Гнутик для холодной ковки своими руками

Пошаговое изготовление малогабаритного ручного станка для изготовления завитков

Небольшой станок предназначен для изготовления завитков из полосового проката шириной 20…30 мм. Его несложно сделать самому.

Центр

Сначала изготавливается центр. Для этого отпиливается небольшой фрагмент из кругляка. Заготовку фиксируют в тисках, размечают линию реза. С помощью отрезного диска и углошлифовальной машинки (УШМ) отпиливается заготовка.

Она имеет диаметр 38 мм. Боковая поверхность дополнительно не обрабатывается.

Длина центра составляет 28 мм. Можно и немного больше, но для изгибания полосы шириной 30 мм этого достаточно.

На сверлильном станке сверлится отверстие Ø 8 мм. Его располагают эксцентрично. Такое положение обусловлено тем, что нужно изготовить фиксатор для конца заготовки.

Прорисовывается профиль, который следует удалить с помощью отрезного и зачистного дисков, устанавливаемых на болгарке. Заготовку крепят в тисках и удаляют излишки металла.

Лепестковыми дисками поверхность защищается так, чтобы осуществлялся плавный переход между разными поверхностями фиксатора.

Чтобы в дальнейшем проще фиксировать конец заготовки, нужно просверлить отверстие. Его располагают на радиальной поверхности центра. Сверлится отверстие под резьбу М10.

С помощью набора метчиков нарезается внутренняя резьба. Здесь будет использоваться винт без головки. После фиксации заготовки он спрячется внутри металла центра.

К опорной пластине толщиной 4 мм приваривается центр. На этом работа с его изготовлением завершается.

Изготовление приспособления

Для удобства работы с приспособлением к обратной стороне пластины приваривается вал. Вращая его в специальной оправке, будут вращать улитку.

Наружную поверхность нужно обточить, чтобы сварные швы не мешали свободному облеганию будущих заготовок.

Будущая спираль прорисовывается на пластине. Создается контур, куда ее в дальнейшем приварят.

Из полосы толщиной 4 мм изгибают спираль. Она должна соответствовать проекту.

После проверки спирали по шаблону излишки обрезаются, а саму спираль приваривают к пластине и к центру.

В качестве стойки используется профильная труба 40·40 мм со стенкой 3 мм. На ней сверлят отверстия для крепления элементов станка. С помощью опорных площадок фиксируют подготовленные части.

С обратной стороны видна ручка. Ее закрепили к валу с помощью подшипника. Подготовленная «Улитка» может вращаться.

Проводится проверка работоспособности. За ручку выполняется поворот спирали вокруг оси центра.

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.

Разновидности и назначение станков для ковки

Станок любого назначения применяется для облегчения ручного труда. Для ковки по холодному типу может использоваться разное оборудование, сводящее к минимуму физические усилия мастера и позволяющее выполнять следующие базовые операции:

Станок для создания фигурного профиля методом холодной ковки

• изгиб профиля под нужным углом или радиусом;
• изготовление спиралей или завитков;
• продольное скручивание заготовок.

Разнообразие получаемых деталей позволяет выстраивать их в комбинации и замысловатые конструкции, создавать аккуратное художественное полотно для ограждений и беседок, симметричный декор для парковых скамеек, а также других предметов различного назначения.

Промышленный станок гнутик, позволяющий получить заготовку с заданным радиусом

Станки холодной ковки могут быть специализированными (выполнять только одну операцию) и универсальными. Различают такие типы специальных станков:

• гнутики (гибочные станки) – позволяют выгнуть заготовку под углом или заданным радиусом (волна);
• улитки – закручивают заготовки в спирали и завитки;
• торсионы – помогают продольно скрутить заготовку или несколько таких деталей одновременно;
• штамповочные станки – с их помощью делают декоративные хомуты, фасонные наконечники, волну с мелким шагом.

Универсальные станки включают в себя компоненты специального оборудования в различных его комбинациях.

Приспособления для холодной ковки приводятся в действие механически (ручные станки) или посредством электропривода. Оборудование с электроприводом отличается скоростью и легкостью обработки заготовок. Станок для холодной ковки, цена которого может оказаться довольно высокой, характеризуется высокой продуктивностью. Когда нет необходимости в производительности и скорости, то ручного станка будет вполне достаточно для выполнения работ, особенно в том случае, если кузнечное дело – это хобби.

Станок гнутик, предназначенный для обработки труб методом холодной ковки

Можно ли сделать своими руками станок для холодной ковки

Купить ручной станок для холодной ковки можно в специализированном магазине по продаже инструментов или заказать в интернете. Вопрос заключается в цене и платежеспособности покупателя. Альтернативный вариант – собрать его своими руками. Принцип работы ничем не будет отличаться от товара, приобретенного в торговой сети, а выполняемые функции абсолютно идентичны заводским. Дополнительные преимущества – выигрыш в цене, уверенность, что конструкция не выйдет из строя после первого же использования.

Для начала стоит ознакомиться с конструктивными особенностями каждого типа станка, чтобы оценить возможность его самостоятельной сборки.

Станок для холодной ковки улитка, позволяющий создавать спиральные элементы

Торсион должен выполнять скручивание металлических прутьев, поэтому его конструкция предполагает наличие двух элементов, удерживающих заготовку. Один из них служит зажимом, а другой содержит вращающийся шпиндель, который, собственно, и будет закручивать прут до нужной частоты винтовой волны. Устройство довольно просто соорудить самому, а некоторые мастера вообще обходятся тисками и незамысловатым ручным воротом.

Конструкция гибочного станка также несложная, однако она содержит несколько обязательных элементов, сборка которых невозможна без специализированного инструмента. Основание – массивная металлическая пластина с пазом посередине, в который вставляется подвижный упор, перемещаемый червячным механизмом. Два других цилиндрических упора неподвижны и крепятся на основание с двух сторон симметрично относительно паза. Именно монтаж упоров может вызвать затруднение, так как отверстия под крепеж сверлятся только на специализированном станке, воздействию дрели такая заготовка из высокопрочной стали не поддастся.

Создание элементов методом холодной ковки на самодельном станке гнутик

Станок для ковки металла улитка может иметь две разновидности: с воротом или рычажного типа. Первый вариант позволяет варьировать форму изгиба в процессе работы, однако имеет ряд уязвимых мест в конструкции и очень требователен к прочности материалов изготовления. Второй тип более устойчив, но менее производителен. Мастера считают улитку самым простым станком, самостоятельная сборка которого не вызовет затруднений.

Оснащение электроприводом торсионного станка для холодной ковки

Для того, чтобы повысить не только эффективность работы на агрегате для холодной ковки, закручивая в винтовую волну прутья, но и увеличить скорость, а также обеспечить стабильность и не подвергаться переутомлению, можно установить привод электрического типа.

Работая вручную достаточно непросто сделать все элементы декорирования из металлических прутьев одинаковыми, поскольку равномерность вращательного момента при такой ситуации будет сильно варьировать. Для того чтобы избежать ошибок при изготовлении изделий можно воспользоваться:

• полуосью от автомобиля, которая установлена на ведущем мосту;
• также понадобится зубчатая пара дифференциала;
• для защиты стоит воспользоваться кожухом.

Из перечисленных приспособлений можно соорудить электрический привод к торсионному станку. Такой двигатель лучше чтобы не превышал показатели мощности в 900 об/мин и 3 кВт.

Виды

Промышленная ковка без подогрева заготовок использует специальные инструменты и оборудование для производства крупных партий изделий. Металлообработка включает в себя следующие технологические операции:

• гибка;
• калибровка;
• прошивка;
• вырезка;
• штамповка;
• навивка.

В качестве инструмента используются штампы, позволяющие изготавливать совершенно одинаковые детали большими партиями, мощные прессы.

Для изготовления решеток на окна, ворот, мебели используется пруток с сечением 8–16 мм, полосы листа. Изделия собирают из элементов, сделанных вручную по шаблону.

Элементы кованого забора и ограждения балкона соединяются между собой сваркой и помещаются в прочную раму или крепятся к надежному основанию. Конструкция делается плоской или объемной, в зависимости от замысла мастера и назначения.

Решетка на окне

Соединение и покраска деталей

Для сборки деталей в конечную конструкцию, необходимо предусмотреть ровное свободное пространство — на полу или на столе, в зависимости от габаритов. Заготовки лучше обработать пескоструем, чтобы избавиться от возможной ржавчины и зачистить поверхность перед сваркой и покраской. Пескоструйный агрегат тоже можно сделать самостоятельно из отслужившего газового баллона, пары патрубков и кранов. Для форсунки можно воспользоваться керамическим корпусом отработанной свечи зажигания. Для этого достаточно владеть навыками сварочных и слесарных работ.

После пескоструйной обработки, заготовки раскладываются на сборочной площадке. Для удобства можно использовать бруски-подкладки. После размещения всех частей, стоит проверить соответствие их расположения чертежу. Далее, зафиксировав ключевые элементы конструкции струбцинами, точечной сваркой надо прихватить их между собой. В последний раз проверив размеры, углы и взаимное расположение, можно приступать к проварке всех нужных швов.

После сварки нужно зачистить окалину проволочными щетками, закрепленными в дрели, а в труднодоступных местах вручную. Теперь конструкцию можно красить. В зависимости от выбранных грунтов, финишной краски и способа нанесения, сборку укладывают на прокладочные бруски или крепят вертикально на временные упоры.

Конструкции с большой плотностью деталей удобно красить из краскопульта, для редкой решетки лучше использовать кисточку, чтобы уменьшить потери краски.

Схема гнутика и последовательность работы на нем

— основания, закрепляемого на столе/верстаке, касательно движущегося поводка, который и производит гибку;

— рычага, перемещающего поводок;

— лимба с указателем углов поворота рычага;

— сменных валиков, имеющих разные углы гиба;

— регулируемых прокладок и зажимных губок, фиксирующих деталь в определенном положении.

Рисунок 2 — Общий вид гнутика

Последовательность действия изготовления гнутика для холодной ковки следующая. Приспособление крепится к столу/верстаку, либо устанавливается на него. Для гибки металлов, требующих значительного усилия, приспособление лучше крепить стационарно, для чего в опорном уголке предусматриваются отверстия. В прямоугольную стальную рамку, внутренние поверхности которой должны быть шлифованными, помещается ползунок. На верхней плоскости ползунка устанавливаются следующие детали:

1. Сменный пуансон, на рабочей поверхности которого имеются все наиболее часто используемые варианты гиба заготовок: по радиусу, по дуге, с прямым гибом и т.д.
2. Рычаг, при помощи которого можно производить возвратно-поступательное перемещение ползунка.
3. Ограничители хода ползунка в раме приспособления.

Установив сменный инструмент, болтами прикрепляют раму к опорной поверхности гнутика, после чего на верхней плоскости устанавливают два валика. Лучше, если валики будут иметь возможность для продольного перемещения вдоль рамы: это позволит производить гибку заготовок различной толщины или диаметра. Для этого пазы крепления роликов выполняют овальной формы, рассчитывая на определенный диапазон изменения толщины заготовки. Оси валиков должны допускать свободное вращение: это уменьшит усилие гибки и исключит зажим валиков при изгибании изделий из более прочных металлов.

Для повышения точности гнутья при изготовлении инструмента для ковки  на опорном уголке часто устанавливают лимб с делениями, проградуированными в углах гиба (с учетом пружинения металла).

Закрепив заготовку, постепенно перемещают рычаг до сближения с заготовкой, затем корректируют ее расположение между роликами и ползунком и гнут по получения требуемого угла. Для облегчения процесса возврата ползунка в первоначальное положение, его можно снабдить возвратной пружиной. Ее усилие подбирается из учета 20-25 % от усилия гибки. Это усилие можно установить либо по имеющемуся динамометру, либо воспользовавшись приближенной зависимостью:

_в

b — ширина полосы (или диаметр прутка);

S — толщина изгибаемого материала;

σ_в — предел временного сопротивления материала заготовки (см. таблицу):

Отличия

Подобный процесс отличается от стандартных кузнечных технологий тем, во время работы материал не подогревается для достижения лучшей пластичности и податливости.

Другие отличительные черты:

• Часто для холодной ковки своими руками изготавливается устройство, потому что оно не особо сложное в производстве и доступно даже любителям, а не только для профессионалов.
• Нет совершенно никакой надобности в дополнительных приспособлениях для нагревания предмета.
• Органичный и даже красивый внешний вид.
• Для активации оборудования зачастую приходится прибегать к помощи механическое движение. То есть, работа, основанная на силе и выносливости человека. Но этот аспект просто нивелировать с использованием электрического привода.

Видовое разнообразие накладывает свой отпечаток. У каждого типа есть отличительные моменты, но существуют и общие для всех.

Это:

• Усиленная станина. Ведь на нее приходится основной упор во время сжатия, скручивания, изгиба далеко не самого мягкого сырья.
• Приспособления почти полностью состоят из металла. Деревянных элементов не может быть по определению, такой материал просто не выдержит давления.
• Стационарность. Практически не существует мобильных вариантов оборудования. 

Оснащение электроприводом торсионного станка для холодной ковки

Разумеется, подключение привода привнесет массу положительных аспектов. Работы ускорится в несколько раз. При этом одновременно возрастет и эффективность. Ведь качество полученных изделий будет лучше, отсутствие рывков и дерганий, присущих человеку, сказывается положительно. Быстрота и результативность, звучит прекрасно. Да еще и человеческий ресурс растрачивается куда меньше, не нужно применять силу, лишь нажать кнопку. Но добавление привода намного увеличивает цену приспособления, а также добавляет траты электроэнергии. Соответственно, логично применять только при производстве крупных партий.

Другое оборудование: универсальное, шаблоны, лекала и прочее

Приспособления для холодной ковки используются для сгибания по дуге, под углом или скручивания. Ниже приведены основные разновидности оборудования.

К станкам также можно отнести:

• Штамповый пресс. При помощи этого устройства на металл наносят определённый рисунок путём отпечатывания его с шаблонов под давлением.
• Механический узел. Устройство, помогающее выгибать прут в форму круга с разным диаметром.
• Приспособления для ковки, к которым относятся шаблоны, оправки, кондукторы используются индивидуальными мастерами, которые не гонятся за количеством произведенных элементов.
• Ручные инструменты: клещи, вилки, тяжелый молоток или кувалда также чаще используются индивидуальными мастерами.

К сведению! Шаблоны, кондукторы и лекала для холодной ковки могут быть разнообразными, каждый мастер изготавливает их самостоятельно для получения эксклюзивной формы материала. Самые распространённые виды перечислены выше, их можно сделать своими руками в домашних условиях.

Разметка и монтаж «навесного» оборудования

Пожалуй, самый творческий этап работы. Своими руками можно сделать все. Но как, с учетом перспективы или ограничившись производством однотипных образцов?

Вариант 1.  Самый простой. Смысл операции в том, что на столешнице прорисовывается контур спирали.

По сути, это эскиз будущих фигурных деталей, к примеру, из прутка. После этого достаточно из толстого полосового железа, согнутого по радиусу, вырезать несколько сегментов. Они привариваются к столешнице, и механизм для изгиба в основе своей готов.

Кому-то более привлекательным покажется такое исполнение – с цельной полосой.

Но практика показывает, что с такой улиткой работать сложнее. Например, при выемке из нее готового изделия возникнут определенные трудности.

Вариант 2.  То же, но прорисовывается несколько контуров. Вдоль каждого высверливаются отверстия, в которых нарезается резьба. Остается лишь заготовить шаблоны для сегментов-упоров. Своими руками их делают, как правило, из плотного картона или фанеры.

По ним из металла изготовляются накладки, в которых после очередной разметки также высверливаются отверстия, совпадающие с посадочными «гнездами» в плите. Такая конструкция позволит на одном столе организовать производство спиралевидных заготовок с различными радиусами. Придется лишь, в зависимости от формы изгиба, устанавливать соответствующие сегменты в определенных местах. Их крепление к основе – болтовое. Можно поступить и по-другому. Вместо таких упоров ставить цилиндрические.

Для фиксации они притягиваются болтами (снизу плиты) или изготавливаются сразу с ножками (+ резьба) и вкручиваются в столешницу. С ними гораздо удобнее. А если есть собственный токарный мини-станок, то выточить своими руками – дело на пару часов.

Вариант 3.  Приготовить несколько съемных модулей, которые менять по мере необходимости.

Изготовление простой улитки своими руками

Если вы остановились на упрощенной монолитной конструкции, то знаете, что в этом устройстве применяют простое наматывание прутка усилием рук или с помощью рычага на жестко приваренную к рабочей поверхности форму. Такой станок можно использовать для создания завитков на прутках небольшого сечения (менее 12 мм).

Монолитная неразборная улитка

Изготавливается она так:

• Сначала вырисовывается схема на листе бумаги будущего шаблона с нужными размерами (иногда схема шаблона наносится непосредственно на основание кондуктора). К этому нужно подойти ответственно, т. к. после приваривания готовой формы исправить ошибки не получится. Толщина очертаний формы на чертеже должна быть такой же, как толщина используемой для ее изготовления металлической полосы. Минимально она должна составлять 3мм. Витки нужно размещать на расстоянии 12–13 мм друг от друга, чтобы между ними в паз умещался деформируемый пруток в 10 мм.
• Из стального листа толщиной не менее 4 мм вырезается основание улитки (лучше круглое), размер диаметра которого определяется соразмерно величине шаблонной спирали и быть больше размера улитки. Обычно диаметр основания бывает в пределах 70 см.
• В соответствии с чертежом из металлической полосы толщиной 3мм изготавливается нужная форма завитка. Для этого заготовку лучше прокалить, чтобы она легче поддавалась механической обработке. После изготовления формы лишний конец полосы отрезается, а кромки улитки подрезаются на конус и зачищаются.
• Готовая форма приваривается к основанию, которое крепится на станине. Иногда шаблон, приваренный к основанию, фиксируют на станине с помощью тисов, установленных на ней. Для этого к обратной стороне основания формы приваривают отрезок бруса для захвата тисами.

При варианте фиксации кондуктора в струбцине тисов можно легко менять шаблоны и получать различные формы завитков, если изготовить несколько видов, монолитно приваренных к основанию устройств.

Съемная конструкция

На рабочем основании сначала прорисовывают контур улитки с отметкой вдоль контура мест нанесения отверстий для крепления шаблона.

По эскизу из стальной толстой полосы изготавливается шаблон и в нем просверливаются отверстия. Он крепится к основанию на болты.

Ковку витой формы нужно начинать от центрального завитка. Конец заготовки вставляется в паз первого завитка формы и плотно к нему прижимается. Для надежности фиксации можно использовать небольшой зажимной инструмент. С усилием свободная часть прутка накручивается на шаблонную форму с помощью приспособления — рычага. Для усовершенствованных конструкций используется рычаг, приводимый в движение с помощью подвижного подшипника, закрепленного на нем. Рычаг изготавливают из прутка диаметром 20 мм.

Посмотреть изготовление такого устройства можно в видеоролике:

Разборные улитки с вращением

Шаблон улитки может состоять из нескольких частей, а деформация прутка происходить путем вращения кондуктора. Такой станок состоит из следующих элементов:

• толстого металлического основания в виде диска или квадрата;
• разборного шаблона, закрепленного на площадке основания;
• вала вращения;
• рычага для привода вала в движение.

Рабочее основание изготавливается из металла, толщиной от 4 до 10 мм.

Сборный шаблон может состоять из нескольких частей, которые соединяются между собой шарнирными штифтами, вставленными в отверстия проушин, приваренных к концам элементов. Вместе они составляют контур улитки.

Для крепления такой улитки к рабочему основанию в нем нужно просверлить отверстия для ее фиксации к поверхности в определенном положении. Меняя положение сборных частей на основании, можно получать разную кривизну завитков и их форму. Величина дуги формы регулируется специальными винтами, закрепленными на соединительные шарниры.

Составную улитку на шарнирных соединениях самостоятельно изготовить довольно сложно. Обычно, мастера приобретают изготовленный в промышленных условиях штамп и крепят его на станину.

Самим можно изготовить более простое устройство разборного шаблона без использования шарниров. Для этого нужно сделать эскиз сборных частей улитки с местами отверстий. Если подготовить несколько эскизов и, в соответствии с их контурами, просверлить отверстия в основании в разных местах, то можно крепить шаблоны с разными радиусами на одном основании. Для этого потребуется закреплять на болты сегменты контура в местах совмещения отверстий шаблона и основания.

Например, можно выполнить такой вариант:

Устройство со съемными частями улитки и вращающимся цилиндрическим валом, приводимым в движение с помощью рычага, показано в видеоролике: