холодная ковка что это такое
Подробнее о методе холодной ковки.
Холодная ковка от «А» до «Я»
Холодная ковка позволяет делать металлообработку различных видов проката без предварительного нагревания. Причем создаваемые изделия, за счет прессования и гибки, получаются намного прочнее, чем при использовании литья или штамповки.
Зачем используют холодную ковку
Чаще всего с помощью такой технологии обрабатывают металлопрокат в виде прутка, круга, квадрата или полосы. Создаваемое оборудованием давление изгибает и прессует материал, формируя нужную конфигурацию изделия, при этом упрочняя его. Изготовленные таким способом вещи практически невозможно сломать, их срок службы, в сравнении с литьем или штамповкой, на порядок выше.
Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят?
Различные фигурные решетки, которые монтирую на окна и двери жилых помещений. Декоративные и практичные элементы фасада: козырьки, перила и другие. Детали ограждений: заборов, ворот, калиток. Элементы мебели: ножки стульев и столов. Детали декора: подставки под цветы, кронштейны фонарей, решетки камина, мангалы и прочие.
Все эти поделки выглядят как настоящее произведение искусства, при этом не теряя своего практического назначения и прочности.
Приемы и способы технологии
Какими технологическими приемами обрабатывается металл холодным способом?
Приемы холодной ковки
Изделия производятся путем механических способов и приемов обработки металлических заготовок. Основные операции:
Изгибание металла проводят как на ручном, так и на механическом оборудовании, причем многие изделия вполне реально производить вручную с использованием простейших приспособлений. Гибка — основной технологический прием описываемого способа ковки. Прессование подразумевает использование сжимающих устройств. Прессы также могут быть ручными и механизированными. Чеканка — это прием, с помощью которого проводится нанесение рисунка на поверхность изделий. Орнамент создается давлением на металл специальными инструментами или станками. Чаще всего такой способ «рисования» используют для создания рисунков на меди, так как она более пластичный материал. В холодной ковке, также, как и при любой металлообработке, используют приемы резки, рубки и других общих операций, применяемых для подготовки заготовки и окончательной доводки изделий. Технология подразумевает применение специализированного оборудования, создающего необходимые условия для производства и обработки материалов.
Оборудование для холодной ковки
Для создания различных элементов холодной ковки применяется ручной и механизированный инструмент. Причем многие детали вполне реально изготовить на простейшем оборудовании, не требующем никакой автоматизации. Чтобы начать массовое изготовление вещей без горячей кузнечной обработки, потребуется шесть основных приспособлений: гнутик, улитка, волна, твистер, фонарик и глобус. Для чего предназначены такие инструменты и что с их помощью можно сделать?
Такое приспособление служит основным инструментом при изгибании деталей. Особенность в том, что можно выбрать любой угол. В отличие от горячей обработки, где требуется шаблон и опыт работы со специальной кузнечной вилкой, на гнутике вручную эта операция намного упрощается. Конструкция состоит из гибочного штампа и эксцентрикового привода. В свою очередь шаблон для гибки состоит из закаленных роликов, которые смонтированы на прочной раме. Такой ручной станок может дополнительно оборудоваться различными приспособлениями. Гнутик может обрабатывать прокат в виде квадрата с размерами 12×12 мм или полосу толщиной до 3 мм.
Это ручное приспособление применяют при создании спиралей и завитков. Название улитка прибор получил из-за своей основной составной части — кондуктора, имеющего витую форму. Завитки с проката соответствующего размера такой станок способен изготовить за один подход. Как и гнутик, улитка вполне свободно обрабатывает основные, использующиеся в холодной ковке, виды проката — квадрат и пруток, сечением 10-12 мм, и полосу, толщиной 3-6 мм. Основная рабочая часть (кондуктор) состоит из кулачка, располагающегося по центру, и двух дуг (малой и большой). При создании небольших по размеру завитков дуги демонтируют, проводя гибку на кулачке. На фото показан один из вариантов исполнения такого ручного станка.
Приспособление, служащее для создания витых, повторяющихся узоров (довольно часто можно увидеть на оконных решетках). Основа устройства — два стальных диска, диаметром 140-150 мм, закрепленных болтами на рабочем столе. Часто можно встретить «управляемую волну» — устройство с регулируемыми зазорами между дисками. Такая функция возможна за счет наличия крепежных отверстий на разном расстоянии одно от другого. Переставляя диск можно создать различный изгиб волны. Как выглядит гибочный станок такого класса показано на фото внизу.
Твистер закручивает вокруг своей оси пруток или квадрат. Принцип устройства похож на вороток для горячей обработки. Конструкция состоит из основы, на которой размещается вращающаяся головка, и ползунок, регулирующий длину изделия. Заготовку фиксируют между этими двумя частями и при помощи рукояток закручивают до требуемого предела.
Одно из самых сложных изделий из холодной ковки — так называемая корзинка. С первого взгляда — это сложное переплетение металлических гнутых прутков или квадратов. Для производства такой детали используется такое кузнечное оборудование для холодной обработки заготовок, как фонарик. Техника работы оборудования схожа с твистером: на основе закреплена крутящаяся головка и ползунок. Однако, заготовка «наматывается» по спирали на вставку — вал. В принципе, корзинку можно изготовить, используя специальную вставку на твистер, однако возможен брак, который получиться исправить, лишь нагрев металл в горне. Поэтому, лучше применять фонарик, который не позволит образовываться перекосам.
Такой ручной инструмент для холодной ковки позволяет изгибать заготовку по дуге, загибая концы под востребованный угол, при этом получается объемное изделие. За что часто этот ручной станок называют объемником. Основа устройства — шаблон в виде дуги и закаленные ролики, позволяющие двигаться ручному приводу. В зависимости от типа инструмента, он может работать с квадратным прокатом со сторонами 14×14 миллиметров, неширокой полосой до 25 мм, а также прутком. Чаще всего глобус применяют для производства деталей «объемных» решеток, в которых отдельные элементы не лежат в одной плоскости с остальными.
С помощью этих простейших устройств, которые не требуют механизации, можно создавать настоящие произведения искусства, состоящие со всех отдельных декоративных элементов: волюты, завитков, корзинок и прочих. Неплохим решением будет приобрести универсальный станок для холодной ковки, который позволяет совершать основные операции по металлообработке. Однако, стоимость такого оборудования будет доступна не всем мастерским.
Для ковки холодным способом также потребуется и нагревательный инструмент, так как технология предусматривает частичный разогрев некоторых зон детали для более простого изгибания или скручивания. Нарезать металл проще с отрезным стационарным кругом. Но, за неимением его, можно воспользоваться болгаркой. Еще один немаловажный инструмент в изготовлении изделий холодным способом — шлифовальные машины. Ведь отдельные элементы декора потребуют зачистки и сглаживания поверхностей. Для этого подойдут либо ручные ленточные шлифовальные машины, либо стационарный гриндер. Наличие различных станков для холодной ковки металла значительно ускоряет процесс производства элементов, особенно, если требуется их массовый выпуск.
Холодная ковка в ваших руках
Сначала немного физики. Ковка как процесс в целом – это обработка металлов с помощью их разогрева. Молоты, наковальни, печи, могучие кузнецы в кожаных фартуках – это все про горячую ковку и классическое кузнечное дело. Там профессионалы, дорогое оборудование, отдельные помещения – занятие не из дешевых. Мы же говорим о совершенно другом процессе – холодной ковке.
Если разобраться, эта технология ковкой не является. Правильнее ее было бы называть сгибанием металлических прутьев, иногда ее называют «гибкой». Но, поскольку в многочисленных рядах мастеров работ по металлу уже устоялся термин «художественная холодная ковка», то мы с вами будем использовать общепринятые термины.
Особенности холодной ковки
Вся художественная ковка состоит из сплошных изгибов, волн, завитков – все они разной величины, в разнообразном сочетании. Руками металл не погнуть, даже если он самый мягкий. Поэтому главный единственный метод холодной ковки – обработка металла станком. Для каждого металлического элемента существует свой инструмент.
Первым делом нужно обзавестись ими, но сначала разобраться с видами станков для холодной ковки. Сложность такого оборудования невысокая, стоимость – тоже.
Если вы собираетесь заниматься кузнечным творчеством для себя, вам будет вполне достаточно несколько приспособлений с ручным приводом. Темп работы на ручном оборудовании медленный, зато гораздо ниже затраты на изготовление и использование. Электрические приводы понадобятся только в случаях коммерческой ковки на заказ, тогда овчинка будет стоить выделки.
Специальные станки для холодной ковки – это целый букет вариантов, они бывают с ручным управлением или с электромоторами, самодельные или покупные. Чтобы воплотить в металле все мыслимые и немыслимые художественные идеи, вполне хватит 5 – 7 видов. Как минимум, половину из них можно изготовить самостоятельно.
Главное – помнить, что холодная ковка металла по плечу любому, у кого есть желание и упорство. Перед тем, как принять решение о начале работ по холодной ковке, нужно разобраться с некоторыми нюансами этой технологии и видами специального оборудования.
Классификация станков
Станки для холодной ковки делятся на четыре основных вида:
Перед детальным описанием каждого вида пройдемся по технологиям холодной ковки, их всего три:
Твистеры или улитки?
И те, и другие – это одно и то же. Самый популярный станок для холодной ковки среди широких масс кузнечной общественности. В самом деле: на первый взгляд станок кажется чересчур примитивным.
Но в нем простота объединена пополам с гениальностью:
По принципу действия твистеры являются разновидностью гибочных станков, о них см. ниже, с некоторыми усовершенствованиями, на них спокойно могут работать новички. Одним словом, улитка или твистер – поразительный станок по всем возможным критериям: простоте изготовления, широким художественным возможностям, дешевизне и удобстве в работе, других таких просто нет.
Твистеры встречаются в двух инженерных вариантах:
У этой улитки есть слабые стороны, куда ж без этого. Все дело в складном лемехе: важен и правильный материл, из которого его нужно делать, и сложность изготовления сочленений звеньев лемеха. Эти сочленения должны быть чрезвычайно точными – именно ими выполняется форма завитка. В конструкции и материале сочленений нужно учитывать многократные повторения поворотов с серьезной рабочей нагрузкой. Второе и последнее слабое место – эксцентриковый зажим детали.
С учетом частоты использования улитки и ее слабых сторон самым разумным будет ее купить, а не делать самому. Если же речь идет о дебюте в холодной ковке, и выбор станка делается для абсолютного новичка, то самым оптимальным вариантом будет второй инженерный вариант улитки.
Еще одна особенность рычажной улитки – медленный темп работы. Завить можно 3 – 4 завитушки, чуть меньше, чем с воротниковой улиткой. Тем не менее, плюсы рычажной улитки перевешивают все ее минусы:
На рычажном твистере можно работать с полосами металла, уложенными плашмя. Это считается большим достоинством станка, так как на других устройствах с полосами плашмя работать невозможно.
В этом чемпионском подразделе можно сделать небольшое чемпионское резюме в виде совета новичкам: в дебютных художественных работах по холодной ковке лучше начинать с рычажного твистера – улитки с неподвижным шаблоном и обводным роликом.
Торсионы от слова торс, торсионные станки
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.
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.
Инерционно-штамповочные станки
Этот вид оборудования напоминает прессы или прессовочные валики, которыми молодые мастера иногда пренебрегают. А зря: без фасонных хомутиков для соединения деталей и оформленных наконечников прутьев работа никогда не будет иметь эстетичного вида. Эти прессы работают как маховик, в котором боек бьет по месту штампа. Декоративные детали мелкие, точность их изготовления должны быть очень высокой, поэтому этот вид станков не нужно даже пытаться сделать своими руками.
Все бы хорошо, да только инерционно-штамповочные прессы – дорогое удовольствие. Но здесь можно найти решение, назовём его «интегрированным кузнечным решение». Разного рода наконечники очень просто сделать способом горячей ковки. Для этого совсем не обязательно быть опытным мастером. Либо сходить в гости в мастерскую горячей ковки, либо самому завести изящный кузнечный горн – можно легко и недорого смастерить из подручных материалов. Для такой мелкой работы своя отдельная кузня не нужна, дел всего ничего – разогреть металл.
Гибки или гнутики
В практике гибочные станки чаще называют «гнутиками». Но среди мастеров ковки гнутик – это самый популярный станок для холодной ковки, который делает металлические волны и зигзаги. Это оборудование настольное и довольно простое по своей конструкции. Но его лучше купить, чем делать самостоятельно. Дело в том, что в этом виде ковки нужна очень высокая точность обработки деталей. Стоит гнутик для холодной ковки совсем недорого, особенно для труб меньше 12 – 16 мм.
Другое дело – гибка, которая намного проще гнутика: это сгиб прута под нужным углом. Выполняются сгибы с помощью шаблонов. Сначала рисуют чертеж для шаблона, затем на стальную пластинку приваривается завитушка. Ковка заключается в том, чтобы протащить изделие через все изгибы завитушки.
Ручные станки для холодной ковки в виде гибок сделать своими руками все-таки возможно. Единственная деталь такого станка, которую нужно будет купить – это вальцы. Их нужно делать только из специальной стали: или инструментальной, или хромоникелевой. Само оборудование для холодной ковки можно выполнить из скоб и дуг с ограничителями, которые будут определять контур волны. Волны тогда могут получиться самые разнообразные, что требуется.
Станок своими руками
Самодельный инструмент для холодной ковки – вещь вполне реальная, но времени и сил его изготовление заберет немало. Поэтому решение должно быть взвешенным, а подготовка, включая чертежи, должна быть серьезной и полноценной. Самым подходящим местом может стать гараж сарай, или хозблок. Конструкция станка зависит только от одного фактора: что вы собираетесь делать, какую продукцию выпускать?
Не нужно забывать, что многие элементы ковки можно выполнять и без специальных приспособлений. Например, с помощью обычного трубогиба, который вполне годится как вариант упрощенного станка для холодной ковки – с ним много чего можно сделать.
Еще нужно понимать, что универсального станка для холодной ковки, который делал бы хотя бы три различных элемента, в природе не существует. Чаще всего своими руками делают улитку: она популярна, позволяет изготовить самые различные завитки и, в конце концов, проста в исполнении. Второй по частоте использования в домашних условиях – самодельный гибочный станок.
Он так же прост и недорого в исполнении. На запрос «как делать станки для холодной ковки» вы получите огромное число ссылок на видеоролики с советами «от бывалых». Большинство из них – по делу и от души, они очень помогут в принятии окончательных решений.
Соединение деталей и покраска
Теперь все завитушки нужно собрать в единое полотно. Работа непростая, но очень благодарная: именно на этом этапе начинает реализовываться главная художественная идея. А между тем, на этой стадии можно легко все испортить. Сделать это просто: начать соединять детали сваркой, а потом пройтись болгаркой для зачистки.
Но мы с вами уже говорили про профессиональное честолюбие мастеров холодной ковки, которое можно только приветствовать. Намного эффектнее будут смотреться специальные хомутики П-образной формы, которые штампуются на инерционных станках. Не лениться, а хорошенько поработать с хомутиками – вот залог успешного завершения ковки изделия.
Теперь о покраске. Слава богу, сейчас есть чем красить: благодаря современным строительным технологиям, в продаже огромное количество красок на любой вкус, кошелек и, главное, назначение. Красок для металлов – бессчетное число. Чаще всего применяются специальные акриловые краски по металлу или кузнечные эмали.
Очень часто по совершенно неизвестным причинам мастера кузнечного дела предпочитают финишное покрытие краской с пигментом из кузнечной патины – «под старину», показывая при этом удивительное единодушие во вкусах. Если вы являетесь заказчиком ковки, то вам нужно вовремя остановить мастера, чтобы предложить ему свой вариант цвета и фактуры покрытия. Ну а если серьезно, то кто сказал, что ковка должна быть темной и под старину? А белая? Цветная? Вот уж где необъятное пространство для самых смелых художественных решений.
Резюме как по маслу
Хороший рассказ всегда легко заканчивать – выводы ложатся сами, в рамках логики и приоритетов.
В нашем обзоре технологии холодной ковки стройность выводов налицо:
Холодная ковка от «А» до «Я»
Какие особенности имеет технология холодной ковки, с каким оборудованием работают мастера и как его изготовить — об этом в нашем материале.
Холодная ковка позволяет делать металлообработку различных видов проката без предварительного нагревания. Причем создаваемые изделия, за счет прессования и гибки, получаются намного прочнее, чем при использовании литья или штамповки.
Какие особенности имеет технология холодной ковки и с каким оборудованием работают мастера — об этом в нашем материале.
Зачем используют холодную ковку
Чаще всего с помощью такой технологии обрабатывают металлопрокат в виде прутка, круга, квадрата или полосы. Создаваемое оборудованием давление изгибает и прессует материал, формируя нужную конфигурацию изделия, при этом упрочняя его. Изготовленные таким способом вещи практически невозможно сломать, их срок службы, в сравнении с литьем или штамповкой, на порядок выше.
Однако, стоит учесть, что при браке или допущенных ошибках в обработке проката их исправить также невозможно или очень сложно.
Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят?
Все эти поделки выглядят как настоящее произведение искусства, при этом не теряя своего практического назначения и прочности.
Приемы и способы технологии
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.
В итоге, холодная ковка металла имеет как преимущества, так и недостатки.
