Холодная ковка для начинающих: подробное описание необходимых инструментов и материалов для ковки

технология горячей и холодной ковки

Встретить кованые изделия можно в различных сферах жизни человека. Оконные решётки, ограждения, фонари, садовая мебель и другие изделия, сделанные в процессе ковки, смотрятся изысканно и привлекают взгляды прохожих. Даже при развитии самодельных технологий, ковка металла не отошла на второй план. Она продолжает набирать популярность с новой силой.

Кованные ворота

Виды ковки

Ковка металла — процесс, который применяется для изменения формы и размера заготовок. Обработка проводится с помощью специальных приспособлений и инструментов. Заготовки могут нагреваться или оставаться комнатной температуры. Процесс делится на два метода — горячий и холодный.

Горячий метод ковки

Горячая ковка металла подразумевает под собой процесс обработки заготовки после её разогревания. Повышение температуры требуется для того, чтобы металл стал более пластичным и податливым. Температура разогрева зависит от вида используемого материала. После нагревании проще обрабатывать деталь. Делать это можно без использования рычагов и специального оборудования.

Чтобы нагревать металл, в мастерских устанавливаются кузнечные горны. В качестве топлива используется коксовый уголь. Он насыщает металл углеродом во время нагревания. Однако не всем мастерам подходит горячая ковка. Связано это с увеличением затрат на топливо для горна и запретами на использование огнеопасного оборудования в гаражах.

Холодный метод ковки

Это процесс обработки металла, который не требует установки нагревательного оборудование и расхода средств на покупку топлива. Соединяются заготовки с помощью сварки, а изгибаются и прессуются специальными приспособлениями. Холодная ковка — менее затратный процесс, которые не требует дополнительного места в мастерской и соблюдения жестких требований пожарной безопасности.

Однако у холодной ковки есть существенные минусы. Металл без нагрева с трудом изменяет свою форму. Чтобы облегчить труд, мастеру нужно использовать ручное оборудование, работа которого основана на рычагах. Допущенные ошибки исправить нельзя.

Ручная ковка

Ковка своими руками — трудоемкий процесс, который требует от человека правильного выбора обрабатываемого металла и инструментов. Проще применять метод холодной обработки, однако он не даёт тех возможностей что горячий и не терпит ошибок.

Инструменты

Ковка металла в домашних условиях потребует от мастера не только свободного помещения и ручных инструментов, но и дополнительных приспособлений. Они облегчат труд, улучшат результат и производительность.

Инструменты для ковки

Для холодной ковки 

Оборудование для холодного метода обработки основано на взаимодействии материала и рычагов:

1. Улитка. Инструмент для создания спиралей из металлических прутов.
2. Твистер. Приспособление, на которое можно установить электродвигатель. Предназначено для скручивания двух и более прутов вместе.
3. Пресс.
4. Фонарик. Приспособление для создания объёмных спиралевидных деталей.
5. Волна. По названию понятно, что с помощью этого инструмента заготовкам придаётся форма волны.

Нельзя забывать про верстак, сварочный аппарат, балкарку, тиски. Специальные приспособления можно изготовить самостоятельно или купить.

Для горячей ковки

Горячая ковка металла проводится с использованием других инструментов. Общий список:

1. Наковальня. Рабочий стол для обработки заготовок.
2. Горн. Приспособление для разогрева деталей. Может быть как самодельное, так и покупное. Важно, чтобы с его помощью можно было нагревать материалы до 1500 градусов.
3. Шпераки. Специальные наковальни для проведения декоративной обработки.
4. Ручные инструменты. К ним относится кувалда, щипцы, ручник.

Чтобы выполнять декоративные работы, понадобится набор фасонных молотков.

Металл для ковки нужно выбирать с умом. При высоком показателе пластичности с заготовкой будет просто работать, однако прочность готовой детали будет низкая. Декоративной обработке лучше поддаются цветные металлы. Однако они менее прочные, чем черные. Популярна ковка стали и железа. Эти материалы прочные и стоят недорого.

Если говорить о выборе стали, требуется учитывать процентное содержание углерода в её составе. Оптимальный показатель — 0.25%. Также нужно выбирать материал с наименьшим количеством примесей в составе, поскольку они ослабляют структуру стали.

Основные моменты ковки

Ковка своими руками требует от человека внимательности и осторожности. При работе с металлами нужно использовать защитную экипировку. Две основные технологии ковки — холодная и горячая.

Особенности ковки

Холодный способ ковки

Холодная ковка металла в домашних условиях подразумевает под собой простой технологический процесс, состоящий из нескольких этапов:

1. В первую очередь, мастер должен создать эскиз будущего изделия.
2. С помощью специальных приспособлений, которые описаны выше, и ручных инструментов человеку нужно создать узоры, присутствующие на эскизе.
3. Последним этапом является сборка деталей в одну конструкцию. На рабочем столе располагаются готовые узоры. Мастеру нужно соединить их с помощью сварочного аппарата вместе.

Достаточно научиться работать со сваркой, чтобы успешно создать изделие холодным методом. После сборки конструкции сварочные швы зачищаются и покрываются защитным составом. Изделие можно покрасить в любой цвет.

Горячий способ ковки

Процесс обработки металлических заготовок горячим методом более сложный и трудоемкий. Этапы:

1. В первую очередь, создаётся эскиз.
2. Заготовки нагреваются в горне. Температура выбирается в зависимости от используемого вида материала. Можно разогревать всю поверхности или нагревать выборочные участки, которые будут обрабатываться.
3. Осадка. Выполняется ударами молота.
4. При помощи молота увеличивается длина заготовки.
5. Фасонными молотками можно выполнить изгибы раскалённой заготовки.

Если нужно скрутить две нагретых детали, используется твистер. При проведении горячей обработки нужно знать, как температура воздействует на визуальные изменения металлической поверхности. Кузнецы не использующие термометры на глаз определяют примерную температуру. Для точной работы желательно купить промышленный пирометр.

Ковка металла считается популярным методом обработки металлических заготовок. В зависимости от методики, ею может заниматься человек без опыта в любом свободном помещении. Новичкам желательно сначала обучиться холодной ковке.

размеры, эксплуатация, изготовление своими руками

Люди занимаются обработкой металла не одно тысячелетие. Известно две основных технологии обработки — горячая и холодная ковка. Первый метод требует использования нагревательного оборудования для плавки или разогрева металла. Вторая технология выполняется с помощью специального оборудования. Станки для холодной ковки — это простые конструкции, которые можно изготовить самому.

Станок для холодной ковки

Процесс холодной ковки

Холодная ковка — простой технологический процесс обработки металла. Кузнец изгибает детали используя ручные установки. Работа проводится с помощью рычагов, которые уменьшают человеческое усилие, передаваемое на материал. На выходе получаются более прочные изделия, чем при отливке. При холодной ковке станок одновременно гнёт и прессует заготовки.

Изменение формы металлических деталей без нагревания применяется при изготовлении:

Оборудование для сгибания металлических заготовок позволяет создавать изделия разной формы. Сложные металлоконструкции изготавливаются из отдельных деталей с помощью сварочного аппарата.

Виды станков

Существуют разные виды кузнечных станков, с помощью которых можно изменять металлические заготовки. Это конструкции рычажного типа, которые можно собрать самостоятельно. Для этого нужно разобраться в принципе работы отдельных моделей.

Улитка

Это ручной агрегат для создания завитков, спиралей из металлического прута. Самодельные станки улитка для холодной ковки присутствуют во многих мастерских. Чтобы сгибать заготовки малого размера, используется специальный кулачковый механизм.

Торсионный

Приспособления для холодной ковки, с помощью которых скручивают металлические прутья разного размера. Кузнец может изгибать по спирали один прут или объединять несколько в один. Представляет собой литое основание, на котором закрепляются два вида тисков. Одни неподвижные с воротом, вторые передвигаются по основанию. Тиски предназначены для закрепления прутьев. Далее кузнец закручивает ворот до нужного положения.

Чтобы скручивать несколько заготовок вместе, используется оборудование с установленными двигателями. Такие конструкции снижают усилия человека при работе с заготовками до минимума. Механизированные агрегаты эффективнее изгибают металлические детали.

Гнутик

Это ручной станок для ковки металла. Считается основным механизмом для сгибания прутьев под разными углами. Конструкция станка для ковки металла представляет собой металлическое основание, на котором закрепляются два неподвижных вала, а между ними подвижная деталь. С помощью подвижного элемента кузнец выбирает угол, по которому будет сгибаться заготовка.

Станок гнутик

Волна

Ручное оборудование. Позволяет изгибать металлические заготовки по форме волны. Представляет собой ряд металлических дисков, которые расположены по одной прямой. Расстояние между ними может изменяться зависимо от требуемых изгибов волн.

Пресс

Чтобы делать плоские окончания на металлических изделиях, используется самодельный пресс. Он представляет собой два диска, которые объединяются между собой системой шестерней. Арматура закрепляется одним концом между дисками. Кузнец начинает вращение с помощью ручки.

Изготовление

Сборка самодельных станков для холодной ковки своими руками не доставляет больших трудностей. Сделать станок для холодной ковки своими руками можно в несколько этапов:

1. Подготовить чертежи. Если это многофункциональный универсальный станок, схемы отдельных элементов можно найти в интернете. Объединить их на одном рисунке, обозначить места скрепления, проводов. Нельзя забывать про указание размеров.
2. Подготовить инструменты, расходные материалы. Например, для изготовления улитки понадобится кулачковый механизм, спираль из твердосплавного металла. Для волны нужны металлические диски, для торсиона — тиски.
3. Следующий этап — сборка конструкции, на которой будут закрепляться другие детали. Чтобы соединить металлические детали, необходимо использовать сварочный аппарат. Швы зачищаются с помощью болгарки, покрываются защитным составом.
4. На готовой конструкции закрепляются подвижные элементы, которые будут взаимодействовать непосредственно с заготовкой.
5. Прежде чем начинать работать нужно проверить надёжность креплений.

Несмотря на многообразие чертежей и инструкций, часто качество самодельных станков оставляет желать лучшего, а учитывая количество потраченного времени, многие выбирают вариант покупки заводского оборудования.

Цены на станки для холодной ковки сейчас на очень низком уровне благодаря компании Stancraft, которая разработала и запустила в массовую продажу универсальный комплект ручных станков, что бы их мог позволить себе любой дачник.

На их официальном сайте stancraft.ru есть такие станки, как «Улитка», «Торсион+Корзинка», «Гнутик», «Профилегиб». Если Вам хочется максимально быстро начать работать на станках, самый простой способ — заказать на сайте stancraft. ru.

Эксплуатация

Чтобы не испортить материал и оборудование, нужно знать ряд особенностей. Кузнецы дают такие рекомендации:

1. Прежде чем начинать работать нужно проверить целостность крепёжных элементов.
2. Подвижные детали необходимо периодически смазывать моторным маслом. Это обеспечит надёжную работу оборудования.
3. Чтобы проще было изгибать заготовки из металла, можно делать предварительное разогревание материала.
4. При сгибании деталей движения должны быть плавными. Самодельные станки не настолько надёжны как покупное оборудование.
5. Нельзя надеяться на высокую точность самодельного агрегата.

После сваривания металлических элементов конструкции нужно зачистить швы. Покрыть их антикоррозийным составом. На самодельном оборудовании для холодной ковки изготавливаются отдельные детали металлоконструкции. Кузнец располагает их на рабочем столе так, как они будут расположены в готовом изделии. После этого он должен соединить их с помощью сварочного аппарата.

Самодельные станки для холодной ковки популярны в частных мастерских, гаражах. Кузнецы изготавливают с их помощью разные кованые изделия сложной формы. Для сборки не нужно обладать дополнительными навыками. Достаточно сделать чертёж, подготовить материалы, инструменты, провести поэтапную сборку.

Уроки ковки для начинающих: бесплатные видео для самостоятельного обучения

Уроки ковки для начинающих: бесплатные видео для самостоятельного обучения

Среди металлообработки особое место занимает ковка – искусство, позволяющее придать исходнику нужную форму и эксплуатационные характеристики. Это возможность создавать практичные красивые вещи, пользующиеся спросом. Различают два вида ковки – холодную и горячую. Первая представляет собой резку и гибку специально подобранных заготовок с последующей их сваркой в единую композицию – так появляются ажурные заборы, ограды, беседки. Второй вид – классическое кузнечное ремесло. 

 

Видео уроки кузнечного дела помогут новичкам познакомиться с основами ковки, узнать профессиональные нюансы и хитрости, попробовать силы на простых изделиях.

 

С чего начать

 

Автор совершал свои первые шаги без полноценной подготовки, приобретая все необходимое в процессе. Видеоролик посвящен людям, задумывающимся об освоении ремесла холодной ковки и открытии собственного бизнеса. Речь пойдет о необходимости обзавестись отдельным помещением, приобрести набор «помощников» – болгарку, полуавтоматический сварочный аппарат, стол, электрический трубогиб, тиски, устройства для нанесения краски. Рассказано насколько важен каждый из них, что и чем можно заменить, почему на некоторых вещах экономить невыгодно. В завершении мастер скажет пару слов о том, стоит ли рассчитывать на большой заработок.

 

Оградка

 

Пошаговая инструкция в изготовлении ограды с калиткой по холодному методу. Основа состоит из трубы 25х25мм (рама), 40х40мм (столбики). Аккуратный стильный узор во внутренней части прямоугольного каркаса собирается из предварительно согнутых до нужной формы деталей. Элементы свариваются между собой, столбики украшаются шишкой из завитков. Ограда получается 2,3х2,3 м, внутренние завитки формируются из отрезков длиной 1550, 1300, 1135, 1030, 730 и 600 см, следует помнить: изменив размеры прямоугольной рамы, придется менять длину заготовок.

 

 

«Загибало»

 

S-образные элементы одни из самых востребованных при создании декоративных металлоконструкций. У профи под рукой имеется станок для формовки, но новичкам и любителям не всегда целесообразно покупать или делать его самостоятельно. В подобной ситуации на выручку придет видео урок канала «АнтиковкА», где дается инструкция по изготовлению шаблона, позволяющего ускорить процесс гибки «улитки». Как работать с шаблоном автор подробно покажет и расскажет.

 

Простые элементы

 

Использование изогнутых элементов – первый шаг в освоении художественного оформления. В этом ролике зрители увидят пошаговое изготовление «барашка», прием «мелкий шаг», акцент на работу массой тела, а не руками, выправление в плоскости при помощи специального «уха» на краю рабочего стола, загиб завитка с одного подхода. Мастер расчерчивает узор на столе, устанавливает раму, производит сверку с шаблоном в процессе, подгоняя заготовку под рисунок. Каждое действие дублируется закадровыми комментариями, поясняющими тонкости и принципы. 

 

 

«Галочки»

 

Если под руками оказался небольшой обрезок профильной трубы 60×40 мм и 20×20 мм, можно, добавив петлю, ручку и приварив две полоски под углом, самостоятельно соорудить незаменимый станок для придания изгиба под углом. Приспособление поможет быстро изготавливать ромбы, пики и другие фигуры, состоящие из острых углов. Гибка осуществляется после нагревания прута, которому требуется придать нужную конфигурацию. Как смастерить устройство, использовать и что из него можно сделать расскажет и покажет Андрей Винничук.

 

Балясина с корзинкой

 

Если мастерская хорошо укомплектована, под рукой имеется фрезерный и токарный станок, печь для нагрева и другие инструменты, то видеоинструкция от канала MehaMozg поможет освоить приемы и изготовить приспособления, облегчающие процедуру скручивания спиралей для корзинки и приваривания прутьев с обеих сторон. Блогер покажет, как делать фиксаторы для загибания и «приспособу» для приваривания, объяснит, чем полезны фиксирующие утяжки. Ознакомившись с МК, зрители смогут повторить шаги, облегчающие работу при массовом изготовлении. Комментарии дублируются на экране в текстовом формате, что оценят люди с нарушением слуха.

 

 

Роза из жести

 

Жесть — листовая сталь толщиной до 0,36 мм, имеющая защитное покрытие – отличается небольшим весом и легкостью в обработке. Она служит идеальным материалом не только для производства консервных банок, но часто используется при создании декоративных поделок, состоящих из большого количества мелких составляющих.

В этом видеоуроке дается инструкция по созданию розы. Понадобиться нарисовать и вырезать шаблоны, по ним лепестки, края которых обрабатываются. Стебель формируется из прута. Ведущий продемонстрирует как обжать разогретую верхушку под место крепления бутона, создать текстуру на стебле, добавить листья, придать естественный изгиб лепесткам.

 

Нож, выкованный вручную 

 

Запись прямой трансляции из «Кузницы Сварога», где ребята (кузнец и оператор) покажут, как выковать нож из плоского напильника, параллельно отвечая на вопросы зрителей. Кроме алгоритма работы, в видео дается следующая информация: какую печь экономнее использовать (на углях или на газу), как избежать окисления, до какого цвета нагревать напильник, сколько расходуется газа в горне, из чего состоит окалина, почему наковальня обматывается цепью, как эффективнее разгонять металл. Прежде чем приступить к основному, кузнец проведет вводную теоретическую часть: расскажет о высоте наковальни, приведет список необходимых инструментов, коснется понятия восстановительной и окислительной среды горна, техники безопасности.

 

 

Тонкости закалки

 

Закаливание позволяет улучшить механические свойства материала, продлить срок службы,  увеличить износостойкость, повысить твердость и прочность стального изделия, отрегулировать пластичность. Операция заключается в нагреве и последующем охлаждении стали, что приводит к перестройке атомной решетки. В этой записи прямого эфира Максим, кузнец и основатель обучающего YouTube-канала, поделится тонкостями закаливания ножа, выкованного из напильника, параллельно отвечая на вопросы зрителей. Он объяснит, почему использует масло, а не воду, сколько выдерживает клинок в печи, в чем плюсы «углеродки», как избежать окисления, чем плох резкий нагрев.     

 

Урок Леонида Архангельского

 

Русская академия ремесел представляет урок Леонида Архангельского по созданию ножа для практических целей – использования «на земле». С ним можно выживать в лесу, ходить на охоту – изделие  простое, в меру твердое, не хрупкое, износостойкое. Введение посвящено теории – отличие сталей, их характеристики, структура клинка (основные виды, технологические особенности). В основной части приведен алгоритм действий. В конце ролика проводится испытание – полученное лезвие разрезает стекло, гвоздь диаметром 8 мм, металлический прут. Леонид заинтересовался кузнечно-оружейным искусством в 1980-х годах, специализируется на дамасской стали и булате.

Опытные мастера часто пренебрегают техникой безопасности, рискуя получить травмы. С опытом приобретается ловкость, позволяющая избегать большинства опасностей, которые подстерегают начинающих. Первое, что должен сделать новичок, это обзавестись защитными средствами – рабочими перчатками (кузнецу нужны термостойкие), защитными очками, удобной одеждой из прочной ткани, исправным инструментом. Применяя электросварку, рекомендуется регулярно проверять исправность проводки, обязательно купить маску, надевать одежду, закрывающую руки.

Холодная ковка своими руками — советы профессионалов

Какие технологии и приемы используются в холодной ковке, что нужно знать о производственных операциях? Об этом — далее в нашем материале.

Сегодня большое распространение получили небольшие домашние мастерские по обработке металла. Это и хобби, и дополнительный доход в семейный бюджет. Более распространена холодная ковка своими рукам. Такая технология не требует больших затрат на начальном этапе, а изделия ручной работы ценятся довольно высоко.

Какие технологии и приемы используются таким способом металлообработки, что нужно знать о производственных операциях? Об этом — далее в нашем материале.

Понятие холодной металлообработки

Холодным способом обрабатывается, в основном, металлопрокат в виде прутков, квадратов, круга, полосы или листа.

Для производства применяются особые приспособления и инструменты, причем часто они узкоспециализированные и не пригодны для работы в других направлениях.

Разогрев заготовок до ковочной температуры не предусмотрен технологией, которая использует одно из главных свойств металла — пластичность. Нагрев возможен лишь частичный в местах изгиба некоторых изделий (например, при слишком толстом металле исходного материала).

Холодная ковка металла используется для изготовления решеток, заборов, ворот, калиток (и отдельных элементов их украшений), каркасы мебели и различные детали декора.

При этом в процессе производства этой продукции металл поддается прессованию и изгибанию, что делает изделие даже прочнее, чем при горячей ковке, так как не изменяются свойства металла, а кристаллическая решетка, наоборот, упрочняется за счет сжатия.

Холодная ковка в домашних условиях довольно простой, но, в то же время, и сложный технологический процесс, который требует опыта. Что нужно знать о такой металлообработке, а также что потребуется для изготовления изделий без разогревания материалов?

Холодная ковка своими руками

Весь рабочий процесс по созданию изделий с помощью холодной ковки можно разделить на несколько этапов.

• Чертеж или схема готового изделия.
• Подбор материалов.
• Обработка металла и изготовление деталей.
• Сборка и отделка.

Чертеж

На чертежах будущего изделия рассчитываются и отмечаются все размеры деталей, углы расположения отдельных элементов и посадочные точки.

Изготовить его можно как вручную, так и с помощью современных компьютерных программ типа AutoCAD.

Главное — выполнить схему в приблизительном масштабе, чтобы с легкостью можно было без проблем проводить расчеты. Цель такого чертежа: точное определение наименований и количество необходимых деталей, подсчет материалов, правильная окончательная сборка всего изделия.

Материалы

В холодной ковке обрабатывается различные виды металлопроката.

С прутков или квадратов производят практически все элементы: навершия, гусиные лапки, завитки, спирали, вензеля и прочие.

Но также холодным способом обрабатывают и такие заготовки, как листовой металл, стальная полоса и профильная труба. Из них изготавливают спирали, листья или те же завитки с волютой.

Размеры обрабатываемого проката зависят от мощности оборудования. К примеру, ручные станки не способны гнуть пруток толще, чем 14 миллиметров.

В некоторых случаях холодной ковкой может обрабатываться и цветной металл: медь, алюминий и другие.

Когда готов чертеж, можно с легкостью подсчитать: какое количество нужно того или иного вида проката для создания вещи.

Обработка материалов

На этом этапе создают все отдельные детали изделия и готовят их к сборке. На оборудовании, по надобности, совершается производство следующих кованых элементов.

• Лапки, пики, навершия — для завершения концов решеток или других линейных деталей.

• Завитки — к ним относят свои подвиды: волюта (концы загнуты в одну сторону), червонка (спирали в разные стороны), запятые (просто изогнутый конец прута).

• Кольца.
• Корзинки — два прута закрученные по спирали и соединенные на концах.
• Крутени (торсионы) — пруты или полосы, закрученные вокруг своей оси.

Все эти элементы производят на специальном оборудовании, способном изгибать металлические заготовки без разогрева до ковочной температуры. В мастерских для производства изделий холодной ковки своими руками применяют «золотую шестерку» верстаков: гнутик, улитку, фонарик, твистер, объемник и волну.

Обработка металлопроката построена на трех основных технологических

процессах:

• Вытяжке.
• Гибке.
• Кручении.

Как и в горячей ковке, вытяжка подразумевает раскатывание металла для того, чтобы уменьшить его сечение. В холодной ковке эта технология используется для производства элементов типа пик или гусиных лапок.

Чтобы сделать вытяжку холодным способом, требуется раскаточная установка, которая плющит конец заготовки. С использованием штампов при этом сразу же наносится рельеф. Пики производят на прессах, придавая заготовкам нужную конфигурацию.

Гибка — практически основной процесс, на котором построена холодная ковка. Перечисленные выше станки (кроме твистера и фонарика) работают по этому же технологическому принципу. Чаще всего используется улитка, которая формирует большой список разного рода завитков (вензелей, волот, спиралей и прочих).

Кручение построено на свойстве металла — пластичности и способности сохранять заданную форму. Во время такой обработки, заготовка закручивается под усилием вокруг своей оси. Обычно процедуру делают на твистере. Однако, такие элементы, как корзинки, производят с помощью фонарика. Он способен закрутить несколько заготовок, сформировав при этом объемный элемент.

Обычно вся обработка проводиться холодным способом, однако, иногда требуется нагрев определенных точек на заготовке. Это делают при гибке или кручении толстых деталей или же когда нужно исправить бракованные элементы. Нагревание может осуществляться в кузнечных горнах или газовым резаком до температуры 200-300 градусов, что значительно ниже ковочной температуры.

Также в холодной обработке металла используются стандартные способы: резка, рубка, шлифовка и прочие. Для этого применяют болгарки, отрезные круги, шлифовальные машины, гильотины, зубила и прочие.

Сборка и отделка

Эти два этапа завершают процесс изготовления изделий способом холодной ковки.

Сборка деталей в единую комбинацию проводится несколькими способами:

1. На заклепках.
2. На хомутах.
3. Сварка.

Самый простой и быстрый метод собрать изделие — это электро- или газосварка (последняя используется реже).

Однако, некоторые детали крепят на хомуты и заклепки, если это предусмотрено стилевым оформлением.

Ранее использовалась кузнечная сварка, которая сегодня потеряла свою актуальность из-за трудоемкости процесса.

К окончательной отделке относят шлифовку, зачистку поверхностей металла, а также нанесение декоративного покрытия (лакокрасочного или любого другого). После чего работа считается завершенной и проводиться монтаж готового изделия по надобности.

А что Вы можете добавить к материалу этой статьи из личного опыта? Поделитесь им в обсуждениях и оставьте свои комментарии.

Холодная ковка — особенности технологии и оборудования

Какие особенности имеет технология холодной ковки, с каким оборудованием работают мастера и как его изготовить — об этом в нашем материале.

Холодная ковка позволяет делать металлообработку различных видов проката без предварительного нагревания. Причем создаваемые изделия, за счет прессования и гибки, получаются намного прочнее, чем при использовании литья или штамповки.

Какие особенности имеет технология холодной ковки и с каким оборудованием работают мастера — об этом в нашем материале.

Зачем используют холодную ковку

Чаще всего с помощью такой технологии обрабатывают металлопрокат в виде прутка, круга, квадрата или полосы. Создаваемое оборудованием давление изгибает и прессует материал, формируя нужную конфигурацию изделия, при этом упрочняя его. Изготовленные таким способом вещи практически невозможно сломать, их срок службы, в сравнении с литьем или штамповкой, на порядок выше.

Однако, стоит учесть, что при браке или допущенных ошибках в обработке проката их исправить также невозможно или очень сложно.

Зачем применяют холодную ковку и какие изделия производят?

• Различные фигурные решетки, которые монтирую на окна и двери жилых помещений.
• Декоративные и практичные элементы фасада: козырьки, перила и другие.
• Детали ограждений: заборов, ворот, калиток.
• Элементы мебели: ножки стульев и столов.
• Детали декора: подставки под цветы, кронштейны фонарей, решетки камина, мангалы и прочие.

Все эти поделки выглядят как настоящее произведение искусства, при этом не теряя своего практического назначения и прочности.

Приемы и способы технологии

Чем отличается данная технология ковки от других способов металлообработки?

Понятно, что, в отличие от горячего способа, заготовки предварительно не разогревают до ковочной температуры. Лишь изредка может применяться частичный нагрев поверхностей в месте изгиба.

Технологически такой способ обработки металла построен на одном из физических свойств металла — пластичности. Черновые и цветные металлы, такие как сталь, медь, бронза и другие в зависимости от своего химического состава имеют способность выдерживать нагрузки на изгиб, разрыв, растяжение. Это позволяет их обрабатывать различными приемами без нагрева.

В момент изготовления изделий материал поддается прессованию, что уплотняет структуру металла и, соответственно, делает его прочнее. Изгибание, в свою очередь, добавляет прочности изделию за счет дополнительного сжатия в точках изгиба.

Важным отличием холодной ковки от горячей является то, что нет высокотемпературного воздействия на металл и, как следствие, он не меняет своих химических свойств, а ,значит, нет необходимости проводить дополнительные операции: отпуск, отжиг или закалку.

В итоге, холодная ковка металла имеет как преимущества, так и недостатки.

Положительные свойства	Отрицательные свойства
Детали и заготовки не требуют предварительного высокотемпературного нагревания. Поверхность изделий намного прочнее, чем при изготовлении вещей горячей ковкой. Высокоточная обработка деталей, возможна очень точная подгонка. Элементы не требуют дополнительной обработки после изготовления. Все изделия изначально прочные. Более «чистая» работа, нет следов и продуктов горения на поверхности металла.	При обработке требуется создать намного большее усилие на металл для формирования деталей. Требуется специализированное и, в некоторых случаях, мощное оборудование. Обрабатываемые поверхности должны быть чистыми. Можно изготавливать только определенные виды продукции.

Главный недостаток холодной металлообработки в том, что можно производить ограниченные наименования продукции.

Какими технологическими приемами обрабатывается металл холодным способом?

Приемы холодной ковки

Изделия производятся путем механических способов и приемов обработки металлических заготовок. Основные операции:

• Гибка.
• Прессование.
• Чеканка.

Изгибание металла проводят как на ручном, так и на механическом оборудовании, причем многие изделия вполне реально производить вручную с использованием простейших приспособлений. Гибка — основной технологический прием описываемого способа ковки.

Прессование подразумевает использование сжимающих устройств. Прессы также могут быть ручными и механизированными.

Чеканка — это прием, с помощью которого проводится нанесение рисунка на поверхность изделий. Орнамент создается давлением на металл специальными инструментами или станками. Чаще всего такой способ «рисования» используют для создания рисунков на меди, так как она более пластичный материал.

В холодной ковке, также, как и при любой металлообработке, используют приемы резки, рубки и других общих операций, применяемых для подготовки заготовки и окончательной доводки изделий.

Технология подразумевает применение специализированного оборудования, создающего необходимые условия для производства и обработки материалов.

Оборудование для холодной ковки

Для создания различных элементов холодной ковки применяется ручной и механизированный инструмент. Причем многие детали вполне реально изготовить на простейшем оборудовании, не требующем никакой автоматизации.

Чтобы начать массовое изготовление вещей без горячей кузнечной обработки, потребуется шесть основных приспособлений: гнутик, улитка, волна, твистер, фонарик и глобус. Для чего предназначены такие инструменты и что с их помощью можно сделать?

Гнутик

Такое приспособление служит основным инструментом при изгибании деталей. Особенность в том, что можно выбрать любой угол.

В отличие от горячей обработки, где требуется шаблон и опыт работы со специальной кузнечной вилкой, на гнутике вручную эта операция намного упрощается.

Конструкция состоит из гибочного штампа и эксцентрикового привода. В свою очередь шаблон для гибки состоит из закаленных роликов, которые смонтированы на прочной раме. Такой ручной станок может дополнительно оборудоваться различными приспособлениями. Гнутик может обрабатывать прокат в виде квадрата с размерами 12×12 мм или полосу толщиной до 3 мм.

Улитка

Это ручное приспособление применяют при создании спиралей и завитков. Название улитка прибор получил из-за своей основной составной части — кондуктора, имеющего витую форму. Завитки с проката соответствующего размера такой станок способен изготовить за один подход.

Как и гнутик, улитка вполне свободно обрабатывает основные, использующиеся в холодной ковке, виды проката — квадрат и пруток, сечением 10-12 мм, и полосу, толщиной 3-6 мм.

Основная рабочая часть (кондуктор) состоит из кулачка, располагающегося по центру, и двух дуг (малой и большой).

При создании небольших по размеру завитков дуги демонтируют, проводя гибку на кулачке. На фото показан один из вариантов исполнения такого ручного станка.

Волна

Приспособление, служащее для создания витых, повторяющихся узоров (довольно часто можно увидеть на оконных решетках). Основа устройства — два стальных диска, диаметром 140-150 мм, закрепленных болтами на рабочем столе. Часто можно встретить «управляемую волну» —  устройство с регулируемыми зазорами между дисками. Такая функция возможна за счет наличия крепежных отверстий на разном расстоянии одно от другого. Переставляя диск можно создать различный изгиб волны. Как выглядит гибочный станок такого класса показано на фото внизу.

Твистер

Твистер закручивает вокруг своей оси пруток или квадрат. Принцип устройства похож на вороток для горячей обработки.

Конструкция состоит из основы, на которой размещается вращающаяся головка, и ползунок, регулирующий длину изделия. Заготовку фиксируют между этими двумя частями и при помощи рукояток закручивают до требуемого предела.

Фонарик

Одно из самых сложных изделий из холодной ковки — так называемая корзинка. С первого взгляда — это сложное переплетение металлических гнутых прутков или квадратов. Для производства такой детали используется такое кузнечное оборудование для холодной обработки заготовок, как фонарик.

Техника работы оборудования схожа с твистером: на основе закреплена крутящаяся головка и ползунок. Однако, заготовка «наматывается» по спирали на вставку — вал.

В принципе, корзинку можно изготовить, используя специальную вставку на твистер, однако возможен брак, который получиться исправить, лишь нагрев металл в горне. Поэтому, лучше применять фонарик, который не позволит образовываться перекосам.

Глобус

Такой ручной инструмент для холодной ковки позволяет изгибать заготовку по дуге, загибая концы под востребованный угол, при этом получается объемное изделие. За что часто этот ручной станок называют объемником.

Основа устройства — шаблон в виде дуги и закаленные ролики, позволяющие двигаться ручному приводу. В зависимости от типа инструмента, он может работать с квадратным прокатом со сторонами 14×14 миллиметров, неширокой полосой до 25 мм, а также прутком.

Чаще всего глобус применяют для производства деталей «объемных» решеток, в которых отдельные элементы не лежат в одной плоскости с остальными.

С помощью этих простейших устройств, которые не требуют механизации, можно создавать настоящие произведения искусства, состоящие со всех отдельных декоративных элементов: волюты, завитков, корзинок и прочих.

Неплохим решением будет приобрести универсальный станок для холодной ковки, который позволяет совершать основные операции по металлообработке. Однако, стоимость такого оборудования будет доступна не всем мастерским.

При обустройстве мастерской можно приобрести готовое оборудование. Ручные станки для холодной ковки металла стоят относительно недорого, но можно сделать их самому.

Как сделать станки холодной ковки самостоятельно

Чтобы сделать приспособления для холодной ковки, потребуется наличие некоторого инструмента (сварочный аппарат, болгарка), а также поискать информацию об их изготовлении.

Существует множество чертежей станков для холодной ковки. Некоторые из них представлены на фото в этом разделе.

Самый простой вариант — сделать приспособление улитку для гибки металлопроката. Как ее изготовить самостоятельно, можно посмотреть на видео:

Также несложно собрать приспособление для скручивания заготовок — твистер. Главное подыскать материал и инструменты для работы.

Обзор на это приспособление показано в видео

Существуют и другие конструкции подобных устройств. Самодельные станки для холодной ковки не менее работоспособны по сравнению со своими покупными аналогами.

Для ковки холодным способом также потребуется и нагревательный инструмент, так как технология предусматривает частичный разогрев некоторых зон детали для более простого изгибания или скручивания. Нарезать металл проще с отрезным стационарным кругом. Но, за неимением его, можно воспользоваться болгаркой.

Еще один немаловажный инструмент в изготовлении изделий холодным способом — шлифовальные машины. Ведь отдельные элементы декора потребуют зачистки и сглаживания поверхностей. Для этого подойдут либо ручные ленточные шлифовальные машины, либо стационарный гриндер.

Наличие различных станков для холодной ковки металла значительно ускоряет процесс производства элементов, особенно, если требуется их массовый выпуск.

Если у Вас есть опыт изготовления станков для холодной металлообработки, поделитесь им в комментариях к материалу статьи. Насколько сложно изготовить такое оборудование самостоятельно и какая функциональность такого ручного оборудования? Примите участие в обсуждениях и оставьте свои дополнения к этой статье.

как сделать изделия из металла, изготовление элементов, как посчитать длину заготовок, профильная труба и другие необходимые материалы

На данной странице вы найдете сведения по теме “холодная ковка своими руками”, а также ссылки на другие страницы нашего сайта, которые связаны с данной темой. Читайте подробную информацию ниже, чтобы узнать больше, переходите, пожалуйста, по интересующим вас ссылкам, в конце страницы дан список страниц с этой меткой.

В металлообработке, в основном в заготовительном производстве, используется технологическая операция ковка. Формообразование заготовки при выполнении этой операции производится обработкой давлением. Деформация металла становится возможной при нагреве его до определенной температуры.

Однако некоторые технологические операции, например гибка заготовок, возможно выполнить без нагрева. Материалом для таких работ являются пластичные малоуглеродистые стали, медь, латунь, дюралюминий и другие сплавы, обладающие свойством легко деформироваться. Такой вид обработки объединили под названием холодная ковка, хотя в чистом виде она ковкой не является. Применение эта технология нашла в изготовлении художественных изделий своими руками. Особенности холодной ковки разбираются в этой статье.

Оборудование для ковки металла в домашних условиях

Без специального (иногда универсального) оборудования, станков и оснастки получить изделия художественной формы не получится. Гибка, прессование, нанесение рисунка на поверхность изделия производится с помощью ручных или машинных приспособлений. В домашних условиях применяются следующие виды станков для холодной ковки.

• Гнутик. Приспособление предназначено для изгиба проката или полосы на угол произвольной величины. Эксцентриковый привод, гибочный штамп и закаленные ролики смонтированы на прочном основании. При необходимости к этому ручному станку добавляется дополнительная оснастка.

Станок для холодной ковки PROMA Gnutik 0005

• Улитка. Создает из проката изделия в виде спирали, находящейся в одной плоскости. Основным элементом конструкции является кондуктор, который выполняется в форме завитка, напоминающего улитку. Под каждый вид спирали изготавливается свой кондуктор.

Станок типа улитка PROMA. Фото ВсеИнструменты.ру

• Твистер. Приспособление дает возможность закручивать прутки вокруг своей оси. Заготовка фиксируется во вращающейся головке и ползунке и при помощи рукоятки закручивается на нужную величину. При скручивании длина заготовки уменьшается, поэтому ползунок должен иметь возможность передвижения вдоль оси.

Станок для холодной ковки типа Твистер Blacksmith M3-TR

Для получения качественных изделий закручивание прутков вокруг своей оси лучше производить на механизированном оборудовании. Твистер, в составе с электромотором и червячным редуктором, дает равномерную дозированную нагрузку, какую нельзя обеспечить ручной. При этом значительно облегчает усилия, которых требуется достаточно много при закручивании прутков.

• Фонарик. Представляет собой переплетение прутков в форме вытянутых по винтовой поверхности спиралей. По аналогии с твистером, конструкция состоит из вращающейся головки и ползунка. Добавляется вставка в виде вала, на которую ложится пруток при намотке.

Станок для ковки PROMA Корзинка Фонарик. Фото ВсеИнструменты.ру

• Волна. Ручное приспособление создает узоры в виде набегающих волн. Между двумя роликами и упором пропускается пруток. Подвижный ролик, обкатываясь по неподвижному, создает на прутке изгиб в виде волны. Длину волны изменяют, увеличивая/уменьшая расстояние между роликами.

Станок для холодной ковки типа Волна

• Глобус. Заготовка изгибается по дуге. Концы также гнутся в зависимости от фантазий автора. Основой для приспособления служит шаблон в виде дуги. На ручке расположен ролик, который при ее движении обкатывает дугу. Заготовка, расположенная между роликом и шаблоном, принимает требуемую форму.

Станок глобус (объемник) для холодной ковки. Фото КовкаПРО

Своими руками

Сварочный аппарат с зарядным устройством «SSVA-160-2».

Как видно из описания конструкции ручных станков, изготовить их своими руками вполне доступно. Для выполнения работ потребуются следующие материалы и инструменты:

Помимо навыков слесаря надо обладать квалификацией хорошего сварщика. Качественный сварной шов является залогом прочности любого вида станков для холодной ковки: улитка, фонарик, глобус и прочие.

Инструменты и приспособления в большинстве случаев собираются самостоятельно.

Купить

При объемах производства, соизмеримых с масштабами небольшого предприятия, возможно рассмотреть приобретение оборудования, выполняющего все виды работ холодной ковки. В случае стабильной номенклатуры изделий дорогостоящий ручной станок: улитка, гнутик или любой другой – окупится за счет более производительной работы.

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

Необходимые расходные материалы: профильные трубы, прутки и прочие

Основными материалами, из которых выполняются изделия методом холодной ковки, являются:

• сплошной круглый пруток;
• профильный прокат;
• металлическая лента;
• квадратный пруток (на картинке).

При работе своими руками используют небольшие типоразмеры заготовок, где не требуется применять большие усилия. Так, например, квадратный пруток — 10-12 мм., металлическая лента толщиной около 3 мм. Из этих материалов легко подготовить заготовки для операций холодной ковки: не требуется особых трудозатрат, чтобы отрезать в нужный размер.

Как сделать различные изделия

Технология холодной ковки позволяет изготавливать изогнутые и витые детали разнообразной формы. Дизайнер, обладающий художественным вкусом, способен создать из них оригинальные композиции. Ограды и решетки, навесы и крылечки, столики и скамейки – многие из них выполнены с помощью холодной ковки, привнося в свой дизайн признаки художественного произведения.

Для начинающего приоритетом будет освоить изготовление декоративных завитков. Они являются основой для изготовления большинства изделий холодной ковки. Поэтому в первую очередь надо овладеть производством на станке улитка.

Создание завитка для балясины на самодельном кондукторе

Далее, с целью увеличения разнообразия продукции, изучить и применить на практике станок твистер. Остальные ручные приспособления внедрять по мере роста мастерства и увеличения видов продукции.

Справка. С образцами изделий холодной ковки, выполненными профессионалами, можно ознакомиться на сайтах компаний из раздела «Где купить или заказать».

Сделай сам: подставки для цветов

Обзор посвящен самостоятельному изготовлению оконной цветочницы (балкончика) с завитками и патинированием. Подробная инструкция представлена здесь.

Изготовление узоров

Обзор посвящен изготовлению фигурных балясин, служащих узором для лестничных перил. Гибка квадратов выполняется на самодельном  кондукторе.

Изготовление элементов, как делать

Начинать изготовление нужно с эскиза элемента. Если это возможно, то выполнить его в натуральную величину.

Холодная ковка и сварка, решетка из завитков с хомутами

В зависимости от имеющегося оборудования подбирается материал. Ручная оснастка не может согнуть пруток толще 14 мм.

На специальной оснастке изготавливаются:

Технология изготовления основана на трех основных операциях: вытяжка, гибка, кручение.

Сборку элементов в единую композицию собирают при помощи заклепок, хомутов или сварки. Сварка самый простой и эффективный способ.

При окончательной отделке изделие зачищают и наносят декоративное покрытие.

Длина, размеры заготовок

Важно! Для изготовления элементов холодной ковкой необходимо правильно рассчитать размеры заготовки. Ошибку при выполнении работы исправить будет зачастую невозможно.

С помощью эскиза, выполненного в натуральную величину, легко рассчитать длину заготовки. На линию, образующую контур элемента, наложить мягкую проволоку. Размер длины вытянутой проволоки будет соответствовать размеру развертки элемента. Если добавить небольшой припуск, то получим размер заготовки.

Для измерения длины кривых линий применяется прибор под названием курвиметр. Зубчатым колесиком повторяют путь кривой, а на шкале выносится искомый показатель.

В проектировании деталей все больше применяются компьютерные программы. В них закладываются данные, которые оказывают влияние на геометрию детали при обработке холодной ковкой. Такая программа выдает готовые размеры заготовки.

Завитки

В видеообзоре представлен процесс гибки круглых прутков диаметром 10 мм. Мастером используется станок типа улитка со съемными кондукторами разных форм и размеров.

Цветы

В обзоре представлен полная и подробная инструкция изготовления цветка: от прорисовки элемента на металле до крепления детали в общую композицию.

Розы

В видео представлен процесс изготовления розы по методу холодной ковки, с помощью бумажных шаблонов, самодельных ножниц по металлу, двери, болгарки, электродов, а также дополнительных инструментов и приспособлений, сделанных из подручных средств.

Фонарики

Инструкция по гибке круглых (диаметр 6 мм. ) и квадратных (6х6 мм.) прутков на станке фонарик для изготовления одноименных элементов.

Руководство по типам штамповки — холодная штамповка и горячая штамповка

Горячая штамповка и холодная штамповка — это два разных процесса обработки металлов давлением, дающие схожие результаты. Ковка — это процесс деформации металла до заданной формы с использованием определенных инструментов и оборудования. Деформация выполняется с использованием процессов горячей, холодной или даже горячей ковки. В конечном итоге производитель будет рассматривать ряд критериев, прежде чем выбрать, какой тип ковки лучше всего подходит для конкретного применения. Ковка используется там, где расположение зернистой структуры придает детали направляющие свойства, выравнивая зерно так, чтобы оно выдерживало самое высокое напряжение, с которым может столкнуться деталь.Для сравнения: литье и механическая обработка обычно имеют меньший контроль над структурой зерен.

Процессы ковки

Ковка определяется как формовка или деформирование металла в твердом состоянии. Большая часть ковки выполняется в процессе осадки, когда молот или плунжер движутся горизонтально, чтобы прижаться к концу стержня или стержня, чтобы расшириться и изменить форму конца. Деталь обычно проходит через последовательные станции, прежде чем достигнет своей окончательной формы. Таким образом, высокопрочные болты имеют «холодную головку».Клапаны двигателя также сформированы высаженной поковкой.

При ковке методом капельной ковки деталь забивается в штамп по форме готовых деталей, что очень похоже на кузнечную ковку с открытым штампом, когда металл забивается молотком по наковальне для придания желаемой формы. Различают ковку в открытых и закрытых штампах. При открытой штамповке металл никогда полностью не ограничивается штампом. В закрытой штампе или штампе ковка металла ограничивается между половинами штампа. Повторяющиеся удары молотка по матрице заставляют металл принимать форму матрицы, и в конечном итоге половинки матрицы встречаются. Энергия для молота может подаваться паром или пневматически, механически или гидравлически. При истинной ковке с падением только сила тяжести толкает молот вниз, но многие системы используют усилитель мощности в сочетании с силой тяжести. Молоток наносит серию ударов с относительно высокой скоростью и небольшой силой, чтобы закрыть матрицу.

При ковке на прессе высокое давление заменяется высокой скоростью, и половины штампа закрываются за один ход, обычно обеспечиваемый силовым винтом или гидроцилиндрами. Молотковая ковка часто используется для производства небольших объемов деталей, в то время как ковка на прессе обычно предназначена для больших тиражей и автоматизации.Медленное применение ковки на прессе имеет тенденцию обрабатывать внутреннюю часть детали лучше, чем удар молотком, и часто применяется к большим высококачественным деталям (например, титановым переборкам самолетов). Другие специализированные методы ковки различаются по этим основным темам: обоймы подшипников и большие зубчатые колеса изготавливаются с помощью процесса, называемого, например, ковкой катаного кольца, в результате которого производятся бесшовные круглые детали.

Горячая штамповка

При горячей штамповке кусок металла должен быть значительно нагрет. Средняя температура ковки, необходимая для горячей штамповки различных металлов:

Во время горячей ковки заготовку или блюм нагревают либо индуктивно, либо в кузнечной печи или печи до температуры выше точки рекристаллизации металла.Этот вид экстремального нагрева необходим для предотвращения деформационного упрочнения металла во время деформации. Поскольку металл находится в пластичном состоянии, можно изготавливать довольно сложные формы. Металл остается пластичным и податливым.

Для ковки некоторых металлов, таких как суперсплавы, используется метод горячей ковки, называемый изотермической ковкой. Здесь штамп нагревают примерно до температуры заготовки, чтобы избежать охлаждения поверхности детали во время ковки. Ковка также иногда выполняется в контролируемой атмосфере, чтобы минимизировать образование накипи.

Традиционно производители выбирают горячую ковку для изготовления деталей, поскольку она допускает деформацию материала в его пластическом состоянии, при котором с металлом легче работать. Горячая ковка также рекомендуется для деформации металла с высоким коэффициентом деформируемости — мерой того, какой степени деформации металл может подвергнуться без развития дефектов. Другие рекомендации по горячей штамповке включают:

• Производство отдельных деталей
• От низкой до средней точности
• Низкие напряжения или низкое деформационное упрочнение
• Гомогенизированная зернистая структура
• Повышенная пластичность
• Устранение химических несоответствий и пористости

К числу возможных недостатков горячей штамповки можно отнести:

• Меньшие допуски
• Возможное коробление материала в процессе охлаждения
• Различная структура зерна металла
• Возможные реакции между окружающей атмосферой и металлом (образование накипи)

Холодная штамповка (или холодная штамповка)

Холодная штамповка деформирует металл, когда он находится ниже точки рекристаллизации. Холодная ковка несколько увеличивает предел прочности на разрыв и существенно снижает пластичность. Холодная ковка обычно происходит при комнатной температуре. Самыми распространенными металлами при холодной ковке обычно являются стандартные стали или углеродистые легированные стали. Холодная штамповка обычно представляет собой процесс с закрытой штамповкой.

Холодная ковка обычно предпочтительна, когда металл уже представляет собой мягкий металл, например алюминий. Этот процесс обычно менее затратен, чем горячая ковка, и конечный продукт требует небольших отделочных работ, если они вообще требуются.Иногда при холодной штамповке металла до желаемой формы его подвергают термообработке для снятия остаточных поверхностных напряжений. Из-за улучшений, которые холодная ковка вносит в прочность металла, иногда могут использоваться материалы меньших сортов для производства обслуживаемых деталей, которые нельзя изготовить из того же материала путем механической обработки или горячей штамповки.

Производители могут предпочесть холодную штамповку горячей штамповке по ряду причин — поскольку холодные штампованные детали требуют очень мало или совсем не требуют отделочной обработки, этот этап процесса изготовления часто является необязательным, что позволяет сэкономить деньги.Холодная ковка также менее подвержена проблемам загрязнения, а конечный компонент имеет лучшую общую поверхность. Другие преимущества холодной ковки:

• Проще передать свойства направленности
• Повышенная воспроизводимость
• Повышенный контроль размеров
• Выдерживает высокие нагрузки и высокие нагрузки на матрицу
• Позволяет производить детали с чистой или почти чистой формой

Некоторые возможные недостатки включают:

• Перед ковкой металлические поверхности должны быть чистыми и свободными от окалины.
• Металл менее пластичный
• Может возникнуть остаточное напряжение
• Требуется более тяжелое и мощное оборудование
• Требуется более мощный инструмент

Теплая поковка

Теплая ковка происходит при температуре ниже температуры рекристаллизации, но выше комнатной температуры, чтобы преодолеть недостатки и получить преимущества как горячей, так и холодной ковки. Образование окалины представляет меньшую проблему, и допуски могут быть соблюдены ближе, чем при горячей штамповке. Затраты на инструмент меньше, и для производства требуются меньшие усилия по сравнению с холодной штамповкой. Уменьшается деформационное упрочнение и улучшается пластичность по сравнению с холодной обработкой.

Приложения

В автомобильной промышленности ковка используется для изготовления таких компонентов подвески, как натяжные рычаги и шпиндели колес, а также компонентов трансмиссии, таких как шатуны и шестерни трансмиссии.Поковки часто используются для штоков, корпусов и фланцев трубопроводных клапанов, иногда из медного сплава для повышения коррозионной стойкости. Ручные инструменты, такие как гаечные ключи, обычно кованые, как и многие детали для тросов, такие как розетки и талрепы. Поковки широко используются в судостроении, для компонентов авиакосмической отрасли, в сельскохозяйственной технике и внедорожной технике. В компонентах электропередачи, таких как зажимы подвески и крышки опор, используются поковки из медного сплава для повышения устойчивости к атмосферным воздействиям.

Ковочные стали, используемые для осей, шатунов, пальцев и т. Д., Обычно содержат 0,30–0,40% углерода для повышения формуемости. Термическая обработка после ковки позволяет деталям развивать лучшие механические свойства, чем у низкоуглеродистой стали. В тяжелых коленчатых валах и высокопрочных зубчатых передачах иногда повышают содержание углерода до 0,50% с добавлением других легирующих элементов для улучшения прокаливаемости.

Сводка

В этой статье представлено краткое обсуждение горячей и холодной штамповки.Для получения дополнительной информации о других продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах. Дополнительную информацию о процессах ковки можно найти на сайте Ассоциации кузнечной промышленности.

Прочие изделия из металла

Прочие «виды» статей

Больше от Custom Manufacturing & Fabricating

Что такое холодная ковка?

Холодная штамповка — это один из вариантов процесса штамповки металла, который включает формование или формование металлических деталей посредством приложения мощных локализованных сил сжатия. Холодную штамповку проводят, когда температура металла обычно поддерживается при комнатной температуре или немного выше нее, при этом температура всегда поддерживается на уровне трех десятых температуры рекристаллизации формованного металла или ниже. Сжимающие силы, возникающие при холодной ковке, можно прикладывать вручную с помощью молотка или от источников энергии, таких как кузнечно-прессовые машины. В большинстве случаев металл вдавливается в матрицу по форме готового продукта или вокруг открытых шаблонов или шаблонов. Холодная штамповка предлагает несколько явных преимуществ по сравнению с процессами горячей штамповки, включая лучшую чистоту поверхности, улучшенную стабильность размеров и более низкие производственные затраты.

Женщина держит книгу

Ковка — один из старейших процессов обработки металла, известных человеку. Процесс ковки металла включает в себя удары молотком по заготовке или в нее по штампу, шаблону или зажимному приспособлению, заставляя металл течь в желаемую форму.Ковка обычно делится на три типа процессов в зависимости от температур, до которых нагревается металл перед ковкой. Это горячая, теплая и холодная ковка с горячими и теплыми процессами, в которых температура заготовки варьируется от нескольких сотен градусов до более 2000 ° по Фаренгейту. С другой стороны, при холодной ковке рабочая сталь нагревается не более чем до трех десятых от температуры рекристаллизации.

Во многих случаях холодная штамповка выполняется стальной заготовкой при комнатной температуре. Это особенно подходит для изготовления небольших деталей большого объема, таких как крепежные детали, в том числе гвозди, винты и заклепки. Таким образом, этот процесс является привлекательным в качестве недорогого метода ковки, поскольку дорогостоящее нагревательное оборудование исключается из рабочего цикла. Холоднокованые стальные детали можно сгибать в форму, вдавливать в штампы с помощью ручного или механического молота или придавать форму с помощью профилированного штампа.

Еще одним преимуществом процесса холодной штамповки является высококачественная отделка конечных продуктов.Холоднокованые детали требуют очень небольшой обработки после ковки, как в случае горячих процессов. Однако более мягкие металлы, такие как алюминий, могут подвергаться вторичному нагреву для отпуска или упрочнения материала. Холодная ковка чаще всего используется для производства более мелких изделий, хотя этот процесс может применяться к деталям весом в несколько тонн. Другие преимущества этого процесса включают превосходную стабильность размеров при высоких нагрузках на штамп во время ковки и хорошие характеристики нагружения готового продукта.

Холодная штамповка методом холодного течения

Процесс холодной штамповки

На протяжении всей истории холодная ковка или холодная штамповка как производственный процесс вызывали повышенный интерес и стали одним из наиболее широко используемых методов изготовления деталей. Текущий энергетический кризис, нехватка материалов и рост цен в совокупности заставили задуматься о большей эффективности при производстве деталей. Преимущества холодной штамповки деталей могут снизить влияние этих проблем на производственный процесс.

Два основных типа стали для холодной экструзии — это прямая и обратная экструзия. Основная цель холодного экструдирования — максимально быстро и экономично изготавливать детали. В процессе экструзии сталь сохраняется, что дает прекрасные возможности для массового производства.Показанная выше свеча зажигания является отличным примером способности холодной ковки экономить материал, поскольку готовая деталь фактически содержит большую часть материала из заготовки. Корпуса свечей зажигания производятся миллионами каждый год с использованием процесса экструзии.

Холодная ковка — это обработка металла при комнатной температуре. Деформационное упрочнение, также называемое деформационным упрочнением, происходит во время холодной штамповки из-за дислокаций. в металлической кристаллической структуре. Предел текучести материалов не снижается, пластичность не повышается, деформационное упрочнение происходит быстро.Все эти факторы крайне затрудняют холодную ковку. Требуется большое усилие, и иногда требуется несколько операций для получения более сложных форм. Однако при правильной смазке срок службы инструмента значительно увеличивается по сравнению с горячей или горячей ковкой. Структура зерен более прочная, и многократное упрочнение посредством термообработки не требуется из-за деформационного упрочнения, происходящего в процессе формования.

История холодной штамповки Процесс холодной штамповки был разработан в Германии незадолго до окончания Второй мировой войны.Его использовали для производства артиллерийских снарядов и других боеприпасов для войны. После войны процесс перешел в руки американцев, и ряд фирм в Соединенных Штатах подхватили идею. Сначала большая часть работ здесь была сосредоточена на производстве корпусов, но . … подробнее	Материалы для холодной штамповки Как черные, так и цветные металлы можно подвергать холодной штамповке. Способность ковать эти металлы и степень возможной деформации во многом зависят от химического состава и свойств сплава после отжига.Такие свойства, как твердость и пластичность, являются критическими свойствами при определении формуемости металла. Важно знать, что механические свойства материалов …. подробнее
Методы холодной штамповки Наиболее часто используемые методы холодной штамповки — это прямая и обратная экструзия. Оба требуют сочетания свойств для удовлетворения требований экструзии. Свойства материала являются одними из наиболее важных свойств, которые следует учитывать при принятии решения об использовании процесса холодной экструзии.Помимо экструзии, есть много других методов, которые могут использоваться …. подробнее	Преимущества холодной штамповки Улучшенное использование материала, снижение энергии ковки и устранение процессы обработки с высокой точностью ковки — это лишь несколько причин, чтобы рассматривать холодную ковку как альтернативу другим способам изготовления. В текущий энергетический кризис, нехватка материалов и рост затрат в совокупности сила рассмотрения большего…. еще
Промышленное применение холодной штамповки во всем история, холодная штамповка или холодная штамповка как производственный процесс наблюдается рост интереса и стал одним из самых широко применяемые методы изготовления деталей. Текущая энергия кризис, нехватка материалов и рост затрат объединились заставить задуматься о большей эффективности …. подробнее	Наши возможности Детали, которые мы изготавливаем, обычно варьируются от 1 унции до 5 фунтов с максимальным длина детали 12 дюймов.Мы формируем детали за пределами этих параметров в зависимости от типа и места необходимой деформации. У нас есть гидравлические и механические прессы от 8 до 1200 тонн. …. подробнее

типов процессов ковки | Ассоциация кузнечной промышленности

Существует три основных метода (или процесса) изготовления кованой детали.

1. штамповочная штамповка
2. Холодная штамповка
3. Открытая штамповка
4. Поковка с бесшовным прокатом

---

штамповочная штамповка

Поковка штампа для штамповки фунтов или прессование металла между двумя штампами (называемыми инструментами), которые содержат предварительно вырезанный профиль нужной детали.Части от нескольких унций до 60 000 фунтов. можно сделать с помощью этого процесса. Некоторые из более мелких деталей на самом деле кованы в холодном состоянии.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Обычно называемая штамповкой в ​​закрытых штампах, штамповочная штамповка стали, алюминия, титана и других сплавов позволяет производить практически безграничное разнообразие трехмерных форм, вес которых варьируется от простых унций до более чем 25 тонн.Поковки для штамповки обычно производятся на гидравлических прессах, механических прессах и молотах с грузоподъемностью до 50 000 тонн, 20 000 тонн и 50 000 фунтов. соответственно.

