Milling-master.ru

В помощь хозяину
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Инструмент для горячей ковки

Горячая ковка

Горячая ковка металла один из самых древних способов обработки металла. И надо отметить этот способ обработки металла не потерял актуальности до сих пор. Более того, можно смело утверждать, что горячая ковка переживает новое рождение.

Причиной тому новое оборудование и методы обработки горячего металла, которые стали применять при работе с деталями.

Горячий метод ковки

Горячая ковка обеспечивает изготовление оригинальных и зачастую индивидуальных изделий. Металл необходимо разогреть до температуры порядка 1000 °C. При таких температурах, стальные заготовки теряют свою прочность, но зато приобретают повышенную пластичность и это позволяет мастерам кузнечного дела выполнять самые разные детали, которые затем применяют и в производстве, и в украшении интерьера.

Для выполнения горячей обработкой заготовки необходим следующий минимальный набор оборудования:

Кроме этого мастеру потребуется определенное количество инструмента и приспособлений – молотки, молоты, щипцы, прижимы и пр.

Процесс работы с горячим металлом

Процесс работы с горячим металлом можно условно разделить на следующие основные операции:

  1. Разделение заготовки на части определенного размера.
  2. Обработка заготовки с наружной поверхности, такую операцию называют прорубка.
  3. Получение чернового варианта заготовки. Для этого мастер должен отсечь от нее лишний материал.
  4. Вытяжка – это удлинение заготовки путем уменьшения ее поперечного сечения.
  5. Пробой отверстий разной формы, для этой операции применяют специальный инструмент или отверстия уже проделанные в наковальне.
  6. При необходимости мастер в состоянии придать заготовке необходимый изгиб. Эта операция может выполняться и с применением шаблона, и без него.

Мастер чеканки по металлу

Надо отметить это далеко не полный список операций, которые выполняет кузнец во время работы над деталью. В любом случае, завершающая операция – отделочная. То есть во время ее выполнения можно создавать надписи, рельеф и чеканку и пр.

Выбираем металл

Заготовки, которые подвергают горячей ковке металла, должны быть изготовлены из таких материалов, которые при определенной температуре получают высокую пластичность, при некотором снижении прочностных параметров.

Для получения изделий по технологии горячей ковки вполне допустимо применять такие металлы как стальные, алюминиевые, медные сплавы. Широко применяют латунь марки Л90, Л80 и пр. Наибольшей популярностью заслуженно пользуются такие материалы как сплав железа с углеродом. Этот сплав (сталь) обладает прочностью, которая возрастает по мере роста объема углерода. Но с другой стороны при насыщении его углеродом сталь может потерять пластичность и ковкость.

В середине ХХ века, перед производственниками встали задачи по обработке титана и его сплавов. Они были решены после того, как были разработаны технологии по горячей ковке и штамповке этого материала.

Какие для ковки нужны инструменты

Ключевыми инструментами, применяемыми при горячей ковке являются молот, щипцы и некоторые другие.

Инструменты для горячей ковки

Ковка заготовок выполненных из стали требует от мастера определенных навыков и знаний в части термической обработки металлов. Все дело в том, что если заготовки передержать в горне, то последующая ковка может привести к образованию некоторых дефектов, например, трещины.

Если нагрев произведен до строго определенной температуры, например, 1 000 °, то применение специального кузнечного инструмента позволяет выполнять контролируемое изменение размеров и формы металла.

Для достижения необходимой температуры заготовки применяют горн или муфельную печь. Для повышения ее эффективности некоторые мастера устанавливают системы дополнительной подачи воздуха.

Наковальня — ключевой инструмент

Наковальня, как правило, выполняется в заводских условиях, так как в домашних условиях практически невозможно обработать кусок стали марки 45Л весом от 70 до 250 кг. Именно такие наковальни выпускает отечественная промышленность. Для работы с небольшими заготовками применяют ж/д рельс марки Р65.

Кстати, конструкции наковален определены в серии ГОСТ.

