Основы технической и художественной ковки

А гнуть, особенно разогретую заготовку, лучше в вилке: получается быстрее и точнее (металл меньше тянется), не надо наносить много ударов. В гибке лишние удары только вредят, а иногда и портят поковку, особенно это сказывается на офактуренном металле.

Иногда некоторые авторы показывают гибку с постановкой детали на одну точку (рис.1 D и Е). Установку металла при гибке ударом на одну точку, даже хорошо прогретый, я никогда не одобрял – может сильно отдать в руку (проверено на личном опыте). Для этого лучше использовать выступ между рогом и зеркалом. Одна точка на зеркале, другая на роге, удар между ними. Вот почему я не рекомендую использовать выступ для рубки.

Большую сложность, особенно для начинающих, представляет гибка полосы на ребро. И чем тоньше полоса, тем гибка сложнее. Я рекомендую в этом случае полосу гнуть ударами по ребру (см. рис. 3), но нагрев производить до температуры не выше 700—750

С. При данной температуре металл меньше деформируется, меньше ненужная деформация по ширине, которую постоянно приходится выравнивать. Гнётся тяжелее? Ну, нет! Гибка пойдёт легче и быстрее, а что касается силы ударов, то, что сделаешь – придётся немного попотеть. А будете гнуть в вилке или ещё на чём-то – только намучаетесь, и чем тоньше и шире полоса, тем гибка на ребро сложнее. В шаблоне? Сколько потребуется шаблонов? А деформации всё равно не избежать.

Рис. 3 Гибка полосы на ребро

Однажды я прочитал: во время гибки можно использовать в качестве шаблона рог наковальни, нанеся на нём метки мелом

Использовать рог в качестве шаблона!? Не знаю, кто это придумал, явно не профессионал – метки исчезнут после нескольких ударов.

Не имеет значения форма рога в верхней части: круглый он или плоский. Кольцо сворачивается и без рога, всё зависит от того, как изготавливать. Пример: загнули на кромке конец заготовки, повернули на 180 градусов и несильными ударами с потягом на себя закручиваем кольцо, оправляем его на оправке (что значительно точнее). Оправками могут служить любые недлинные обрезки кругляка разного сечения. Этим способом изготавливаются: навесы петлей двери, уши рессор и другие изделия из полосы. На этой теме я остановлюсь отдельно. На роге эти изделия не оправишь.

Рис. 4 Гибка на конусе

Так же сворачивается спираль. Или наматывается на конус с вилочкой в законусённой части, куда вставляется конец прутка, и ударом по вилочке оправка легко выбивается. Это вы можете увидеть на рисунке 4.

Вы хотите согнуть кольцо так, чтобы оно было идеальное? Нет ничего проще. У вас есть диаметр (к примеру кругляк N-го диаметра). Возьмите заготовку длиной, рассчитанной по формуле: L=3,14D+1,5d, где D – диаметр кольца, а d – диаметр прутка или толщина квадрата, полосы той ширины, на которую гнёте). Почему прибавлять 1,5 толщины или диаметра? Очень просто: длина меряется на гибку по среднему диаметру или средней толщине заготовки. Согните кольцо, прихватите сваркой концы, нагрейте всё кольцо, наденьте на диаметр. Кольцо остынет, прихватка сваркой лопнет, но кольцо при этом станет идеально круглое. О гибке на пневмомолоте я расскажу в последующих главах.

Важным фактором при гибке изделия в горячем виде является охлаждение поковки. Выгнутая поковка при охлаждении очень часто, можно сказать практически всегда, деформируется (особенно, если она гнута с помощью ударов) и требует доводки её до рабочего вида рихтовкой в холодном состоянии.

По технологии гибки можно писать отдельную книгу. В процессе работ, связанных с гибкой, появляется много идей о том, как её облегчить, разнообразить, придумать приспособления, шаблоны, усовершенствовать технологию и перенести её на механизмы. Я дал простейшие направления в гибке, простейшие приёмы работы, отработанные в своё время с учащимися техникума.

Приёмы гибки на шаблоне я затрону в следующим разделе.

Гибка в шаблоне и рамках

Гибка заготовок и поковок – основа современной художественной ковки. Посмотрите на изделия: они в основном изготовлены методом гибки, как в холодном, так и в горячем состоянии. Если заглянуть на сайты ковки в Интернет, можно увидеть много рекламы изделий, изготовленных простой гибкой из готового профиля. Почему преобладает такое направление? Ответ прост: гибку изделия из профиля считают одной из самых простых операций. Мало затрат на предварительную обработку детали: нарезал заготовки по длине, сконструировал простой кондуктор и гни детали сотнями. Тем более, что везде предлагают специальные устройства для холодной гибки металла, и на такую работу можно поставить рабочего безо всякой квалификации. В итоге: затраты низкие, выход продукции большой. Но увы! Я могу разочаровать многих! Данные изделия найдут спрос только тогда, когда объём заказов большой, а претензии к ковке у заказчика низкие. Это, как правило, ограды для больших площадей. И, если присмотреться к такой «ковке», то можно увидеть, что ковки там вообще не видно. А концевики приварены и изготовлены из дешёвой китайской штамповки, редко из дорогой европейской.

В предыдущей главе «Гибка» мы рассматривали гибку, как основную операцию в художественной и вспомогательную в технической ковке. Здесь мы будем рассматривать гибку при подготовке поковки к сборке в изделие. Свободную гибку, как основную операцию, редко применяют в художественной ковке, в основном она применяется при изготовлении растительного орнамента. Главный упор делается на гибку в рамке или на шаблоне.

Давайте сразу определимся: если мы гнём всего несколько поковок, то согнуть их свободно, или с применением частей шаблонов от других заготовок будет быстрее и с меньшими затратами. Обычно это изготовление партии до двух десятков не очень сложных поковок. Если необходимо большее количество поковок, или поковки со сложными видами гибки или сложной геометрией, то сразу, не раздумывая, изготавливаем шаблон.

На шаблонах, как правило, гнутся поковки уже прошедшие предварительную подготовку: фактуровку, проковку концевых элементов, и выверенные по размеру. Шаблон – простейшее приспособление, состоящее, как правило, из одного или двух-трёх элементов (рис.1). Например, пластина, согнутая по рисунку, на которую накладывается гнутая деталь. Для удобства в работе её обычно приваривают к листу железа, приваривают ограничители, предохраняющие от разбега детали, но при этом на ней нет удерживающих или зажимных элементов. Деталь кладётся в шаблон, один конец зажимается, и начинается гибка. Зажимают заготовку обычно вилкой или рычагом, и свободной рукой гнут по шаблону, иногда, если требуется, заготовку поджимают второй вилкой или иным прижимом. В некоторых случаях заготовку подбивают ручником. Часто шаблон используют только для выверки свободно согнутой детали.

Рис. 1 Гибка в шаблоне

Необходимо уделить внимание ещё одному нюансу при гибке в шаблоне, а именно: в какую сторону идёт заворот. Иногда, взяв чужой шаблон, можно почувствовать, что гибка идёт не так как надо. В чем дело? А дело в тяговой руке. Определитесь сразу – какой рукой вы гнёте (тяните) заготовку, а какой придерживаете её зажимом или вилкой. И, исходя из этого, изготавливайте шаблон или с правым, или с левым заворотом.

Рис. 2 Сборка изделия в рамках

В небольших кузницах, где изготавливается небольшое количество одинаковых поковок, более подходит гибка на шаблоне и дальнейшая подгонка заготовки в рамках (рис.2).

В рамках обычно подгоняются детали, которые имеют несколько точек соприкосновения с другими частями изделия. А для того, чтобы точно подогнать деталь, на рамках наносятся метки в тех местах, где детали соприкасаются друг с другом. Сразу используйте рамки для сборки тех изделий, где даже небольшая неточность при сборке составляющих может привести к искажению размеров всей сборки. Или изготовьте кондуктор для сборки изделия.

В процессе работы возникает вопрос: гнуть поковку сразу на всю длину или по частям? На шаблонах редко поковку гнут на всю длину сразу, а разбивают на части. Например, при изготовлении волюты или боба. На одном шаблоне гнём один конец. Затем на том же или другом шаблоне, гнём второй конец. Этот способ пригоден, когда концы заготовки представляют собой или конус, или «долото», или просто прямой срез.

Рис. 3 Гибка в шаблонах

Сложнее с заранее изготовленными концевиками типа «гусиная лапка», «лист», «пика» всевозможных видов и пр. Их гнут раздельно, вначале концевик свободно или на шаблоне (рис.3: а) – шаблон, в) – зажимной рычаг, с) – схема начала гибки).

Затем всё остальное гнут на другом шаблоне, либо концевик приваривают к уже изогнутой детали.

Но, при сварке концевиков мы можем просчитаться с затратами: это время на изготовление концевика, его гибку, сварку, зачистку шва, плюс затраты электроэнергии и времени на эти операции. На цельной поковке мы используем только изготовление концевика и гибку. И самый важный фактор: изделие со сваркой упадёт в цене из-за приваренных концевиков, а затраты на изготовление возрастут. Вот из-за этой ошибки часто страдают неопытные кузнецы.

Объёмная гибка

Гибка в плоскости, даже самая сложная на вид, не представляет собой сложности в технологическом плане. Другое дело – объёмная гибка. Вот тут встанут многочисленные сложности: сложный чертёж конструкции, сложные шаблоны и кондуктора. Да и кузнец, работающий с объёмными изделиями, должен видеть чертёж и само изделие в объёме ещё в стадии изготовления, производить расчет длин с учётом углов и обтеканий, т.е. производить стереометрические расчёты, уметь определять в изделии точки отчёта длин, или нулевые точки начала гибки.

Поэтому многие кузнечно-художественные мастерские, особенно кустарные, стараются не брать на изготовление объёмные изделия. Или брать, чтобы не потерять престиж, изделия небольшие, типа декоративной мебели, простейшей «ботвы»[1 - Вид растительного орнамента в виде травяных стеблей], или стараются заменить её плоскостными сборками. Кузнец работающий с объёмными изделиями, как правило, работает один или в паре с подручным, подгоняя деталь к детали каждую по отдельности. Отсюда и сложность, и высокая трудоёмкость работ. Кузнецы, умеющие работать в этой ковке по чертежам, очень редки и, как правило, имеют большой стаж работы. Произвести свободную объёмную гибку большой партии деталей, очень сложно. Поэтому, необходимо обязательно изготовить шаблон, и даже небольшую партию заготовок придётся гнуть на шаблоне. Пример объёмного шаблона – завивка спиралей (рис.4).

Рис. 4 Объёмная гибка

Если мы производим частое изготовление изделия, и в большом объёме, то я советую изготовить шаблоны на всё изделие. Чтобы не путаться с отдельными шаблонами, пронумеруйте их. Эти номера нанесите на основной чертеж в местах установки деталей. Это позволит вам быстро подобрать нужный шаблон на концевик или деталь и не нарушить порядок установки деталей при сборке изделия. И это нужно делать, не только на объёмных изделиях, но и на плоскостных.

Рис. 5 Гибка в штампе

Очень редко проводят объёмную гибку свободно. Это в основном декор в виде листьев или цветов, а также кованых стеблей под растительный орнамент. Одним словом – ковка «ботвы».

В технической ковке объёмные изделия не редкость, и, можно сказать, что это повседневная работа, поэтому здесь применяется штамповка (рис.5). Изготовление объёмных изделий в штампах на прессах и молотах. Пример: коленчатые валы, колёсные пары, детали конструкций и т. п.

Рис. 6 Изготовление изделия (потайной головки болта) в штампе

В небольших кузницах так же применяется штамповка небольших объёмных изделий: листьев, цветочков, балясин и всевозможного декора, а также крепёжной оснастки. На рисунке 6: а) изготовление потайной головки болта для лемеха, отвала плуга и режущего аппарата косилок, б) изготовление полусфер.

Работа на пневмомолоте

В настоящее время практически не встретишь кузницы без пневмомолота. От мелкой сельской до крупной промышленной. Можно много перечислять виды молотов: от рычажных, механических шлёпов, до пневмомолотов простого и двойного действия. Мы остановимся на самом распространенном в наших кузнецах, пневмомолоте двойного действия с весом падающих частей от 50 до 150 кг. Пневмомолоты с весом падающих частей выше 150 кг применять в художественной ковке не целесообразно, т.к. они требуют больших затрат на их монтаж, обслуживание, требуют более высокой квалификации кузнеца и более высоких затрат на электроэнергию.

Почему двойного действия?

Пневмомолот двойного действия в отличие от молота простого действия более легок в управлении, лучше отзывается на команды управления, даже если он довольно изношенный. Молота простого действия промышленностью с конца пятидесятых годов уже не выпускались. В работе они более капризны, а при даже незначительном износе очень резко реагируют на управление, кидая верхнюю бабу вниз. Так же в них затруднено удержание бабы при слабых ударах. Но, если они где и сохранились, то это уже металлолом. Узнать его довольно просто, у данного молота с правой стороны, в верхней части один кран управления и нет центрального крана с той же стороны. У молота двойного действия – два крана управления связанных между собой рейкой и центральный кран.

Здесь я буду описывать технологии и приёмы работы на наиболее распространенном пневмомолоте двойного действия с весом падающих частей до 75 кг. Хотя я лично предпочитаю пневмомолот двойного действия в 150 кг

Пневмомолот двойного действия с весом падающих частей до 75 кг представляет из себя моноблок, готовый к установке без предварительной подготовки. В своё время их было много изготовлено на Астраханском заводе кузнечного оборудования и поступали они в основном в сельское хозяйство и на ремонтные предприятия. В настоящее время их можно приобрести и довольно недорого, в приличном состоянии.

Пневмомолот (я имею ввиду 75 кг падающих частей), общим весом 3,5 т устанавливается на фундаменте, требующем от 1 куб м. до 2 куб м. бетона, в зависимости от грунта под ним. Простой литой монолит с четырьмя анкерами для крепления пневмомолота. Установка простая, главное: горизонтальная поверхность фундамента должна бать выверена по уровню и быть ровной, без выступов. Сразу предупреждаю: никаких прокладок между молотом и фундаментом не ставьте, они разобьются очень быстро, да и от отдачи по фундаменту шума будет больше. Без прокладок вся энергия отдачи будет уходить через фундамент в грунт. Поставили, притянули анкерными гайками с пластинами для шплинтовки, долили масла в насос. Проверили крепления бойков, совпадения их кромок. Подсоединили к сети энергоснабжения. Приступили к работе. Поработали 2—3 часа, подтянули гайки крепления, проработали еще 2—3 дня, ещё раз подтяните гайки и зашплинтуйте их пластинчатыми шайбами. На этом можно считать монтаж завершённым.