В данном подразделе рубрики “Кузница” материалы о кузнечном инструменте (не путайте, есть еще подразделы с приспособлениями и оборудованием, в чем разница, смотрите здесь). Для получения более подробной информации переходите по ссылкам.
Ручные инструменты и другое оборудование для холодной ковки металла
Молотки, вилки и зубила используются для работы не только с горячим, но и с холодным металлом.
Кроме этого, для холодной ковки применяется широкий перечень оснащения, которое в большинстве случаев разделяют на четыре группы, в зависимости от технических характеристик оборудования:
- универсальные агрегаты с высокой производительностью позволяют выпускать элементы разных форм, используются на производстве компаний, специализирующихся на массовом изготовлении декоративных деталей;
- станки для холодной ковки, к которым относятся гнутик, улитка, волна, твистер, глобус (объемник), фонарик, кузнечный блок для раскатки гусиной лапки;
Станок для холодной ковки PROMA Gnutik 0005
- ручные инструменты;
- самодельные приспособления.
Какие инструменты и оснащение потребуется мастеру зависит от конфигурации необходимых для изготовления элементов.
Разновидности станков для ковки
К несомненным достоинствам холодной ковки металла необходимо отнести то, что исчезает необходимость в сооружении кузни и установки оборудования и приспособлений, без которых работы попросту невозможна (горн, наковальня и пр.).
Самодельный горн для ковки
Наковальня для ковки металла
Холодная ковка металла может быть автоматизирована, причем без особых сложностей. Такое решение гарантирует повышение эффективности работы по изготовлению изделий. Даже неавтоматизированное производство позволяет поднять производительность труда, то есть она позволяет производить целые партии деталей по заданному образцу, другими словами, всегда существует возможность организации мелкосерийного и серийного производства. Это особенно выгодно при оформлении больших заказов, например, при изготовлении ограждений, решеток на окна и пр. Для обустройства мастерской холодной ковки нет необходимости в наличии больших площадей.
При холодной ковке металла не происходит изменений во внутренней структуре металла, а это приводит к сохранению прочностных характеристик металла. При холодной ковке металла существует возможность искусственного старения металла и это позволяет производство деталей под старину.
В общем, можно сказать, то, что использование технологии холодной ковки позволяет выпускать относительно недорогую продукцию с высоким качеством.
Сделать своими руками: для кузницы, дома и не только
Ручные инструменты для горячей ковки достаточно несложно сделать своими руками. Такой вариант позволит сэкономить денежные средства и изготовить оснастку «под себя».
Подробные инструкции по изготовлению инструментов представлены в отдельном разделе нашего сайта. Мастера наглядно демонстрируют процесс производства клещей и прочей оснастки.
Оборудование для горячей ковки
Если сравнивать холодный и горячий метод ковки, то сразу, можно сказать, то, что первый способ требует от работника значительно большего мастерства, наличия некоторых художественных навыков и, конечно, умения работать с набором необходимых инструментов.
Оборудование для горячей ковки
Ковка материала происходит после его предварительного нагрева в кузнечной печи. Ее называют горном. Горн оснащен оборудованием для принудительной подачи воздуха. Нагрев производят до заданной температуры и после этого переносят на наковальню. Это металлическая плита, на которой производят ударную обработку разогретой заготовки. Ее выполняют с помощью молотков и кувалд разного веса. Один работник, легким молотком наносит удар по нужному месту, а второй, вооруженный тяжелым молотком или кувалдой, наносит в обозначенное место сильный удар. После того как заготовка остыла, ее снова загружают в печь для нагрева. Все перемещения детали в процессе ее обработки выполняют с помощью клещей с длинными рукоятками.
Ручная горячая ковка
Кроме, вышеназванных основных инструментов при горячей ковке применяют множество специального инструмента, который позволяет резать горячий метал, формовать сложные поверхности при горячей ковке металла.
Кузнечный горн
Для нагрева заготовок применяют печи, которые называют кузнечным горном. В его конструкцию входит несколько узлов. В частности:
- ствол, выполненный из материала стойкого к воздействию огня;
- очаг, со встроенной колосниковой решёткой;
- системы подачи и отбора воздуха;
- рабочего окна через которые подают длинные заготовки;
- дымоход, через который происходит удаление продуктов горения.
Кузнечный горн газовый
Кроме того, в состав горна входит и закалочная ванна. В основе работы классического кузнечного горна лежит уникальная восстановительная способность углерода. Именно эта его способность с успехом противостоит окислению заготовки, то есть его горению. Тут важна и теплотворная способность углерода. Дело в том, что подавая воздух необходимо регулировать его количество. Его должно быть столько, что бы хватило сжечь углерод, а тепло, выделяемое при этом, поднимет температуру в горне еще выше.
Кроме того, подачу воздуха в горн необходимо настроить так, чтобы подаваемого кислорода не хватало для окисления металла. Но если разогретую заготовку продержать в таком состоянии свыше необходимого времени, то произойдет ее перенасыщение углеродом. Существует такой термин — пересушивание, то есть металл становится очень хрупким. Кстати, в качестве пересушенного металла можно привести чугун.
Муфельная печь
Оборудование, которое используют для разогрева деталей, выполненных из разных материалов до заданной температуры, называют муфельной печью.
Муфельная печь
Отличительной чертой этого оборудования является наличие муфеля. Так, называют деталь, которая защищает деталь от контакта с топливом и продуктами сгорания и в то же время служит камерой, в которой деталь нагревают. На практике применяют два вида таких печей, с постоянным и сменным муфелем. В первой печи загруженные детали проходят все операции — от нагрева до состояния готовности, во втором, только до охлаждения. То есть, по мере достижения необходимой температуры и определенной выдержки заготовки один муфель убирают и на его место устанавливают другой.
Надо отметить, что и кузнечный горн, и муфельные печи могут использовать разные виды топлива — газ, уголь, дрова, светлые и темные нефтепродукты и пр.
Наковальня
Один из ключевых инструментов применяемый и для холодной, и для горячей ковки металлов — наковальня. Именно на ее поверхности, кузнецы выполняют деформирование заготовки и приведение ее к готовому виду. Наковальню отличает большой вес и поэтому ее жестко фиксируют к деревянной колоде.
Наковальня — ключевых инструментов
Конструктивной наковальня состоит из:
- рога;
- наличника с отверстиями;
- основания с лапами для установки наковальни.
Для изготовления этого инструмента применяют сталь 45Л. Надо отметить, то что, наковальни — это продукция, выпускаемая в соответствии с рядом ГОСТ. Например, ГОСТ 11396-75 нормирует безрогие изделия с весом от 92 до 200 кг, а ГОСТ 11398-75, определяет требования к изделиям с двумя рогами и весом от 100 до 270 кг.
Твердость материала, из которого производят наковальни, составляет 340 — 477 по HB.
Технологический процесс
На сегодняшний день кузнечный цех, как и любой другой участок на производстве, нуждается в разработке технологического процесса для эффективной работы. Для цехов такого типа имеется один основной критерий, по которому выбирают технологический процесс производства. Данным критерием является наименьшая себестоимость одной тонны поковок, которые при этом будут полностью соответствовать требуемому качеству. На втором месте во время выбора основной технологии производства стоит требуемый объем деталей, а также возможные специальные требования к элементам.
Чаще всего в кузнечном цеху технологический процесс делится на следующие этапы:
- разделение нужного материала на заготовки требуемой длины;
- далее следует нагрев заготовки и ее термическая обработка;
- обработка материала высоким давлением, чтобы придать ему нужную форму;
- после этого всегда следуют процессы разделительного типа, после чего обычно требуется проведение еще и отделочных работ, чтобы удалить возможные заусеницы и прочее.
Разновидность цеха
На сегодняшний день есть кузнечно-прессовый цех, который предназначен для обработки уже нагретой заготовки. Есть два способа воздействия – это динамический или же статический. Если применяется динамический вариант обработки, то обычно используется ковка или штамповка материала, для статической же работы применяется прессование.
Работа в кузнечно-прессовом цеху осуществляется за счет всего трех видов оборудования – это молоты, штамповки и прессы. Нагрев материала обычно осуществляется либо в пламенных, либо в электрических печах. Стоит отметить, что работа в таком цеху достаточно сильно усложняется тем, что в таких помещениях наблюдается нагревающий микроклимат. К примеру, в теплое время года температура на рабочем месте кузнеца может быть выше температуры воздуха примерно на 8–10 градусов по Цельсию. Все это следует учитывать во время размещения печей и молотов, которые создают высокое тепловое излучение.
Основные кузнечные элементы
Зачастую принцип создания завитка из металла заключается в скручивание и сгибание.
- валюта
- червонка
- бублики
Скручивание, производимое на продольной оси или навивка круглого завитка вокруг центра, являются основными видами данной операции и позволяют получить предмет шишка — корзинка. В том числе при наличии пресса из металла возможно изготовление фактуры разного рельефа:
- элемент гусиная лапка,
- купольная пика
- граненая пика.
- хомутная полоса
[Показать слайдшоу]
Характеристика участка
Современный кузнечный цех представляет собой совокупность нескольких участков. Сюда входят производственные и вспомогательные отделения, складские помещения, а также служебные и бытовые участки.
Если говорить о каждом в отдельности, то производственные отделения – это участки, где занимаются подготовкой детали, а также помещения, где размещаются ковочные молоты и прессы, штамповочные молоты и другое основное оборудование для работы. К вспомогательным участкам относятся мастерские, которые занимаются ремонтом основного оборудования. Сюда же входят энергетические установки, нагревательные, лаборатория, технический контроль за готовыми деталями и т. д.
На складах кузнечного цеха обычно хранят металл, заготовки, поковки, облой, запасные детали и т. д.
Нагрев материала
Во время работы в кузнечном цеху повышенное внимание уделяется процессу нагрева заготовки. Для успешного завершения этого этапа необходимо очень точно определять теплопроводность материала. Под теплопроводностью понимается процесс, во время которого тепло проходит от внешних стенок заготовки внутрь. Зависит этот параметр от теплоемкости и плотности металла. Следовательно, чем выше этот показатель, тем быстрее тепло проникнет внутрь, а значит, меньше времени требуется на разогрев. Кроме этого, на теплопроводности сказывается и род металла, его химический состав и температура, с которой воздействуют на заготовку. Стоит отметить, что чаще всего при температуре в 700–800 градусов по Цельсию коэффициенты теплопроводности разных сталей выравниваются.
Почем фунт лиха, или Выбираем оборудование для кузницы
Почем фунт лиха…
Мы знаем, что среди наших читателей есть и просто интересующиеся художественной ковкой. Им нравятся картинки, с изображением изделий художественной ковки. Они обладают достаточно хорошим вкусом.
Следующая группа читателей, это домашние мастера. Они собственными руками мастерят различные изделия, в том числе и работы с металлом.
А нашим коллегам, отдельное уважение и почет.
Для чего я вам это все пишу? Данная статья интересна двум последним категориям наших читателей. Потому, что в ней будут затронуты аспекты создания кузнечного производства и всего, что с этим связано.
Расскажем, как создавалась первая наша кузница. В далеком начале двухтысячных, достраивая дом, пришлось заказывать металлические кованые конструкции. А именно, входную группу. Посетив кузницу, мы окунулись в неведомый мир металлообработки. В полутемноте раздавался ритмичный звон молотков о наковалени. Само по себе казалось, что это звуки оркестра, исполняющего популярное произведение. И ценители музыки, несомненно, подобрали бы несколько отрывков, как особо понравившихся. Всюду по стенам были развешены всевозможные неведомые тогда металлические приспособления. И пытливый ум уже там начинал искать логическое объяснение их применению. Да и сама обстановка полутемного помещения вносила мистическое чувство.
Ярко горящий на столе факел не мог не обратить на себя внимание, посетителей кузницы. Это уже позже мы узнали его название. Правильно – кузнечный горн. Всюду летели снопы искр и слышалось шипение. Как будто кто-то неведомый говорил: «Тишшш, внимательно…!». И в самом деле, двигаясь, между работающими мастерами, то и дело замечали то добела раскаленный металл, то пышущую паром и упавшую на пол горячую заготовку. Что лишний раз указывает на соблюдение техники безопасности на опасных производствах. К коим относятся кузнечное производство. Работы, связанные с металлом часто подразумевают использование разогрева металла до высоких температур, сварочные работы, использование различных металлообрабатывающих станком и механизмов. Более полно расскажем об учтройстве кузнечного горна, немного позже.
Вы спросите, с чего начать? Советуем начать с самого важного оборудования — наковальни. Мы уже писали о том, какие Разновидности наковален существуют. Наковальня один из главных инструментов кузнеца, выполняющего изделия ручной художественной ковки.
Несмотря на развитые продажи готовых кованых элементов, настоящие мастера, как и в древние времена, изготавливают большинство изделий вручную.
Как отличить ручную работу от кузнечно-слесарных работ? Очень просто, при ручной ковке, на поверхности элементов появляется фактура. Вызвана она ударами молота о поковку. В дальнейшем при окраске и патинировании данная фактура становится более явной. На изделиях «холодной ковки» такая фактура отсутствует или менее выражена. Да и сам эскиз изделия, выполняемого мастерами «холодной ковки» не оригинален и чаще всего однообразен.
Но вернемся к наковальне! Вес наковален стандартен кг кг кг. На начальном этапе не гонитесь за весом наковальни. Первая наковальня стоявшая, в кузне была 70 кг однорогая наковальня. Позже с развитием производства, мы ввели Регламент на оснащение производств. Там уже приобретались две наковальни. Одна с весом более 100 кг и вторая с меньшим весом. Установку наковален мы выполнили стандартно. Большая наковальня, являясь основной, ставилась на деревянный березовый чурбан стационарно. Лесозаготовителям был заказано березовое бревно диаметром 444 мм. Основным отличием являлась его ветвистая структура, способствующая его прочности. Чаще такие березовые стволы растут вблизи болот. Позже, после сушки, из этого же материала, мы изготавливаем деревянные ручки для инструмента. Так что рекомендуем брать хорошее березовое бревно больше необходимого и положить его в «закрома» для будущего использования. Вторая наковальня, с меньшим весом, на производствах подвижна. Устанавливается на металлическом верстаке, имеющем трапециевидную форму. Она позволяет перемещать себя по территории сборочного цеха и становится «в нужном месте и в нужный час». Еще одним преимуществом считаем специальные места для хранения ручного инструмента, расположенные вокруг наковален. Они позволяют необходимому инструменту «быть всегда под рукой». Каждый кузнец размещает вокруг наковальни свой инструмент во время работы.
Основной рабочей поверхностью наковальни является лицо. Именно на состояние рабочей поверхности следует обратить пристальное внимание при покупке данной позиции. На горизонтальной поверхности не должно быть прогибов, вызванных долгой работой или механической деформацией. Проверить это нужно с помощью металлической линейки, установленной на торец вдоль горизонтальной рабочей плоскости наковальни. Такую же процедуру необходимо провести и в поперечном направлении.
Следующим моментом следует обратить внимание на состояние углов вдоль всей кромки рабочей поверхности. Углы предназначены для загиба заготовок, и чем ближе они к идеалу, тем качественнее вы выполните изгиб заготовки.
Немаловажно обратить внимание на состояние рабочих отверстий на рабочей поверхности наковальни. Отверстия стандартного размера — 30х30мм или 35х35мм. Предназначены они для установки различного вспомогательного инструмента для наковальни. О нем мы упомянем далее.
Чем прочнее будет установлено и зафиксировано приспособление, тем качественнее и точнее будет выполнен удар молотка. Кромки не должны иметь видимых повреждений и быть деформированы.
Следующим моментом, на который следует обратить внимание при визуальном осмотре, это поверхность рога наковальни. Именно с помощью его кузнец производит загиб элементов изделия. Чем глаже поверхность рога, тем меньше не нужных дефектов будет иметь кованая заготовка.
Обязательно, нанесите несколько не сильных ударов молотком по наковальне. Вы должны услышать звонкий звук удара. Если звук приглушенный, значит, наковальня имеет дефекты и трещины, которые не всегда видны невооруженным взглядом.
Обратите внимание на нижнюю часть, где наковальня крепилась ранее к основанию. Глубокие борозды на лапах расскажут вам о долгой эксплуатации и последующее наплавке на рабочей поверхности металла.
Часто для более быстрой продажи, продавец проводит предпродажную подготовку, то есть красит. Лакокрасочный слой, нанесенный на ржавчину, также сообщит вам о богатой истории наковальни.
И вот у вас в гараже лежит качественная наковальня. Теперь впору задуматься о помещении, где будут проводится работы по изготовлению кованых изделий. Четко сформулированных требований нет.
Следующий «неразлучный друг» мастера — это кузнечный горн. Его предназначение это осуществление нагрева металлической заготовки до необходимой температуры. В зависимости от места вашего проживания, стоит определиться с главным вопросом. Что будет топливом для вашего горна. Это может быть уголь или газ. А также горн может быть стационарным или мобильным. Мобильный горн чаще необходим для участия в каких-либо мероприятиях, кузнечных фестивалях, конкурсах. На начальном этапе, когда мастер набирается опыта, такой горн не обязателен. Хотя можно с этим поспорить!
Горн представляет собой рабочий стол с расположенной чаще в середине шихтой. Фурма — небольшое углубление, в которое засыпается уголь и с помощью воздуходувки подается под давлением воздух. Тем самым поднимая температуру, которая и воздействует на заготовку.
Сама фурма изготавливается из толстого листового металла. В форме трапециевидного углубления. Само сопло выполняется в форме нескольких отверстий. Устройство самой воздуходувки это электрический двигатель с крыльчаткой. Мы использует специальные комплектующие
Расскажем, что из себя представляет данное оборудование.
Работая на кузнечном производстве, любой кузнец понимает, что использование ручного труда не всегда оправдано. И вторым по значимости помощником в кузне давно стал кузнечный молот. Рассказав о характеристиках и принципе работы пневматического молота, вы можете прочесть в нашей статье «Молот молоту рознь, а кузнецу друг».
Читая различную литературу и форумы, мы поняли, что существуют «помощники» в виде пневматических молотов, молотов рессорного типа (чаще самодельных), ну и молотобойцы с большой кувалдой. Последнее используется все реже и реже.
Основной характеристикой молота является величина массы падающей части. Самыми распространенными являются молоты с массой 50 кг и 75 кг. Что касается марок и характеристик, то мы готовы выслать вам технические паспорта на интересующее оборудование.
Приобретая молот, бывший в употреблении, следует обратить внимание на следующие моменты.
Первое в ходе переговоров с продавцом,
- выясните историю данного оборудования. Это позволит оценить, кто перед вами — владелец оборудования или посредник, желающий заработать;
- марку молота. Это необходимо для более детального понятия характеристик молота и его необходимости именно, под ваши задачи;
- год выпуска. Время работы оборудования напрямую связано с износом деталей оборудования. Наличие запасных частей для моделей с большим сроком эксплуатации не гарантировано. Можно приобрести тяжелую кучу металлолома, а не работающее оборудование;
- какой характер работ, выполняемых на молоте. Одно дело, если молот стоял в колхозной кузне, где время от времени, ковали небольшие детали и оснастку. А другое, если молот работал на разорившемся предприятии, где не было кузнеца, и каждый, кто хотел, тот и работал на молоте – «убивая» оборудование;
- как давно молот был в работе. Долго не работающее оборудование имеет склонность покрываться коррозией, и многие детали приходят в негодность. А поиск и замена может вылиться «в копеечку»;
- размер бойков и их состояние. Бойки основная оснастка молота, именно по состоянию бойков, можно судить, кто и как эксплуатировал оборудование;
- уточните, возможен ли запуск молота при покупке, для проверки работоспособности агрегата. Это позволит оценить правду об оборудовании, если все работает, покупатель с удовольствием констатирует, что включите и смотрите. А если есть проблемы, то и вам стоит задуматься. Ведь никто не станет покупать автомобиль, не удостоверившись, что все агрегаты работают.
Получите дополнительные фото молота со всех сторон. Не должно быть видимых дефектов и недостающих крышек, масло-нагнетательной станции, ремней, кожухов, рычагов, трубок. Есть ли электрооборудование, необходимое для подключения молота?
Как только вы получите всю необходимую информацию и решите о целесообразности приобретения. Необходимо переходить к конкретным действиям. Ехать и смотреть работу молота.
Совет: возьмите с собой шарик от подшипника. Если подключение молота невозможно: приподнимите вверх верхнюю рабочую шток (бабу), с помощью металлического лома. Обязательно соблюдайте осторожность. Перед тем как поднять удостоверьтесь, что ничего не препятствует выполняемой операции. Положите металлический шарик между бойками молота и горизонтальными поступательными движениями проверьте люфт верхней рабочей части. Наличие люфта скажет вам о степени износа основного механизма молота.
Совет: множество правильной и верной информации вы сможете найти на специализированных форумах. Подвергнув прочитанное, анализу, вы несомненно, примете верное решение по приобретению кузнечного молота.
Станки для холодной ковки
Для ведения работ по холодной ковке сильно востребованы разные инструменты и технологическая оснастка. Большую часть инструментов можно купить в любом инструментальном магазине, но отдельные приспособления придется заказывать. Можно приобрести и готовый набор для производства и приспособления для холодной ковки.
В количество необходимых инструментов входит и сварочный аппарат. На рынке существует множество предложений по поставке сварочного оборудования, но для нужд кузни имеет смысл приобрести аппарат, способный работать как с постоянным, так и с переменным током. Такой аппарат дает возможность работать с тонкими листами, без риска их испортить.
Углошлифовальная машинка нужна для механической обработки заготовок. С ее помощью можно что-то подрезать, что-то отшлифовать. Такая машина должна обладать определенным запасом мощности и высокими оборотами. Не помешает и зачистная машинка. Она потребуется для выравнивания сварного шва в труднодоступных местах, например, на стыке двух плоскостей.
Из электроинструмента понадобятся — дрель, перфоратор.
Кроме перечисленного инструмента, понадобится и набор технологических приспособлений. Для получения отдельных деталей используют шаблон, его применяют для получения металлических дуг или колец. Без такого приспособления, как объемник не получится получить узоры.
Кузнечное оборудование для холодной ковки можно купить в составе готовых комплектов, а можно сделать своими силами.
Станок улитка
Оборудование под названием «Улитка» позволяет изготавливать различные завитки. Для большего удобства в работе используют улитки с воротом.
Станок торсионный
Торсионное оборудование для ковки предназначено для скручивания прутка вдоль оси.
Для изготовления данного станка своими руками понадобится следующие материалы и инструменты:
- стальной лист;
- двутавр;
- слесарные тисы;
- крепеж;
- углошлифовальная машина;
- сварочный аппарат;
- приводная станция, состоящая из редуктора и электрического двигателя.
Станок гнутик
Данный тип оборудования применяют для гиба пруткового материала или труб под определенный радиус и угол. Работа на этом оборудовании не требует приложения больших усилий, а после обработки металл не изменяет свою структуру.
Гнутики работают так. Для получения готового изделия заготовку ставят между гибочным валом и упором. Гибкий вал оказывает давление на заготовку, а упор не дает ей деформироваться полностью.
Станок волна
Оборудование этого типа позволяет производить изделия волнообразного типа из круга, квадрата и других типов проката. С его помощью делают такие детали, как волны и зигзаги.
Универсальный станок для холодной и горячей ковки НК-1 — это установка, в составе которой имеется несколько блоков. Она позволяет выполнять множество операций и изготавливать различные детали, — завитки, кольца и пр. Оборудование этой марки позволяет наносить рисунок на металлические полосы, трубы и прочие виды профиля. При этом применяется метод холодной деформации.
