Холодная ковка металла своими руками. Холодная ковка, станки и чертежи своими руками. Станок для сгибания труб

Холодная ковка своими руками – метод формирования изделий из металла под давлением. Данный способ заключается в том, что металл не нагревается перед деформацией, а изгибается с помощью специальных станков. Кованые узоры украсят ограждения сада, окна или входные двери. Простота и дешевизна позволят любому человеку быстро освоить процесс и самостоятельно воплотить в жизнь свои идеи.

Ковка – это процесс обработки металла для придания ему желаемой формы, превращения заготовки (болванки) в продукт. У людей, которые незнакомы с особенностями работы по металлу, слово «кованый» ассоциируется с кузней, где болванку разогревают от 800 до 1000°С и обрабатывают молотом для придания формы. Но в быту чаще используются предметы, сделанные путем холодной ковки. Кастрюли, чайники, узоры на воротах и дверях, металлические подставки выполнены путем деформирования металла под давлением без предварительного нагрева.

Холодная ковка – более легкий, безопасный и эргономичный способ обработки, чем горячая. Главные преимущества:

оборудование для холодной ковки металла дешевое и эргономичное;
небольшая трудоемкость;
быстрое обучение работе, низкие требования к квалификации;
возможность создания уникального орнамента из базовых элементов.

Минусом является ограниченность рабочих поверхностей и материалов: прутьев, листов и пластин.

Ручная холодная ковка исторически старше, чем горячая. Первые изделия обнаружены в Египте и Месопотамии и датируются 4-3 тысячелетием до нашей эры. Изначально использовалась руда, которая поддавалась деформации после удара камнем. Холодная ковка применялась для изготовления украшений из золота. Мягкий металл было удобно обрабатывать каменными молотками. Самое древнее изделие найдено в Египте, оно изготовлено 8 тысяч лет назад.

Спустя несколько столетий, наблюдая за вулканами, люди узнали, что благодаря высокой температуре придавать металлам форму намного легче. Начали строить доменные печи – появилась профессия кузнеца. Каменный век сменился железным, в быт людей вошли не только украшения, но и посуда, оружие, садовые инструменты. Принцип работы кузни сохранился до сих пор, но оборудование для холодной ковки было модернизировано.

Используя современное оборудование можно создавать изделия с большим количеством кованых элементов

Базовые инструменты для холодной ковки в домашних условиях

Создание уникального изделия всегда начинается с расчетов материала и разработки подробного плана работы. Легче всего продумать ходы, создавая эскизы кованых изделий в масштабе, записывая размеры и подбирая нужные инструменты. Особого внимания заслуживает выбор материала. Металл должен быть прочным, но легко изгибаться.

Важно! Закаленные листы или прутья использовать нельзя. Под воздействием перепада температуры структура металла меняется, он становится хрупким и может сломаться под давлением.

Существует два вида ковки металла своими руками – вальцовка (работа с прутьями) и штамповка (выдавливание листов под прессом). В домашних условиях чаще используется первый вариант. Для прессования листов нужно сделать специальную заготовку для деформации. Распространенные инструменты для вальцовки: гнутик, улитка, твистер, волна и фонарик.

Гнутик – базовый инструмент, применяется для изгибания прутьев под разными углами. Спиральные элементы холодной ковки закручиваются с помощью улитки. Для формирования лучше всего выбрать прутья диаметром 10-12 мм. Выбор слишком толстого материала может существенно усложнить работу мастера.

Станок твистер используют для скручивания прутьев по продольной оси. Волна, соответственно, предназначена для создания волнообразных элементов. Инструмент фонарик применяется для работы сразу с несколькими прутьями. Они устанавливаются на оснастку и сгибаются путем вращения рычага.

Оборудование для вальцовки в домашних условиях

Приспособления для холодной ковки своими руками можно купить или сделать самостоятельно из подручных средств. Изначально нужно создать 2-3 базовых верстака для обработки одного прута. Конструкция и сложность изготовления зависят от типа выполняемой работы. Тщательное изучение процесса позволит сделать оборудование самостоятельно.

Гнутик: какие изделия можно создать с его помощью

Чертежи гнутика для холодной ковки своими руками создавать необязательно. Достаточно один раз посмотреть на принцип работы, чтобы самостоятельно сделать инструмент. Станок представляет собой стальную оснастку, которая разделена на три части. Средний элемент (поводок) подвижный, на нем закреплен центральный валик (клин), который сгибает прут. На боковых пластинках валики делаются сменными и вставляются в паз. Выбирая разный диаметр, можно варьировать угол изгиба прута или пластины. Сверху на поводке закрепляют рычаг, который приводит конструкцию в движение.

Обратите внимание! Изгиб прута требует большого усилия, поэтому закрепление верстака на подвижную опору приведет к неправильному сгибанию и затруднит работу.

Валики должны свободно вращаться в отверстиях, что уменьшит силу, которую нужно приложить для изгиба пластины. Пазы для валиков можно просверлить в нескольких местах симметрично друг другу. Это позволит быстро перемещать детали, варьируя нужный угол сгибания.

Механизм изгибания металла гнутиком:

пластина или прут устанавливается между валиками;
центральный валик прижимается к металлу;
путем вращения рычага пластина перемещается вдоль валика, приобретая заданный изгиб.

Для удобства под центральный валик ставят лимб (ленту с делениями, показывающую высоту угла). Он используется для изготовления с высокой точностью деталей, которые должны идеально соответствовать друг другу.

Улитка: простой инструмент для создания завитков

Второе название – кондуктор для холодной ковки своими руками. Для изготовления необходимо ознакомиться с процессом сгибания, например, посмотреть видео ковки. Тогда сама конструкция не вызовет вопросов и окажется легкой для повторения. Верстак представляет собой станину, на которой стоит главная матрица или спиральный модуль. В улитку загоняется прут и обходится металлическим роликом, прижимаясь к дуге. Каркас должен быть сделан из металла, так как дерево после длительного напряжения быстро разрушается. Для этой цели подойдут , толстостенная труба или швеллер.

Станок рассчитан на две столешницы. Одна выполняет функцию опоры и принимает на себя большую часть давления, а на второй размещается форма улитки. Вырезаются два круга толщиной не менее 5 мм. Первая часть устанавливается на каркас. Сверху намечается центр круга, приваривается трех- или четырехстворчатая ножка для распределения нагрузки.

Верхняя часть улитки, на которой сгибается металл, называется модуль. Он может быть статичным или наборным.

Статичный модуль – это приспособление для холодной ковки, предназначенное для выгибания однотипных деталей узора. Изменять радиус или угол изгиба нельзя. Перед началом формирования модуля на столешнице рисуется разметка. Из металлических пластин (толщиной не меньше 0,6 мм) набирается улитка и приваривается.

Наборной модуль состоит из нескольких частей. Его использование является самым распространенным для художественной ковки своими руками, так как позволяет создавать элементы разного радиуса. Изначально на столешнице рисуется разметка деталей и рассчитываются пазы. Из толстого металла вырезаются съемные части улитки. Отверстия для закрепления на столешнице нужно прорезать только посередине. В противном случае напряжение распределяется неравномерно и паз быстрее ломается.

Модуль для ковки своими руками можно сделать сменным. На металлический круг приваривается конструкция необходимого радиуса. Пазами или болтами она прикрепляется к столешнице. Для изготовления элементов разного диаметра делают несколько модулей, которые можно использовать на одном станке.

Между столешницами нужно закрепить вращающийся вал и рычаг. Необходимо, чтобы расстояние между роликом и модулем было не меньше 2 см, а ход вала должен выходить за пределы столешницы. На ручке рычага устанавливают подвижный элемент для регулировки радиуса хода ролика.

Волна: как создать и пользоваться этим инструментом

Волна – инструмент для ковки линий по типу синусоиды. Вытачивается два валика по заданным размерам. Первый ролик – статичный (вокруг него будет выгибаться прут), он фиксируется на опоре. Второй – ведущий, он закреплен на рычаге и вращается при соприкосновении с поверхностью. Между валами образуется давление, которое действует на металл и заставляет его изгибаться.

Статичный валик можно выточить в форме ступенчатой пирамиды. Таким образом радиус волны можно будет изменять, перемещая рычаг и прут выше на деление. При использовании такого станка одну сторону всегда нужно удерживать, чтобы не повредить изгиб. Для более точного повторения формы волны вытачиваются два статичных валика, один из которых удерживает прут в нужном положении, не допуская дальнейшего деформирования, а на втором проводится сгибание.

Фонарик и твистер: особенности данных станков

Фонарик – это оборудование холодной ковки для работы с несколькими прутьями и создания объемных корзинок. Чтобы не конструировать станину, для закрепления инструмента можно использовать обычные тиски. Инструмент состоит из трех частей: двух матриц и валика. Матрицу можно сделать из крепкого, желательно закаленного металла шириной 4-5 см.

В каждой матрице вытачивается центральное отверстие, в которое монтируется валик. По бокам делают пазы для установки прутьев. Вторая матрица должна свободно перемещаться вдоль рычага, так как при деформации расстояние между рабочими поверхностями уменьшается. При вращении рычага прутья сгибаются по спирали, образуя конструкцию, похожую на фонарик. Изделия из металла своими руками, которые состоят из нескольких прутьев, закрепляют сваркой.

Подобную конструкцию имеет станок твистер. Однако вместо вала в матрицу вставляется прут, который прижимают пластиной или болтами. Между ними нужно установить подвижный элемент, при вращении вала подающийся вперед. Прут скручивается по продольной оси, образуя симметричную спираль.

Важно! Ходовая матрица с каждым вращением должна приближаться к статичной. Если она будет закреплена в одном положении, мастеру придется прилагать больше усилий для выполнения изгиба прутьев.

Холодная ковка своими руками под прессом: создание заготовок для формирования изделий

На кованых ограждениях и заборах часто можно заметить не только геометрические узоры, но и цветы, бабочек, листья и прочие элементы декора. Они также выполнены путем применения техники холодной ковки, но методом вальцовки, а не штамповки.

Статья по теме:

Подробное описание технологического процесса создания удобной конструкции на основе профильной трубы.

Объемные кованые изделия своими руками делаются из листовой заготовки. Работа с прессом в домашних условиях менее распространенная, чем вальцовка. Выдавливание листов под прессом может быть как ручное (выбивное и вдавливаемое), так и автоматическое. В домашних условиях дешевле использовать ручную штамповку. Для этого мастеру необходимо сделать несколько заготовок, которые под давлением будут отпечатываться на металлическом листе.

Оборудование для ковки металла:

Пуансон (пресс-штемпель или шплинтон) – верхняя часть пресса, она продавливает лист внутрь. Давящая сторона штампа может быть рисующей или гладкой.
Матрица – элемент, который выполнен по форме необходимого объекта. Нанесенный рельеф под действием давления деформирует пластину, придавая ей необходимую форму.
Рычаг пресса – ручка или реле для сближения матриц и регулировки силы пресса.

Перед началом работы необходимо создать рисунок будущего изделия. Эскизы художественной ковки переносятся на заготовку, она обрезается и стачивается по краям. В качестве верстака для прессования можно использовать обычные тиски. Удобнее всего разместить их в вертикальном положении, чтобы пластина лежала горизонтально плоскости. Таким образом, пластина будет располагаться точно между матрицами и не выскользнет во время вращения рычага.

Простую ковку металла в домашних условиях можно выполнить зубилом и молотком. В таком случае зубило выступает как пуансон, наковальня – матрицей, а молоток – рычагом. Для лучшего пропечатывания рисунка под лист можно положить пластину с насечками. Так рельеф будет более четким и красивым.

Важно! Металл, который используется при штамповке, должен быть мягче, чем пуансон и матрица. В противном случае инструменты быстро сломаются.

Чтобы сделать элемент «лист», из металлической пластины толщиной 20-30 мм вырезают заготовку нужной формы. На ней карандашом по центру рисуется продольная линия. Боек зубила ставится под углом к этой прямой. После удара по ручке на пластинке отпечатывается линия, похожая на жилки у листочков.

Сформировать необходимый объем изделия холодной ковки можно плоскогубцами. Деталь зажимается между тисками и выгибается в нужной форме. Такая работа хорошо подходит для выполнения небольшого количества элементов в целях личного использования. Процесс отбивания рисунка вручную занимает много времени, он довольно монотонный и требует большой точности.

Штампы для постоянной работы (в виде листьев, лепестков, цветов и т.д.) выгоднее приобрести, так как точное обтачивание двух одинаковых элементов – очень сложный процесс. Основные части вытачивают из болванки или отливают методом горячей ковки. Такая работа требует большого опыта и высокой точности. Пуансон и матрица должны совпадать. При сильном давлении неровности будут отпечатываться на изделии. Если несоответствие очень большое, то пресс раздавит заготовки – и придется начинать работу с нуля.

Стили и элементы узоров: фото художественной ковки

Создание красивого узора начинается с эскиза ковки. Мастер должен четко представлять картину, которую он хочет сделать. Изначально рисуется чертеж, рассчитываются материалы, количество необходимых элементов, выбираются станки и оснастки. Для того чтобы изделие смотрелось красиво, лучше сразу выбрать стиль, в котором оно будет выполнено. Пересматривая фото изделий холодной ковки, можно легко заметить, к какому направлению относится узор.

Существует несколько стилей формирования кованого узора.

Романский стиль характеризуется строгостью и симметричностью. На ограждениях можно увидеть плотное расположение спиралей в одинаковом порядке, детали часто повторяются и однотипны. Это монументальный узор с использованием элемента волюта (С-образно закрученные односторонние завитки).

Готический орнамент . Мало кто знает, что современные ограждения и заборы чаще всего выполняются именно в этом стиле. Характерная черта – стремление вверх. Прутья заостренные, заканчиваются навершиями в виде стрел, копий или острых шипов. Спиральные элементы, применяемые в этом стиле, называются просечками, и выглядят они как разветвленный в разные стороны стебель. Для разнообразия между прямыми прутьями добавляются фонарики или объемные спирали.

Ренессанс встречается очень редко. В этом стиле заостренные угольчатые элементы практически не используют. Основа – круглые дуги, спирали и волны. Разветвление металлических прутьев украшают листьями или цветами, изящные изгибы приобретают форму восьмерки. Характерные элементы – просечка, спираль, волюта и восьмерка. Стиль очень гармоничен, детали устанавливаются симметрично в виде переплетенных линий.

Барокко – полная противоположность ренессансу. Стиль ажурный и очень пышный. Используются С-образные спирали, волюты, завитки, изогнутые линии и замысловатые узоры. К плетениям добавляют объемные листья и цветы, создается динамичность формы.

Рококо . Для этого направления характерно использование тонких прутьев и двусторонних завитков. Рокайльный орнамент создает постоянное движение, отличается филигранностью и объемными узорами. На фото холодной ковки заметны ассиметричность и дробный орнамент. Неприемлемо применение прямых прутьев и плоских решеток.

Классицизм . Красивый, хотя и простой стиль, который вернул в моду симметрию. Для создания орнамента применяют завитки, просечки, спирали и прямые прутья. В использование вводят еще один элемент – меандр (ломаные линии или изогнутые под прямым углом прутья). В ограждениях всегда строго выдерживается вертикальная архитектоника.

Ампир характеризуется наличием геометрического орнамента, длинных гладких прутьев. Основной элемент (волюта) видоизменен: удлиненная прямая линия с односторонними завитками на концах. Главное для данного стиля – это строгая простота, симметричная геометрия в сочетании со спиральными элементами.

Ар-нуво , или модерн , добавил в художественную ковку своими руками биологические мотивы. В стиле не используются прямые линии, только разнообразные изгибы, меандры, завитки и спирали. Симметричность уходит на задний план. Орнамент повторяет силуэт человека или животного, добавляются листья и цветы. Узор построен таким образом, что завитки равномерно перетекают друг в друга по всему орнаменту.

Если человек начнет работу без предварительного чертежа, он быстро запутается в создании изделия холодной ковки. Каждый узор должен быть максимально продуман, а правки, которые вносятся во время работы, лучше сразу переносить на эскиз, чтобы четко представлять, каким должен быть результат.

Обратите внимание! Даже при наличии фото кованых узоров нужно делать чертеж и разметку для точного размещения всех деталей.

Крепление элементов узора: последняя обработка металла

После того как все необходимые элементы орнамента созданы, начинается его формирование. Внешний вид узора может немного отличаться от эскиза. Чтобы определить возможные ошибки, нужно провести предварительный просмотр. Изначально узор можно выложить на плоской поверхности, не скрепляя его части. Таким образом можно оценить, насколько удалось воплотить задумку в жизнь, а также исправить недочеты в своей работе. Начинать формирование узора без предварительного просмотра результата не стоит.

Основных видов соединений два:

сварочный шов;
заклепки (или художественные хомуты).

Сварочный аппарат полезно использовать в тех местах, где шов соединения можно легко зачистить или он будет незаметен. Для сохранения эстетичности орнамента изделия из холодной ковки можно поставить фигурные заклепки. Они надежно скрепят составные части и дополнят декор.

Орнамент соединяют постепенно, в зависимости от количества деталей. Изначально скрепляют мелкие элементы, формируют просечки, витые линии и вензеля. Применяют сварку. Шов выравнивают болгаркой, используя зачистной круг толщиной 0,6 см. Он легко обходит изгибы и неровности. Крупные детали соединяют фигурными хомутами. Заклепки ставят симметрично друг другу, чтобы дополнить узор. В завершение работы орнамент обходят зачистным или полировочным кругом.

Художественная ковка не только является бизнесом или работой, но и может быть занимательным хобби. Оборудование холодной ковки своими руками может сделать даже начинающий мастер из подручных материалов. Специалистов по холодной ковке можно смело назвать художниками, так как они создают красивые орнаменты из неотесанных прутьев, труб и листов. Подобные увлечения требуют полной отдачи и немалых затрат. Однако все вложенные средства и старания принесут свои плоды, если они подкреплены желанием создавать прекрасное.

Для частного сектора любого города характерно множество изящных металлических изделий. Это – металлические узорные ворота, красивые скамейки, необычные перила и другие декоративные украшения. Кованые изделия придают некую эстетику внешнему виду участка и дому. Многие считают, что использование металлических кованых приспособлений обходится очень дорого. Но не всегда это так.

Такие изделия выполняются методом холодной ковки. Если приобретать их в магазине, то, конечно, можно выложить немаленькую сумму. Поэтому опытные мастера изготавливают станок холодной ковки своими руками. Тем более, если человеку нравится что-то делать самостоятельно, то это приспособление пригодится в хозяйстве.

А также, занимаясь художественной ковкой, получается неплохой заработок. Ведь производственные растраты и расходы на первоначальное обустройство небольшие. Поэтому дела кузнеца, занимающегося холодной ковкой, могут быстро пойти в гору. Осуществление ковки, возможно, в гаражном помещении или сарае. Соответственно аренда помещения не требуется.

Понятие холодной ковки

Процедура холодной ковки различается с процессом горячей ковки, а именно в простоте и безопасности процесса. Металл не подвергается высокой температуре. Если сравнивать со штамповкой, то этот процесс подразумевает почти полное исключение течения металла. Если рассматривать холодную ковку, с точки зрения самого процесса ковки, то это процесс наклёпывания элементов с применением ударной силы.

В результате увеличивается прочность внешнего слоя, а внутренняя часть придает общую вязкость и прочность при надломе. Конечно, сама процедура ковки очень продолжительная. Поэтому стоит более детально рассказать о некоем ответвлении холодной ковки под названием художественная ковка.

Она также, по существу, является холодной ковкой, и в дальнейшем будет употребляться понятие «холодная ковка». Она заключается в разнообразной гибке металлических исходников. Структура металлической основы не меняется. Физические и механические свойства также не изменяются.

Холодная ковка подразумевает образование разнообразных витых элементов и изгибов. Такие узорные элементы выполняются на определенной установке. Причем привод у данных установок делится на ручной и электрический. При большом объеме работ предпочтительно использовать станки с электрическим приводом для увеличения скорости выполнения.

Ручные установки можно применять для производства следующих декоративных предметов:

Конструкции для окон.
Составляющие для изготовления перил.
Стулья, лавки.
Ножки для мебели.
Предметы декора для ворот, калиток.
Детали для каминов.

Что касается исходного материала, применяемого для ковки, то используются разные виды: алюминий, медь. А также можно употреблять сплавы – дюралюминий, сталь, латунь, магниевый сплав, никелевый сплав.

Преимущества способа

При сравнении с иными способами получения металлических изделий холодная ковка обладает рядом преимуществ. К ним относятся:

Нагрев металла не нужен, что позволяет упростить процесс изготовки вследствие отсутствия печи, поддержания определенной температуры.
Безопасность при процессе.
Простота изготовки установок для холодной ковки.
Наличие возможности исправить сделанное изделие вследствие механических свойств.
Возможность изготовить оборудование для изготовки одинаковых изделий со стандартными шагами.
Экономия времени и денег при выполнении работ.

Наличие данных плюсов делает технологию холодной ковки распространенной.

Типы оборудования

Существует много разновидностей установок для холодной ковки. Установлены такие категории:

Гнутик – способствует получению металлических дуг, которые выгибаются под точным ракурсом.
Улитка – приспособление позволяет формировать спираль из прутьев.
Твистер – позволяет получить более усложненное спиралеобразование вдоль оси.
Кольцо – гибочный механизм для изготовки кольцевых и овальных форм.
Волна – установка предназначается для загибания прутьев в волну.
Пресс – позволяет осуществить процесс расплющивания предмета.
Молот и наковальня – инструменты, способствующие исправлению ошибок.

Сделать станок для холодной ковки каждой перечисленной категории своими руками довольно легко. Потребуются только некоторые инструменты и металлический материал. Тем более денежных средств почти не потребуется.

Изготовление механизма для холодной ковки

Универсальный станок для холодной ковки почти невозможно выполнить своими руками. Нужно делать отдельную форму механизма для выпуска предметов.

При изготовке установки требуется подобрать следующие материалы:

лист металла (предпочтительная толщина 4-5 мм);
арматурные прутья, профильные трубы;
станина для устойчивости приспособления для холодной ковки;
электрический двигатель и редуктор в случае станка с приводом.

Конечно, изготовление приспособлений не обойдется без инструментов. Желательно иметь углошлифовальную машину или пилку по металлу, сварочную установку, наждачный камень или бумага, тиски и плоскогубцы, а еще карандаш, рулетка и бумага.

Начинающему мастеру проще всего смастерить самодельный станок для холодной ковки формы улитки. Благодаря ей производятся различные формы металлических прутьев для калитки и забора. А также пользуется популярностью торсионный тип установки. Другие формы станков можно делать после приобретения опыта работы с простыми установками.

Разберем подробно изготовление «улитки». Это приспособление способствует получению разнообразных конфигураций спиралей, завитков, колец. Простая конструкция этого оборудования способствует удобной работе и легкому доступу к заготовке. Ход процесса осуществим при наличии:

Прутья из металла.
Стальные листья и полосы.
Профильные трубы.
Сварочный аппарат.
Углошлифовальная машина и плоскогубцы.

Чтобы изготовить самодельные станки, применяемые в ходе холодной ковки, желательно начертить схему или эскиз будущего приспособления. Изначально выбирается миллиметровая бумага для нанесения чертежа.

Следующие этапы работы:

На бумажный лист наносится изображение спирали с тремя витками. Размеры должны соответствовать диаметру армированного прута с условием, чтобы он вмещался в резьбу. Лучше всего использовать размер 10 мм. А также линии следует чертить исходя из толщины стали, а расстояние внутри спирали необходимо использовать 12-13 мм.
Далее, болгаркой из стали нужно сделать окружность требуемого диаметра. При желании использовать съемные круги следует брать не тонкий исходный материал (4-5 мм толщиной) для более простой смены.
Выделка прочной станины, которая устойчива на поверхности пола. Можно, вообще, забетонировать ножки для более прочной конструкции. Важным условием является то, что окружность станины должна быть больше размеров рабочего круга.
К станине приваривается металлический прут, на который насаживается подшипниковое устройство. Ручное управление подразумевает приваривание круга к станине. В этой ситуации гибка металла происходит гораздо проще, чем при процессе вращения.
Закрепляем улитку на круге. Улитка делится на три части. Хвостовая деталь имеет высоту 1 см исходя из толщины прутьев. На следующую часть спирали добавляется 1 см. значит, второй виток будет 2 см, а третий – 3 см. При получении большего числа витков следует увеличить детали спирали.
Если необходимо сделать сменные круги, то сменные детали привариваются к кругу соответственно эскизу.
При наличии сменной улитки нужно отмерить положение каждого вида и приварить шпильки к каждому элементу. При этом в круге делается просвет под определенную деталь.
Чтобы получить кованое изделие, надо начинать с центрального витка. Необходимо крепко закрепить прут с помощью тисков или иного инструмента.
В конце нужно сделать рычаг из двух профильных труб (диаметр 15-20 мм). Они свариваются перемычками, длина которых составляет расстояние от центра подшипника до верхней точки окружности плюс 5 см. Далее, он приваривается к подшипниковой части. К нижней части рычага, которым служит обрезанная круглая часть, приваривается прут длиной соответствующей длине высочайшей детали улитки. Перпендикулярно площади круга приваривается загибочный бочонок.

Таким образом, самодельный станок готов. Можно приступать к производству необходимых элементов. Для этого прут фиксируется, а затем на него опирается бочонок, и начинается процесс загибки.

Видео: станок для холодной ковки своими руками.

Торсионный станок

Еще одним популярным приспособлением как станок для холодной ковки, сделанный своими руками, считается торсион. Он употребляется для ковки спиралей формы змейки. Для изготовки установки потребуются:

Лист стали.
Двутавровая балка.
Тиски.
Детали для крепежа.
Углошлифовальная машина.
Сварка.
Редуктор и электромотор.

Чтобы самому изготовить данную установку, нужно пройти определенные этапы:

Для начала требуется балка, к одной части ее приваривается лист стали.
Далее к стали привариваются тиски, которые потом еще требуется зафиксировать с помощью болтов и гаек.
К тискам присоединяются пластинки для снижения риска выскакивания предмета при натяжении.
С другой части балки устанавливаются ролики для крепления платформы. Причем устройство с роликами должно находиться на одной высоте с конструкцией тисков.
На сделанную установку ставятся тиски с двигаемыми частями.
Прикрепляется ручка из стали для выполнения вращения. В итоге будет происходить загиб заготовки.
Далее происходит соединение электромотора, и вся система покрывается стальным кожухом.

Таким образом, сделанная конструкция представляет собой станок с подвижным и неподвижным блоком. Такой способ изготовки станка выполняется довольно просто, но требует некоторых усилий в работе.

Перед многими людьми, заинтересовавшимися металлическими предметами декора, встает вопрос – как сделать станок для холодной ковки своими руками. Изучив детально этот вопрос, можно не имея опыта и мастерской, заниматься получением различных металлических изделий для ландшафтных целей.

Станок довольно просто делается с применением инструментов и материалов, которые есть почти у всех. Тем более свое оборудование можно приспособить под любой вид изделий.

Горячая ковка известна человеку с тех пор, как он начал обрабатывать и применять в своей жизни металлы. До изобретения штамповки и металлорежущих станков горячая ковка и литье были единственными способами производства инструментов и оружия, предметов домашней утвари и украшений.

Чтобы освоить традиционное кузнечное дело, нужно было долго учиться и приобретать опыт. Изделия кузнеца получались весьма трудоемкими и уникальными, это несомненное достоинство для художественного творчества и столь же явный недостаток там, где нужно большое количество одинаковых изделий.

Таких недостатков горячей ковки, как:

большая трудоемкость,
высокие требования к квалификации мастера,
низкая повторяемость изделий.

Недостатков лишен метод холодной ковки. Он основан на свойстве металлов изменять в определенных пределах свою форму под воздействием механического усилия. Технология применима к пруткам круглого и квадратного сечения, металлической полосе, трубам и прокату различного профиля. Несколько базовых операций, таких, как

изгиб заготовки под заданным углом и по заданному радиусу,
формирование завитков и спиралей,
скручивание одной или нескольких заготовок по продольной оси

и комбинация получившихся деталей позволяет создавать кружевные ограды, беседки, скамейки, элементы декора и домашней утвари в разумные сроки и по приемлемой цене, в разы, а то и в десятки раз ниже, чем при использовании горячей ковки.

К тому же все элементы будут совершенно одинаковыми по форме и размеру, что особенно важно при формировании из них узоров и орнаментов.
Для получения основных элементов используют специальные станки.
Гнутик — один из самых популярных. Он позволяет сгибать пруток под заданным углом и по заданному радиусу, в том числе и в виде волны.
Улитка служит для закручивания конца прутка или трубы в спираль
Торсион предназначен для скручивания прутка вдоль его продольной оси.

Приспособление «Гнутик»
Валики на неподвижных упорах выполняются сменными, чтобы иметь возможность гнуть прутки и трубы под разными углами и радиусами. На подвижном упоре также закрепляется сменный валик или клин, в зависимости от требуемой формы изгиба.
Пока еще прямую заготовку зажимают неподвижными упорами и, вращая привод червячного механизма гнутика, подводят к ней подвижный упор — клин или ролик. Продолжая вращать привод, сгибают заготовку до нужного угла.
Сделать гнутик для холодной ковки своими руками вполне реально, достаточно точно следовать чертежу, соблюдая размеры и припуски.
Трудности в домашней мастерской могут возникнуть с фрезерованием высокопрочной стали и со сверлением в ней отверстий.

Если такого оборудования в мастерской пока нет, лучше разместить заказ на основные части гнутика на производстве — дрелью и лобзиком такую работу будет не выполнить.
Соединение и покраска деталей
Для сборки деталей в желаемую конструкцию необходимо предусмотреть ровное свободное пространство — на полу или на столе, в зависимости от размеров. Заготовки лучше подвергнуть пескоструйной обработке, чтобы снять возможную ржавчину и зачистить поверхность перед сваркой и покраской. Пескоструйный агрегат можно также сделать самостоятельно из отслужившего свое газового баллона, пары патрубков и кранов. Для форсунки можно использовать керамический корпус отработанной свечи зажигания. Для этого достаточно владеть навыками сварочных и слесарных работ.
После пескоструйной обработки детали раскладываются на сборочной площадке. Для удобства работы можно использовать бруски-подкладки. После того, как части размещены, стоит проверить еще раз соответствие их расположения чертежу. Далее, зафиксировав ключевые элементы конструкции струбцинами, точечной сваркой надо прихватить их друг к другу. В последний раз проверив размеры, углы и взаимное расположение, можно приступать к проварке всех нужных швов.
После сварки требуется зачистить окалину проволочными щетками, закрепленными в дрели, а в труднодоступных местах и вручную. Конструкция готова к покраске. В зависимости от выбранных грунтов и финишной краски, а также от способа нанесения, сборку укладывают на прокладочные бруски или крепят вертикально временными упорами.
Конструкции с высокой плотностью деталей удобно красить из краскопульта, для редкой решетки для уменьшения потерь краски придется вооружиться кисточкой.

Изделия, произведенные методом холодной ковки
Методом холодной ковки делают самые разнообразные изделия. Это, прежде всего элементы решеток и оград — как сами прутья, так и поперечины, навершия, украшения. С расстояния в несколько метров ее трудно отличить от кованой решетки. Любую решетку оживят завитки и спирали, складывающиеся в замысловатые узоры и орнаменты. Обычный забор, таким образом, кроме утилитарного назначения приобретает еще и художественную ценность. Для этого потребуются гнутик, улитка и торсион.

Отлично смотрятся на придомовой территории кованые стойки для фонарей, перила для мостиков через водоемы, навесы и крылечки, столики и скамейки. Да и саму беседку неплохо сделать из кованого прутка. Неожиданную для сурового металла легкость и воздушность придадут ей завитки и спирали, а витые опоры подчеркнут стремление ввысь.

Широко распространены сегодня и кованые мангалы, также дополняющие хозяйственное назначение эстетическим впечатлением. Собственно мангал теряется среди навеса, узорчатых стенок и опор, украшенной завитками крыши.
Также весьма популярны детали балюстрад, ограждений лестниц и балконов. Здесь также широко применяются завитки и спирали, причем не только как украшение, но и как конструкционный элемент. Весьма уместно выглядит скрученная вдоль продольной оси балясина, а угловые опоры часто выполняют из нескольких прутков, скрученных вместе. Также на торсионном станке делают т.н. «фонарик»- несколько изогнутых спиралью прутков, соединенных концами методом сварки.

Следующая область применения холодной ковки – детали декора помещений и мебели. Дверные ручки и шпингалеты, каминные инструменты и вешалки, стойки для зонтов и карнизы для гардин и портьер-здесь широко используются малые завитки и закрученные прутки.
Мебель делают как садовую, не боящуюся осадков и смены сезонов, так и домашнюю, комбинируя металл с деревом и тканью.

Человеку, неравнодушному к кованым изделиям, можно только позавидовать. У него есть все необходимое для воплощения самых смелых проектов оформления. Приспособления для изготовления элементов холодной ковки можно приобрести в готовом виде или изготовить своими руками, но в том или ином случае, вы можете быть уверенны, что работать с ними будет удобно и просто. При этом большой физической силы не потребуется, все что нужно, это нажимать на нужные кнопки и поворачивать своевременно специальные рычаги.

Единственное, что нужно помнить, это то, что изготовление кованых изделий холодным способом требует соблюдения строгих правил и последовательности. Другими словами, холодная ковка - это поэтапный технологический процесс, при котором происходит деформация металлических заготовок, в зависимости от нужного проекта. Чтобы иметь большее представление об этой работе, необходимо разобраться, каких видов бывает ковка, как называются популярные кованые элементы и как выглядит изготовление кованых изделий своими руками.

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.

Приспособления для холодной ковки

Изготовление кованых изделий холодным способом предусматривает использование нескольких приспособлений или станков. Как было сказано выше, их можно приобрести, или изготовить своими руками, но для начала, давайте разберемся, какие детали можно получить при помощи различных станков.

Для изделий, изготавливаемых своими руками, придется изготовить специальные шаблоны, которые позволяют создавать элементы различной формы и величины.

Как работать с механизмом улитка, можно посмотреть на предложенном видео:

Универсальный механизм - он позволяет выполнять несколько функций, резку, клепку и формирование металлических изделий. Кстати, такое устройство легко можно собрать своими руками, что в значительной степени сэкономит ваш бюджет.
Гнутик - такой механизм позволяет создать дуговую деформацию металлической детали. Но здесь нужно провести точные расчеты и замеры, чтобы не ошибиться с радиусом изгиба.
Твистер - механизм этого плана позволяет сгибать заготовку по продольной оси уже готового изделия. Принцип действия такого механизма заключается в том, чтобы изогнуть изделие, зажав его с одной и другой стороны. При этом вращающаяся рукоятка позволит произвести скручивание детали.
Волна - механизм такого плана позволяет получать волнообразные детали из металлических заготовок. На таком станке принято изготавливать решетки «Боярские» или «Волна».
Штамповый пресс - название говорит само за себя. Такой механизм позволяет наносить на металлические детали штампы с различными резными элементами. В арсенале каждого мастера должны быть несколько таких штампов, тогда и готовые изделия будут более разнообразными. Принцип его действия очень прост, под действием давления на металлических элементах остаются четкие отпечатки с шаблонов.
Механический узел - этот механизм позволяет изгибать металлические прутья в круг. При этом диаметр таких изделий может быть разным. Поэтому в арсенале мастеров такое приспособление незаменимо.

Холодная ковка своими руками, пошаговая инструкция и советы специалистов

Как это ни странно, но кованые изделия можно изготовить даже в домашних условиях. Конечно, они не будут столь вычурными, как элементы горячим способом изготовления, но в качестве декоративного оформления им нет равных. Все что вам нужно, это несколько приспособлений, описанных выше, материалы и самое главное, желание. Остальное - это соблюдение технологии.

Процесс изготовления состоит из нескольких этапов:

Начиная работу, проверьте еще раз ваши расчеты, даже небольшая погрешность может испортить внешний вид готового изделия, не говоря уже о том, что оно может не подойти по размеру к задуманной композиции. Исправлять и подгонять готовые детали всегда сложнее, гораздо проще несколько раз все проверить.

После изготовления всех деталей можно начинать собирать задуманную композицию. Для крепления лучше использовать сварку, но и переусердствовать с ней не стоит, чтобы не повредить более мелкие элементы.

Финальным этапом будет обработка готового изделия, которая подразумевает шлифовку и покраску готовой композиции.

Если вы взялись за изготовление кованых элементов холодным способом, то вы наверно изучили рынок цен и оценили ваши финансовые возможности. Если нет, то сначала обратите внимание на стоимость материалов, необходимого оборудования и способы обработки готового изделия. Но в любом случае изделие, изготовленное своими руками, стоит всех затрат. А снизить их можно на оборудовании, если изготовить его своими руками.

Глядя на заборы, ворота и калитки, как на рис., при домах явно не элитного класса, человек, имеющий некоторое представление об оборудовании кузницы и характере работы там, может подумать: откуда у них денег столько? У более сведущего в кузнечном ремесле такого вопроса не возникнет: эти красоты, равно как и металлический декор мебели, легких садовых строений, качелей, скамеек и т.д., созданы способом холодной ковки.

Цены на холодную художественную ковку доступны, потому что производственные расходы и начальные затраты на оборудование невелики, а производительность труда неплоха для кустарных условий. Следовательно, ИП-кузнец, специализирующийся на художественной холодной ковке, может рассчитывать на достаточно быстрый старт и хорошую рентабельность. Возможно, кто-то из владельцев образцов на рис. сделал свой себе самостоятельно: холодная ковка своими руками выполнима в гараже или сарае без опыта, а кованые детали для мелких предметов мебели, балясин, мангалов и всякой разной прочей металлической утвари, (см. напр. рис. справа), можно делать даже в домашних условиях.

Основа «холодной кузни» – станок для холодной ковки. Для полного производственного цикла, способного удовлетворить любые мыслимые фантазии свои или заказчика, станков потребуется 5-7 видов, 3-5 основных из которых можно сделать своими руками. Однако вначале, прежде чем тратиться на станок или материалы для него, весьма желательно освоить начала кузнечного дела. Поэтому далее будут рассмотрены также некоторые приемы изготовления деталей художественной ковки без станка и оснастка для них, которую можно быстро изготовить из подручных материалов.

Штамповка, ковка и гибка

Так что это такое – холодная ковка? От штамповки она отличается тем, что металл под воздействием рабочего органа почти не течет или течет слабо. Взгляните на пивную банку либо, допустим, алюминиевый или жестяной чайник. Они выдавливаются одним ударом пуансона штамповочного пресса; чайник и т.п. изделия сложной формы – составным раздвижным пуансоном. Получить необходимое для создания столь высокого давления рабочее усилие в домашних условиях невозможно, кроме одного случая, см. далее.

От горячей ковки холодная отличается, понятное дело, тем, что заготовку предварительно не нагревают. Собственно холодная ковка, которая ковка, это наклёпывание (наклёп) детали продолжительной серией регулярных ударов определенной силы. Структура металла при этом существенно изменяется: твердость поверхностного слоя увеличивается, а сердцевина обеспечивает общую вязкость и прочность на излом. Мастера-кустари – инструментальщики и оружейники – буквально охотятся за буферами и колесными бандажами жд вагонов, кусками рельсов.

Наклёпывание стали осуществляется механическим молотом. Сделать его своими руками можно, и даже проще, чем некоторые виды станков для холодной художественной ковки. Но данная публикация посвящена именно последнему предмету, а холодная художественная ковка это по сути гибка (гнутьё) металла: его структура в детали существенных изменений не претерпевает, а изменение физико-механических свойств металла для качества конечной продукции не существенно. Поэтому холодную ковку, которая ковка, оставим до подходящего случая, а займемся ковкой, которая гнутье. Для краткости назовем ее просто художественной ковкой, а где потребуется упомянуть о ковке горячей, там это будет оговорено особо.

Станки и оснастка для холодной ковки

Основное оборудование для художественной ковки своими руками представляет собой станки и приспособления нескольких типов с ручными приводом. Электропривод применяется нечасто, т.к. обусловленный им прирост производительности не всегда равноценен сложности изготовления и затратам на электричество. Впрочем, об электроприводе для домашних ковочных станков мы еще вспомним, пока займемся «ручниками». Практически все элементы изделий на рис. в начале можно сделать на станках следующих типов:

Твистеры (закручиватели), поз. 1 на рис. – формируют плоские спирали и др. завитки с узкой сердцевиной (ядром).
Торсионные станки, поз. 2 – позволяют получать винтовую крутку прутка и элементы из объемных спиралей, т. наз. филаменты: корзинки, фонари, луковицы.
Инерционно-штамповочные станки, поз. 3 – на них концы прутьев расплескивают в фасонные наконечники (поз. 1 на рис. ниже), штампуют декоративные хомуты для соединения деталей узора (поз. 2 на том же рис.), выдавливают мелкую волну и рельеф на длинномерных деталях.

Гибочные станки бывают нажимными, протяжными и комбинированными, поз. 4 . Первые позволяют получать только волны и зигзаги; протяжные – кольца, завитки и спирали с широкими ядрами, а последние все эти виды изделий.

Примечание: в технической литературе, особенно англоязычной, все станки, формирующие детали методом кручения или навивки, часто называют твистерами. Изначально твистер это станок для навивки пружин. Но применительно к художественной ковке правильнее будет твистерами считать станки для навивки, а крутильные – торсионными.

Что такое гнутики?

В техническом просторечии гибочные станки называют гнутиками. Однако в любительской и частной металлообработке наименование «гнутик» утвердилось за настольным приспособлением для получения волн и зигзагов, см. рис. справа. Меняя в гнутике ролик или клин, можно в некоторых пределах варьировать шаг и высоту волны или угол зигзага.

Гнутик для прутьев/труб до 12-16 мм стоит сравнительно недорого, но сделать его самому дома сложно: нужна точная обработка спецсталей. Попробуйте-ка обычной электродрелью обычным сверлом по металлу просверлить обычный рожковый гаечный ключ. А в гнутике рабочие нагрузки много выше, чем на его губках. Поэтому гнутик лучше купить, он и помимо ковки на хозяйстве пригодится для изготовления элементов сварных металлоконструкций, как трубогиб для мелких толстостенных прочных труб и в др. случаях.

Твистеры

Издавна кузнецы вили завитки вхолодную по шаблону-оправке рожковым рычажным захватом, поз. 1 на рис. Способ это малопроизводительный и не для хлюпиков, но позволяет достаточно быстро и просто делать разнообразные гибочные оправки из обычной стальной полосы: концевой (упорный) рог рычага не дает шаблону податься под давлением заготовки. Серединный (обводной) рог желательно делать скользящим с фиксацией: работа пойдет медленнее, но, особенно в неопытных руках, точнее.

Другое простое приспособление для ручной фасонной гибки – прочная доска с опорным штырями – проставками, поз. 2; в качестве них подойдут обычные болты М8-М24. В зависимости от того, насколько вы дружны с домашним тренажером, работать можно с полосой до 4-6 мм. Выгибают полосу на-глаз, работа идет медленно, зато можно выводить узоры вплоть до Ильи Муромца на коне в полном вооружении или Будды в цветке лотоса. Последний, возможно, и совершенно ручной работы: люди, вполне освоившие хатха- и раджа-йогу, способны руками завивать в узор стальные арматурины.

Улитки

Станок-твистер – улитка наиболее популярен среди занимающихся художественной ковкой: его возможности сравнительно с простотой конструкции, доступностью для изготовления своими руками и удобством работы поразительны. Собственно, станок-улитка это немного механизированный и усовершенствованный гибочный рычаг, но такое «немного» сделало возможной работу на нем начинающим. Станки-улитки делятся, в свою очередь, на станки с воротом и поворотным лемехом и рычажные с неподвижно закрепленным шаблоном и обводным роликом.

Улитка с лемехом

Устройство гибочной улитки с лемехом показано на схеме ниже; там же описана и технология работы с таким станком.

Преимущества гибочного станка-твистера данного типа следующие:

Работать на улитке с поворотным лемехом и воротом можно в необорудованном помещении: вертикальная компонента рабочей нагрузки пренебрежимо мала, а ее горизонтальные составляющие передаются на опору частично.
Вследствие пред. пункта опорная конструкция может быть достаточно простой и легкой, сварной из обычных стальных профилей.
Рабочий процесс осуществим в одиночку: поворачивая ворот одной рукой, другой поджимаем пруток или полосу к лемеху-шаблону. По мере гибки его звенья сами встанут на места.
Холодным способом на улитке с поворотным лемехом можно вить спирали до 5 витков.

Чертежи станка-улитки для художественной ковки со спецификацией деталей даны на рис. О размерах звеньев (сегментов) раскладного лемеха поговорим далее, а пока обратите внимание на марки сталей: на лемех приходятся большие нагрузки. Если сделать его из обычной конструкционной стали, шаблон поведет на середине калитки или секции забора.

Примечание: более подробные чертежи станка-улитки сходной конструкции с описанием и деталировкой см. по ссылке: //dwg.ucoz.net/publ/osnastka/instrument_dlja_kholodnoj_kovki/5. Там же вы найдете чертежи самодельного гнутика и приспособления для гибки колец.

Материал для складного поворотного лемеха, как и сложность его изготовления– не единственные слабые места станка-улитки с воротом. Еще серьезнее проблема сочленения звеньев лемеха (показаны красными стрелками на рис. справа). Сочленения сегментов лемеха должны:

Выполнить все эти условия вместе сложно и в хорошо налаженном и оборудованном промышленном производстве, поэтому ресурсы складных шаблонов для холодной ковки в общем много меньше, чем позволил бы их материал сам по себе. Плохое использование свойств материала – серьезный недостаток. Кроме того, по тем же причинам другое слабое место станка-улитки с воротом – эксцентриковый зажим детали. Поэтому у начинающих кузнецов-самодельщиков успешнее работают самодельные станки-улитки для художественной ковки, выполненные по рычажной схеме.

Улитка с рычагом

Рычажная улитка для холодной ковки устроена аналогично всем известному . Самодельный станок-улитка рычажного типа с неподвижным шаблоном по производительности существенно уступает улитке с воротом. Рабочая нагрузка в нем полнее передается на основание, поэтому необходима прочная станина из спецстали или толстой плиты из стали обычной, надежно закрепленная на опорной поверхности. Как следствие, требуется помещение под мастерскую или производственная площадь на открытом воздухе. Работа на рычажной улитке продвигается медленно: провернув рычаг до заклинивания, нужно передвигать прижимной ролик. Завить на рычажной улитке возможно до 3-4 витков. Тем не менее, преимущества рычажного станка-улитки для домашних мастеров существенны, особенно при работе для себя:

Все детали, кроме прижимного ролика, могут быть выполнены из обычной стали.
В качестве прижимного ролика возможно использовать типовой роликовый подшипник.
Использование свойств материала деталей практически полное: шаблон и станина из обычной стали выдерживают более 1000 рабочих циклов.
Гнуть можно как по шаблону (поз. 1 на рис. ниже), так и по проставкам, поз. 2 там же.

Кроме того, рычажный станок-улитка позволяет использовать технологический прием, считающийся прерогативой промышленных станков-твистеров: шаблон смещают вбок, а в центре ставят проставку, поз. 3 на рис. Таким образом получается мелкий обратный изгиб в ядре завитка. Деталь выглядит эффектнее и, при работе на продажу, изделие ценится дороже.

Есть у рычажной улитки еще один довольно жирненький плюсик: на таком станке можно гнуть плоские завитки с маленьким ядром из полосы, уложенной плашмя. Улитка с воротом и поворотным лемехом тут пасует полностью: заготовка пойдет вертикальной волной. Широкие завитки и кольца из полосы плашмя можно гнуть на протяжном гибочном станке с валками, в которых проточены канавки, см. рис. справа. Но скорость протяжки, чтобы заготовку не повело, для этого нужна значительная, так что узкой сердцевинки завитка не получится.

На рычажном станке-улитке эта проблема решается установкой прижимного ролика высотой в толщину полосы и с ребордой (закраиной), как у железнодорожного колеса, только шире. Гибка таким методом отнимает много времени: рычаг нужно подавать по чуть-чуть, иначе внутренний край заготовки сморщится; от этого реборда не спасает. Но получить иным способом завиток из полосы плашмя с узким ядром в кустарном производстве невозможно.

В общем, на старте кузнечно-художественной деятельности или делая кованые забор, ворота, калитку, скамейку, качели, беседку и пр. обустройство сада для себя, лучше все же воспользоваться рычажным станком-улиткой для холодной ковки. Тем более, что сделать его можно из подручных материалов без точных и подробных чертежей, см. напр. следующее видео.

Видео: станок для художественной ковки своими руками просто

Как построить завиток?

Эскизов завитков для художественной ковки в интернете достаточно, но при попытках подогнать их размеры к требуемым для себя нередко оказывается, что изделие зрелищно проигрывает из-за вроде бы незначительного нарушения пропорций. Поэтому желательно также уметь строить ковочные шаблоны завитков, заведомо обладающие эстетическими достоинствами.

Шаблоны для холодной ковки художественных завитков – волют – строятся на основе математических спиралей. Чаще всего используется логарифмическая спираль; это одна из широко распространенных естественных форм, выражающая фундаментальные законы природы. Логарифмическая спираль обнаруживается и в раковине улитки-моллюска, и в нашем слуховом аппарате, и в форме скрипичного ключа в нотной записи; в грифе самой скрипки тоже.

Принцип построения логарифмической спирали по точкам заключается в том, что при повороте образующего ее радиуса, начиная с некоего начального R0, на фиксированный угол φ, его длина умножается на показатель расхождения спирали p. Для волют p берут, как правило, не более 1,2, т.к. логарифмическая спираль расходится (раскручивается) очень быстро; на поз. В рис. для примера показана логарифмическая спираль с p = 1,25. Чтобы попроще построить спираль по точкам с достаточной для кузнечных работ точностью, принимают φ = 45 градусов.

В случае, когда требуется более плотная арифметическая спираль, при повороте образующего ее радиуса на те же 45 градусов к предыдущему радиусу прибавляется 1/8 шага спирали S, поз. Б. В том и другом случае R0 берут равным или большим поперечника d заготовки равномерного сечения, поз А. Если начальный конец заготовки заострен, R0 может быть и меньше d, вплоть до предела пластичности металла.

Осталось определиться, как уложить зрительно гармоничную спираль с заданный для нее размер проема a. Чтобы решить эту задачу аналитически, т.е. по формулам с любой заданной наперед точностью, придется решать уравнения кубические и высших степеней. Компьютерных программ для численного технического расчета волют в интернете что-то не обнаруживается, поэтому воспользуемся приближенным методом, позволяющим обойтись одним рабочим и, возможно, одним проверочным графическим построением. В его основе лежит предположение, что при небольших р суммы R2+R6 и R4+R8 сильно не различаются. Пошаговый алгоритм построения волюты для ковочного шаблона отсюда следует такой:

исходя из наличного материала определяем R0;
количество витков волюты w берем по принципу: как бог положит на душу левой задней лапы любимого кота;
пользуясь данными таблицы на рис., рассчитываем поперечник волюты b такой, чтобы он был немного меньше ширины проема под нее a, см. поз. Г;
рассчитываем рабочий начальный радиус R по формуле на поз. Г;
строим по точкам профиль волюты в масштабе;
при необходимости точно подгоняем R по той же формуле и строим профиль рабочего шаблона окончательно.

Примечание: если по таблице будете рассчитывать промежуточные значения, не забудьте – их нужно брать в геометрической пропорции !

Торсионы

Скручивать для художественной ковки прутья винтом можно вообще без станка, см. рис. справа. Чтобы заготовка не согнулась у коренного (зажатого в тисках) конца, под дальний от них конец направляющей трубы нужно подставить деревянный чурбак или что-то вроде него с V-образным вырезом вверху; трубу лучше прихватить к этой опоре хомутом, а подставку закрепить на верстаке. Труба должна быть короче заготовки и по внутри примерно в 1,5 раза шире ее наибольшего поперечника, т.к. заготовка при скручивании стягивается и раздается вширь.

Торсионный станок для холодной ковки позволяет увеличить производительность и улучшить качество получаемых деталей. Рабочее усилие в нем передается на опору в значительной степени, поэтому станина нужна прочная, в виде хребтовой рамы из двутавра от 100 мм или пары сваренных швеллеров того же размера; профтруба будет видимо деформироваться. На опорной поверхности станину нужно надежно закрепить с помощью приваренных к ее концам лап из того же профиля, поз. 1 на рис.

Заготовка – квадратный пруток – удерживается оправками-патронами с гнездами также квадратного сечения; они видны там же на поз. 1. Т.к. пруток при скручивании сокращается по длине, патроны в шпинделе и задней бабке нужно надежно фиксировать винтовыми зажимами. По той же причине задняя бабка выполняется скользящей. Для возможности скручивания отдельных участков заготовки применяется также скользящий ограничитель со вставкой с квадратным отверстием.

Если требуется сделать только забор для себя или что-то меньшее, можно на скорую руку соорудить торсионный станок из лома и подручных материалов, поз. 2. На том и другом станке в принципе можно получать и филаменты, вложив в патроны пучок из 4-х прутков вдвое меньшего размера. Но не думайте, что хороший фонарь или корзинку вам удастся сделать, просто подпихивая рычагом заднюю бабку. Получится нечто вроде того, что на врезке в поз. 1 и 2. Кузнецы называют такие казусы словом общеизвестным, но в литературной речи не употребляемым. Ветви филамента при скрутке его в простом торсионном станке нужно разводить вширь ручным инструментом, что сложно и не обеспечивает должного качества работы.

Красивые филаменты (поз. 3) скручиваются на торсионных станках с закрепляемой задней бабкой и винтовой подачей шпинделя, поз. 4. А теперь вернемся ненадолго к рис. с видами станков в начале, к поз. 2 на нем. Видите штуковину, обозначенную зеленым восклицательным знаком? Это сменный шпиндель. В комплекте их 2: гладкий для спиральной крутки по длинной оси заготовки и винтовой для скручивания филаментов. В таком исполнении станину сваривают из пары швеллеров с продольным зазором, а к задней бабке приваривают башмак с резьбовым отверстием под стопорный винт. Башмак нужен с подошвой от 100х100, т.к. фиксация задней бабки в режиме филамента фрикционная и лишь отчасти заклиниванием: стопорный винт дает только начальное прижимное усилие.

Об электроприводе торсиона

Работа на торсионном станке с ручным приводом шпинделя утомительна. Но главное – стабильного качества изделий такого, как на поз. 3 рис. с торсионными станками, добиться еще труднее. Причина – руками сложно создать равномерный по кругу вращательный момент, как и любым другим рычажным приводом. Поэтому торсионный станок для холодной ковки как раз тот случай, когда применение электропривода оправдано несмотря ни на что. Лучший вариант из подручных материалов – полуось ведущего моста заднеприводного автомобиля с зубчатой парой от дифференциала оттуда же, см. рис. справа; не забудьте только о защитном кожухе! Мотор – на 1,5-3 кВт и не более чем на 900 об/мин. Возможны и другие варианты конструкции, см. напр. ролик:

Видео: самодельный электрический станок для холодной ковки

Спираль как спираль

В некоторых случаях как элемент художественной ковки используются обычные ровные прямые восходящие спирали. Сделать для этого пружинный станок-твистер своими силами абсолютно нереально. Но вспомним: спирали в кованом узоре пружинить ни к чему и ее можно навить из обычной пластичной стали с помощью простого приспособления (см. рис. справа). Шаг (восхождение) спирали определяется рогом ворота (залит красным); отгибая рог вверх-вниз, можно получать спирали пореже и погуще. Квадратный пруток берется на заготовку или круглый, безразлично. Можно также вить спирали из закрученного на торсионе прутка.

Волна и зигзаг

Теперь у нас на очереди инструмент и оснастка для волновой и загзагообразной гибки длинномерных заготовок. Упомянутые вначале гнутик и протяжно-нажимной гибочный станок своими руками не воспроизводимы. Кроме того, первый позволяет настраивать шаг и профиль в относительно небольших пределах, а второй дорог. Однако универсальный волногибочный станок все-таки можно сделать своими руками по образцу того, что слева на рис. Заказать придется только вальцы, они должны быть из хромоникелевой или инструментальной стали; остальное – из простой конструкционной, на скобы и дугу нужен лист (полоса) от 8 мм. В дуге устанавливаются ограничители, позволяющие точно выдерживать профиль волны, но рабочие нагрузки на нее передаются в значительной степени; собственно, дуга обеспечивает поперечную жесткость конструкции.

Гнуть только плавные, но весьма разнообразные, волны можно, добавив к станку-улитке с поворотным лемехом ворот для волн, справа на рис. Рукояти используются прежние, т.к. они вворачиваются в резьбовые гнезда на головке ворота. Коренной (центральный) ролик желательно делать отдельным и крепить к станине болтами с головками впотай. В таком случае, ставя ролики разного диаметра (диаметров), возможно формировать волны переменного и несимметричного профиля. А если обводной ролик выполнить переставным (для чего в его водиле проверливается ряд отверстий), то можно в довольно широких пределах менять и шаг волны.

О соединении элементов и покраске

Кованые детали нужно собрать в единую композицию. Простейший способ – сварка и последующее заглаживание швов болгаркой с зачистным кругом: он толще отрезного (6,5 мм) и выдерживает изгибающие усилия. Но гораздо эффектнее смотрятся соединения фасонными хомутами, их штампуют из полосы от 1,5 мм на инерционном штампе; можно также достаточно быстро и без опыта отковать по-горячему, см. ниже. Заготовку хомута делают в виде П-образной скобы на оправке в размер соединяемых деталей и загибают ее крылья с тыла на месте большим слесарным молотком или кувалдой 1,5-2 кг по-холодному. Красят готовое изделие, как правило, кузнечными эмалями или акриловыми красками по металлу. Эмали с пигментом из кузнечной патины дороже, но лучше: высохшие, они цвета благородного несколько под старину, не отслаиваются, не выгорают, износо- и термостойки

Как обойти камень

Т.е. камень преткновения во всем вышеописанном: фасонные наконечники прутьев; без них забор не забор, ворота не ворота и калитка не калитка. Инерционный штамповочный пресс (поз. 3 на рис. с видами станков) дорог, но эффективен. Он работает по принципу маховика: вначале, плавно вращая коромысло (штангу с грузами), отводят винтовой боек назад до упора. Затем вкладываютт в гнездо сменный штамп, ставят заготовку. Далее быстро раскручивают коромысло в обратную сторону (это момент травмоопасный!) и оставляют его свободно вращаться – пошел рабочий ход. В конце него боек очень сильно бьет по хвостовику штампа; за счет инерции грузов развивается усилие, достаточное для штамповки.

Нагрузки, особенно ударные, в инерционном штамповочном станке велики, приходятся на малые площади, а точность изготовления его деталей нужна высокая, поэтому делать его своими силами лучше и не пытаться. Самостоятельно возможно сделать ручной прокатный стан, см. рис. справа, но лишь частично: валки из спецстали, валы и подшипниковые втулки придется заказывать, а шестерни покупать или искать б/у. Получать же на таком стане можно только наконечники гусиная лапка и лист (копье), причем по их шейкам сразу будет видно, что это машинная работа.

Между тем такие же, и некоторые другие, наконечники прутьев можно отковать горячим способом, не будучи опытным кузнецом. Хороший, явно ручной работы наконечник-лист куется просто кувалдой и молотком, а ковочный штамп (штемпель) для лапок делается из негодного напильника, в котором болгаркой выбираются канавки. Кузня для этого нужна? Для эпизодической мелкой работы совсем не обязательно; главное – разогреть металл. Пропановая горелка не годится, нагрев должен быть равномерным со всех сторон и без пережога. Итак, приходим к выводу, что холодная и горячая ковка не исключают друг друга: чтобы с помощью простых станков для холодной ковки или вовсе подручными средствами получать качественные изделия, очень даже не помешает вдобавок к ним небольшой кузнечный горн из подручных материалов.