Кроме описанного оборудования в кузне должен находиться набор инструмента, включающий в себя:

  • молотки разной массы и формы бойка;
  • клещи с разной длиной рукоятей и формы губ;
  • различного вида прижимы и пр.

Надо учитывать и то, что процесс охлаждения чаще всего выполняют непосредственно в кузне, для этих целей в помещении мастерской устанавливают емкость с жидкостью для охлаждения разогретой заготовки.

Довольно часто в кузне можно встретить сварочный аппарат. На самом деле, сварку можно выполнить и с применением кувалды и при соблюдении определенных температурных режимов. Но это весьма трудоемкий и длительный процесс, поэтому многие мастера применяют традиционную электродуговую сварку. Другими словами, набор оборудования, который устанавливается в современной кузнечной мастерской, способен обеспечить полный производственный цикл, начиная от разработки эскиза и заканчивая сборкой готового изделия.

Достоинства и недостатки горячей ковки

Ковка металла, как впрочем, и любая другая технология обработки, обладает положительными и отрицательными свойствами. К первым можно смело отнести получение улученных механических свойств, особенно если сравнивать поковки с литьем.

Горячая ковка крупногабаритных изделий

Ковка позволяет обрабатывать заготовку с такими – габаритно-весовыми параметрами масса от 250 тонн, длина может быть от 10 метров и более.

При обработке разогретого металла в ручном или автоматическом режиме нет необходимости в прикладывании больших мускульных усилий.

Кузнечный труд может быть относительно легко автоматизирован и это приводит к снижению затрат на производство.

С другой стороны горячая ковка не самый производительный способ обработки металла. Кроме этого после такой обработки металла заготовка будет подвержена большому объему механических работ.

Горячая ковка металла своими руками

Действительно горячая ковка металла не самый сложный способ обработки деталей и при довольно небольших затратах можно организовать собственное кузнечное производство полного цикла.

Читать еще:  Токарный инструмент по дереву своими руками

В качестве сырья часто применяют пруты квадратного и круглого сечения, чушки и другие формы металла.

Так как кузнечный горн, довольно сложное и затратное оборудование, вместо него все чаще применяют муфельные печи. Они занимают меньшее количество производственной площади и вызывают меньше хлопот по установке и обслуживанию. Устройства этого типа более качественно поддерживают заданную температуру, контроллер управления позволяет выставлять временные границы нагрева и определять его скорость.

Использование муфельных печей позволяет достичь ровного прогрева заготовок до нужного состояния.

Как уже выше отмечалось в качестве наковальни можно использовать кусок тяжелого рельса.

Инструмент

В данном подразделе рубрики “Кузница” материалы о кузнечном инструменте (не путайте, есть еще подразделы с приспособлениями и оборудованием, в чем разница, смотрите здесь). Для получения более подробной информации переходите по ссылкам.

Прослушать

Предлагаем аудиоверсию статьи в видеоролике с фото для тех, кому лучше слушать, чем читать.

Кузнечные инструменты и приспособления для горячей (ручной, свободной, художественной) ковки: основные и вспомогательные, фото

Испокон веков кузнецы не обходились без кувалды, клещей, пробойников, молотков и прочей оснастки. Причём, эти инструменты были нужны любой кузнице как для холодной ковки, так и для горячей. Далее представлен весь список инструментов и приспособлений.

Клещи

Клещи – один инструмент кузнеца, без которого он, что называется, как без рук. Скорее они и есть продолжение его рук. Клещи должны обеспечивать прочный зажим поковки при ударе. Причём в зависимости от вида изделия клещи должны иметь губки различных форм: плоские, полукруглые или трубчатые.

Клещи кузнечные для свободной ковки из стали 40Х. Фото КовкаПРО

Вилки для гнутья

Ручная и подкладная (помещаемая в специальное отверстие в наковальне) вилки применяются для гибки и завивки заготовок с разными формами сечения: квадрат, кругляк, полоса.

Ручная кузнечная вилка. Фото КовкаПРО

Слесарно-кузнечные зубила, что это такое, применение

Такие инструменты для ковки, как зубила также постоянно применяются при художественной ковке металла.

Кузнечное зубило. Фото КовкаПРО

Зубила имеют деревянные ручки для предотвращения передачи вибрации на руку, предназначены для рубки горячего и холодного металла.

Подсечки из стали

Подсечка – приспособление, применяемое в паре с зубилом, фиксируется в отверстии наковальни. Для рубки деталь помещается между зубилом и подсечкой. Разрубается деталь ударом молота по зубилу. Либо металл просто кладется на подсечку и по нему наносятся удары молотком. Деталь надрубается с одной или с двух сторон не до конца доламывается.

Гвоздильни

Гвоздильня является приспособлением, с помощью которого производятся утолщенные головки для гвоздей, болтов, заклепок и прочих элементов.

Ручная кузнечная гвоздильня. Фото КовкаПРО

Существует два вида инструмента:

  • ручная гвоздильня с несколькими полостями (от 1 до 5 ) разного диаметра;
  • формовочная плита с большим количеством полостей разного размера.

Раскатки

Раскатка – инструмент для свободной ковки, применяющийся для выполнения такой операции как разгонка, которая позволяет получить заготовку нужной высоты и ширины.

Обжимки, для хомутов и прочие

Обжимки применяются для придания изделию разных форм: цилиндрическую, эллипсообразную или граненую с различным количеством граней. Обжимки состоят из двух частей, из которых нижняя крепится в отверстии наковальни, а верхняя, имеющая деревянную ручку, используется для формовки заготовки.

Обжимка верхняя круглая PICARD. Фото КовкаПРО

Молотки

Ручник – это основной рабочий инструмент – молоток весом от 0.8 до 2 кг.

При проведении небольших поковок работы проводятся молотком-ручником, которым также при ковке с молотобойцем кузнецом указывается место для нанесения удара.

Кузнечный молоток со смещенным центром. Фото КовкаПРО

Вес такого молотка составляет чаще от полукилограмма до полутора килограмм, длина ручки около 400 миллиметров. Ударная часть молотка – плоская, а верхняя часть выполняется закругленной или острой. Для того, чтобы сила удара не передавалась на руку кузнеца, рукоятка молотка изготавливается из рябины и других плотных сортов древесины.

Гладилки

Следующий инструмент для художественной ковки металла – гладилка. Назначение ее понятно из названия, она помогает загладить поверхность изделия. Нижняя рабочая поверхность гладилки отшлифована.

Кузнечный молоток-гладилка. Фото КовкаПРО

Топоры

Кузнечные топоры служат для рубки горячего металла. Выделяют несколько видов инструмента в зависимости от формы рабочей части:

  • двусторонние;
  • односторонние;
  • трапециевидные;
  • фасонные.

Длина кузнечного топора составляет от 100 до 350 мм.

Кувалда

Кувалда – это инструмент, который должен обладать крепкой и в то же время легкой рукояткой, вес самой кувалды должен быть в пределах от 2 до 8 кг. Как правило, этот инструмент держат обеими руками. Вес и размеры варьируются в зависимости от изготавливаемого изделия.

Кувалда кузнечная тупоносая стальная оцинкованная. Фото КовкаПРО

Наковальня

Наковальня – это второй «основной компонент» в работе кузнеца. Ковка производится непосредственно ударами молота по металлу, находящемуся на наковальне.

Наковальни с хвостом. Фото СнабИнструмент

Учитывая, что сила ударов, как правило, велика, наковальня должна быть прочной и надёжно закреплённой на деревянном чурбане или других прочных основаниях. Соблюдение этих условий продиктовано соображениями безопасности.

Подбойки

Подбойки служат для создания на поверхности заготовки всевозможных выбоин, углублений и канавок. Подбойки как инструменты, предназначенные для ручной ковки, имеют множество конфигураций. В ходе процесса ковки подбойки могут видоизменять свою форму, поэтому в наличии всегда должен быть большой ассортимент инструмента.

Пробойник

Для того, чтобы сделать отверстие в изделии, используют пробойник. Сечения такого пробойника могут быть самой различной формы. Используемые самодельные приспособления для ручной ковки должны быть выполнены из прочной, закаленной стали.

Читать еще:  Электроинструмент 3 класса это

Горн представляет собой печь для нагрева и расплавки металлических заготовок. Топливом для горна служит газ или уголь.

Газовый горн сферической формы.

Наборы кузнеца

Наборы кузнеца с различным количеством инструментов позволяет сразу приобрести все необходимое. Мастерам горячей ковки предоставляется следующие виды комплектов:

Сварочный аппарат с зарядным устройством «SSVA-160-2» входит в расширенный набор

Каждый набор позволяет выполнять задачи разного уровня и выполнять проекты любой сложности.

Ручные инструменты и другое оборудование для холодной ковки металла

Молотки, вилки и зубила используются для работы не только с горячим, но и с холодным металлом.

Кроме этого, для холодной ковки применяется широкий перечень оснащения, которое в большинстве случаев разделяют на четыре группы, в зависимости от технических характеристик оборудования:

  • универсальные агрегаты с высокой производительностью позволяют выпускать элементы разных форм, используются на производстве компаний, специализирующихся на массовом изготовлении декоративных деталей;
  • станки для холодной ковки, к которым относятся гнутик, улитка, волна, твистер, глобус (объемник), фонарик, кузнечный блок для раскатки гусиной лапки;

Станок для холодной ковки PROMA Gnutik 0005

  • ручные инструменты;
  • самодельные приспособления.

Какие инструменты и оснащение потребуется мастеру зависит от конфигурации необходимых для изготовления элементов.

Сделать своими руками: для кузницы, дома и не только

Ручные инструменты для горячей ковки достаточно несложно сделать своими руками. Такой вариант позволит сэкономить денежные средства и изготовить оснастку «под себя».

Подробные инструкции по изготовлению инструментов представлены в отдельном разделе нашего сайта. Мастера наглядно демонстрируют процесс производства клещей и прочей оснастки.

Где купить

Некоторые мастера не обладают свободным временем для изготовления нужной оснастки, им необходимо сразу же приступать к реализации проектов. В подобных случаях следует обратить внимание на производителей и поставщиков инструмента: зубила, клещи, гвоздильни и не только.

Оборудование для горячей ковки

Горячая ковка

Горячая ковка (Hot Working, Hot Forging) — это высокотемпературная обработка металла, нагретого до ковочной температуры, его пластическая деформация. Температурный режим горячей ковки подбирается исходя из вида характеристик металла. Формообразование происходит путем многократных ударов посредством ручных кузнечных молотков, кувалд, кузнечного молота. При данном методе обработки металла рекристаллизация металла происходит одновременно с его деформацией.

Металл обрабатывается со времен Тутанхомона (это то, что нам сегодня доподлинно известно), но в те времена еще не было открыто железо, и оно встречалось только в метеоритах. Все железо обрабатывалось холодным способом. Позже появилось литье, но оно не позволяло закалять металл, который при резком охлаждении становился мягким. Предвестником горячей ковки служило проковывание металла после литья для освобождения его от пустот. Началом развития художественной ковки в России считают 10 век н.э., с появлением первого гона (очага), который превратился в домницу (маленький прообраз доменной печи). В Дедославле стоял князь с дружиной, и была постоянная потребность в оружии и доспехах, а также в защитных сооружениях типа решеток и ворот. Сырьем служила болотная и озерная руда.

Принципиальное отличие — в нагреве металла до ковочной температуры, в зависимости от состава металла. В некоторых случаях практикуется местный нагрев металла. Во время проковывания металл подвергается прессованию, изгибанию. и, как следствие, становится более прочным. В отличие от холодной ковки, где не происходит декристаллизация металла, и он не меняет своих химических свойств, поэтому нет необходимости производить отпуск, отжиг и закалку.

Процесс горячей ковки может быть ручным, так и механизированным. Для второго нужно промышленное кузнечное оборудование. Для ручной горячей ковки необходимы:

— горн кузнечный для разогрева заготовок

— кузнечные клещи для удержания заготовок

Не забывайте также про важный аспект защиты лица, глаз, дыхания и рук во время ковки.

Для начинающих кузнецов мы составили кузнечные наборы.

Железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы. Температурный режим зависит от состава металла. Если Вы не знаете состав металла, то можно провести тест по напильнику. Существуют четко обозначенные температурные показатели для начала ковки и для ее окончания. Температуру можно определить как пирометром, так и на глаз, по цвету побежалости. В процессе нагрева важно убедиться в том, что металл нагрелся равномерно.

Ковка металла

Обработка металлической детали с изменением формы и размера называют ковкой металла. В результате ковки металл деформируется и изменяет свои параметры. Различают горячую и холодную ковку. Может выполняться и своими руками.

При горячей ковке металл разогревают до так называемой ковочной температуры, у разных материалов она разная, для стали она равняется 800 — 1200 ºC, для медных сплавов — 650 – 1000 ºC, для титана и его сплавов -900-1600 ºC, алюминий деформируют при температуре — 400-480 ºC.

Широко используется и холодная ковка, то есть обработка металла без предварительного нагрева.

Следует отметить, что широкое применение прокатного и штамповочного оборудования и использование средств компьютерного оборудования вытеснило ковку из тяжелой индустрии. Но и, тем не менее, ковку применяют для создания ограждений, предметов украшений, замков, ножей, оружия.

Сейчас популярен холодный способ ковки. Его использование, позволяет получить экономию на содержании производственных площадей, при широком внедрении технологии холодной обработки металла отпадает необходимость в эксплуатации энерго затратного оборудования, например, горна.

Читать еще:  Инструмент для разметочных работ

Ранее горячая ковка была основной для изготовления кованых деталей и изделий.

Детали и изделия получаемые ковкой называют поковка

Горячая ковка

Металл нагревают в печи до температуры при которой он теряет свою прочность и становится пластичным. Далее металлическую заготовку можно обрабатывать, применяя удары и другие способы.

Но нагрев металла имеет недостатками:

  1. Мастерская должна быть оборудована кузнечным горном, или муфельной печью. Это требует расходы на монтаж, обслуживание оборудования и покупку топлива.
  2. Необходимо принять меры по безопасности, ведь ковка металла предполагает наличие открытого огня.
  3. Специалист должен иметь определенные знания и навыков в части горячей обработке металла.

Холодная ковка

Большую часть операций холодной ковки выполняют на специализированном оборудовании/

Существует перечень оборудования, применяемого для обработки металла без предварительного нагрева. Инструменты этого класса, показывает свою экономическую эффективность при выполнении больших объемов, например, при совершении архитектурного оформления здания.

Среди оборудования, которое применяется для холодной ковки, применяют следующее:

  • Торсионное, предназначенное для кручения прутка вдоль продольной оси.
  • Волновое, его используют для изготовления волнообразных деталей.

Всего, технологический парк инструментов для холодной ковки включает в себя несколько десятков единиц станков. Это такие инструменты, как: гнутик, фонарик, улитка, волна, твистер, станок для колец

Одни работают под действием мускульной силы оператора, или от установленного силового агрегата, например, электрического двигателя. Есть мастера, которые сами изготавливают оборудование для обработки металла.

Способы ковки

  1. Ручная;
  2. Штамповка;
  3. Ковка на молотах.

Ковку осуществляют с использованием ручных или механизированных инструментов. Это может быть или кувалда, или пресс, работающий от разного вида приводов, например, пневматического.

Эта операция позволяет получать детали, имеющие различные габариты, вес и формы.

Применение ковки повышает механические параметры стали, улучшает его внутреннюю структуру. Именно поэтому, особо ответственные детали обрабатывают методом ковки. Например, шатуны, устанавливаемые на двигателях внутреннего сгорания.

Ковку разделяют на две большие группы – ручную и машинную. Для первой применяют ручной ударный инструмент или специально изготовленное кузнечно-прессовое оборудование. Для машинной обработки применяют прессы и молоты. Тяжелые и габаритные детали обрабатывают на прессах, более мелкие детали обрабатывают на механических молотах.

Ручная ковка должна осуществляться только в специально оборудованной мастерской. Кроме нагревательного горна, мастерская должна быть оснащена системой вентиляции и наковальней. Она представляет собой значительный кусок металла, на которой могут быть смонтированы технологические приспособления, например, рог или матрица, для получения калиброванных деталей. Для производства наковальни применяют сталь 45Л.

С помощью наковальни ковку заготовок выполняют своими руками и придают им нужные формы и размеры. Наличие плоской поверхности на наковальне позволяет обрабатывать плоские детали.

Обработку металла при помощи ударов разделяют на свободную ковку и обработку в штампах.

Суть свободной ковки заключается в заключение заготовки между молотом (прессом) и основанием. Получение требуемой формы и размеров осуществляет оператор станка, используя для этого вспомогательного инструмента.

Во время штамповки металл получает форму и размеры в пределах инструмента, применяемого для обработки. Для выпуска детали, требуется новый штамп. Штамповка – это промежуточная технологическая операция, после которой полученные полуфабрикаты отправлены на дополнительную обработку, например сварку или сверление.

Оборудование для ковки

В промышленности широко используют кузнечно-прессовые станки. Его разделяют по признакам:

  1. По температуре обрабатываемой заготовки. Для такой технологической операции использую ковочные машины, которые могут обрабатывать как холодные, так и разогретые заготовки. Машины этого класса используют для обработки плоских и объемных деталей.
  2. По операциям, которые можно выполнять на этом оборудовании, то есть для заготовительных, основных и финишных операций.
  3. По способу подачи или удаления готовой продукции из рабочей зоны станка, в практической работе стараются использовать устройства для автоматической подачи и удаления заготовок и отходов.
  4. По типу привода, работает от приводов разного тип – электричества, сжатого воздуха, гидравлики.
  5. По главной характеристике – номинальному усилию, которое оказывает пресс в рабочий момент.

Инструменты для горячей ковки

Горн, наковальня, кувалда и ручник, клещи, фасонные молотки, шпераки.

Индукционные нагреватели

Перед тем как направить заготовку, на обработку с помощью горячей ковки необходимо обеспечить ее нагрев до определенной температуры. Эту задачу решают с использованием нагревательных устройств. Как уже упоминалось, для нагрева применяют горн, муфельную печь, но существует еще один тип – индукционные нагреватели. Через эти устройства проходят детали, которые будут направлены на штамповочно – ковочные операции.

Преимущества нагрева в индукционной печи:

  • уменьшение затрат на электрическую энергию и это особенно важно во время постоянного рост тарифов.
  • рост производительности работы, так, как нагревание заготовок таким способом позволяет сократить время необходимое для нагрева детали.
  • позволяет не только точно позиционировать заготовку в печи, но и оптимально расположить ее для более эффективного нагрева.
  • на поверхности заготовки не остается окалины и это положительно сказывается на использовании штамповочно-кузнечного инструмента. Это позволяет освободить производственные площади.

Художественная ковка

Применяют для производства малогабаритных и изящных предметов. Художественная отличается от традиционной тем, что это не только способ обработки металла, а своего рода искусство. Довольно часто детали, полученные с использованием художественной ковки, применяют при декорировании помещений.

Мастера, которые занимаются художественной ковкой, способны получать разнообразные изделия, которые могут быть вписаны в любой интерьер. Надо отметить, что спрос на такие вещи постоянно растет и это интересное место для развития бизнеса.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector