Как сделать станок «улитка» для холодной ковки: чертежи и инструкция

Принцип работы и устройство

Станок улитка позволяет изготавливать закруглённые фигурные элементы с нагревом или без него. Мастер работает вручную или использует электрический привод (такой метод применяется при необходимости выполнения больших объёмов работ).

Станок улитка может быть сконструирован разными способами:

• В форме шаблона, который приварен к основанию;
• В виде отдельных разборных элементов (сегментов), которые закрепляются на основании.

Станок для холодной ковки типа Улитка Stalex SBG-30. Фото КовкаПРО

Простой ручной привод применяется путём наматывания прутка на шаблон при помощи рук или рычагов. Для работы на станке с электрическим приводом рычаг присоединяется к ножке станины и двигается при помощи подшипника, который перемещается по основанию улитки. В приспособлениях со сложной конструкцией вращения совершает кондуктор, крепящийся на ось вала. Двигают его при помощи рычагов либо электроприводом.

Приспособа для корзинок

Закрутка-1оборот. Квадрат 6мм., длинна 180мм. Диаметр стержня 20мм. Крутиться легко. Можно помазать стержень маслом. Втулки сварил из кусочков того же квадрата. После закрутки 4 детали по краям обвязываешь резинками для купюр, расправляешь и по торцам делаешь прихватки.

2 втулки сделаны из кусочков квадрата 6х6. Одна втулка зафиксирована на столе, ко второй приварены ручки. Пруток толщиной 30мм. Толщина прутка влияет на диаметр корзинки. Толщина 30мм-корзинка 60-65мм.

Во втулках пазы для заготовки не сквозные. Они заглушены так чтобы заготовка входила в паз на глубину примерно 20мм.

на фотографии видно что пазы во втулках не сквозные, заглушены. пруток во втулку входит на 20мм.

Процесс изготовления 1 корзинки у меня занимает не больше 5мин.

Также можно крутить и круглый пруток.

Центральный пруток (30мм.) лучше зашкурить или, кому не лень, смазывать маслом для уменьшения трения об него заготовки. Чем меньше трение тем равномернее и легче будет закрутка.

Как построить завиток?

Эскизов завитков для художественной ковки в интернете достаточно, но при попытках подогнать их размеры к требуемым для себя нередко оказывается, что изделие зрелищно проигрывает из-за вроде бы незначительного нарушения пропорций. Поэтому желательно также уметь строить ковочные шаблоны завитков, заведомо обладающие эстетическими достоинствами.

Шаблоны для холодной ковки художественных завитков – волют – строятся на основе математических спиралей. Чаще всего используется логарифмическая спираль; это одна из широко распространенных естественных форм, выражающая фундаментальные законы природы. Логарифмическая спираль обнаруживается и в раковине улитки-моллюска, и в нашем слуховом аппарате, и в форме скрипичного ключа в нотной записи; в грифе самой скрипки тоже.

Построение образующих шаблонов для холодной ковки на основе спиралей

Принцип построения логарифмической спирали по точкам заключается в том, что при повороте образующего ее радиуса, начиная с некоего начального R0, на фиксированный угол φ, его длина умножается на показатель расхождения спирали p. Для волют p берут, как правило, не более 1,2, т.к. логарифмическая спираль расходится (раскручивается) очень быстро; на поз. В рис. для примера показана логарифмическая спираль с p = 1,25. Чтобы попроще построить спираль по точкам с достаточной для кузнечных работ точностью, принимают φ = 45 градусов.

В случае, когда требуется более плотная арифметическая спираль, при повороте образующего ее радиуса на те же 45 градусов к предыдущему радиусу прибавляется 1/8 шага спирали S, поз. Б. В том и другом случае R0 берут равным или большим поперечника d заготовки равномерного сечения, поз А. Если начальный конец заготовки заострен, R0 может быть и меньше d, вплоть до предела пластичности металла.

Осталось определиться, как уложить зрительно гармоничную спираль с заданный для нее размер проема a. Чтобы решить эту задачу аналитически, т.е. по формулам с любой заданной наперед точностью, придется решать уравнения кубические и высших степеней. Компьютерных программ для численного технического расчета волют в интернете что-то не обнаруживается, поэтому воспользуемся приближенным методом, позволяющим обойтись одним рабочим и, возможно, одним проверочным графическим построением. В его основе лежит предположение, что при небольших р суммы R2+R6 и R4+R8 сильно не различаются. Пошаговый алгоритм построения волюты для ковочного шаблона отсюда следует такой:

1. исходя из наличного материала определяем R0;
2. количество витков волюты w берем по принципу: как бог положит на душу левой задней лапы любимого кота;
3. пользуясь данными таблицы на рис., рассчитываем поперечник волюты b такой, чтобы он был немного меньше ширины проема под нее a, см. поз. Г;
4. рассчитываем рабочий начальный радиус R по формуле на поз. Г;
5. строим по точкам профиль волюты в масштабе;
6. при необходимости точно подгоняем R по той же формуле и строим профиль рабочего шаблона окончательно.

Какие виды станков выделяют среди имеющихся предложений на рынке

Инструменты и станки для работы с металлами продаются в строительных магазинах. В зависимости от типа питания, выделяют два вида станков:

1. Ручные приспособления, работающие за счет прилагаемой силы мастера через ряд рычагов.
2. Оборудование с электроприводами. Используется для серийного производства различных деталей и элементов.

Также механизмы, которые продаются в магазинах, можно разделить по количеству выполняемых функций. Есть многофункциональное оборудование, которое совмещает в себе несколько приспособлений для работы с заготовками. Ко второй группе относятся механизмы узконаправленного действия. Они позволяют выполнять только одну операцию.

Преимущества ручных механизмов

Не всегда оборудование с электроприводами лучше домашних самодельных станков. Например, для работы электродвигателей требуется проводить дополнительное питание, что может стать проблемой для гаражей или подвалов. Также ручные станки можно регулировать, добавлять к ним дополнительные приспособления, при необходимости, разбирать.

Цена станков холодной ковки

Ценник на покупные механизмы для работы с металлами формируются в зависимости от функционала станков, типа питания, дополнительных деталей и материалов, которые использовались при сборке и изготовлении конструкции.

Станки для холодной ковки (Фото: Instagram / stanki_kovka_metalla)

Стоимость ручных механизмов

При выборе ручных станков для холодной ковки нужно заранее узнать о разных типах механизмов для металлургии и ковки. Например, цены на улитку и гнутик начинаются от 15000 и заканчиваются 20000 рублей. Волна, торсион и пресс стоят до 10000 рублей. В среднем за все основные ручные станки придется заплатить около 70000 рублей. Существуют также многофункциональные механизмы, которые смогут выполнять несколько операций. Однако цена за такое оборудование начинается с 75000.

Модели с электрическим приводом

Станки для ковки часто оборудуются электроприводами, для облегчения труда человека. Но цена на такое оборудование выше, чем у ручных приспособлений. Ценник меняется в зависимости от количеств встроенных функций и мощности электродвигателей. Например, универсальные машины со стандартной сборкой стоят около 300000.

Отечественные модели

Большинство станков, которые можно найти в продаже, являются моделями китайского завода Blacksmith. Однако существуют и российские производители, занимающиеся изготовлением станков для ковки. Компания «Станкоцентр ПРО» изготавливает многофункциональное оборудование для холодной ковки, которое можно использовать для производственных целей. Средняя цена на это оборудование — 250000 рублей.

Станок для холодной ковки своими руками

Станки для ковки доступны любому человеку без специальных навыков и дорогих материалов. Ниже будет описано как сделать различные кузнечные приспособления из подручных средств дома или маленьком помещении, например: гараже, подвальном помещении.

Станки для ковки металла (Фото: Instagram / stanki_kovka_metalla)

Проектирование станка холодной ковки: подготовительные работы

Перед сборкой механизмов для производства металлических изделий нужно подготовить чертеж, на котором будет изображен станок, с ключевыми узлами. Также на чертеже указываются крепления и вписываются размеры. Найти готовый набросок оборудования можно в глобальной сети.

Как собрать торсионный станок для холодной ковки

Самодельный торсионный станок значительно облегчит труд кузнеца, и сэкономит деньги. Сборка конструкции состоит из нескольких последовательных этапов:

1. В первую очередь, нужно изготовить массивную станину из металла.
2. На поверхности с помощью сварки каркаса закрепляется швеллер.
3. Поверх швеллера на одном из его концов требуется установить тиски. Они предназначены для зажима прутьев.
4. На противоположную часть швеллера, необходимо закрепить зажим на подвижных роликах. Сам зажим можно сделать из металлической втулки. В ней должны быть отверстия, в которые вставляются зажимные болты.
5. После закрепления втулки на роликах, на нее навариваются ручки, чтобы мастер мог крутить ее, закручивая прутья.

Втулка и тиски должны располагаться в один уровень.

Как сделать станок гнутик для холодной ковки

Является простейшим домашним самодельным станком. Изготовить конструкцию для сгибания заготовок можно из двух металлических валов, литой пластины и упорного механизма. Валы фиксируются по двум сторонам стальной пластины. Меду ними должно быть прямоугольное отверстие. В нем закрепляется подвижный упор. Он нужен, чтобы мастер мог выбирать угол при изгибании заготовок. При сборке гнутика используют детали из инструментальной стали.

Станок улитка для холодной ковки своими руками: варианты исполнения

Существуют разные варианты создания витков для обработки металлических прутьев. Три популярных способа:

1. На металлическом столе рисуется улитка нужной формы и размера. Для готового рисунка, нужно вырезать металлические пластинки разной толщины, повторяющие форму улитки. После их закрепления на нарисованном контуре, приспособление готово к работе.
2. Съемная конструкция со множеством болтов. Изготавливается из круглой металлической плиты. В ней делаются отверстия с резьбой, под закрепление болтов. С их помощью можно изменять радиус, по которому будут изгибаться заготовки. Также благодаря наличию отверстий можно закреплять виток на любом рабочем столе.
3. Более продвинутая конструкция. Улитка для холодной ковки создается своими руками из набора заранее изготовленных каркасов. Они имеют разный радиус, по которому будут сгибаться заготовки. Остается сделать устойчивую рабочую поверхность и при работе закреплять подготовленные каркасы улиток на ней.

После сборки любого из представленных вариантов, нужно проверить самодельное приспособление на черновых заготовках.

Как сделать улитку

Ручные станки для холодной ковки заслужили уважение среди кузнецов. Виток позволяет производить завитки с маленьким ядром, крученные ограждения и каркасы для садовой мебели. Простой способ сборки улитки:

1. На металлической пластине требуется нарисовать контур будущих изгибов.
2. На него, с помощью сварочного аппарата, закрепляется толстолистовой металл, выдерживающий большие нагрузки.
3. Рядом со станком устанавливаются тиски для зажима одной стороны заготовки.

Готовый каркас крепится на подвижном валу, а сверху закрепляются ручки. Они позволяют кузнецу вращать улитку.

Любой человек может изготовить приспособления, чтобы было проще работать с металлами, собственноручно. Для его сборки не требуется практических навыков или дорогих материалов. Разместить ручной станок можно в подвале или гараже.

Разновидности

Среди станков улиток существует несколько основных разновидностей:

• Ручная монолитная неразборная. В ней применяется неподвижный металлический шаблон.
• Ручная съёмная конструкция. При её использовании метал сгибается вокруг сегментов, которые вставляются в отверстия на плите. Пригодится для создания разнообразных деталей с необычной формой. Сечение металлического прута ограничено.
• Разборные модели с вращением. Используются с применением механической силы, позволяют получить одинаковые изделия со сложной формой. Работают за счёт рычагов.
• Горизонтальные и вертикальные модели. Позволяют гнуть метал в удобном положении, упрощают работу.

Станок типа улитка PROMA/ Фото ВсеИнструменты.ру

Если работа проходит на монолитном кондукторе, то конечные детали имеют одинаковую форму. А при использовании съёмных конструкций завитки получаются более разнообразными. Зато надёжность закрепления шаблона при таких условиях ниже, чем у неразъемного. Резьбовые соединения придётся постоянно подкручивать, иначе они быстро ослабеют.

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.

Как сделать улитку для холодной ковки

Далее будет рассмотрено изготовление трех вариантов улитки для холодной ковки:

• Монолитной неразборной
• Съемной конструкции
• Разборной улитки с вращением

В зависимости от возможностей домашнего мастера, планов производства изделий, количества разных типоразмеров можно выбрать один из этих вариантов исполнения.

Монолитная неразборная улитка

Особое внимание нужно уделить разработке схемы шаблона, поскольку после приварки к плите внести коррективы в размеры и конфигурацию будет весьма затруднительно. Витки будущего завитка следует располагать на расстоянии 12-13 мм, учитывая, что в образующиеся пазы должен поместиться 10-мм пруток

Монолитная неразборная улитка

Основание диаметром 80 см вырезается из пластины толщиной от 4 мм, далее по чертежу из полосы толщиной от 3 мм вырезается и формуется шаблон для завитка. Для облегчения гибки его следует прокалить, далее сделать косую фаску по верхней стороне, а нижнюю приварить к основанию по контуру.

Основание крепится к станине болтами или струбцинами. Такое крепление позволяет оперативно применять разные шаблоны по мере надобности

Съемная конструкция

Шаблон для холодной ковки делается из стальной пластины не тоньше 10 мм и крепится на основании резьбовыми соединениями. Изготовление изделия начинают с внутреннего завитка. В паз на внутреннем сегменте шаблона зажимают конец заготовки.

Съемная конструкция улитки

Для страховки можно дополнительно прижать его малой струбциной. Используя рычаг с большим плечом, изготовленный из прутка сечением 2 см, на шаблон накручивают с усилием оставшуюся часть заготовки. Конструкцию можно улучшить, применив рычаг с закрепленным на нем подвижным подшипником.

Разборные улитки с вращением

В этом варианте шаблон улитки, называемый лемехом, закрепляется на массивной плите толщиной 4-10 мм, Изменение формы заготовки производится путем вращения вала, в котором закреплен ее свободный конец. Вал вращается с помощью рычага или ворота, приваренного к его верхнему концу. Лемех может выполняться из нескольких сегментов, соединенных между собой шарнирными пальцами. Кривизна поверхности лемеха меняется специальными регулировочными винтами. В поверхности основания нужно сделать систему отверстий для крепления сегментов лемеха в заданном чертежом положении.

Разборные улитки с вращением

Улитку для холодной ковки с разборным лемехом с шарнирными штифтами затруднительно сделать в условиях домашней мастерской. Быстрее и дешевле будет заказать эти детали на производстве. Своими руками лучше изготовить разборный лемех без шарниров. Требуется изготовить чертеж деталей шаблона и обозначить на нем отверстия для крепления.

В основании сверлится система отверстий для крепления частей лемеха в разных положениях, обеспечивающих различную кривизну.

Уход за виток – что это

«Уход за виток» — это свободная трактовка определения состояния улитки. При этом моллюск отодвигает мантию от устья раковины и прячется в нее довольно глубоко. Такое состояние улитки можно сравнить с коматозным. Она сильно ослаблена, и находится между жизнью и смертью.

Если улитка глубоко ушла в раковину, и при этом оголила колумеллу и прирост, можно говорить о том, что она «ушла за виток».

Постоянно находиться за витком без пищи и воды улитка не может. Ее пребывание в условиях стрессового сна довольно скоро закончится летальным исходом. Но как понять, что улитка ушла в завиток? Ведь это может быть обыкновенная спячка.

Если моллюск уходит в раковину все глубже (его тело может уйти за последующий виток и его не будет видно совсем), есть повод для беспокойства. При таком состоянии часто нога улитки может располагаться снаружи, а мантия – за ней.

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:

Технические характеристики конструкции

Размеры улитки для холодной деформации определяются диаметром изгибаемого проката и требуемым размером завитка. Предварительно делается эскиз рисунка кованого изделия. Разбивается на отдельные элементы. Под каждую спираль изготавливается кондуктор — улитка или любой другой.

Простейшие станки для холодной ковки имеют массивную, прочную стойку, на верхнем торце которой находится паз для фиксации пластины с кондуктором. Деформация осуществляется за счет усилия рук мастера. Он зажимает конец прутка и ходит вокруг приспособления.

При наличии поворотного стола и рычага, возможно изготовление улиток для проката большего сечения.

Выбор и изготовление прочих элементов кондуктора

Опорную плиту можно изготовить из конструкционной стали марки сталь 45. Ее размеры подбираются соответственно габаритам направляющей, удобства установки в токарном станке и возможностям ее надежного расположения на столе или верстаке. Для изготовления поворотного рычага используют рамную конструкцию из квадратных труб, которая собирается в поворотный узел на подшипнике качения, как показано на рис. 4. Торцевую часть желательно прошлифовать, чтобы исключить зажим прутка/полосы.

Рисунок 3 — Опорный зацеп и его крепление на кондукторе для холодной ковки

Рисунок 4 — Пример оформления поворотного рычага кондуктора

Рисунок 5 — Кондуктор для холодной ковки в сборе.

Готовый кондуктор в сборе представлен на рис. 5.

В качестве альтернативного и достаточно оригинального варианта можно привести пример изготовления направляющей с использованием обычной велоцепи. В этом случае жесткость конструкции повысится, а трение на контактных поверхностях при изготовлении спирали снизится. Общий вид такого кондуктора представлен на рис. 6.

Рисунок 6 — Направляющая кондуктора, изготовленная из велосипедной цепи

Читателей, имеющих опыт конструирования и изготовления эффективных кондукторов для холодной ковки, приглашаем для обсуждения в блоке комментариев.