Холодная ковка своими руками: инструкция по изготовлению самодельного станка, фото

Кованые калитки и решетки становятся все более популярными. Помимо защиты от проникновения в дом злоумышленников, они также выполняют и декоративную функцию. Традиционно кузнецы придавали форму стальным изделиям, предварительно нагревая их до высоких температур (до красного свечения). Организовать полноценную кузню в домашних условиях можно далеко не всегда по целому ряду причин. Альтернативой может служить холодная ковка. Своими руками можно без труда собрать приспособление для гибки стальных прутков и полос в холодном состоянии.

Особенности холодной ковки

В старину люди, которые ковали металл, пользовались невероятным авторитетом среди односельчан. Некоторые даже причисляли их к колдунам: настолько эффектным и показательным был процесс ковки стальных изделий. Данная профессия считалась престижной. В наш век, век высоких технологий, работа кузнеца, возможно, уже не является пределом мечтаний молодых людей. Многие люди занимаются им как хобби, для души. Но все же труд кузнеца очень важен и нужен. Промышленность освоила производства широкой номенклатуры марок сталей. Стало возможным придавать форму металлу, избегая опасных работ с открытым огнем. Такой способ ковки получил название холодной, а организовать мастерскую холодной ковки сможет каждый. Для этого подойдет и сарай на даче, и гараж в черте города, и даже подвальное помещение многоквартирного дома.

При желании и наличии времени декоративные решетки и украшение для забора вполне можно изготовить своими руками. Холодная ковка, как понятно из названия, не предусматривает предварительного нагрева заготовки до температур, достаточных для протекания рекристаллизационных процессов. А значит, такой процесс является не таким затратным, более простым технологически, исключает угрозу возникновения пожара, получения ожогов и тяжелых травм.

Плюсы холодной ковки

Как уже говорилось, холодная ковка не предполагает нагрев металла. А это значит, что можно значительно сократить технологический процесс, сделать его более безопасным и экономичным.

Даже если ранее не было никакого опыта ни слесарно-монтажных работ, ни в холодной ковке, своими руками сделать станок для гибки не составит труда. Для этого понадобится лишь необходимый инструмент, желание и решительность.

Минусы холодной ковки

Да, этот процесс довольно прост и легко осуществляется своими руками. Холодная ковка, безусловно, является хорошей альтернативой традиционному кузнечному ремеслу. Но возможности такого процесса ограничены.

В холодном состоянии можно обрабатывать далеко не все стали и сплавы. Так, высокоуглеродистую сталь (с долей углерода от 0,65) трудно деформировать в холодном состоянии. Специальные легированные стали также очень упругие. Таким способом, обрабатывают, как правило, стали обыкновенного качества с небольшим содержанием углерода, иногда стали конструкционные низкоуглеродистые. Причем заготовки (прокат) должны иметь сечение небольшой площади. В противном случае они не будут деформироваться.

В ходе деформирования стали в холодном состоянии (при комнатной температуре, да и вообще ниже температуры рекристаллизации), в ее структуре возникает огромное множество дефектов кристаллического строения. С одной стороны, это приводит к повышению прочностных характеристик (так называемое явление наклепа металла), а с другой стороны сталь становится более хрупкой. Если же сталь разогрета, то происходит перераспределение атомов решетки (точечные дефекты устраняются).

Подводя итог, можно сказать, что главным достоинством рассматриваемого процесса является простота и возможность осуществления своими руками. Холодная ковка, с другой стороны, ухудшает эксплуатационные характеристики стали.

Приспособления для холодной ковки

Хотя труд кузнеца и состоит в значительной степени из ручной работы, большинство операций все же невозможно проделать без использования вспомогательных приспособлений для холодной ковки. Своими руками, без использования вспомогательных приспособлений, едва ли получится скрутить пруток в равномерную спираль (для этого используется так называемая улитка), делать изгибы заданной кривизны (инструмент – гнутик). Приспособления, как привило, изготавливаются универсальными и могут работать с прокатом различного сечения.

Конструкция приспособлений довольно простая, и поэтому их можно изготовить в условиях домашней мастерской своими руками. Станок для холодной ковки также можно сделать самому. Это даже лучше, чем покупать готовое оборудование. Однако следует учесть, что рабочие части подобного оборудования должны иметь высокую износостойкость. Лучше всего для этих целей использовать высокопрочные штамповые стали, либо же инструментальные стали. В противном случае приспособление быстро придет в негодность.

Принцип работы станка холодной ковки

В кузнечном деле понятия «станок» и «приспособление» имеют одно значение. Принцип действия приспособлений и станков можно свести к следующему. Заготовка устанавливается в соответствующее гнездо. Далее свободный конец прутка заводится при помощи вспомогательного рычага и роликов в необходимую сторону. Иногда подобного рода станки и приспособления оснащаются механическим и электрическим приводом. Но в таком случае это будет уже полноценной промышленный гибочный станок, а не станок для холодной ковки своими руками. Подобное оборудование стоит очень дорого. Оно также может оснащаться системой ЧПУ.

Описание приспособления «Твистер»

Данное приспособление нетрудно собрать своими руками. Оборудование холодной ковки предназначено для скручивания прутка проката. Один конец крепится неподвижно в тиски, а другой закрепляется в патрон. Патрон приводится в движение либо вручную, либо посредством электропривода.

Исходные прудки могут иметь самую разную длину. Поэтому, при конструировании и сборке такого станка необходимо предусмотреть возможность перемещения тисков в продольном направлении. Причем ход тисков должен быть свободным, для того чтобы компенсировать уменьшение длины заготовки при скручивании.

Описание и принцип действия рычажного станка

По внешним признакам и конструктивным особенностям такое оборудование схоже со станками для гибки труб. Производительность довольно низкая. При этом нагрузка на оператора довольно большая, в результате чего быстро настает усталость. По этой причине основа должна иметь большую жесткость. На одной улитке можно получить несколько разных витков. Наибольшую нагрузку испытывает прижимной ролик, по этой причине он должен изготавливаться из высокопрочной легированной стали. Допускается изготовление его из углеродистой стали, но с последующим упрочнением поверхностного слоя методами химико-термической обработки: азотирование, борирование, алитирование. В качестве такого ролика может использоваться ролик подшипника качения, так как он изготовлен из специальной подшипниковой стали ШХ15 и способен выдерживать очень высокие контактные нагрузки.

Как сделать улитку для холодной ковки своими руками

Такое лекало является самым распространенным инструментом для придания стальному прокату необходимой формы. Работать с таким приспособлением элементарно просто, а все операции можно осуществлять без посторонней помощи, своими руками. Размеры улитки для холодной ковки могут разниться и зависят от того, пруток какого диаметра и длины необходимо будет ковать (гнуть).

Существует множество конструкций улиток. Но все они имеют предельно простую конструкцию. Проще всего сделать лекало из древесины, а затем окантовать его листовой сталью. Такая конструкция при частом использовании быстро износится. Однако для домашней мастерской это самый оптимальный вариант.

Как сделать матричный пресс

Данное оборудование относится к категории полупрофессионального. Сложнее всего изготовить саму пресс-форму. Для этого, скорее всего, придется обращаться в специализированную машиностроительную компанию. Если штамп имеет сложную развитую формообразующую поверхность, то он должен обрабатываться на 5-ти координатном фрезерном станке с ЧПУ. Подобные услуги стоят недешево. Поэтому, если ковка металла является просто хобби, которым можно заняться по выходным, такую оснастку покупать нецелесообразно. Если же ковка металла является основным источником дохода, бизнесом, и оборудование загружено работой, то в конце концов придется все же частично механизировать ручной труд. Такое оборудование позволяет также в разы повысить производительность.

Рабочая матрица устанавливается на специальный гидравлический пресс. Если бюджет ограничен, то можно сделать сварную конструкцию и оснастить ее домкратом.

Подготовка к сборке станка

Каждое из перечисленных приспособлений можно сделать в домашних условиях. Однако лучше, конечно же, изготовление отдельных ответственных деталей и узлов поручить специализированным фирмам в области металлообработки. Это удорожит изделие, но и вместе с тем обеспечит его надежную работу. Поэтому лучше отдать эти работы на аутсорс, чем делать все своими руками. Холодная ковка металла на хорошем и надежном оборудовании будет доставлять удовольствие.

Для сборки станка понадобятся следующие инструменты:

• Болгарка с кругом по металлу. Данный инструмент незаменим при нарезании металлического профиля, удаления ржавых болтов и гаек.
• Роликовые подшипники.
• Настольный сверлильный станок.
• Необходимый крепеж: болты, гайки, винты.
• Комплект инструмента для нарезания резьбы: плашки, метчики, вороток.
• Печь для термической обработки отдельных ответственных деталей.

Прежде чем приступить к сборке, необходимо начертить общий чертеж конструкции, а также рабочие чертежи отдельных деталей.

Сборка типового станка

Как сам станок, так и оснастку к нему, можно сделать своими руками. Как холодная ковка, так и другие операции, связанные с обработкой стали и приданием ей необходимой формы, нуждаются в определенных навыках и умениях. Собрать станок самостоятельно, без помощи или хотя бы консультации знающего человека, едва ли получится.

Как правило, мастерские по холодной ковке оборудуются в совсем маленьких помещениях. И поэтому важно, чтобы оборудование и станки были широкоуниверсальными. Иными словами, с целью экономии места и средств, рекомендуется изготавливать такие станки, чтобы на них можно было устанавливать различные приспособления.

Как правило, в плите просверливаются несколько отверстий, к которым могут крепиться разные улитки. Рычаг с роликом крепятся к одному из углов стола и является несменным.

Сбоку станка находятся пальцы для установки гнутика. Путем замены роликов можно получать различный радиус кривизны прутка.

Типичный станок (приспособление) показан на фото. Холодная ковка своими руками является хобби многих людей. Некоторые смогли превратить свое увлечение в заработок, причем неплохой. При помощи таких вот нехитрых приспособлений, создаются, без преувеличения, настоящие шедевры.