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.
Образцы художественной холодной ковки
Кованая подставка для цветов
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.
Холодная ковка своими руками как отдельный вид искусства
Холодная ковка – 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, перила лестниц, окна или входные двери. Простота и дешевизна позволят любому человеку быстро освоить процесс и самостоятельно воплотить в жизнь свои идеи.
Методом холодной ковки можно создавать невероятно красивые изделия.
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 |
|
|
Главный недостаток холодной металлообработки в том, что можно производить ограниченные наименования продукции.
Какими технологическими приемами обрабатывается металл холодным способом?
История возникновения кузни: описание холодной ковки
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.
Красивые кованые элементы можно создавать даже в домашних условиях без наличия специального дорогостоящего оборудования.
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.
Холодная ковка — один из древних методов обработки металла.
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.
Обратите внимание! 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.
Элементы холодной ковки можно использовать для украшения лестницы.
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.
Преимущества и недостатки
Преимущества
Низкую стоимость. Она объясняется малыми затратами энергии и труда.
Отсутствие требований в части квалификации исполнителя. Если горячая ковка доступна только профессиональному кузнецу с развитыми навыками и при наличии мощной печи, то холодной может заниматься любой желающий, притом в домашних условиях.
Высокие эстетические достоинства. Ворота, решетки и прочие изделия смотрятся дорого, благородно и привлекательно; издали они походят на кованые.
Высокую скорость изготовления. Набор элементов для ворот можно выполнить за полдня. Для их изготовления ручной горячей ковкой потребуется неделя.
Возможность создавать оригинальные изделия, по-разному комбинируя типовые элементы.
Недостатки
Ограниченный набор исходных материалов и конечных форм. По этой причине изготовленные данным методом предметы не могут сравниться в художественной ценности с полученными традиционной горячей ковкой.
Потребность в специальном оборудовании.
Специальное оборудование – один из недостатков холодной ковки.
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.
Для создания сложных кованых изделий понадобится не один верстак.
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.
На заметку! 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.
Гнутик помогает сгибать металлические прутья под любыми углами.
Механизм изгибания металла гнутиком:
- пластина или прут устанавливается между валиками;
- тисками 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.
Инструмент вальцовки гнутик довольно прост в использовании.
Приспособы
Оснастку, изготовленную вручную, никак не отнесешь к станкам, даже с учетом выполнения технологических операций на них с помощью мускульной силы. в интернете часто смешивают в одну кучу инструмент, оборудование и приспособления для ковки, разницу мы разъяснили тут, а здесь речь идет только про приспособления, что сложнее чем ручной инструмент, но проще станков с использованием электрической энергии.
Однако, по аналогии с оборудованием, приспособления имеют такие же названия. Для каждого вида станка применяется свое уникальное приспособление.
Улитка-твистер
Улитки относятся к классу станков, где формообразование происходит путем закручивания заготовки. Основными в конструкции являются приспособления, сделанные в виде подвижных и разборных частей лекала или неподвижного шаблона. Базовая поверхность оснастки выполняет функцию получения элементов согласно чертежных размеров.
Торсион
Это приспособление для торсирования или скручивания прутка металла вокруг своей оси. Задачи, которые решает оснастка: надежное закрепление концов прутка, обеспечение свободного вращения, устранения возможности отклонения оси вращения. Для изготовления фонарика используется оправка в виде трубы. Заготовка получается объемной формы.
Гибочные станки – гнутики
Очень часто гибочные станки называют гнутиками. Приспособление для загиба прутка на определенный угол имеет такое же наименование. Простая оснастка, состоящая из роликов и упоров, гнет по заданному шаблону прутки и стальные полосы.
Самодельный гнутик
Волна
Приспособление, основными частями которого являются подвижный и неподвижный ролик с упором, позволяет получать волнистый контур на прутках. Волны могут быть разные по длине и амплитуде.
Станок для холодной ковки типа Волна
Вальцы для гибки по радиусу
Ручное приспособление для гибки профильных труб, по другому трубогиб, можно изготовить своими руками. Самым простым примитивным приспособлением гнут трубы, требования к которым по точности гиба невысоки. Если в самодельную конструкцию заложить дополнительные приспособления, например домкрат, готовые гнутые элементы будут изготавливаться с меньшими потерями сил.
Штамповочные вальцы
В холодной ковке присутствуют элементы под названием гусиные лапки. Получить его раскаткой легко на предназначенном для этого штатном оборудовании. В то же время разработаны приспособления для выполнения этой технологической операции. Выполнены они в виде самодельных штамповочных вальцов или штамповой оснастки. Для изготовления таких самоделок требуются высокая квалификация исполнителя и специальные материалы.
Кондукторы
В качестве приспособлений в станках-улитках для получения завитков, спиралей применяются кондуктора. Они представляют собой оправки, контур которых соответствует изготавливаемым элементам. Станки имеют два основных вида конструктивного исполнения:
- кондуктор выполнен в виде разборного поворотного шаблона с находящимся в его оси воротом;
- с неподвижно закрепленным кондуктором и обкатным роликом.
Создание завитка для балясины на самодельном кондукторе
Если к станку-улитке с поворотным лемехом добавить дополнительно еще один ворот, можно получать изделия с плавными волнами. Изменяя расстояния между воротами, получите разнообразные по контуру волны.
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 металлический уголок, 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.
Инструмент улитка позваляет создавать из кованого металла завитки.
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.
Наборной модуль позволит создать из кованого метала завитки различного радиуса.
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.
Станки для холодной ковки
Ниже мы приведём вам инструкции по самостоятельной сборке станков для холодной ковки.
Станок «улитка»
Изготовление станка «улитка», это один из примеров самостоятельного конструирования, при этом давать советы с точным указанием размеров всех деталей не имеет смысла. Вам нужно ориентироваться на своё представление о работе станка, как и что будет гнуться, какое количество витков спирали будет достаточно для качественной работы, какого размера будет рычаг со столешницей. Если вы поймёте суть процесса изготовления станка, то сама сборка не вызовет особых затруднений.
Станок “улитка”
Изготовление основных узлов станка
Каркас.
Процесс сгибания железного прута, подвергает станок сильным нагрузкам, поэтому при изготовлении каркаса для «улитки», используется только металлические уголок, швеллер или толстостенная труба. Не делайте каркас из деревянных брусьев, такой стол не выдерживает длительных нагрузок и разрушается.
Столешница.
Столешница для «улитки» делается из металлической плиты вырезанной в форме круга, толщиной не менее 4мм. Из этой же плиты, вырезается вторая столешница, повторяющая форму первой. На второй столешнице будут размещаться сегменты улитки и производится сгибание изделий. В процессе холодной ковки, столешница принимает на себя основную часть нагрузки, поэтому не нужно экономить и делать её из более тонкого листа железа.
Основной вал и рычаг.
Основной вал размещается по центру между столешницами и крепится к основанию с помощью четырёх прямоугольных треугольников. Изготовить вал можно из толстостенной трубы нужного диаметра. Рычаг крепится к валу с помощью кольца и вращается вокруг него, дополнительно на рычаг устанавливается ролик для сгибания прутьев на верхней столешнице.
Схема станка
Разметка и монтаж навесных деталей
В зависимости от того желаете ли вы производить только однотипные образцы или вам потребуются более художественные изделия, существует три варианта устройства «улитки». Вариант №1. Это самый простой из трёх вариантов, суть его в том, что на столешнице прорисовывается контур спирали.
Чертёж сегментов “улитки”
По своей сути это рисунок будущих изделий которые вы будете производить на станке. После нанесения схемы, достаточно вырезать из толстых полос железа разной ширины, несколько сегментов, повторяющих линию рисунка и приварить их по разметке к столешнице. На такой статичной «улитке» вы сможете производить простейшие изгибы. Вариант №2. Второй вариант является самым популярным среди самодельных станков, он подразумевает изготовление разборной улитки из съёмных частей. Вдоль контуров разметки высверливаются отверстия, в которых нарезается резьба. Далее, из картона или фанеры изготавливаются шаблоны для сегментов-упоров и по ним из металла делаются накладки. В завершении, в накладках высверливаются отверстия, которые должны совпасть с посадочными гнёздами на столешнице. Для закрепления сегментов, используются в основном болты, но вы можете сделать и цилиндрические упоры. Данная конструкция «улитки», позволит на одном станке производить спиралевидные заготовки с различными радиусами.
“Улитка” из полос металла
Вариант №3. В третьем варианте вместо разборных сегментов-упоров, изготавливаются несколько съёмных модулей с разными вариантами улитки, которые меняются по мере необходимости. Модуль делается куска железа на который наварены сегменты повторяющие части спирали.
Модули “улитки”
Сборка станка.
- Установите каркас на месте где вы будете иметь свободный доступ к станку со всех сторон.
- Забетонируйте ножки каркаса в полу или закрепите каркас другим доступным способом.
- Приварите к каркасу основную столешницу.
- Установите основной вал приварив его к столешнице и укрепив треугольниками.
- Наденьте на вал вращающийся рычаг.
- Установите верхнею столешницу, приварив её к основному валу.
- Установите на столешницу сегменты улитки.
После сборки проведите пробное сгибание прута. Что бы более подробнее узнать о сборке станка для холодной ковки «улитка» ознакомьтесь с видеороликом:
Станок торсионный
Данный станок предназначен для одноосного продольного скручивания заготовки из прутка поперечной или квадратной формы.
Станок торсионный
Для основания торсионного станка используются швеллер или двутавр. К нему с помощью сварки присоединяют толстую железную полосу, на которую устанавливают тиски для зажима неподвижной части прута. Тиски закрепляются четырьмя болтами диаметром М16 или более. Для увеличения прочности зажима прутка, на тиски навариваются рифлёные пластины из листовой стали. С противоположной стороны основания устанавливаются направляющие ролики, к которым присоединяется зажимной узел для подвижной части заготовки. Его изготавливают из стальной втулки, в которой необходимо предусмотреть отверстия для зажимных болтов расположенных под углом 120 градусов. Болты должны иметь плоский торец и быть изготовлены из качественной стали. Оба зажимных устройства должны располагаться соосно, для этого их необходимо проверить с помощью уровня, слесарного угольника и штангенциркуля.
Виды станков
Далее необходимо изготовить ручку для проворачивания подвижной части зажима. Её рычаг должен бить как можно длиннее, для снижения прикладываемого усилия. Саму рукоятку лучше сделать с резиновой втулкой, для исключения проскальзывания руки во время работы. После полной сборки станка его проверяют на надёжность работы подвижных элементов и точность производства деформации прутка. После проверки станок крепится к опорной раме.
Простая модель торсионного станка
Как сделать торсионный станок своими руками смотрите в ролике:
Станок «гнутик»
Чтобы качественно сформировать угол в изделии производимом методом холодной ковки, вам понадобится станок под названием «гнутик». Он состоит из стальной пластины с подвижным упором на которых находятся два опорных вала и рычаг.
Станок “гнутик”
Заготовка помещается между клином и опорными валами. После этого, с помощью рычага происходит смещение клина по направлению к валам, что приводит к изгибу заготовки.
Компьютерная модель станка
Изготовить такой станок довольно просто, главное следовать приведённому чертежу и использовать инструментальную сталь, поскольку во время работы на части устройства производится большая нагрузка. Как сделать станок “гнутик” вы также можете посмотреть в видеоролике:
Станок «волна»
Правильнее назвать данный станок — управляемая волна. Оснащение станка состоит из пары стальных дисков диаметром 140 мм., которые крепятся при помощи болтов к рабочей столешнице. На ведущем диске закреплена ось вращения универсального воротка.
Станок “волна”
Управление волной происходит в следствии изменения расстояния между дисками. При обкатывании воротком прутка вокруг ведущего диска, происходит формирование узора, после этого, пруток снимается с кондуктора и формируется узор с другой стороны. Посмотреть работу станка вы можете в видеоролике:
Станок — пресс
Для формирования наконечников прутьев необходим пресс. Этот станок работает по принципу маховика, в начале вращая штангу с грузами отводят винтовой боёк назад до упора. После этого вставляют в гнездо сменный штамп и ставят заготовку. Далее, быстро раскручивают штангу в обратную сторону и оставляют его свободно вращаться. В заключении боёк сильно бьёт по хвостовику штампа, за счёт этого развивается усилие достаточное для штамповки.
Прокатный пресс
Что касается ручного прокатного стана, то его можно сделать самостоятельно, но вам всё равно придётся заказывать — валки из специальной стали, подшипниковые втулки и валы, а шестерни покупать в магазине. Изготовить на таком станке можно только наконечники «гусиная лапка» и «лист».
Соединение и покраска деталей
Элементы произведённые методом холодной ковки, соединяются двумя способами:
- Сварка — детали привариваются друг к другу, а окалина стачивается «болгаркой» или другой шлифовальной машиной.
- Хомуты — такой вид соединения смотрится гораздо красивее. Для хомутов используют проштампованные полоски металла толщиной от 1,5 мм.
Покраску готовых изделий производят кузнечными эмалями или красками для металла на акриловой основе.
Соединения деталей с помощью сварки
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.
Сделать прут волнообразным поможет инструмент «Волна».
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.
Создавать кованые элементы можно используя инструменты фонарик и твистер.
Обратите внимание! 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.
Торсионы от слова торс, торсионные станки
Технология создания завитков.
Скручивание вдоль торса, и этом сказано многое. Торсионный станок для холодной ковки предназначен для винтового продольного скручивания прутьев. Если разобраться, то скручивать их можно без станка: достаточно зажать в тисках один конец, подставить чурбак под другой конец, скручивать прут в направляющей трубе. Все просто, но мы говорим сегодня о художественной ковке, поэтому качество скручивания с учетом мельчайших нюансов – требование номер один. Поэтому скручивать прутья, хоть вдоль, хоть поперек, лучше с помощью станков.
В отличие от твистеров, торсионное оборудование вполне можно сделать самостоятельно, подавляющее большинство торсионов в народе – самодельные. Для этих станков тоже нужна прочная станина с такими же прочными креплениями на опорной поверхности. Прутья в правильных торсионах удерживаются в патронах с квадратным сечением, которые фиксируются зажимами.
Все было бы элементарно, если бы среди мастеров холодной ковки не считались особым шиком художественные фигуры типа корзинки, фонарика или шишки – фигурных утолщений из нескольких скрученных прутьев. Все они называются загадочно — филаментами. Для их изготовления в торсион нужно вставлять уже пучок прутьев меньшего размера, чаще всего 4 – 5 штук.
С шишками и фонариками придется повозиться – ветви из прутьев нужно разводить вширь вручную, что очень непросто и требует приличного навыка. Для качественных филаментов, предмета гордости кузнецов, на торсионах крепятся специальные бабки с шпинделями с винтовой подачей. Хлопотные элементы, но для воплощения художественных замыслов и эстетики металлов – без филаментов никуда.
Штампы для гибки.
Внимание! Торсионные станки – единственное кузнечное оборудование для холодной ковки, в котором электрический привод оправдан и целесообразен при любом объеме работ. Это действительно так, уж больно утомительная и нудная работа с ручным приводом шпинделя. Но это не главная причина. Ручным способом невозможно добиться равномерной скрутки, для этого нужно очень равномерное вращение.
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.
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.
Чертеж будущего кованого изделия существенно облегчит труд мастера.
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.
Различные типы верстаков позволяют создавать уникальные кованые элементы.
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.
Обратите внимание! 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.
Методом холодной ковки можно создавать объемные элементы.
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.
Способы ковки: может ли холодная быть альтернативой горячей
Люди давно подметили, что разогретому в кузнечном горне металлу можно придать практически любую форму. Кованые изделия отлично смотрятся в любом интерьере. Они могут быть элементом декора как деревянных, так и каменных коттеджей.
Среди владельцев частных домов вряд ли найдётся такой человек, который не хотел бы иметь кованую ограду, перила или лестницу. Но, несмотря на множество плюсов, изделия, полученные при помощи горячей ковки – процессе, при котором металл под действием высокой температуры становится пластичным, из-за высокой цены доступны не всем. Есть альтернатива – холодная ковка металла. Главный её плюс не только низкая цена, но и доступность технологии для самостоятельного повторения.
Холодная ковка металла – это процесс, при котором металл не подвергается нагреву, а форма изделию придаётся за счёт его гибки, опрессовывания, и сваривания из нескольких заготовок.
Некоторые специалисты считают название «холодная ковка» не совсем правильным. По их мнению, ковкой можно назвать только процесс пластичной деформации раскалённого металла. Но название этого способа металлообработки прижилось. Более того, пользователи FORUMHOUSE считают, что в ряде случаев, холодная ковка металла может стать достойной заменой ковке горячей. Так ли это на самом деле мы расскажем в сегодняшнем материале.
Особенности холодной ковки
Существует расхожее мнение, что изделия полученные методом гнутья выходят однообразными, больше похожим на фабричную штамповку, поставленную на поток. Однако практика показывает, что при надлежащем подходе, с помощью холодной ковки можно создавать настоящие авторские работы.
Чаще всего методом холодной ковки металла делают:
- решётки на окна;
- элементы козырьков, перилл и навесов для входной группы;
- декоративные элементы для заборов ворот и калиток;
- фигурные ножки для столов и стульев;
- элементы декора: подставки под цветы, каминные решётки, обрамление картин, зеркал и т.д.
Под художественную – горячую ковку металла, выдаются изделия полученные методом холодной деформации на специальном оборудовании, в дальнейшем сваренных в одно целое: элементы забора, ограды или калитки. Причём, непосвящённый человек, сразу и не поймёт, каким способом ковки было изготовлено это изделие.
Леший 2пользователь FORUMHOUSE
На мой взгляд, кованые элементы выполненные методом холодной деформации (гнутья), смотрятся ничуть не хуже тех же элементов выполненных вручную – горячей ковкой. А стоят дешевле.
Kholmoffпользователь FORUMHOUSE
Холодная ковка металла позволяет с помощью достаточно простого набора оборудования, создавать типовые элементы – торсионы, раскатанные пики, волюты, элементы пространственной гибки. И затем, комбинируя этот набор, (примерно из 10-15 видов типовых элементов) создавать сложные узорчатые изделия. Освоить процесс гнутья может любой человек владеющий слесарным инструментом, было бы желание.
Обычные геометрические формы, в сочетании с завитками и волнами, могут выглядеть в металле очень красиво, т.к. любой самый сложный узор состоит из множества простых элементов.
Существенное преимущество холодной ковки металла перед ковкой горячей – высокая производительность. Для работы не требуется много места. Нет необходимости обустраивать и разжигать горн, ковать, стучать молотом по наковальне. Меняя только оснастку, можно быстро создавать разнообразные элементы, но для соединения узлов потребуется хорошо освоить сварочное дело.
Kholmoffпользователь FORUMHOUSE
Я когда-то я занимался холодной ковкой и научился варить полуавтоматом за два дня.
Форумчане рекомендуют начинать практиковаться в холодной ковке с простых изделий. Необходимо «набить руку», понять, как ведёт себя металл при гнутье, а потом переходить к более сложным и масштабным работам.
Для получения хорошего результата, процесс холодной ковки металла следует разбить на ряд последовательных этапов:
- Идея и постановка задачи.
- Схематический набросок идеи от руки на бумаге.
- Точная прорисовка изделия, либо от руки, либо в графической программе.
- Разбивка всего изделия на отдельные простые элементы.
- Прорисовка, или распечатывание на принтере, узлов изделия в натуральную величину.
Некоторые принтеры поддерживают плакатную печать, т. е. печатают части большого изображения на листах А4, потом их остаётся только склеить.
- Расчёт количества необходимого материала.
- Изготовление отдельных элементов.
- Шлифовка и сборка (сваривание) отдельных элементов в единую конструкцию.
Несмотря на кажущуюся простоту, занятие холодной ковкой металла требует вдумчивого подхода и грамотного расчёта всех деталей будущего изделия. Эксперты FORUMHOUSE советуют – для визуализации идеи, предварительно изготовить отдельные узлы из проволоки в натуральную величину. Это поможет понять, как будут сочетаться различные элементы друг с другом и вовремя исправить ошибки, либо найти более удачное комбинацию узоров и отдельных элементов.
К основным элементам, получаемым при холодной ковке металла, относятся:
- Лапки и пики. Эти элементы раскатываются из металлического прута.
- Завитки. Включают в себя: волюту, червонку и улитку. У волюты, или, как её ещё называют баранки, концы загнуты в одну сторону. Червонка похожа на знак $. Улитка напоминает запятую.
- Кольца делаются из прута, круглого или квадратного сечения, намотанного на специальную оправку. Получается своеобразная металлическая пружина, которую затем нарезают на кольца.
- Торсион. Один из самых распространённых элементов. Получается путём скручивания одного или нескольких прутов.
Все вышеперечисленные элементы можно сделать, комбинируя всего три технологических процесса.
Это:
1. Вытяжка. Благодаря этому процессу, за счёт уменьшения сечения заготовки, она увеличивается в длину. Таким образом, обычно получают лапки и пики, для чего металл помещают в специальный раскаточный или опрессовочный станок. За счёт пропускания заготовки через вальцы, и постепенного уменьшения расстояния между ними, материал раскатывается. Также на вальцах могут быть нанесены рельефные насечки, которые придают поверхности заготовки определённую текстуру.
2. Кручение. Металл (полоски или прутья) закручиваются вдоль своей оси. Закручивать можно одну, две, три, и более заготовок. Для этого один конец заготовки (или заготовок) помещают в тиски, а другой начинают поворачивать вдоль оси. Если скрутить несколько прутков, а затем сжать их, приложив усилие вдоль оси, то они разойдутся по дуге. Получится утолщение из сплетённых прутьев под названием «Фонарик» или «Корзинка».
3. Гнутьё. Металл гнут на специальном станке, используя шаблоны.
Чтобы гнуть металл в разных плоскостях, необходима простейшая оснастка и нехитрое станочное оборудование. На рынке представлено множество станков для холодной ковки. Но из-за высокой цены, их приобретение оправдано только в том случае, если планируется дальнейшее получение прибыли. Начинающий мастер, занимающийся холодной ковкой «для себя», вполне может обойтись самодельными станками для гнутья металла.
На первых порах можно обойтись простыми кондукторами и оправками, вставленными в обычные слесарные тиски. Сделать торсион можно зажав конец заготовки в тисках, затем надеть на неё трубу, и, при помощи воротка, скрутить заготовку вдоль своей оси.
Alexei62пользователь FORUMHOUSE
Все инструменты для холодной ковки (кроме сварочного аппарата) можно сделать из подручных средств.
Для холодной ковки металла чаще всего используются следующие инструменты:
- Гнутик. С его помощью заготовка изгибается под определённым углом.
- Улитка. С её помощью заготовка загибается по спирали. Меняя шаблоны можно изменять радиус изгиба.
- Фонарик. Это приспособление напоминает оснастку для токарного станка. С помощью этого инструмента, металлические заготовки переплетаются друг с другом для получения одноимённого элемента.
- Волна. Принцип действия этого инструмента понятен из названия. С его помощью металлу придаётся волнообразная поверхность. Расстояние между «гребнями» волн, и их высоту, можно регулировать в зависимости от настройки станка.
- Твистер. Скручивает полосу или пруток вдоль продольной оси.
Принцип работы всех вышеперечисленных станков весьма прост. Он основан на прикладывании определённого усилия к заготовке через рычаги, приводящего к деформации металла. Гнутьё металла на станках происходит вручную. Для облегчения труда, некоторые станки оснащаются электродвигателями, что увеличивает их цену. Многие домашние мастера предпочитают изготавливать станки для холодной ковки самостоятельно. Также с приходом опыта, и увеличения сложности изделий, приходится дооснащать станки разнообразной оснасткой – шаблонами, кондукторами, упорами, ограничителями.
Здесь открывается большой простор для творчества. Каждый мастер делает приспособления под свои задачи. Важно соблюдать принцип разумной достаточности. Самые красивые изделия можно сделать, используя минимум приспособлений.
Секреты холодной ковки
Один из главных вопросов начинающих мастеров: «Какой металл подходит для холодной ковки». По мнению форумчан нужно не пожалеть времени и обойти местные металлобазы, и ознакомится с тем перечнем, который они предлагают. Для холодной ковки используется самый обычный «чёрный» металл. Ходовой размер для полос — ширина 14 и 16 мм, толщина 2-4 мм. Пруток — квадрат со стороной до 10 мм. Такой материал проще гнуть. Более толстый материал, полосу 20х4 мм и т.п., придётся сначала разрубить.
Alecko7пользователь FORUMHOUSE
Квадрат сейчас катается из кругляка на холодную, поэтому на выходе имеем нагартованный, очень жёсткий металл. Приходится его отжигать. Также при холодной ковке нужно обязательно учитывать тот факт, что при накрутке металл может «отыграть», изменив свою форму.
После того как все заготовки сделаны, их собирают и сваривают, для чего удобно использовать специальный сборочный стол. Перед сваркой готовые изделия необходимо зачистить.
Совет от FORUMHOUSE: перед началом сварки, электроды можно прогреть/просушить в специальном термокофре или обычной бытовой духовке. Благодаря этому они дольше остаются нагретыми и не набирают влагу в обвязку, что улучшает качество сварки.
Просто Дедпользователь FORUMHOUSE
Я рекомендую сборочный стол разлиновать подобно тетрадке «в клеточку». Это поможет быстро и правильно, без излишних трудоёмких замеров, разложить все детали. Наличие струбцин обязательно! Хорошо себя зарекомендовали так называемые – струбцины с параллельными губками. Они позволяют «подлезть» в труднодоступные места.
При сборке конструкции на столе, мастеру просто необходимо применять «третью руку», в качестве которой используются быстрозажимные клещи или зажимы.
Финальным штрихом становится окраска готового изделия. Этот этап очень важен. Даже самый красивый узор может быть испорчен небрежной финишной отделкой. И здесь есть свои рецепты.
Cosolapyjпользователь FORUMHOUSE, Москва.
Изделия, полученные методом холодной ковки, советую покрыть патиной. Это подчеркнёт фактуру материала.
Но фирменная патина дорого стоит. Поэтому форумчанин предложил свой – «бюджетный» рецепт патины. Он берёт в порошке серебряную или золотистую краску, заливает её лаком для металла или дерева. Далее берём маленькую кисточку, и, размешав смесь, (пока серебрянка не осела) круговыми движениями, слегка касаясь заготовки патинируем её.
Ещё один секрет форумчанина: декорировать изделия полученные методом холодной ковки помогает ржавчина, но при условии, что металл не прогнил насковзь.
Cosolapyjпользователь FORUMHOUSE
Тронутый коррозией, он приобретает эффектную фактуру и не требует дополнительной декоративной обработки поверхности.
Такое изделие выглядит «под старину», словно ему не один десяток лет, а не новоделом.
Холодная ковка увлекательный процесс, стоит только попробовать, вложить труд и силы. Если заболел металлом – это навсегда. Наградой же станет уникальные предметы декора, сделанные собственными руками!
«Холодная ковка: мифы и практика» обсуждаются в этой теме. Как правильно сочетать деревянные и кованые изделия в интерьере. Всё о художественной ковке.
Секреты кузнечного мастерства представлены в этом видео.
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.
Красивые кованые изделия могут быть выполнены в различных стилях.
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.
Изделия в стиле барокко являются наиболее распространенными.
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.
Классический стиль позволяет сочитать в себе различные кованые элементы.
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.
Красивый кованый узор сложно создать без чертежа.
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.
На заметку! 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.
Изделия смотрятся более целостно, если элементы соединены с помощью сварки.
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.
Холодная ковка позволяет создавать своими руками красивые и оригинальные изделия.
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.
