Станки для художественной ковки

Процесс применения методики холодной ковки

Изначально определив, чем можно дополнить композицию, созданную на участке необходимо заранее подготовиться к самостоятельному изготовлению функционального или декоративного украшения, закупив необходимое оборудование и материалы.

Заранее приготовив все, что нужно для ковки своими руками можно изучить несколько мастер-классов и самостоятельно попробовать изготовить несколько несложных элементов или простых конструкций для получения практичного опыта.

Использование методики холодной ковки не требует больших финансовых вложений, позволяя украсить дом и участок эффектными и функциональными конструкциями или отдельными элементами, которые будут радовать глаз.

Изготовление элементов, как делать

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

Холодная ковка и сварка, решетка из завитков с хомутами

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

На специальной оснастке изготавливаются:

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

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

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

При окончательной отделке изделие зачищают и наносят декоративное покрытие.

Длина, размеры заготовок

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

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

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

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

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

Завитки

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

Цветы

В обзоре представлен полная и подробная инструкция изготовления цветка: от прорисовки элемента на металле до крепления детали в общую композицию.

Основы рабочей деятельности

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

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

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

Весь процесс всегда осуществляется крайне медленно, а работа проводится в толстых перчатках. Несмотря на податливость прута, бывают ситуации, когда металл лопается. В таких случаях нужно просто быть готовым, чтобы убрать бракованную заготовку и продолжить работу без потерь времени и здоровья.

Как построить завиток?

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

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

Построение образующих шаблонов для холодной ковки на основе спиралей

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

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

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

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

Что можно сделать собственноручно?

Многие считают, что создать собственноручно качественное кованое изделие невозможно, другие полагают: ничего особо сложного в кузнечном деле нет, раз им с успехом занимались ещё наши предки в стародавние времена. И те, и другие ошибаются. Для того чтобы самому выковать даже небольшой элемент, нужны не только орудия труда и навыки, но и знания свойств металлов. Горячая ковка – тяжелый труд в условиях, которые весьма далеки от офисных. Что же делать?

Если нет желания строить кузницу и осваивать технологию кузнечного дела, можно ограничиться аналогом художественной ковки. Создадим сварную конструкцию из металлопрофиля и металлопроката, которую можно будет украсить готовыми деталями художественной ковки. Для этого нам будут нужны: источник электроэнергии; ровная поверхность для сборки изделия; болгарка с металлическими щетками, зачистными и отрезными кругами; нерястягивающаяся веревка, маркер; молоток, две шпильки; сварочный аппарат с маской, перчатками и электродами.

Даже без кузницы можно со временем научиться делать настоящие шедевры

В качестве материала будем использовать металлопрофиль, а также металлопрокат. Последний лучше брать меньшего сечения, поскольку тогда мы сможем его согнуть, не прибегая к особым условиям нагрева.

• Выбираем рисунок. Не усложняйте эскиз, который придется рисовать, потому что это первое Ваше изделие и металл – не особенно пластичный материал.
• Покупаем металл. Следует исходить из того, что длина стандартного прута – шесть метров. Нужно посчитать свою потребность в металле и взять его с небольшим запасом.
• Обработка. Доставленный материал лучше сразу очистить от ржавчины. Потом это сделать будет сложнее. Для этого используем надетую на болгарку щетку из металла.
• Сборка рамки. На ровной поверхности (стапель, верстак, стол) делаем рамку изделия. Её размеры учитываются по внешним поверхностям. Каждый из 4-х углов рамки будет иметь сварной шов. Чтобы рамку не перекосило, прихватываем сначала одну из сторон. Какая будет первой – все равно. По нескольку капель сварки капаем не верхний и нижний углы, после чего выравниваем диагональ, постукивая по неприваренным углам. После чего привариваем два оставшихся угла.
• Измерения. Наносим на поверхность (стол, ДСП, асфальт) будущий рисунок в масштаба 1:1. Для измерения его элементов берём веревку. Прикладываем веревку к элементам рисунка, как к трафарету. Так мы выясняем длину отрезков, на которые режем пруты.
• Деформация. Чтобы деформировать заготовки, нужно создать приспособление: на ровной поверхности привариваем в 2-3 см друг от друга два шпильки. Используя их и молоток, постепенно выгибаем пруты, постоянно сравнивая результат с трафаретом.
• Сборка и сварка. Раскладываем элементы на трафарет, собирая рисунок и подрезая лишнее. Аккуратно свариваем изделие с одной, а потом и с другой стороны.
• Чистка. Зачищаем всё лишнее.
• Готовые детали. Покупаем готовые элементы ковки, которые послужат украшением основы. Привариваем их на предназначенные для них места, зачищаем места сварки.
• Грунтовка и покраска. Грунт используется белый, чтобы видеть при покраске недочеты. Краска по свойствам должна сочетаться с грунтом.
• Шик и блеск. Привлекательность изделию придадут специальное состаривание или золочение.

Получившееся изделие по внешнему виду будет мало отличаться от кованого, а при определенных навыках, которые вырабатываются с опытом, можно научиться создавать настоящие шедевры.

Основы технологии обработки металла

Получение готового элемента забора или подставки под кашпо в цветник включает в себя несколько последовательных технологических процессов. Самый главный, из которых придание заготовке из проката необходимую форму. Холодная ковка металла использует следующие виды обработки:

• гибка;
• штамповка;
• скручивание;
• ковка;
• прокат.

Применяемые приёмы и способы обработки зависят от формы и вида металлопроката

И здесь необходимо обратить внимание на то, чем отличается горячая ковка от технологии холодной обработки металла. При нагреве заготовки происходит изменение структуры металла, он становится пластичнее, так, появляется возможность придать заготовке нужную форму, приложив немного усилий

При холодной ковке, металл не нагревается, и его структура остаётся прежней. В этом случае приходится прикладывать больше усилий для получения детали нужной формы. Дело в том, что при гибке или скручивании сопротивление поверхностного слоя металла усиливается жёсткостью формы заготовки. А сердцевина, обладающая высокой вязкостью, принимает форму только после преодоления сил сопротивления поверхностных слоёв.

Станок гнутик для изготовления завитков Источник ytimg.com

Поэтому, чтобы получить определённые виды ковки обычным молотком не обойтись. Для успешной работы необходимы специальные устройства и приспособления. Особенность технологии заключается в том, что для получения одной формы используется один вид инструмента.

Любое приспособление для холодной ковки это специальный инструмент:

• гибка профиля и полосы в завиток осуществляется на станке-улитке;
• штамповка, при изготовлении лепестков или розеток, использует пресс и пуансоны;
• скручивание полосы, квадрата, трубы выполняется на торсионе;
• ковка или расклёпывание делается на наковальне или при помощи гидравлического пресса;
• для проката используются вальцы разного профиля и диаметра.

Устройство станков для ковки по холодному типу

Каждое приспособление для того, чтобы можно было заниматься холодной ковкой, имеет свои особенности и параметры. Чтобы беспрепятственно можно было сделать станок для холодной ковки своими руками, необходимо разобраться, что представляет собой каждый из них.

Станок	Устройство
Гибочные станки	Конструция этого устройсвта такова, что при помощи изменения роликов и клиньев меняется размер волн и изгибов. Им возможно изгибать прутья до 16 мм. Единственный нюанс этого устройства- его нельзя сделать самостоятельно, потому как требуется обрабатывать и вытачивать много деталей точного размера. Стоимость такого приспособления невелика.
Твистер	Работает агрегат благодаря оснащению его специальным шаблоном, к которому придавливается обрабатываемый кусок металла. Давление при этом должно быть очень большим, поэтому те, кто работают на твистере, должны обладать достаточной силой для этого. Кроме этого, сохранность самого шаблона обеспечена наличием упорного рога (концевого). Что касается серединного рога, который иначе назван обводящим, то его следует делать таким образом, чтобы он мог менять свое положение и быть в нем зафиксирован. От этого зависит эффективность работы, особенно для тех, кто приступает к процессу впервые.
Основание с проставками	Такой агрегат позволит сделать узоры абсолютно любых вариаций. Сама по себе конструкция очень проста и представляет собой пластину из прочного и надежного материала, в которую вкручены проставки на определенном расстоянии. Для таких целей можно использовать болты с размерами от м8 до м24. Толщина металла при этом зависит только от мастерства того, кто работает на станке. В основном такое приспособление хорошо подходит для металла с толщиной 6 мм.
Улитки Станок-твистер	С воротом	Такая установка представляет собой пластину-основу, на которой находится специальный виток. Такой виток используется в качестве шаблона для будущего изделия. Особенность станка в том, что «улитка»-шаблон разделена на несколько частей, которые закреплены между собой при помощи специальных соединительных элементов, что позволяет во время работы шаблону варьировать по форме, чем и создаются различного рода волны и изгибы. Минусы в такой конструкции тоже есть, поскольку для того, чтобы изготовить такой станок для холодной ковки своими руками необходимо подбирать очень прочный материал, которой не согнется со временем. Также продумывать соединительные петли, которые достаточно уязвимы, учитывая величину силы, с которой происходит весь процесс сгибания металла.
Рычажного типа	В таком типе станка «улитка» шаблон прикреплен очень прочно к основанию. Производительность у него за счет такого факта меньше, однако, надежность больше. при помощи специального рычага осуществляется прижим металлической пластины к шаблону, одновременно в процессе необходимо перемещать передвижной ролик. Чтобы сделать такой станок для холодной ковки своими руками можно использовать стальной материал, который отличен свей прочностью, а ролик можно выполнить из обычного роликового подшипника. В целом конструкция схожа с трубогибом.
Торсионный станок	Такое устройство хорошо поможет в винтовом скручивании прутьев. Такой станок делается из основы цилиндрической формы из металла и двух крепежных и одновременно скручивающихся элементов. Желательно оснастить такую конструкцию специальной парой лап, которые не будут давать обрабатываемому металлу гнуться не так как необходимо. Принцип работы на станке таков, что прут помещается в удерживающие его элементы, с одного конца зажимается, а с другого конца с помощью вращающегося шпинделя закручивается до нужного размера винтовой волны.

Читать также: Как правильно пользоваться сварочным инвертором

Как правильно подобрать станок для холодной ковки: основные критерии выбора

Приняв решение заниматься холодной ковкой металла, вам предстоит столкнуться с проблемой выбора оптимального приспособления. Чтобы не совершить ошибку на этом этапе, достаточно определиться с основными условиями. Давайте же непосредственно рассмотрим каждое из них в отдельности.

Способ работы (управления)

В данной категории существует всего два варианта – либо ручной механизм, либо электрический. Первый метод лучше всего подойдёт новичкам, поскольку при нём можно оперативно изготавливать одинаковую продукцию без переналадки. Версия с электромотором, наоборот, довольно требовательна к навыкам мастера, но зато отличается высокой производительностью и возможностью работы с крупногабаритными профилями.

ФОТО: ahequkupimer.tkЕщё одним несомненным достоинством ручных ковочных станков является высокая надёжность и долговечность

Производитель оборудования

Не менее важный аспект – происхождение героя нашего обзора. На первый взгляд может показаться, что качественный заводской продукт будет идеальным при любых обстоятельствах. Да, в 95% случаев именно так всё и обстоит. Но не стоит забывать о талантливых обладателях «очумелых ручек». При желании, они могут создать с нуля уникальный самодельный инструмент, имеющий особые характеристики.

ФОТО: omowolybikij.tkПри желании, можно собрать готовый станок лишь из подручных материалов – были бы чертежи да опыт сварочной работы

Кстати, раз речь зашла о заводских моделях, не лишним будет предложить читателям небольшой рейтинг производителей станков, присутствующих на отечественном рынке:

Бренд	Страна производитель	Популярная модель	Оценка HouseChief, балл
	Польша	Ручной гибочный универсальный инструмент Stalex SBG-40	8,2/10
Ручной гибочный универсальный инструмент Stalex SBG-40
	Россия	Универсальный гибочный станок TRIOD SBG-30	8,7 /10
Универсальный гибочный станок TRIOD SBG-30
	Чехия	Ручной листогибочный станок Proma UO-30	9,2/10
Ручной листогибочный станок Proma UO-30
	Германия	Инструменты для гибки завитков Blacksmith M3-V9	9,4/10
Инструменты для гибки завитков Blacksmith M3-V9
	Россия	Станок художественной ковки Ажур-1М	9,7/10
Станок художественной ковки Ажур-1М Станок художественной ковки Ажур-1М

Многие из читателей интересуются: правда ли можно изготовить самому с нуля работающую версию приспособления? Мы с уверенностью отвечаем – да, это действительно так. Более того, можно встретить массу реальных примеров подобной деятельности. Представленное ниже видео покажет вам лишь одну из сотен возможных вариаций. Всё зависит только от вас и вашего желания!

Watch this video on YouTube

Многозадачность

Как мы уже говорили ранее, герои нашего обзора могут быть как узкоспециализированными, так и универсальными. И хотя второй вариант кажется более выгодным и производительным, подобное решение подойдёт далеко не всем. Во-первых, вам может понадобиться лишь одна-две функции, а не целый набор возможностей – а это уже нерациональная переплата. Во-вторых, универсальные агрегаты быстрее выходят из строя, поскольку они используют чересчур много ресурсов. Также для начинающих кузнецов будет куда проще разобраться в особенностях работы узконаправленного приспособления для холодной ковки.

ФОТО: ggptl.gomel.byПодобный прибор хорошо подойдёт для небольшого завода или частной мастерской, но никак не для обычных бытовых нужд

Стоимость аппарата

Наконец, не лишним будет упомянуть о ценах на продукцию. На самом деле, найти устройство дешевле десяти тысяч рублей в данном сегменте не так просто – поэтому многие и стремятся к изготовлению самодельного оборудования. Тем не менее, станки заводского производства актуальны всегда, особенно для тех, кто хочет активно заниматься производством кованых изделий различного вида и назначения.

ФОТО: websvarka.ruСэкономив на приобретении полноценного агрегата, вы вряд ли получите максимально качественный и надёжный результат

Сооружение станка для холодной ковки

При составлении чертежа для дальнейшего создания шаблона для станка лучше всего позаботиться о том, чтобы он имел максимальное количество различных вариаций касаемо изгибов и волн. Имея такие заготовки можно создать станок для холодной ковки с множеством сменных насадок, что будет давать возможность изготавливать различные узоры и вензеля.

Последовательность действий при создании устройства:

• Изначально понадобиться металлическое полотно, размер которого будет зависеть от количества узоров, размещаемых на нем. Размещать сами шаблоны следует таким образом, чтобы было место для изготовления изделий, потому как в процессе материал с насадок может смещаться из-за нехватки места. Также при недостаточном удалении друг от друга шаблонов, могут возникнуть осложнения в работе.
• Что касается самих вариаций шаблонов, то они могут быть как простыми, так и содержать не один поворот вензеля. Можно сделать подобную улитку лемешного типа и продумать конструкцию изгибов в разобранном и собранном состоянии. При этом стоит быть внимательными при подборе материала для фиксации раздвигающихся частей – он должен быть максимально прочным.
• Смену насадок можно обеспечить, сделав прорезь прямоугольной формы, в нее можно будет вставлять сменные шаблоны для ковки. Прикреплены они все должны быть к металлическим пластинам, имеющим форму прямоугольника. Крепление таких насадок обеспечено будет при помощи болтов.

Виды, устройство и принцип работы «Улитки»

Улитка для холодной ковки — это приспособление для создания узоров в виде завитков из металлических прутков путем их деформационного загиба по контуру шаблона. Деформация происходит за счет жесткой фиксации рабочего прутка к шаблону. Для этого нужно прикладывать силу. Обеспечивается это ручным усилием или электрическим приводом. При самостоятельном изготовлении устройства целесообразность применения электрического привода должен определить сам мастер. Он необходим в случае большого объема работ. В основном используется ручное усилие.

Улитка (кондуктор) может иметь разную конструкцию. Она может быть выполнена:

• в виде стабильно приваренного к рабочему основанию шаблона;
• в виде разборных съемных частей, которые крепятся на основание.

По-разному может быть организован и ручной привод.

В самой примитивной конструкции пруток наматывают на шаблон простым усилием рук или с использованием в качестве рычага любого подходящего приспособления.

Также рычаг может входить в конструкцию станка и крепиться к ножке станины и приводиться в движение с помощью подвижного подшипника, перемещающегося по основанию улитки.

В более сложных устройствах вращается сам кондуктор, который крепится на ось вала. Она приводится в движение с помощью трех рычагов.

Вы должны заранее определить конструкцию станка, исходя из целесообразности и удобства использования.

Монолитный кондуктор имеет определенную форму шаблона, которая служит единственным вариантом завитка. Это является недостатком такой конструкции, но зато ее сделать самим совсем несложно.

Съемный вид конструкции удобен тем, что на таком станке можно изготавливать фигурные завитки разных размеров и форм. Но конструирование самого станка более сложное. Кроме того, у съемного устройства надежность фиксации частей шаблона хуже, чем у монолитного вида. Вам потребуется постоянное подкручивание резьбовых соединений, т. к. они при работе могут ослабеть.

Читать также: Как выжигать на дереве током