Что такое холодная ковка металла

Горячая, или традиционная ковка металла известна людям несколько тысячелетий. Стоящая на отшибе кузница, пышущий жаром горн, тяжелый молот, расплющивающий раскаленную докрасна заготовку на массивной наковальне — такой образ кузнеца известен нам из литературы и кино.

Учиться тонкостям профессии кузнеца приходится долгие годы, долго надо и нарабатывать опыт. Работа кузнеца тяжелая, вредная и очень трудоемкая. К тому же кузнечный горн — источник повышенной пожарной опасности. Все это отпугивает наших современников, желающих попробовать свои силы в работе с металлом.

Но выход есть — это технология холодной ковки, позволяющая придавать заготовкам из прутка или труб необходимую форму и создавать изогнутые и витые детали самых разных очертаний.

Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят

С помощью горячей ковки можно выковать изделие практически любой формы — от корабельного якоря и тележной оси до металлической розы и лозы винограда.

Холодная ковка применяется для производства ограниченного числа элементов, из которых талантливый дизайнер может скомпоновать авторское изделие.

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.

Кованая скамейка со столом и фонарными столбами оплетенные виноградной лозой

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.

Отличия холодной ковки от других способов металлообработки

В промышленности, в художественных и домашних мастерских широко используется много методов обработки металла:

  • Литье.
  • Горячая ковка.
  • Горячая и холодная штамповка.
  • Механическая обработка.

Основным отличием холодной ковки металла является использование склонности металлов к холодной пластической деформации, или изменению формы без нарушения целостности. Изменение формы происходит под оказываемым на металл механическим давлением.

Преимущества и недостатки холодной ковки

Технология холодной ковки обладает неоспоримыми преимуществами:

  • Малая трудоемкость.
  • Высокая производительность.
  • Низкая энергоемкость.
  • Низкие требования к квалификации и легкость освоения навыков работы.
  • Высокая повторяемость деталей в серии.
  • Возможность различных сочетаний базовых элементов для создания уникальных конструкций, узоров и орнаментов.

Метод холодной ковки позволяет быстро и экономично производить большие серии идентичных элементов, например, частей решеток или оград, и обойдется такая ограда в десятки раз дешевле, чем при изготовлении элементов методом горячей ковки.

Свойственны холодной ковке и некоторые недостатки:

  • Ограниченный набор операций и базовых элементов.
  • Ограниченный выбор исходных материалов: квадратный или сплошной пруток, профильный прокат, металлическая полоса.

Иными словами, если требуемую деталь можно сделать методом холодной ковки — хорошо, если она не является одним из базовых элементов- то придется выбрать другую технологию.

Основные приемы холодной ковки

Основных приемов холодной ковки несколько:

  • Сгибание. Включает простое сгибание прутка или профиля, сгибание в разных направлениях, сгибание в завиток, кольцо или пружину. Реализуется на таких станках, как гнутик, улитка, волна, твистер.

  • Скручивание. Проводится скручивание заготовки или их группы по продольной оси. Позволяет получать витые элементы и навершия в виде фонариков. Реализуется на станках торсионного типа.

  • Расплющивание. Представляет собой доведение формы конца прутка или трубы до вида «в гусиную лапку», двухстороннюю полуволну и «вчистую». Выполняется на штамповочных прессах и ручных прокатных станах.

Станки для холодной ковки

Ручные станки для холодной ковки можно сделать своими руками. Для этого надо иметь хорошо оборудованную мастерскую и средние навыки слесарных и сварочных работ, а также механической обработки металлов. Особо важные узлы, такие, например, как станина и подвижная опора гнутика, делаются из высокопрочной стали и без сверлильного и фрезерного станка изготовить их затруднительно.

Читайте также:  Клеевой пистолет диаметр стержня 7 мм

Если таких станков в распоряжении домашнего мастера нет, то изготовление самых важных узлов лучше разместить на производстве.

В последнее время ведущие отечественные производители оборудования для ковки металла в домашних условиях предлагают широкие линейки ручных станков по вполне разумным ценам.

Гнутик

Приспособление гнутик предназначено для операции гибки. На массивной станине станка, расположенной вертикально или горизонтально, закреплены два неподвижных упора- с прижимными роликами. Между ними в пазу станины в поперечном направлении перемешается подвижный упор, снабженный накладкой, соответствующей желаемой форме изгиба. Заготовку закрепляют в неподвижных упорах прижимными роликами, с помощью червячной передачи подводят к ней подвижный упор и, продолжая вращать передачу рычагом или воротом, сгибая заготовку под требуемым углом.

Если к червячной передаче через редуктор присоединить электродвигатель и оснастить подвижный упор концевыми выключателями, можно получить функциональный аналог промышленного станка. Для этого потребуются навыки конструирования механизмов и электротехнических устройств и строгое соблюдение норм промышленной безопасности.

Улитка

Улитка, или твистер, служит для сгибания конца заготовки в плоскую спираль.

Самая простая конструкция улитки — это приваренный к массивному неподвижному основанию шаблон из толстой металлической полосы, повторяющий с небольшим припуском форму готового завитка. Конец прутка закрепляют в середине шаблона, и гибочным рычагом последовательно прижимают его к шаблону от центра к краям. Изготовление такого станка не требует дорогих комплектующих, но работа на нем сопряжена с большими физическими усилиями, и не всегда получается добиться идеальной формы изделия.

Более сложная конструкция улитки оснащается воротом и поворотным шаблоном-лемехом. Лемех состоит из нескольких звеньев на шарнирных соединениях, разгибающихся по мере поворота вала. Прижим заготовки к лемеху осуществляется валиком, двигающемся в продольном пазу в радиальном направлении от приводного вала. Валик прижимается с помощью рычага. На такой улитке можно навить до пяти витков спирали.

Волна

Для изготовления волн и зигзагов применяют станок Волна. Его также можно собрать своими руками, придется купить или заказать на производстве только самые высоконагруженные узлы — ролики, которые делают из инструментальной стали.

Наиболее простой способ изготовления волны — это добавить к улитке с воротом и поворотным лемехом специальный ворот для волн.

Центральный и обводной ролики делают сменным, чтобы можно было менять радиус изгиба. В водиле обводного ролика делают ряд отверстий, чтобы его можно было переставлять ближе или дальше к основному и менять, таким образом, шаг волны.

Глобус

Глобус служит для формирования из заготовки дуги фиксированного размера с большим радиусом. Такие элементы используют в качестве верхней части арок. В середине массивного основания на оси закрепляется гибочный рычаг с прижимным роликом и шаблон будущей дуги.

Заготовку фиксируют в начале шаблона и, двигая рычаг, прижимают роликом пруток к шаблону, формируя дугу. Используется редко, в тех случаях, когда необходимо создать большое количество дуг одного радиуса. Единичную дугу проще сделать на гнутике.

Фонарик

Станок имеет несколько названий — фонарик, корзинка, шишечка. Все они относятся к станкам торсионного типа. Один конец заготовки (или нескольких заготовок) зажимается в неподвижной оправке, другой — в подвижной, имеющей возможность движения вдоль продольной оси детали. Подвижную оправку начинают вращать рычагом, воротом или электроприводом. Происходит скручивание заготовки по продольной оси.

Таким способом получают весьма выразительную фактуру поверхности одиночного прутка.

При работе с несколькими прутками их закрепляют в оправке на равном расстоянии друг от друга и от продольной оси. После скручивания получившиеся спирали сваривают концами вместе и получается элегантная объемная фигура для украшения наверший решеток, карнизов и ручек каминных принадлежностей.

Твистер

Твистер предназначен для навивки объемных спиралей и представляет собой закрепленный на прочном основании отрезок трубы, по диаметру равный требуемой спирали. В нижней части приварено ушко — фиксатор для заготовки.

Ворот для навивки имеет прорезь для заготовки и упор, определяющий вертикальный шаг спирали. Вращая ворот вокруг трубы – оправки, мастер навивает восходящую спираль. Изменяя вылет упора, можно менять шаг спирали.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Холодная ковка – это изготовление изделий, в процессе которого металл не нагревается. Нужные формы получаются в результате исключительно механической обработки.

Этот вид обработки позволяет полностью автоматизировать работу. Он менее трудоемкий и при этом более экономичный. Технологический процесс состоит из последовательного ряда операций, для выполнения которых используется специальное оборудование и инструменты. При этом для изготовления продукции в качестве основы используется листовой или сортовой металл. Его изгибают или вырезают по подготовленным трафаретам. Это значительно облегчает и ускоряет процесс изготовления больших партий вещей и сокращает время выполнения заказа.

Характеристики изделия, которое получается методом холодной ковки однозначно зависят от надежности и качества оборудования не менее, чем от профессионализма мастеров.

Изготовленные детали соединяются с помощью сварки. Дополнительно для улучшения декоративного эффекта могут использоваться и разнообразные другие технологии: кручение металла или вальцовка.

Что дает холодная ковка

Эта технология позволяет увеличить прочность металла и уменьшает его пластичность. Работа специалиста значительно облегчается и упрощается, требует меньшего мастерства.

Применение холодной ковки обеспечивает аккуратность и красивый вид готовой продукции. Для больших заказов можно создать совершенно идентичные узоры, которые будут выглядеть точными копиями друг друга.

Читайте также:  Как правильно подключить автоматы в частном доме

Кроме того, именно с помощью этого метода можно добиться оригинального эффекта старения металла.

Вещи становятся более выносливыми к повреждениям и ударам, что увеличивает их долговечность.

Кроме того, это достаточно экономный способ, при котором изделие получатся дешевле, но вовсе не хуже, чем произведение после горячего способа.

Применение холодной ковки

Благодаря тому, что этот способ позволяет быстро изготавливать довольно большие изделия, он особенно популярен при выполнении заборов, оград, ворот, беседок, разнообразных решеток и перил.

Такие вещи можно смело использовать на улице для декорирования приусадебного участка, сада или фасада дома.

Однако совершенно не исключается и возможность изготовления более изящных изделий для интерьера. Каминные решетки и подставки для цветов, декоративные вазы или табуреты – все это возможно для данной технологии.

Для создания оригинального декора не редко используется покрытие медью или золотое напыление.

Рейтинг статьи (вы можете поставить свою оценку)

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 4.00 (6 Голосов)

Холодная ковка позволяет делать металлообработку различных видов проката без предварительного нагревания. Причем создаваемые изделия, за счет прессования и гибки, получаются намного прочнее, чем при использовании литья или штамповки.

Какие особенности имеет технология холодной ковки и с каким оборудованием работают мастера — об этом в нашем материале.

Зачем используют холодную ковку

Чаще всего с помощью такой технологии обрабатывают металлопрокат в виде прутка, круга, квадрата или полосы. Создаваемое оборудованием давление изгибает и прессует материал, формируя нужную конфигурацию изделия, при этом упрочняя его. Изготовленные таким способом вещи практически невозможно сломать, их срок службы, в сравнении с литьем или штамповкой, на порядок выше.

Однако, стоит учесть, что при браке или допущенных ошибках в обработке проката их исправить также невозможно или очень сложно.

Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят?

  • Различные фигурные решетки, которые монтирую на окна и двери жилых помещений.
  • Декоративные и практичные элементы фасада: козырьки, перила и другие.
  • Детали ограждений: заборов, ворот, калиток.
  • Элементы мебели: ножки стульев и столов.
  • Детали декора: подставки под цветы, кронштейны фонарей, решетки камина, мангалы и прочие.

Все эти поделки выглядят как настоящее произведение искусства, при этом не теряя своего практического назначения и прочности.

Приемы и способы технологии

Чем отличается данная технология ковки от других способов металлообработки?

Понятно, что, в отличие от горячего способа, заготовки предварительно не разогревают до ковочной температуры. Лишь изредка может применяться частичный нагрев поверхностей в месте изгиба.

Технологически такой способ обработки металла построен на одном из физических свойств металла — пластичности. Черновые и цветные металлы, такие как сталь, медь, бронза и другие в зависимости от своего химического состава имеют способность выдерживать нагрузки на изгиб, разрыв, растяжение. Это позволяет их обрабатывать различными приемами без нагрева.

В момент изготовления изделий материал поддается прессованию, что уплотняет структуру металла и, соответственно, делает его прочнее. Изгибание, в свою очередь, добавляет прочности изделию за счет дополнительного сжатия в точках изгиба.

Важным отличием холодной ковки от горячей является то, что нет высокотемпературного воздействия на металл и, как следствие, он не меняет своих химических свойств, а ,значит, нет необходимости проводить дополнительные операции: отпуск, отжиг или закалку.

В итоге, холодная ковка металла имеет как преимущества, так и недостатки.

Положительные свойства Отрицательные свойства
  • Детали и заготовки не требуют предварительного высокотемпературного нагревания.
  • Поверхность изделий намного прочнее, чем при изготовлении вещей горячей ковкой.
  • Высокоточная обработка деталей, возможна очень точная подгонка.
  • Элементы не требуют дополнительной обработки после изготовления. Все изделия изначально прочные.
  • Более «чистая» работа, нет следов и продуктов горения на поверхности металла.
  • При обработке требуется создать намного большее усилие на металл для формирования деталей.
  • Требуется специализированное и, в некоторых случаях, мощное оборудование.
  • Обрабатываемые поверхности должны быть чистыми.
  • Можно изготавливать только определенные виды продукции.

Главный недостаток холодной металлообработки в том, что можно производить ограниченные наименования продукции.

Какими технологическими приемами обрабатывается металл холодным способом?

Приемы холодной ковки

Изделия производятся путем механических способов и приемов обработки металлических заготовок. Основные операции:

Изгибание металла проводят как на ручном, так и на механическом оборудовании, причем многие изделия вполне реально производить вручную с использованием простейших приспособлений. Гибка — основной технологический прием описываемого способа ковки.

Прессование подразумевает использование сжимающих устройств. Прессы также могут быть ручными и механизированными.

Чеканка — это прием, с помощью которого проводится нанесение рисунка на поверхность изделий. Орнамент создается давлением на металл специальными инструментами или станками. Чаще всего такой способ «рисования» используют для создания рисунков на меди, так как она более пластичный материал.

В холодной ковке, также, как и при любой металлообработке, используют приемы резки, рубки и других общих операций, применяемых для подготовки заготовки и окончательной доводки изделий.

Технология подразумевает применение специализированного оборудования, создающего необходимые условия для производства и обработки материалов.

Оборудование для холодной ковки

Для создания различных элементов холодной ковки применяется ручной и механизированный инструмент. Причем многие детали вполне реально изготовить на простейшем оборудовании, не требующем никакой автоматизации.

Чтобы начать массовое изготовление вещей без горячей кузнечной обработки, потребуется шесть основных приспособлений: гнутик, улитка, волна, твистер, фонарик и глобус. Для чего предназначены такие инструменты и что с их помощью можно сделать?

Гнутик

Такое приспособление служит основным инструментом при изгибании деталей. Особенность в том, что можно выбрать любой угол.

Читайте также:  Брусок для заточки ножей 6 букв

В отличие от горячей обработки, где требуется шаблон и опыт работы со специальной кузнечной вилкой, на гнутике вручную эта операция намного упрощается.

Конструкция состоит из гибочного штампа и эксцентрикового привода. В свою очередь шаблон для гибки состоит из закаленных роликов, которые смонтированы на прочной раме. Такой ручной станок может дополнительно оборудоваться различными приспособлениями. Гнутик может обрабатывать прокат в виде квадрата с размерами 12×12 мм или полосу толщиной до 3 мм.

Улитка

Это ручное приспособление применяют при создании спиралей и завитков. Название улитка прибор получил из-за своей основной составной части — кондуктора, имеющего витую форму. Завитки с проката соответствующего размера такой станок способен изготовить за один подход.

Как и гнутик, улитка вполне свободно обрабатывает основные, использующиеся в холодной ковке, виды проката — квадрат и пруток, сечением 10-12 мм, и полосу, толщиной 3-6 мм.

Основная рабочая часть (кондуктор) состоит из кулачка, располагающегося по центру, и двух дуг (малой и большой).

При создании небольших по размеру завитков дуги демонтируют, проводя гибку на кулачке. На фото показан один из вариантов исполнения такого ручного станка.

