Обзор оборудования для ковки

Обзор оборудования для ковки позволит правильно подобрать технику для холодной и горячей ковки металла. Эти наборы могут существенно отличаться. Также стоит ознакомиться с ручными инструментами и другими кузнечными приспособлениями для художественной ковки.

Ковка вошла в повседневную жизнь людей достаточно давно. Недаром даже в фольклорных произведениях разных стран и периодов обязательно находится место кузнецу. Да, сегодня этот метод производства изделий из металла используется заметно меньше, чем в давние времена. Но совсем отказываться от него никто и не думает. Холодная ковка активно используется и в наши дни.

Такой метод позволяет отказаться от сооружения кузнечных помещений. Нет необходимости в горнах, наковальнях и другом «горячем» оборудовании. Холодная ковка может быть сравнительно легко автоматизирована. Потому специалисты отмечают ее высокую эффективность.

Такой метод работы применяется для выполнения крупных заказов. Внутренняя структура металла не изменяется, потому его прочность почти неизменна. Можно добиться искусственного старения металла, оформляя детали под старину. В итоге такой подход гарантирует получение сравнительно дешевых изделий с приличным качеством. Для холодной ковки обычной стали и булата применяют различные виды оборудования.

Практически все из них доступны в магазинах. Но некоторые потребуется заказывать дополнительно. Существуют полностью готовые наборы для холодной ковки. Обязательным элементом в работе является сварочный аппарат. В кузнях надо применять устройства, рассчитанные как на постоянный, так и на переменный ток. Именно они гарантируют работу с нетолстыми листами без повреждения. Важна и углошлифовальная машинка. Помимо собственно шлифовки она применяется для подрезки.

Она окажется востребована при подравнивании сварных швов в самых труднодоступных местах. Речь идет, к примеру, про стык двух плоскостей. Также нельзя обойтись без перфораторов и дрелей. Важную роль в процессе работы играют еще и технологические приспособления. Некоторые детали нельзя получить без шаблонов. Выработка узоров получается только благодаря объемнику.

Ковка свободная машинная осуществляется по заранее разработанной технологии. Она подразумевает применение молотов или прессов. Практикуется как пластическая, так и упругая деформация. Свободная ковка хороша тем, что позволяет почти не ограничивать себя конкретными формами и свойствами заготовок, и даже их тяжесть почти не имеет значения. Однако производительность такого метода невысока, а коэффициент применения металла тоже невелик.

При холодной ковке часто применяют станки «улитка». Они позволяют формировать разнообразные завитки. Удобнее всего модификации с воротом. Скручивание прутков по оси производится при помощи торсионных станков. Их даже делают своими руками. Холодные ковочные работы часто подразумевают сгиб прутков либо труб под заданные радиусы и углы. Решить подобную задачу помогают станки «гнутики». Они позволяют обойтись без существенных физических усилий. Обработанный на «гнутике» металл не поменяет свою структуру. Суть работы довольно проста: давление от гибкого вала воздействует на заготовку, а благодаря упору она деформируется не до конца.

Востребованы также станки типа «волна». Они получают на основе металлопроката волнообразные и зигзаогобразные изделия. Нередко формируются скругленные углы. Различаются:

• величина роликов;
• глубина загиба;
• шаг изгиба по серединам роликов;
• комплектация.

Стоит присмотреться и к НК-1. Такой станок практически универсален, он подходит и для холодной, и для горячей ковки. НК-1 выполняет большое количество операций и вырабатывает изящные кованые детали. С его помощью можно нанести изображения на полосы и другие варианты профиля. Подобное изображение всегда получается путем холодной деформации.

Дополнительно применяют:

• шаблоны (сгибающие заготовку в дугу или в окружность);
• «фонарики» (позволяющие выполнить объемные конструкции необычной конфигурации);
• «твистеры» (скручивают металл в продольной плоскости).

Классическое ручное оборудование — это прежде всего тот самый горн, или кузнечная печь. Ее оборудуют системой принудительного поступления воздуха. Металл нагревают до определенной температуры. Горн имеет сложную структуру.

В его состав входят:

• ствол (элемент, особенно стойкий к огню);
• очаг (и содержащиеся внутри колосники);
• устройства, подающие и удаляющие воздух;
• окошко, при его помощи подают длинные детали;
• дымоход (выполняющий ту же функцию, что и в обычных отопительных печах, но уже при более высокой температуре отходящих газов).

Современные горны содержат ванны для закалки металла. В основу их работы, впрочем, положен проверенный уже за века и тысячелетий принцип — использование восстановительных свойств углерода. Они успешно противостоят горению.

Под названием «муфель» фигурирует деталь, которая блокирует прямой контакт обрабатываемой заготовки с топливом и продуктами горения. Одновременно она же является нагревательной камерой. Муфель может быть рассчитан на постоянное или сменное использование. В первом типе муфельных печей детали подвергаются всем положенным манипуляциям, начиная от первичного разогрева и заканчивая достижением полной готовности. В другом варианте подразумевается, что после выхода на заданную температуру и некоторой выдержки муфели меняют.

Как муфельная печь, так и горн могут работать на:

• дровах;
• светлых нефтепродуктах;
• природном газе;
• темных нефтепродуктах;
• каменном угле.

Без этого инструмента представить классическую «горячую» кузницу невозможно. Наковальни применяют одинаково широко и в холодном методе обработки. На такой поверхности проще всего деформировать заготовки и придать им окончательный вид. Наковальня всегда тяжеловесна. Как следствие, ее приходится жестко закреплять, чтобы избежать опрокидывания. Составными частями такого приспособления являются:

• рога;
• так называемые наличники, дополненные отверстиями;
• фундамент (опорное основание с монтажными лапами).

Наковальни делают из стального сплава 45Л. На их изготовление распространяются государственные стандарты. Так, ГОСТ 11396 от 1975 года регламентирует производство безрогих наковален массой 92 — 200 кг. При выпуске двурогих моделей массой 100 — 270 кг должны применяться положения ГОСТ 11398, принятого в том же 1975 году. Нормируется и твердость используемого материала (согласно стандарту от 340 до 477 единиц по шкале НВ).

Набор для художественной ковки включает всегда наковальню массой 100 — 150 кг. Для ее изготовления применяют отборную углеродистую сталь. Чаще всего применяют двурогие наковальни. Лицевая часть приспособления оснащается квадратным отверстием со стороной 3 см. В это отверстие наковальни ставят вспомогательные предметы. Фиксировать наковальни можно различными путями. Чаще всего их крепят на деревянную колоду из твердой породы. Такая опора вместе с наковальней должна иметь высоту примерно 75 см.

Вместо цельных колод можно применять собранные из брусков, соединяемых стальными обручами. Присоединение наковальни к стулу производится с помощью стальных опор П-образной формы. Если этот вариант не подходит, для крепления наковальни можно применять еще бетонную опору либо бочку, наполненную песком. Для некоторых работ могут использовать еще такой опорный инструмент, как шпераки. Преимущественно их создают своими руками. Каждый шперак применяют для отдельных видов работ. Крепить их можно разными методами.

Крупные работы с большими заготовками выполняются при помощи кувалды. Она весит от 4 до 8 кг. Иногда используют ручной кузнечный молоток, весящий от 1 до 2,5 кг. Ни одна ковка не обходится без такого приспособления. Специализированные работы могут быть выполнены фасонными молотками, которые представлены широким спектром моделей. Такие молотки делают сами кузнецы сообразно своим нуждам. Отверстие под ручку надо пробивать очень тщательно. Точка всаживания должна напоминать эллипс с расширением от середины к краям. Если расклинить ручки клином, они будут надежно фиксироваться. Молотки требуется создавать так, чтобы все массы были уравновешены. У бороздков и зубил ручки расклинивать не надо — их всего лишь насаживают.

При работе с горячими заготовками не получится обойтись без клещей. Их размеры и геометрия губок могут сильно отличаться. Обычно эти параметры соответствуют характеристикам заготовок. Часть кузнецов делает особенные клещи для заклепок и других манипуляций. Но и на этом перечень инструментов, необходимых для художественной ковки, далеко не исчерпывается; понадобятся еще и подкладные приспособления. Рубить металл приходится зубилами и подсечками. Чем толще лезвие зубила, тем лучше оно подходит для рубки холодной стали. Для работы с горячим металлом, напротив, лезвие должно быть потоньше.

Любое кузнечное зубило делается с деревянной рукоятью. Подсечки оснащают хвостовыми частями прямоугольной формы. Пробойники, они же бородки, преимущественно имеют круглую либо квадратную геометрию. По названию понятно, что они пробивают отверстия в горячих заготовках. Некоторые пробойники применяют, когда чеканят горячий металл.

Раскатки, они же разгонки — еще один обязательный атрибут кузнечного дела. Теоретически можно обойтись и без них. Но на практике без раскаток вытягивать и расплющивать металл придется существенно дольше. Дополнительно применяют:

• подбойки (они же обжимки);
• гладилки (необходимы, чтобы улучшать поверхность прокованных заготовок);
• оправки;
• чеканы;
• инструменты для рифления и зернения;
• наконечники и многие другие аксессуары.

Ручки кузнечного инструмента могут быть небезопасны в применении. Чтобы сократить угрозу травмы, их делают из добротной, дорогой древесины. Подходящими вариантами считают граб, орех, белую акацию. Горны для художественной ковки тоже отличаются от используемых в обычном серийном производстве. Они могут иметь большое количество конструкций, но преимущественно кузнецы выбирают самые простые открытые варианты.

В таких горнах можно греть заготовки практически неограниченной длины. Ограничений на их форму также нет. Считается, что наиболее практичный современный вариант — горн, работающий на литейном коксе. Это топливо доступнее древесного угля и по ряду свойств превосходит его. Оптимально боковое расположение отверстия для воздуха.

Традиционный способ подкачки воздуха мехами безнадежно устарел. Даже самые консервативные кузнецы используют преимущественно электрические вентиляторы. Зонты на основе листовой стали помогают собирать и отводить образующиеся в процессе работы газы. Располагать зонт надо на подбираемой индивидуально высоте (но не более 80 см над столом). При художественной ковке горн может оснащаться различными сменными колосниками.

Так, схема с равномерным распределением отверстий позволяет однородно прогреть заготовку. В ходе местного нагрева используют колосники с щелевыми отверстиями. Более продвинутые модели горнов не содержат литых частей. Такая конструкция эффективнее при прогреве длинномерных деталей сложной формы.