Холодная ковка называется так потому, что обрабатывается металл различных видов без предварительного разогрева.
Использование гибки и прессования способствует прочности изделия, по сравнению с методом штамповки или литья. С помощью холодной ковки делают заготовки элементов из круга, квадрата, полосы, арматуры или прутка.
Предметы, изготовленные методом холодной ковки, служат долго, но если при производстве допущена неточность, то исправить ее будет сложно или в некоторых случаях невозможно.
С помощью распространенного способа, применяемого многими изготовителями и доступного из-за невысокой стоимости оборудования, на свет появляются неповторимые, с декоративной точки зрения, элементы украшения. Изготавливают фигурные решетки для окон, дверных проемов, изгородей и заборов.
Лестницы, козырьки, фасады получают величественное оформление в виде завитков, геометрического орнамента, приобретают статус произведений искусства. Внутреннее убранство помещения выигрывает от кованых элементов мебели, подставок, каминных решеток — изделия выступают в качестве проводника в старые времена, при этом их качество и прочность позволяет оставить предметы в наследство потомкам.
Технология холодной ковки
Технология изготовления кованных холодным способом предметов отличается отсутствием предварительного нагревания по всей поверхности заготовки, допускается местное прогревание участка в месте будущего изгиба. В основу обработки положена пластичность металлов.
Каждый металл, будь то черный или цветной, имеет предел прочности на разрыв, изгиб и растяжение. Одни материалы легко сопротивляются изгибу, другие отлично скручиваются и растягиваются. Используя такую способность, производят обработку материала различными способами давления без нагрева. Применение усилий прессует материал в точках изгиба или кручения, структура уплотняется, металлу сообщается дополнительная прочность.
Из-за отсутствия предварительного высокотемпературного действия химические свойства металла не меняются, поэтому последующая закалка, отжиг и отпуск не делается.
Достоинства и недостатки
К положительным сторонам обработки относят:
не требуется нагревание, это обстоятельство удешевляет работу, так как не нужно приобретать оборудование для разогрева или строить печи;- изделия имеют повышенную прочность;
- элементы подгоняются под шаблон с высокой точностью;
- дополнительная доводка готовых деталей не требуется или сводится к минимуму;
- готовые элементы не содержат следов копоти и продуктов горения на поверхности.
К недостаткам относят:
- при изготовлении усилия прилагают намного больше, чем при горячем прессовании;
- нельзя работать с листовым литьем и болванками прочных металлов;
- для приложения силы требуются (в некоторых вариантах) мощные специализированные станки;
- требуется очищение поверхности перед работой.
Процесс изготовления изделий
Основными операциями при работе являются:
- прессование с помощью ручного или механизированного сжимающего оборудования;
- чеканка позволяет наносить рисунок или орнамент на поверхность, используется ручные инструменты или станки, чаще всего узоры ставят на меди, как мягком и податливом металле;
- гибка относится к основным технологическим приемам, распространенный в изготовлении многих заготовок.
Помимо основных технологических приемов, в холодной ковке заготовки режут, рубят, крутят, сваривают, шлифуют. Для обработки материалов и создания декоративных элементов применяют специализированное оборудование и инструменты. Ковка холодным способом представляет собой многоплановую работу с металлом для производства готовых декоративных деталей.
Приобретают универсальный аппарат, но его покупка оправдывается при массовом производстве, а изготовление типичных элементов для собственного двора и дома небольшими партиями быстро не окупится. Для одной или двух техник покупают необходимые приспособления, а дорогой станок для гибки будет работать в незагруженном режиме.
Оборудование для кузницы
Детали готовят на простом оборудовании без автоматизации, иногда массивные элементы требуют механизированного вмешательства. Для начала кузнечной ковки холодным способом потребуются основные приспособления:
- улитка;
- гнутик;
- твистер;
- глобус;
- волна;
- фонарик.
Профессионалы-кузнецы советуют сэкономить на покупке оборудования. В комплекте к аппарату предлагаются простые приспособления, их человек изготавливает своими руками или заказывает знакомому слесарю. Недостающие приспособления докупаются в отдельном порядке.
Правила использования
С помощью гнутика обрабатывают прокат и сгибают его, допускается работа с квадратным профилем или полосой. От горячего способа отличается тем, что не требуется предварительный подогрев и использование кузнечной вилки. Шаблон «гнутик» состоит из смонтированных на прочном основании-раме закаленных роликов, приспособление позволяет выбрать любой угол сгибания.
При помощи улитки получаются завитки и невысокие спирали, а название приспособление получило из-за вида редуктора витой формы. Обрабатывается пруток, квадрат, полоса. Кондуктор состоит из расположенного центрально кулачка, малой и большой дуги. Для небольших завитков дуги не применяют, поэтому их снимают, делая гибку с помощью одного кулачка.
Волна приспособлена для изготовления витых, повторяющихся элементов. Основой устройства служат два диска из сталей, укрепленных на рабочем основании. Чтобы регулировать форму волны и шаг искривления, предусмотрена регулировка щелей меду дисками с помощью креплений на разных расстояниях одно от другого.
Твистер предназначен для закручивания спирали вокруг своей оси проката в виде квадрата или полосы. Устройство представляет собой поворачивающуюся головку на основании. Длина элемента регулируется ползунком. Заготовку крепят и рукоятками закручивают в требуемую форму.
Фонарик служит для выпуска элемента, который, на первый взгляд, кажется сложной переплетенной конструкцией из согнутых квадратов и прутков. Технологические приемы похожи на работу с твистером, когда применяется крутящаяся головка и подвижный ползунок, поэтому при отсутствии в оснастке кузнеца фонарика его можно заменить, используя специальную вставку к твистеру.
Глобус позволяет изогнуть дугу не только в плоскости, но и поднять ее в объемном плане, устройство часто именуют объемником. В основе работы применяется дуговой шаблон и ролики из закаленных сталей, дающие свободное движение ручному приводу. Работает с квадратом до 14 мм, средней ширины полосой и прутком. Чаще всего такие декоративные элементы используют в объемных решетках.
Станок для гибки
Решение приобрести специальный универсальный станок для холодной гибки проката возникает, когда работа из кустарной переходит в профессиональное изготовление изделий на заказ. Если осуществляется продажа на рынке кованых элементов, то стоимость оборудования в таком случае окупаема. В его комплектации предусмотрены устройства для основных и сопутствующих операций и степень автоматизации усилий важна при работе. Стоимость станка ориентировочно составляет 260−350 тыс. рублей, но гибка большого числа элементов потребует от кузнеца меньше времени и сил.
Дополнительные инструменты
Для организации полноценной работы участка по изготовлению кованых элементов потребуются следующие инструменты:
Сварочный аппарат потребуется при изготовлении изделий большого габарита, если не используется прием соединения деталей вальцовкой или закручиванием. Металл различной толщины соединяют отличающимися один от другого режимами сварки, используют другие швы. Можно использовать инвертор, который в два раза дороже сварки, но работа с ним проходит без существенных осложнений.- Для отрезания проката в размер, шлифовки срезов и соединений после сварки используют угловую шлифовальную машину, которая в простонародье называется «болгарка».
- В процессе сборки деталей в общую конструкцию сверлится множество отверстий, для этого приобретают электрическую дрель с набором сверл различного диаметра.
- Если заказчик попросит установить решётку в оконный проем или в качестве ограждения, то потребуется перфоратор, который поможет просверлить отверстия в кирпиче, бетоне и других твердых поверхностях. Дрель с функцией ударного режима со сверлением отверстий в бетоне не справляется.
Профессиональное прессовое оборудование
Легче обрабатывается металл в кузнице с применением специальных станков, они легко выполняют разные операции. Профессиональное оборудование включает в набор:
ножницы — гильотину;- кривошипные прессы;
- пресс-ножницы;
- листогибочные машины, прессы;
- гидравлические прессы;
- зигмашины;
- молоты;
- прессы для пакетирования металлических и других отходов и бумаги.
Популярными в использовании остаются гильотинные ножницы и листогибы, прессы с гидравликой и молоты. Ножницы для резки листов металла бывают с механическим, пневматическим, гидравлическим приводом с ЧПУ управлением или автоматикой.
Листогиб — это станок для прокатывания листа между вальцами, чтобы придать ему требуемую форму. В зависимости от ее формы используют однопроходный или многопроходный способ. На листогибах штампуется, рихтуется и загибается материал.
Использование пресса с гидравликой оправданно для холодной штамповки и обработки прессованием. Станок дает большое давление при малом усилии, поэтому его популярность в кузнечном деле всегда оправдана. Молот используется для ударов и пластической деформации формы, относится к основному оборудованию кузнечно-штамповочного цеха, отлично штампует листовые и объемные заготовки. Молоты в зависимости от привода различают пневматические, паровоздушные, высокоскоростные газовые, гидравлические, взрывные, электромагнитные и механические.
Классификация
Станки классифицируются в зависимости от степени действия на деталь и вида привода. Их делят на:
- машины горизонтально-ковочного действия;
- прессы;
- молоты;
- специальные машины.
К молотам причисляют кузнечные станки, обрабатывающие металл ударами падающих частей. Металл деформируется от динамической нагрузки от падающего молота, скорость которого при соприкосновении с поверхностью обрабатываемого элемента равна 9 м за секунду. Молоты бывают простого действия и двойного. Первый тип действует на заготовку ударом от падения, а у второго типа при падении сила разгона увеличивается паром, сжатым воздухом.
Прессы делят на механические, гидравлические, паровые и воздушно-гидравлические. Последние станки предназначены для медленной деформации по сравнению с обработкой молотами. В них деформация достигается за счет давящей массы. Механические прессы обрабатывают металл с помощью движения инструмента, который приводится в действие сложной системой механизмов, преобразующих вращение электродвигателя в поступательное и возвратное движение.
Пневматические молоты производят заготовки небольшой массы из серии сортового проката и для протяжки заготовок большой длины, ковки запчастей и производства инструмента.
Кузнечно-прессовые станки предназначены для металлической обработки давлением — технологически трудоемкого процесса, выполняемого только с помощью специального оборудования. При этом достигается высокая производительность, снижается энергоемкость, экономится материал за счет давления, снижается стоимость изделия. Повышение плотности материала в работе ведет к повышению механических свойств.
Прессование металла дает возможность получить любое сечение, а элементы после прессования имеют высокое качество. Благодаря холодной штамповке получают точные изделия, жесткие и одновременно легкие.
