Художественная обработка металла. Ковка - Илья Мельников

Шпераки можно прикреплять к деревянному чурбану.

Ударный инструмент. Ручной молоток (ручник) – это кузнечный молоток массой 1 – 2,5 кг. Его применение очень обширно, практически нет ни одной технологической операции, где бы не применялся ручник. Он служит для обработки мелких заготовок, им указывают место, по которому нужно бить кувалдой.

Траектория удара ручником должна быть не прямой, а закругленной. При изготовлении этого инструмента нужно быть особенно внимательным к форме, массе и его термической обработке.

Кувалдой называется большой молот массой 3 – 10 кг. Предназначен он для обработки крупных заготовок, нанесения сильных ударов.

По своему характеру удары делятся на локтевой, плечевой и размашистый.

Локтевой удар применяется при вытяжке, и других операциях, где необходимы частые, но не сильные удары.

Плечевой, средний по силе, применяется при рубке, пробивании отверстий и т.д. Сила плечевого удара должна быть соразмерна с величиной заготовки и характером работы.

Во время рубки металла удары должны быть направлены вертикально и точно на отрубающий инструмент.

Последний удар должен быть слабым. Максимально возможный удар – размашистый, когда кувалда описывает в воздухе полный круг. Такой удар применяется при рубке толстых заготовок и других работах.

При работе с кувалдой особенно при размашистых ударах молотобойцу необходимо стоять под углом 90 градусов по отношению к кузнецу.

Кувалда имеет два бойка – оба плоские или один плоский, а другой – клиновидный.

Фасонные молотки применяются в основном в художественных работах при загибе сложных заготовок, отгибке листьев на шпераках при выколотке на металлической форме (нижнике).

При работе с проволокой необходимо иметь деревянные молотки. Фасонные молотки, так же как и шпераки, могут изготовляться мастером по необходимости и быть весьма разнообразными.

Разнообразие и количество вспомогательных инструментов очень велико. Их можно разделить на инструменты, с помощью которых видоизменяется заготовка (рубка, скручивание и т.д.), крепящиеся к деревянной ручке и имеющие свои подобия, называемые нижниками; их вставляют в квадратные отверстия наковальни и на удерживающие инструменты – разные формы горновых клещей.

Зубила и подсечка являются инструментами для рубки металла. Рубку производят между подсечкой и зубилом. Кузнечное зубило имеет отверстие для рукоятки.

Подсечка вставляется в отверстие наковальни четырехгранным хвостом. Иногда заготовку кладут на специальную незакаленную площадку у основания рога наковальни и рубят одним зубилом.

Зубило применяется для рубки металла в холодном и горячем состоянии. По форме зубила могут быть прямыми, полукруглыми, фасонными и односторонними. Зубила для рубки по холодному металлу затачиваются под углом 45 градусов, для рубки по горячему – под углом 60 градусов.

Пробойником (бородком) называется инструмент для пробивания отверстий.

Пробойник бывает круглым, овальным, квадратным и фигурным. Применяется для пробивания нетолстых заготовок при просечных работах. Как и зубило, имеет рукоятку.

Подбойка применяется для ускорения протяжки металла, выделки в поковке желобков, углублений и т.п.

Применяется как с нижником, так и без него. Рабочая часть имеет разный радиус кривизны.

Для перехвата поковки, когда нужно от большого сечения перейти к меньшему, по всему периметру толщины заготовки применяют односторонние подбойки с вырезом разного размера, в этом случае применяется нижник.

Обжимка придает заготовке граненую, цилиндрическую или иную форму. Верхник обжимки крепится на деревянной ручке, нижник вставляется в квадратное отверстие наковальни. Формы обжимки могут быть разнообразными.

Раскатка – инструмент, который служит для ускорения вытяжки (раскатки) заготовки в длину.

Гладилка служит для выглаживания поверхности изделия. По форме гладилки могут быть квадратными, полукруглыми; рабочая часть гладилки должна быть хорошо отшлифована.

Гвоздильня предназначена для высадки различных головок заклепок, болтов, гвоздей. Представляет собой металлическую пластину размером 300х40х25 мм с отверстиями разной величины, которые имеют незначительный конус, т.е. в верхней части отверстие меньше на 2 – 4 мм.

Подсечка вставляется в квадратное отверстие наковальни. Применяется при рубке мелких заготовок без зубила, при рубке толстых заготовок применяется с верхником.

Нижник служит для загибки спирали.

Скоба – согнутый отрезок металла круглого профиля, применяется при гибке.

Вилка применяется при гибке, вставляется в квадртаное отверстие наковальни.

Формовая плита – массивная плита с отверстиями и ручьями различных профилей. Раскаленная заготовка накладывается на соответствующий ручей и под ударами молота приобретает нужную форму.

К удерживающим инструментам относятся горновые клещи, которые бывают нескольких разновидностей.

Каждому профилю и размеру обрабатываемой заготовки должен соответствовать нужный профиль и размер клещей. Клещами заготовку вынимают из горна, удерживают и поворачивают ее в процессе ковки. Клещи имеют различные формы губок:

1. клещи с плоскими губками применяют для захвата полосового металла и квадрата;

2. клещи с вогнутыми губками – для металла круглого сечения;

3. клещи с плоскими губками и поперечиной – для захвата материала различной ширины;

4. клещи для уголка;

5. клещи для заклепок; клещи с подвижной губкой, позволяющей захватывать заготовку различной толщины.

Если нет клещей требуемого размера, нужно отковать конец заготовки так, чтобы он подошел к клещам ближайшего размера. Можно подгонять губки клещей под заготовку путем их нагревания, чтобы они по всей длине прилегали к поверхности заготовки и прочно ее удерживали, но при частом повторении такой подгонки клещи приходят в негодность.

Работая над изделием, иногда возникает необходимость проверки только что выполненной операции (контроль, соотношение с другой, аналогичной деталью). В таких случаях применяют измерительные и контрольные инструменты, к которым относят двойной кронциркуль, служащий для проверки размеров во время ковки и кузнечный треугольник, служащий для выверки правильности углов. Кроме того, используют шаблоны и калибры – гребенки, представляющие собой стальную удлиненную пластинку с вырезами по сторонам, причем каждый вырез делается несколько шире указанного на нем размера, примерно на один процент с учетом теплового расширения стали.

Кроме перечисленных инструментов, при художественной ковке применяются различные оправки, которые можно изготовить, исходя из рисунка или модели.

Процесс изготовления оправок состоит в следующем. Сначала из тонкого листового железа вырезается шаблон, который представляет точную копию в натуральную величину того или иного элемента рисунка или орнамента.

В шаблоне точно указываются радиусы закруглений, параметры лекальных кривых и другие данные. Затем по шаблону из железа загибают небольшой участок дуги требуемого радиуса, часть дуги эллипса. Рабочая поверхность оправки тщательно опиливается или выглаживается.

При загибе завитков и других кривых из прутков или полос применяют стальную плиту с рядами отверстий, в которые плотно вставляют штыри.

Подобрав по шаблону соответствующие отверстия в плите и забив в них штыри, полосу огибают вокруг или между ними, получая каждый раз аналогичную по изгибам кривую. Этим приемом удобно выгибать рапортные элементы. Применяют и другие приспособления, например, штампы, пуансоны.

Изготовление инструмента

Для закрепления навыков слесарной и кузнечной обработки можно изготовить ряд слесарных и кузнечных инструментов, которые будут необходимы учащимся для их дальнейшей работы.

Слесарное зубило куется вручную из прутковой стали У7 или У8. Заготовку диаметром 23 мм протягивают на полосу 16х25 мм. Длина заготовки должна быть 500х800 мм для ковки без клещей. Оттягивают на переднем краю наковальни рубящую часть и выглаживают гладилкой. Затем отрубают от заготовки изготовленную часть длиной 160 мм. Скругляют ударяемую часть. После отделки зубило закаливают.

Кузнечный молоток (ручник) изготовляется свободной ковкой с незначительным припуском на механическую обработку рабочей поверхности.

Ручник куют из стали У7, У8 сечения 40х40 мм. Нагретую заготовку пробивают пробойником. В отверстие вставляют оправку и на оправке отверстие отделывают так, чтобы оно имело небольшой конус. Это позволяет надежно закрепить ручку в молотке с помощью деревянных и металлических клиньев. Обработанную часть отрубают от заготовки на длину хвоста молотка. На переднем краю наковальни вытягивают хвост. Молоток выглаживают и закаливают.

Основные приемы ручной свободной ковки