Кузнечное оборудование своими руками

Холодная ковка невозможна без специального кузнечного оборудования.

Если вы только собираетесь организовать мастерскую холодной ковки и хотите избежать больших расходов, то самостоятельное изготовление станков и приспособлений поможет создать свой маленький бизнес без чрезмерных затрат.

Основные приспособления и станки

Станки для холодной ковки предназначены в основном для гибки по дуге или углом, а также для скручивания. Они могут быть ручные или с электрическим приводом.

Основные виды станков и приспособлений для холодной ковки:

Приспособление «Гнутик»

Покупной или сделанный самостоятельно «Гнутик» — универсальное приспособление, позволяющее получить дугу или угол из прута. Он представляет собой основание с ползуном, на котором закреплен упор с углом (90° или другим по необходимости) и двумя цилиндрическими неподвижными упорами. Перемещая ползун и угловой упор, прут сгибается под углом. Для получения дуги предусмотрен третий цилиндр, вращающийся на противоположной от углового упора стороне.

Приспособление может быть выполнено на горизонтальной или вертикальной платформе.

Аксонометрия приспособления «Гнутик» — вертикальное расположение

Чтобы смасштабировать размеры, приводим чертёж нижней планки этого «Гнутика».

Это приспособление — универсальное. С помощью насадок на нем можно не только гнуть, но и резать, и пробивать отверстия. Но это уже будет следующим шагом.

Получение дуги на «Гнутике»

Получение угла на «Гнутике»

Так выглядит самодельный «Гнутик»:

Приспособление «Твистер»

«Твистер» — инструмент для скручивания прутков, в основном квадратного сечения, вдоль продольной оси. Это несложное приспособление может быть ручным и с электроприводом. Принцип действия: закрепляются оба конца прута, потом одно крепление начинает проворачиваться, скручивая металл до необходимой формы.

Внешний вид покупного ручного «Твистера»

Посмотрите фото самодельного «Твистера» с электроприводом, собранного с использованием электрооборудования бывшего в употреблении:

Для изготовления «Фонариков» и «Шишек» существует специальный станок, но для начала можно использовать и «Твистер», как это показано на видео (англоязычное, но всё предельно понятно).

Видео 1. Как сделать заготовку под «Фонарик» на «Твистере»

Приспособление «Улитка»

Инструмент «Улитка» предназначен для получения завитков (или спиралей) и «валют» (S-образных деталей). Встречаются различные конструкции.

Один из вариантов конструкции: 1 — лемех улитки; 2 — основа станка; 3 — прижимной валик; 4 — рычаг для управления прижимным валиком; 5 — крепление основы; 6 — палец для фиксации лемехов; 7 — паз для прижиного валика; 8 — ось рычага управления; 9 — пружина для прижатия валика; 10 — фиксатор для заготовки; 11 — ведущий лемех улитки; 12 — основная ось; 13 — рычаги

В результате должно получиться такое приспособление:

Ещё одна лёгкая конструкция, чтобы гнуть прокат сечением до 12 мм:

1 — сегмент улитки; 2 — эксцентрик; 3 — ручка; 4 — основание; 5 — направляющие полозья; 6 — ось; 7 — ползун; 8 — гайка оси; 9 — ось крепления ролика; 10 — ролик; 11 — приводная ось; 12 — направляющая эксцентрика; 13 — центральный сегмент улитки; 14 — барашек эксцентрика; 15 — основная ножка; 16 — соединительный штифт сегментов улитки; 17 — корректирующий винт; 18 — соединительное ухо сегментов улитки

Часто приспособление «Улитка» делают на опоре, особенно если гнуть нужно толстый прокат.

Несколько полезных видеоматериалов по самодельных станкам «Улиткам».

Вариант с массивным основанием на опоре:

Видео 2. Изготовление основания

Видео 3. Изготовление улитки

Видео 4. Работа станка

Вариант настольного приспособления:

Видео 5. Часть 1

Видео 5. Часть 2

Подробнее о таких конструкциях мы поговорим ниже.

Приспособление «Глобус»

Такое устройство внешне похоже на школьный транспортир и предназначено для изготовления дуг с большим радиусом изгиба из полосы, квадрата, круга или шестигранника. Сначала загибом фиксируется один конец заготовки, потом она изгибается по всей длине по шаблону. Принцип действия чем-то похож на работу закаточной машинки для консервации.

Внешний вид приспособления

Видео 6. Работа на «Глобусе»

Пользуясь исключительно мускульной силой, дугу большого диаметра можно изготовить на шаблоне, прикрученном или приваренном к верстаку. На нём хорошо гнуть полосу, трубу тонкостенную и т. д.

Приспособление «Волна»

Получить волнообразные изделия из заготовки круглого, квадратного, шестигранного сечения или трубки можно на приспособлении «Волна». Деформация заготовки происходит между вертикальными валками прокручиванием.

Приспособление волна и полученные изделия

Видео 7. Приспособление в действии

Приспособление «Фонарик»

На этом станке изготавливают заготовки элементов «Фонарики» или «Шишки», которые могут состоять из 4-х, 6-ти, 8-ми и более прутков. По принципу действия станок похож на «Твистер», но тут заготовки изгибаются вокруг направляющего вала, что формирует более правильную и точную конфигурацию изделия.

Видео 8. Работа приспособления для изготовления «Фонарик»

Приспособление для холодной ковки элемента «Хомут»

Элемент холодной ковки «Хомут» предназначен для фиксирования между собой других элементов конструкции.

Приспособление для гибки «Хомута» можно выполнить по прилагаемым чертежам.

Приспособления для выполнения «гусиной лапки»

«Гусиная лапка» — расплющивание с нанесением красивых насечек концов заготовок для придания большей изящности конструкции или с целью уменьшения толщины для различных соединений.

Концы элементов оформлены «гусиной лапкой»

Эту операцию можно выполнить при помощи станка с матрицей или приспособлением и тяжелым кузнечным молотом на наковальне. Оба варианта мы даем в виде видеоматериалов.

Видео 9. Станок для изготовления «гусиной лапки»

Видео 10. Приспособления для ковки «гусиных лапок»

Видео 11. Подробный процесс изготовления штампа

Ниже прокатный станок для выполнения той же операции.

Станок для прокатки «гусиной лапки» (расстояние между вальцами регулируется). Материалы для прокатного станка: шестерни и валы — запчасти от комбайна б/у

Изготовление «Улитки» с приводом

«Улитка» с электроприводом облегчает изготовление завитков и «валют». Особенно это ценно, когда работа не «для души», а для изготовления большого количества однотипных изделий на потоке при работе на заказ.

Ниже приведены этапы сборки станка для гиба прута максимальным сечением 10х10 мм. Двигатель мощностью 0,5 КВт/1000 об/мин работает при этом на пределе своих возможностей. Выполняет 6 оборотов вала в минуту. Сегменты улитки выточены из круглой болванки Ст.45 без термообработки высотой 25 мм и толщиной 20 мм. Улитка насажена на вал на подшипниках от заднего колеса мотоцикла — 7204. Поддерживающий ролик закреплён жёстко в пазу. Между двигателем и редуктором установлены шкивы.

Ниже приведены чертежи сегментов улитки.

Элемент улитки 1

Элемент улитки 2

Элемент улитки 3

Центральный элемент улитки

Для более массивного прута (от 12 мм) мощность двигателя должна составлять более киловатта. На фотографиях ниже представлен станок с двигателем мощностью 2,2 кВт, 1000 об/мин, дающий выход на валу около 10 об/мин. Это уже станок для профессионального использования. Применён бывший в употреблении редуктор, матрица вырезана из заготовки толщиной 30 мм — самый трудоёмкий процесс.

Для холодной ковки ещё понадобятся наковальня и молот. Горн не нужен, он требуется только для горячей ковки.

Совет! Перед началом работ начертите эскиз будущей конструкции в натуральную величину. Это поможет корректировать элементы и не запутаться при сборке.

Любуясь красотой ажурной металлической ограды или восхищаясь невероятным витым узором на перилах железной лестницы, мало кто задумывается о том, что изготовлены они методом холодной ковки. Научится воплощать красоту в металле можно без особых усилий. Для этого достаточно обладать минимальными навыками работы с металлом и иметь специальные станки для холодной ковки.
Что такое холодная ковка? Какие нужны для неё станки? Что можно изготовить на этих станках? Ответы на эти вопросы вы найдёте в нашей статье.

Холодную ковку правильнее будет назвать — механическим сгибанием металлического прута на специализированных станках, для придания ему формы задуманной производителем. Сгибание прутьев в станке, можно производить как в ручную с помощью рычагов, так и с применением электромоторов. Помимо металлического прута, методом холодной ковки можно сгибать трубы небольшого диаметра, узкие железные полосы и арматуру. С применением метода холодной ковки производятся:

• Витые ограды.
• Украшения для жилых сооружений.
• Узорные ворота.
• Ограждения для балконов и лестниц.
• Металлические садовые скамейки.
• Украшения для беседок и фонарей.
• Большое количество вариантов решёток.

Элементы изготовленные методом холодной ковки

Освоив метод холодной ковки, в с лёгкостью сможете начать своё дело по производству изделий из металла. При этом, первоначальные финансовые вложения вам потребуются только на закупку станков, а если вы изготовите станки своими руками, то можно обойтись минимальными затратами.

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

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 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”

1. Установите каркас на месте где вы будете иметь свободный доступ к станку со всех сторон.
2. Забетонируйте ножки каркаса в полу или закрепите каркас другим доступным способом.
3. Приварите к каркасу основную столешницу.
4. Установите основной вал приварив его к столешнице и укрепив треугольниками.
5. Наденьте на вал вращающийся рычаг.
6. Установите верхнею столешницу, приварив её к основному валу.
7. 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

Изделия произведённые методом холодной ковки

Предлагаем вам ознакомиться с вариантами изделий которые вы можете сделать используя метод холодной ковки:

• Элемент забора полностью сделанный по методу холодной ковки. Для соединения деталей использованы хомуты. Для изготовления использовались станки: «улитка», торсионный, «гнутик» и «фонарик».

• Скамейка содовая — изготовлена посредством холодной ковки и обшитая деревом.для соединения элементов использована сварки и хомуты. В изготовлении применялись станки — «улитка», торсионный, пресс.

• Балконные перила — метод производства — холодная ковка. Элементы перил соединены при помощи сварки и хомутов. Используемые станки при производстве — «волна», «улитка», пресс.

• Лестничные перила — произведены по методу холодной художественной ковки. Детали соединены с помощью сварки. В производстве использованы станки — торсионный, «фонарик», «улитка».

• Козырёк — методом холодной ковки выполнен каркас козырька. Детали соединены с помощью сварки. В процессе изготовления использованы станки — «улитка», «волна», пресс.

• Мангал — простая конструкция изготовленная по методу холодной ковки. Для соединения деталей использованы хомуты и сварки. Элементы мангала производились на станках — торсионный, «улитка».

• Двуспальная кровать — для спинок использован метод холодной ковки. Соединения сделаны сваркой и хомутами. В процессе изготовления использованы станки — «улитка», «волна» и пресс.

Как видно из всего вышеперечисленного, метод холодной ковки не требует больших финансовых затрат и довольно лёгок в освоении, поэтому если вы решили начать обучение кузнечному делу именно с этого метода, то вы поступили правильно.

Самостоятельное изготовление декоративных кованых изделий потребует специального помещения для производства кузнечных и сварочных работ. Традиционно это помещение называют кузницей или кузнечной мастерской.

Размещение оборудования в кузнице: 1— наждачный станок; 2 — станок для ковки; 3. трубогиб; 4 — шкафы для инструментов; 6 — тиски; 6 — верстак; 7 — вентилятор; 8 — бак с водой; 9 — горн; 10 — вешалки для инструмента; 11- стол для инструмента; 12 —наковальня; 13 — ящики с углем.

Работа в кузне заключается в обработке металлических деталей, обычно в раскаленном виде. Проведение сварки с помощью электрического или газового аппарата тоже подразумевает работу с открытым пламенем и нагретым до высокой температуры металлом. Это предъявляет особые требования к устройству кузницы в домашних условиях.

Как построить кузнечно-слесарную мастерскую своими руками?

Построить кузницу лучше всего из материалов, не подверженных легкому возгоранию:

Схема размещения оборудования в сельской кузнице.

• кирпича;
• шлакоблока;
• асбоцементных листов.

В том случае если кузница вынужденно размещается в постройке с деревянными стенами, они должны быть оштукатурены. Пол в кузне мостят кирпичом, заливают бетоном или делают его из смеси глины и песка, смачивая и тщательно трамбуя ее. Для слесарной мастерской подойдет гараж, сарай или подсобное помещение в доме. Там же можно разместить станки для холодной ковки, так как для этого способа обработки металла не требуется применение открытого огня.

Площадь помещения для ковки декоративных элементов может быть сравнительно небольшой и диктоваться только удобством и свободой передвижения кузнеца.

Для выполнения небольших по размеру изделий оптимальной площадью кузни можно считать 16 кв.м.

Инструменты в кузнице: молоты, тиски, щипцы, заточки.

Такая мастерская дает возможность разместить под одной крышей все необходимое оборудование. Сварочные работы нужно производить только вне помещения.

При производстве кузнечных работ внутри помещения необходимо позаботиться о достаточном проветривании. Идеальным будет устройство принудительной вентиляции приточно-вытяжного типа. Над горном в этом случае размещается вытяжное оборудование. Высота потолков не должна быть менее чем 2,5 м. Кузница под навесом не нуждается в устройстве вентиляции, но работать в ней зимой будет довольно неуютно.

Внутреннее обустройство кузницы, основные приспособления

Специфика труда кузнеца подразумевает размещение в мастерской характерных приспособлений:

Устройство горна кузнечного.

• кузнечного горна;
• наковальни и шпераков;
• правильной плиты;
• гибочной плиты;
• тисков;
• молотов, ручников, кувалды;
• инструментов для резки, заточки, сверления, рубки;
• слесарного верстака.

Помимо этого, обязательно нужно оборудовать кузницу емкостью с водой для охлаждения поковки, которая всегда будет под рукой, и ящик для топлива с кочергой и совком. Обеспечение пожарной безопасности диктует размещение в доступном месте огнетушителя.

Самые необходимые инструменты

Нагревание металлических заготовок до высокой температуры перед обработкой требует обязательного наличия в мастерской кузнечного горна. Это разновидность печи открытого типа, на поду которой производится сгорание высокотемпературного топлива — древесного или каменного угля. Горн обычно располагается у дальней от входа стены таким образом, чтобы кузнец мог иметь к нему доступ с 3-х сторон. Это позволяет нагревать и длинные заготовки, и небольшие детали для изготовления декоративных металлических элементов.

Наковальня с приспособлением для зажима заготовок.

Для небольшой мастерской или для изготовления мелких деталей хорошо подходит переносной горн, который можно сделать из листового металла или из обрезанного газового баллона. Обработка более крупных заготовок (детали перил, заборов и пр.) потребует установки стационарного оборудования. Традиционно такой горн складывают из кирпича: основание выкладывают из кирпича или шлакоблока, оставляя в центре место для зольника и притока воздуха к колосникам. Можно сварить основание и из стального уголка, выполнив зольник из листового металла. Для принудительного дутья с целью повышения температуры сгорания топлива прокладывают трубу. Для нагнетания воздуха можно использовать пылесос. Поверх зольника устанавливают колосниковую решетку, и стенки вокруг нее выкладывают из огнеупорного кирпича, формируя горновое гнездо, где находится горящее топливо.

Обработка раскаленной заготовки производится на наковальне. Для этой цели можно приспособить кусок рельса, один конец которого сточить в виде конуса. При возможности лучше приобрести профессиональную наковальню, но для изготовления декоративных деталей подойдет и кусок толстой (2-3 см) стальной плиты с гладкой поверхностью.

Установить наковальню можно:

• на деревянной колоде («стуле»);
• на основании из монолитного бетона;
• в бочке с песком.

При любом способе установки высота над полом рабочей поверхности наковальни (наличника) определяется индивидуально и должна примерно соответствовать уровню большого пальца на руке стоящего рядом с ней ковщика.

Подсобные приспособления (гибочная и правильная плита, тиски, шпераки) служат для закрепления и обработки заготовок. Гибочная плита имеет отверстия, в которые при необходимости вставляют отрезки прутка по рисунку; между ними выгибают одинаковые элементы в большом количестве (завитки, улитки и пр.). На правильной плите можно согнуть под прямым углом или выпрямить длинные заготовки. Шпераки представляют собой мини-наковальни для мелких элементов. В тисках зажимают концы детали при скручивании, изгибании или некоторые инструменты (шпераки, нижники) для обработки заготовок.

Ударные инструменты должны быть представлены набором молотов и кувалд различного веса (4-16 кг) для нанесения ударов при ковке крупных изделий. Для окончательной обработки заготовки применяют ручники массой 800-2000 г с длиной рукоятки около 35 см. Ручник служит для нанесения точных ударов, исправления формы изделия. Молотки, имеющие фасонные бойки, применяют для поковок особой конфигурации. Такие молотки обычно приобретают или изготавливают под конкретную задачу.

Различный электроинструмент для обработки металла должен иметь кабели с сечением, соответствующим нагрузке.

Слесарный верстак представляет собой стол удобной для хозяина высоты, на котором можно установить электроинструмент, разложить заготовки и готовые детали, выполнять холодные операции по обработке изделий: заточку, шлифовку, резку и пр.

Все оборудование кузницы должно быть размещено с учетом индивидуальных требований мастера к удобству работы и беспрепятственному подходу к основным рабочим местам: горну, наковальне, верстаку. Сделать кузню дома вполне доступно, а работа в ней принесет удовольствие и позволит самостоятельно изготавливать различные вещи из металла.