Волна

Приспособление, служащее для создания витых, повторяющихся узоров (довольно часто можно увидеть на оконных решетках). Основа устройства — два стальных диска, диаметром 140-150 мм, закрепленных болтами на рабочем столе. Часто можно встретить «управляемую волну» — устройство с регулируемыми зазорами между дисками. Такая функция возможна за счет наличия крепежных отверстий на разном расстоянии одно от другого. Переставляя диск можно создать различный изгиб волны. Как выглядит гибочный станок такого класса показано на фото внизу.

Твистер

Твистер закручивает вокруг своей оси пруток или квадрат. Принцип устройства похож на вороток для горячей обработки.

Конструкция состоит из основы, на которой размещается вращающаяся головка, и ползунок, регулирующий длину изделия. Заготовку фиксируют между этими двумя частями и при помощи рукояток закручивают до требуемого предела.

Фонарик

Одно из самых сложных изделий из холодной ковки — так называемая корзинка. С первого взгляда — это сложное переплетение металлических гнутых прутков или квадратов. Для производства такой детали используется такое кузнечное оборудование для холодной обработки заготовок, как фонарик.

Техника работы оборудования схожа с твистером: на основе закреплена крутящаяся головка и ползунок. Однако, заготовка «наматывается» по спирали на вставку — вал.

В принципе, корзинку можно изготовить, используя специальную вставку на твистер, однако возможен брак, который получиться исправить, лишь нагрев металл в горне. Поэтому, лучше применять фонарик, который не позволит образовываться перекосам.

Глобус

Такой ручной инструмент для холодной ковки позволяет изгибать заготовку по дуге, загибая концы под востребованный угол, при этом получается объемное изделие. За что часто этот ручной станок называют объемником.

Основа устройства — шаблон в виде дуги и закаленные ролики, позволяющие двигаться ручному приводу. В зависимости от типа инструмента, он может работать с квадратным прокатом со сторонами 14×14 миллиметров, неширокой полосой до 25 мм, а также прутком.

Чаще всего глобус применяют для производства деталей «объемных» решеток, в которых отдельные элементы не лежат в одной плоскости с остальными.

С помощью этих простейших устройств, которые не требуют механизации, можно создавать настоящие произведения искусства, состоящие со всех отдельных декоративных элементов: волюты, завитков, корзинок и прочих.

Неплохим решением будет приобрести универсальный станок для холодной ковки, который позволяет совершать основные операции по металлообработке. Однако, стоимость такого оборудования будет доступна не всем мастерским.

При обустройстве мастерской можно приобрести готовое оборудование. Ручные станки для холодной ковки металла стоят относительно недорого, но можно сделать их самому.

Как сделать станки холодной ковки самостоятельно

Чтобы сделать приспособления для холодной ковки, потребуется наличие некоторого инструмента (сварочный аппарат, болгарка), а также поискать информацию об их изготовлении.

Существует множество чертежей станков для холодной ковки. Некоторые из них представлены на фото в этом разделе.

Самый простой вариант — сделать приспособление улитку для гибки металлопроката. Как ее изготовить самостоятельно, можно посмотреть на видео:

Также несложно собрать приспособление для скручивания заготовок — твистер. Главное подыскать материал и инструменты для работы.

Обзор на это приспособление показано в видео

Существуют и другие конструкции подобных устройств. Самодельные станки для холодной ковки не менее работоспособны по сравнению со своими покупными аналогами.

Для ковки холодным способом также потребуется и нагревательный инструмент, так как технология предусматривает частичный разогрев некоторых зон детали для более простого изгибания или скручивания. Нарезать металл проще с отрезным стационарным кругом. Но, за неимением его, можно воспользоваться болгаркой.

Еще один немаловажный инструмент в изготовлении изделий холодным способом — шлифовальные машины. Ведь отдельные элементы декора потребуют зачистки и сглаживания поверхностей. Для этого подойдут либо ручные ленточные шлифовальные машины, либо стационарный гриндер.

Наличие различных станков для холодной ковки металла значительно ускоряет процесс производства элементов, особенно, если требуется их массовый выпуск.

Если у Вас есть опыт изготовления станков для холодной металлообработки, поделитесь им в комментариях к материалу статьи. Насколько сложно изготовить такое оборудование самостоятельно и какая функциональность такого ручного оборудования? Примите участие в обсуждениях и оставьте свои дополнения к этой статье.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector