самодельном кондукторе

Приспособы

Если к станку-улитке с поворотным лемехом добавить дополнительно еще один ворот, можно получать изделия с плавными волнами. Изменяя расстояния между воротами, получите разнообразные по контуру волны.

Приспособы

Разновидности станков

В зависимости от используемой технологии и получаемого результата, а также в связи с затрачиваемыми ресурсами на работу с заготовкой и возможности, и функции устройства, все их можно разделить на категории. Одни могут быть изготовлены в домашних условиях, другие – только на заводах.

Станок «Улитка»

Сам корпус состоит из спирали, в которую помещается металлопрофиль или металлический жгут. Изделие имеет несколько сегментов, чем их больше, тем сильнее происходит закручивание. Отлично, когда можно менять одни фрагменты на другие, чтобы изменять радиус полученного изгиба, тогда одним аппаратом можно будет пользоваться для выполнения разных задач.

Коротко об основных узлах приспособления:

Торсионное оборудование для холодной ковки своими руками

С помощью такого станка можно получить не завитки, а красиво закрученные вокруг своей оси фрагменты из металлопрофиля. Трубы и круглые прутки подвергать такому изгибу нельзя, но полые и сплошные изделия из металла с квадратным сечением смотрятся с витым рисунком очень изящно.

Аппарат для продольного скручивания состоит из станины (из швеллеров или двутавра) с крепко установленным зажимом. В тисках будет закрепляться неподвижный участок заготовки. На втором конце, подвижном, имеются ролики, которые приводят этот участок в движение. Кончик металлопрофиля также зажимается в фиксаторе. От наконечника идут длинные рукояти (чем рычаг длиннее, тем больше прикладываемая сила) – они приводят в движение аппарат.

Станок «Гнутик»

Станок «Волна»

Часто такие приспособления делаются не самостоятельно, а приобретаются. Они универсальны и подходят для изготовления изгибов с разными радиусами. Конструкция самодельного оборудования для холодной ковки состоит из столешницы с двумя дисками разного или одинакового размера, при этом один опорный, а второй подвижный. К нему прикреплен вороток, с помощью которого приводят в движение всю систему.

Особенность в том, что можно передвигать расположение элементов, а также менять круги на другой диаметр – это позволяет изменять радиус изгиба.

Станок — пресс

Это аппарат позволяет делать приплюснутые наконечники шестигранников, прутков, металлопрофиля. Он состоит из двух прочно приставленных друг к другу валов – между ними находится минимальный зазор. Они могут быть полностью гладкие или рифленые. В первом случае получится классическая плоская пика, во втором – «гусиная лапка» с рифлением.

В гнездо между двумя роликами необходимо просунуть заготовку, затем привести в движение аппарат посредством рычага, затем обратно. Движение достаточно сильное быстрое, чтобы произвести прокат. Так выглядит результат процесса: