Самодельные приспособления и станки для холодной ковки

Один из способов украшения участков — использовать кованные изделия. Очень декоративно смотрятся заборы, скамейки, беседки, перила для лестницы и другие подобные сооружения. Причем в большинстве случаев данные изделия не есть ковка в ее традиционном понимании. Чаще всего это сделано не в кузне и не при помощи молотка и наковальни, а при помощи некоторых устройств, которые позволяют создавать из металлических полос и квадратных прутков самые различные узоры и изделия. Для изготовления подобных изделий потребуются станки для холодной ковки. Часть из них можно сделать своими руками другую проще купить.

Ограды, перила для лестниц и балконов — тоже можно сделать своими руками

Козырек над крыльцом методом холодной ковки

Перила для крыльца — украшение, а не исключительно утилитарное приспособление

Можно сделать беседку и кованную мебель

Ворота смотрятся волшебно

Станок «Улитка»

Сворачивает стальные пруты в спирали, завитки, кольца и т.д. Радиус гибки ограничен только платформой. Представляет собой шаблон, для производства серийных изделий – литой, для индивидуальных работ – со съемными деталями.

Схема сборки приспособления своими руками

Общий вид

Как делать завитки на «Улитке»:

Основы рабочей деятельности

Различные приемы гибки: а, б, в – с помощью подложек; г – в вилке; д – на гибочной плите.

После того как хозяин сам собирает кондуктор, нужно убедиться в его исправности, удобстве и в том, что он сможет выполнять поставленную задачу предельно качественно. Т.е. описаны все 3 механизма, к каждому из них нужен свой уникальный подход. Везде будет использоваться прут 10 мм:

1. Крепится платформа на выбранном месте. Затем прут фиксируется между прутком-держателем и полосой таким образом, чтобы не было свободного хода. Теперь выбирается рука, которой удобнее работать и начинается небыстрое вращение. После 1 оборота платформа меняется, и работу можно продолжать. Если есть дискомфорт в работе, то надо попробовать изготовить еще одну улитку, направленную в обратную сторону, после чего начать все сначала.
2. Крепление прута и платформы осуществляется таким же образом, но прут уже полностью зафиксирован, т.е. при работе руками его трогать не нужно, а вместе с этим отпадают риски для здоровья. При вращении ручкой заготовка движется крайне медленно, но это позволит сделать максимально округлый загиб без дефектов. Остановки нужны будут только для того, чтобы добавить еще 1 элемент спирали.
3. Электромотор сам будет все делать, но периодически его нужно останавливать, чтобы продлить спираль. Единственный неприятный момент в работе — оплата за электричество, но, как правило, электродвигатели не потребляют слишком много тока. Присутствие рычагов для ручной работы позволяет нивелировать данную проблему в определенных ситуациях.

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.

Как она работает, и какой она бывает

По своей сути – это деформация металлических прутков в виде их загиба. Чтобы пруток деформировался без нагрева, его нужно жестко фиксировать к шаблону станка. Такой станок не для слабых рук: прокрутка и деформация производятся с помощью ручного усилия.

Конечно, улитку можно снабдить приводом с электродвигателем. Но перед этим нужно хорошенько обдумать целесообразность этого привода. Главным аргументом за электрическое дополнение является большой объем работ.

Улитка для ковки – чертеж. Станок может работать в виде двух разных конструкций:

1. Самая простая опция – приваренный шаблон к основанию. Это монолитный кондуктор с единственным вариантом завитка в форме шаблона.
2. Вариант, дающий больше разнообразия в завитках – несколько модулей с завитками разного диаметра, которые крепятся на одно основание.

Ручной привод также может быть представлен в разных опциях:

1. Рычагом может быть любое подходящее приспособление.
2. Рычаг, который прикреплен к станине и приводится в движение подвижным подшипником.
3. В конструкциях посложнее применяются целых три рычага, которые вращают ось и прикрепленный к ней кондуктор.

Как сделать улитку для холодной ковки, какую опцию выбрать – проще или сложнее? Выбор зависит опять-таки от целесообразности, иными словами – от ваших производственных планов: что вы собираетесь делать, с какой производительностью и в каком количестве?

Купить

Исполнители, не уверенные в собственных навыках, имеют возможность приобрести станки для ковки заводского производства. Предприятия предлагают широкий выбор моделей ручных устройств: улитки, волны, фонарики, твистеры, прессы, гнутики, а также универсального оснащения.

Разделы: Станки, Станки холодной ковки

Предыдущая статья: Ворота своими руками Следующая статья: Камины (решетки, экраны, аксессуары, наборы) своими руками

Изготовление станка своими руками

Не всегда есть смысл приобретать профессиональный станок. Для разовых работ больше подойдут простейшие установки, сделанные своими руками. Главное, иметь чертежи, тщательно изучить принцип устройства и работу станка, подобрать качественные материалы для заготовок и необходимые инструменты для сборки.

Схема

Принципиальная схема станка для проката 2-х видов сечений профиля в разрезе. На её основании можно получить представление о конструкции и сопряжении основных узлов и принципе обработка труб. В данном случае, верхний вал является ведущим.

Схема станка

Комплектующие детали

Комплектующие вальцевателя прокатки не должны иметь сколов, выбоин, иметь приличный запас прочности, изготавливаться из определённых марок стали.

Валы, оси вытачивают на токарном станке. Некоторые комплектующие можно купить в магазине или снять с других механизмов, например:

• самоцентрирующиеся подшипники качения (4 шт.);
• звёздочки (4 шт.);
• цепь от велосипеда, мопеда.

Для сборки каркаса (основания) потребуется металлопрокат (швеллер, трубы), листы толщиной 5-10 мм. Основание обеспечивает стабильность установки в процессе работы.

Сборка каркаса

Вальцы (по 2 шт. каждого вида) для усиления профиля лучше выточить из легированной стали, для небольшого объёма работ подойдёт и Ст3, Ст10. Заготовки вальцов подвергают закаливанию.

Вальцы и оси должны многократно превосходить по твёрдости обрабатываемые трубы. В противном случае, вальцы придётся часто заменять новыми. Твёрдость вальцов на профессиональных установках не менее 52 НRС.

Инструменты

При сборке станка потребуются навыки (а так же соответствующее оборудование):

• токаря;
• сварщика;
• слесаря.

Крепление сваркой в некоторых местах можно заменить резьбовыми соединениями.

Необходимые инструменты:

• дрель, с набором свёрл;
• гаечные ключи разного размера;
• уровень для выставления лини горизонта;
• штангенциркуль, рулетка.

Конструкция входящих деталей

По краям вальцов вытачивают специальные валики, которые надёжно фиксируют положение трубы во время проката.

Вальцы

Получить размеры вальцов для протяжки профиля можно с комплекта от профессиональных установок. Чертежи вальцов и осей по полученным размерам не сложно разработать самому. Ниже представлен пример чертежа.

Чертеж вальцов

Прокатка каждого размера профиля выполняется вальцами соответствующих размеров. Сделать модель со съёмными элементами не просто, по этой причине вальцы для усиления профильной трубы при сборе станка своими руками рекомендуется делать многоступенчатыми. Это позволит проводить обработку труб разных размеров без переустановки вальцов.

Обе оси имеют одинаковые размеры, но различную длину. На более длинной оси (ведущей) закрепляют рукоятку движения. Ниже представлен чертёж оси с посадочным местом под рукоятку.

Чертёж оси с посадочным местом под рукоятку

Сборочные работы

Каркас создаётся постепенно, по мере сборки остальных деталей. Отдельные элементы основания соединяют между собой сваркой или крупногабаритными болтами.

Расстояние между верхней и нижней осью зависит от диаметров вальцов. При неимении точных сборочных чертежей размеры между осями определяют опытным путём:

• устанавливают вальцы на оси;
• вымеряют расстояние между осями;
• высверливают отверстия на боковых стенках каркаса под установку подшипников;
• затем оси убирают в сторону, занимаются установкой подшипников.

Соединение оси и вальцов осуществляется несколькими способами:

• при помощи шпонки, размером около 8х8 мм;
• сваркой через заранее просверленные потайные несквозные отверстия, выполненные сверлом большого диаметра.

Второй способ доступен, если имеется аппарат для ручной электродуговой или полуавтоматической сварки.

Далее ось вставляется в подшипник, который предварительно закрепляется в буксе, заранее приваренной к стенке каркаса с внутренней стороны. Надёжность крепления – максимальная. В первую очередь оси с вальцами устанавливают в ту боковую стенку каркаса, где предполагается расположить цепную передачу. Затем оси вставляются в подшипники, закреплённые на 2-ой боковой стенке каркаса.

После установки основных элементов укрепляют каркас:

• сварочными швами;
• резьбовыми соединениями.

Сборка цепного механизма на практике так же происходит с определением размеров по месту:

• на нижнюю ось устанавливают 1-ю звёздочку;
• на верхнюю ось – 2-ю звёздочку;
• примеривают цепь, намечают расположение ещё 2-х звёздочек.

Сборка цепного механизма Вальцы должны вращаться без затруднения при натянутой цепи. Рукоятка приваривается к ведущей оси в последнюю очередь.

Цепной механизм

Для механизма подачи движения в виде червячной передачи необходимо запастись шестерёнками нужного размера.

Механизм подачи движения

Изготовление направляющей для кондуктора

Для этих целей потребуется обычный токарный станок типа 1К62 или 16К20, который в состоянии нарезать архимедову спираль, и, конечно, опытный токарь.

Функция «архимедова спираль» в токарных станках предназначена для нарезки специальных резьб, но она вполне пригодна и для получения канавки в опорной плите, где затем будет располагаться сама направляющая кондуктора .

При подготовке станка выполняются следующие переходы:

1. Малую рукоятку коробки подач станка перемещают в положение «Спираль Архимеда».
2. Необходимый шаг спирали, который будет определять габариты кондуктора, устанавливают при помощи большой рукоятки.
3. Шаг подачи фиксируется рычагом, а величина подачи определяется глубиной канавки в плите (как установить такой параметр, будет рассказано далее).
4. После включения станка рычаг подачи остается в прежнем положении, а нарезка выполняется в ходе возвратно-поступательных перемещений шпинделя.
5. После каждого прохода суппорт отводится от торца заготовки.

Пример получения архимедовой спирали представлен на этом видео:

То, что на кадрах представлен не металл, а пластик, принципиально ничего не меняет: спираль получается в результате нескольких последовательных проходов резца, который перемещается по заданной траектории.

Определение размеров спиральной канавки производится, исходя из желаемых габаритов кондуктора и высоты его опорной поверхности. Если в первом случае все зависит от размеров исходной заготовки для плиты и возможностей станка, то глубину канавки следует рассчитать по высоте и толщине направляющей матрицы.

Поскольку в холодном состоянии любой металл обладает повышенной механической прочностью, то для изготовления направляющей матрицы своими руками следует принять инструментальную сталь: например, сталь марки У7 по ГОСТ 1435-84. Использовать высоко- или среднеуглеродистую конструкционную сталь типа сталь 45 или сталь 60Г не рекомендуется, поскольку для высоких улиток под воздействием изгибающего момента они могут растрескиваться.

Размеры направляющей матрицы в плане подбираются, исходя из имеющегося сортамента полосовой инструментальной стали по ГОСТ 4405-75. Поскольку кондуктор должен быть компактным, то целесообразно выбрать профили 3×20, 3×25 или 3×30 с предельным отклонением по толщине 0,4 мм. При посадке направляющей в плиту по Н11 ширина спиральной канавки должна быть на 0,5-0,7 мм больше ширины полосы. Глубина канавки должна быть не менее 1,5 высоты полосы, т.е. 4,5 мм или чуть больше. Этот параметр, кстати, определит и толщину самой плиты: она должна быть не менее 6 мм.

По нарезанной канавке в плите определяют суммарную длину направляющей (для замера можно воспользоваться гибкой рулеткой или даже обычной ниткой). После чего отрезают «в размер» нужную длину полосы, вставляют ее в паз и обваривают по контуру ( если на кондукторе будут изготавливаться только плоские улитки — то по наружной образующей, а если объемные — то можно и по внутренней).

В центре кондуктора болтами прикрепляют опорный зацеп. Он должен иметь заходный участок, которым заготовка фиксируется в начальный момент формирования спирали (см. рис. 3).

Применение подобной технологии изготовления направляющей кондуктора значительно увеличивает точность изготавливаемых на нем спиральных кузнечных узоров.

Рекомендации

Особые требования предъявляются к соосности вальцов: они должны располагаться в одной вертикальной плоскости и быть строго параллельными. Любое нарушение соосности приведёт к неравномерному сдавливанию профиля, что значительно снизит качество проката.

Станок, сделанный в домашних условиях специально для усиления профильных труб, не должен в процессе работы представлять опасность для человека. При сборке следует:

1. Максимально надёжно фиксировать все движущиеся детали. Исключить их отскакивание в процессе работы.
2. Предусмотреть защитные заслонки.

Правильно собранные самодельные установки не уступают профессиональным моделям по качеству выпускаемых изделий.

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.

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

Улитка-твистер

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

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.

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.

Самодельный гнутик

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.

Станок для холодной ковки типа Волна

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.

Штамповочные вальцы

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

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.

Создание завитка для балясины на самодельном кондукторе

Как сделать самодельные приспособления для ковки железа

Для изготовления разнообразных элементов и изделий достаточно иметь шесть основных приспособлений (ручных или электрических), а именно:

• улитка;
• гнутик;
• торсион (твистер);
• волна;
• фонарик;
• глобус.

Все они без особых проблем изготавливаются своими руками и обеспечивают технологическую подготовку производства холодной ковки заготовок своими руками.

Качественный трубогиб и штамповочные вальцы изготовить самостоятельно весьма затруднительно, поэтому при необходимости выполнения на них технологических операций следует искать другие варианты. Трубогибы можно взять в аренду в пунктах проката. Штамповочные вальцы поискать на соседних предприятиях или пересмотреть технологический процесс с целью пересмотра применяемого оборудования.

Кондуктор

Наиболее актуальным приспособлением в плане изготовления своими руками является кондуктор для улитки. Завитки самый популярный элемент в готовых изделиях холодной ковки. Для их изготовления наиболее часто применяют оснастку в виде неподвижного шаблона (кондуктора), причем индивидуальную под каждый типоразмер завитка. Здесь требуется минимальная номенклатура материалов и типовой инструмент:

• стальной лист толщиной до 10 мм;
• профильная труба 25х45 мм;
• круглые толстостенные трубы диаметром 45 мм и 90 мм;
• стальная полоса 3х40 мм для изготовления формообразующего контура;
• пруток 10х10 мм для усиления конструкции листового шаблона;
• крепежные изделия, штифты;

Самодельный кондуктор

• подшипники;
• специальная вилка для подгибки;
• угловая шлифовальная машинка (болгарка);
• сварочный аппарат;
• шлифовальная машинка для зачистки;
• универсальный слесарный инструмент.

Подробное описание процесса изготовления улитки приводится в отдельной статье.

Размеры шаблонов, лекал

Каждый автор видит готовое изделие по-своему. Поэтому существует множество вариантов завитков и спиралей. Для каждого из них изготавливается собственная оснастка. Размеры шаблонов во многом зависят от габаритов материала из которого изготавливается изделие, количества витков в спирали. Так, например, для прутка 10 мм. расстояние между витками не должно быть менее 12-13 мм. Прутку необходимо свободно проходить в это пространство.

Золотое сечение, завиток Фибоначчи

Гармония пропорций определяет дизайн изделия. Она придает ему красоту и изящество. При выборе контура шаблона для спирали, рекомендуется руководствоваться принципами теории золотого сечения. Для построения спирали можно воспользоваться золотым прямоугольником у которого соотношение сторон равно 1,62 (золотая пропорция). Последовательно увеличивая радиус спирали на величину золотой пропорции получим правильный контур.

С понятием золотого сечения перекликается завиток Фибоначчи. В наборе чисел, который фигурирует в математике под названием ряда Фибоначчи, присутствует золотая пропорция 1,62. Построение этой спирали аналогично принципам золотого сечения. Элементы спирали, выполненные с такой пропорцией, производят впечатление гармонии и совершенства.

Изготовление элементов, как делать

Начинать изготовление нужно с эскиза элемента. Если это возможно, то выполнить его в натуральную величину.

Холодная ковка и сварка, решетка из завитков с хомутами

В зависимости от имеющегося оборудования подбирается материал. Ручная оснастка не может согнуть пруток толще 14 мм.

На специальной оснастке изготавливаются:

• лапки, пики (завершающие элементы концов деталей);
• спирали, завитки;
• кольца;
• корзинки (два прутка закрученные вокруг продольной оси по винтовой поверхности);
• прутки или полосы закрученные вокруг своей оси.

Технология изготовления основана на трех основных операциях: вытяжка, гибка, кручение.

Сборку элементов в единую композицию собирают при помощи заклепок, хомутов или сварки. Сварка самый простой и эффективный способ.

При окончательной отделке изделие зачищают и наносят декоративное покрытие.

Длина, размеры заготовок

Важно! Для изготовления элементов холодной ковкой необходимо правильно рассчитать размеры заготовки. Ошибку при выполнении работы исправить будет зачастую невозможно.

С помощью эскиза, выполненного в натуральную величину, легко рассчитать длину заготовки. На линию, образующую контур элемента, наложить мягкую проволоку. Размер длины вытянутой проволоки будет соответствовать размеру развертки элемента. Если добавить небольшой припуск, то получим размер заготовки.

Справка. Разнообразие декоративных деталей из металла представляется производителями и поставщиками подобной продукции, которые собраны в разделе «Где купить или заказать кованые элементы».

Для измерения длины кривых линий применяется прибор под названием курвиметр. Зубчатым колесиком повторяют путь кривой, а на шкале выносится искомый показатель.

В проектировании деталей все больше применяются компьютерные программы. В них закладываются данные, которые оказывают влияние на геометрию детали при обработке холодной ковкой. Такая программа выдает готовые размеры заготовки.

Завитки

В видеообзоре представлен процесс гибки круглых прутков диаметром 10 мм. Мастером используется станок типа улитка со съемными кондукторами разных форм и размеров.

Цветы

Коллекция чертежей станков для холодной ковки.

Чертеж для улитки с лемехом.

На чертеже представлено устройство гибочной улитки с лемехом и правила работы с ним.

Чертеж станка улитка с лемехом.

Подробный чертеж станка улитки.

Чертеж станка улитки.

Чертеж устройство для гибки “Хомута”.

Чертеж устройств холодной ковки для гибки хомута

Чертеж устройств холодной ковки для гибки хомута

Чертеж приспособления Гнутик.

Так схематически выглядит Гнутик.

Чертеж для создания Гнутика.

Виды, устройство и принцип работы улитки

Применяется несколько разновидностей популярного станка. Все они, независимо от деталей устройства улитки, используют общий принцип работы. Полосу или пруток металла с силой прижимают к неподвижному шаблону или к подвижному лемеху улитки, заставляя принять заданную чертежом форму.

• монолитную неразборную улитку, использующую неподвижный металлический шаблон. Используется для производства серий одинаковых изделий
• съемную конструкцию — изгиб осуществляется вокруг штифтов, вставляемых в отверстия на массивной плите. Подходит для производства уникальных деталей сложной конфигураций, ограничено сечение прутка.
• Разборные улитки с вращением — более сложные по конструкции, но позволяющие получать идентичные изделия сложной формы с большой точностью