Как следует из названия, две или более штампов, содержащих отпечатки формы детали, объединяются, когда поковка подвергается пластической деформации. Поскольку поток металла ограничен контурами штампа, этот процесс может давать более сложные формы и более жесткие допуски, чем процессы открытой штамповки. Дополнительная гибкость в формировании как симметричных, так и несимметричных форм достигается за счет различных операций предварительного формования (иногда гибки) перед штамповкой в ​​штампах чистовой машины.

Геометрия деталей

варьируется от самых простых для ковки простых сферических форм, блоковых прямоугольных тел и дисковых конфигураций до самых сложных компонентов с тонкими и длинными секциями, которые включают тонкие перемычки и относительно высокие вертикальные выступы, такие как ребра и выступы. Хотя многие детали, как правило, симметричны, другие включают в себя всевозможные конструктивные элементы (фланцы, выступы, отверстия, полости, карманы и т. Д.), Которые в совокупности делают поковку очень несимметричной.Кроме того, детали могут быть изогнутыми или изогнутыми в одной или нескольких плоскостях, независимо от того, являются ли они в основном продольными, равноразмерными или плоскими.

Большинство конструкционных металлов и сплавов можно выковывать с помощью обычных штамповочных процессов, в том числе углеродистых и легированных сталей, инструментальных сталей и нержавеющих, алюминиевых и медных сплавов, а также некоторых титановых сплавов. Для материалов, чувствительных к скорости деформации и температуры (магний, высоколегированные суперсплавы на основе никеля, тугоплавкие сплавы и некоторые титановые сплавы), могут потребоваться более сложные процессы ковки и / или специальное оборудование для штамповки слепочных штампов.

Вернуться к началу

---

Холодная штамповка

Большая часть ковки выполняется в горячем состоянии при температурах до 2300 градусов по Фаренгейту, однако разновидностью штамповки методом штамповки является холодная штамповка. Холодная штамповка включает в себя множество процессов — гибку, холодное волочение, холодную высадку, чеканку, экструзию и многое другое, чтобы получить детали различной формы. Температура металла, подвергаемого холодной ковке, может составлять от комнатной до нескольких сотен градусов.

Операции процесса
Графическое изображение шагов процесса.

Возможности процесса

Холодная штамповка включает в себя множество процессов гибки, холодного волочения, холодной высадки, чеканки, экструзии, штамповки, накатывания резьбы и многое другое для получения деталей различной формы. К ним относятся различные валообразные компоненты, чашеобразная геометрия, полые детали со штоками и валами, всевозможные конфигурации с высадкой (головкой) и изгибом, а также их комбинации.

Совсем недавно детали с радиальным потоком, такие как круглые конфигурации с центральными фланцами, прямоугольные детали и неосесимметричные детали с 3- и 6-кратной симметрией, производились методом горячей экструзии. При холодной штамповке стального прутка, проволоки или прутка нередки детали в виде валов с трехплоскостным изгибом и конструктивными особенностями головки.

Типичные детали наиболее рентабельны в диапазоне 10 фунтов. или менее; симметричные части до 7 фунтов. легко поддаются автоматизированной обработке.Диапазон материалов: от низколегированных и углеродистых сталей до нержавеющей стали 300 и 400, некоторых алюминиевых сплавов, латуни и бронзы.

Бывают случаи, когда методы теплой ковки предпочтительнее холодной ковки, особенно для стали с более высоким содержанием углерода или когда можно отказаться от отжига в процессе.

Часто выбираемые для интегральных конструктивных особенностей, таких как встроенные фланцы и выступы, холодная поковка часто используется в деталях рулевого управления и подвески автомобилей, антиблокировочных тормозных системах, оборудовании, компонентах защиты и других областях, где требуется высокая прочность, жесткие допуски и объемное производство. сделайте их экономичным выбором.

При этом заготовка стержня с химической смазкой под воздействием экстремального давления вдавливается в закрытую матрицу. Таким образом, ненагретый металл принимает желаемую форму. Как показано, прямая экструзия включает поток стали в направлении силы толкателя. Он используется, когда диаметр стержня должен быть уменьшен, а длина увеличена. При обратной экструзии, при которой металл течет против силы удара, образуются полые детали. При осадке металл течет под прямым углом к ​​силе толкателя, увеличивая диаметр и уменьшая длину.

Вернуться к началу

---

Открытая штамповка

Поковка в открытых штампах выполняется между плоскими штампами без предварительно вырезанных профилей. Движение детали — ключ к этому методу. Более крупные детали весом более 200 000 фунтов. и 80 футов в длину можно забивать молотком или придавать форму таким образом.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Поковка в открытых штампах позволяет производить поковки от нескольких фунтов до более 150 тонн.Этот процесс, называемый открытой штамповкой, потому что металл не ограничивается латеральными штампами во время ковки, постепенно приводит исходную заготовку в желаемую форму, чаще всего между плоскими штампами. На практике ковка в открытых штампах включает множество вариантов процесса, что позволяет производить чрезвычайно широкий диапазон форм и размеров. Фактически, когда критерии проектирования диктуют оптимальную структурную целостность огромного металлического компонента, огромные размеры ковки в открытых штампах делают этот процесс очевидным выбором по сравнению с альтернативами без ковки.В верхней части диапазона размеров поковки с открытой матрицей ограничены только размером исходной заготовки, а именно размером самого большого слитка, который может быть отлит.

Практически все кованые сплавы черных и цветных металлов могут быть подвергнуты открытой штамповке, в том числе некоторые экзотические материалы, такие как жаропрочные суперсплавы и коррозионно-стойкие тугоплавкие сплавы.

Форма открытой матрицы действительно широка. В дополнение к круглым, квадратным, прямоугольным, шестиугольным пруткам и другим основным формам, процессы с открытой матрицей могут производить:

• Ступенчатые валы сплошные валы (шпиндели или роторы), диаметр которых увеличивается или уменьшается (уменьшается) в нескольких точках вдоль продольной оси.
• Пустоты цилиндрической формы, как правило, их длина намного превышает диаметр детали. Длина, толщина стенки, внутренний и внешний диаметр могут быть изменены по мере необходимости.
• Кольцевые детали могут напоминать шайбы или приближаться по форме к полым цилиндрам, в зависимости от соотношения высоты и толщины стенки.
• Металлические кожухи контурной формы, такие как сосуды высокого давления, которые могут включать экструдированные сопла и другие конструктивные особенности.

В отличие от последовательных операций штамповки в последовательности штампов, несколько операций штамповки в открытых штампах можно комбинировать для получения требуемой формы. В то же время эти методы ковки могут быть адаптированы для достижения надлежащей величины общей деформации и оптимальной структуры потока зерна, тем самым максимизируя улучшение свойств и максимальную производительность для конкретного применения. Например, ковка цельной заготовки зубчатой ​​передачи и ступицы может повлечь за собой несколько операций волочения или сплошной ковки с последующей осадкой. Точно так же заготовки для колец могут быть приготовлены путем осадки слитка, затем пробивки центра перед ковкой кольца.

Вернуться к началу

---

Поковка с бесшовным прокатом

Поковка бесшовных катаных колец обычно выполняется путем пробивания отверстия в толстом круглом куске металла (создавая форму пончика), а затем скатывания и сжатия (или, в некоторых случаях, раздавливания) пончика в тонкое кольцо.Диаметр кольца может составлять от нескольких дюймов до 30 футов.

ОПЕРАЦИИ ПРОЦЕССА
Графическое изображение этапов процесса.

Возможности процесса

Кольца, выкованные методом бесшовной прокатки колец, могут весить от <1 фунта до 350 000 фунтов, а внешний диаметр - от нескольких дюймов до 30 футов. в диаметре. С точки зрения производительности нет равных кованым кольцам круглого сечения, используемым в энергетике, горнодобывающей промышленности, авиакосмической промышленности, внедорожном оборудовании и других критических приложениях.

Бесшовные кольцевые конфигурации могут быть плоскими (например, шайба) или иметь более высокие вертикальные стенки (примерно как полое цилиндрическое сечение). Высота катаных колец колеблется от менее дюйма до более 9 футов. В зависимости от используемого оборудования отношение толщины стенки к высоте колец обычно составляет от 1:16 до 16: 1, хотя большие пропорции были достигнуты с помощью специальная обработка. Фактически, бесшовные трубы до 48 дюймов. диаметром и длиной более 20 футов экструдируются на ковочных прессах мощностью от 20 до 30 000 тонн.

Несмотря на то, что стандартные формы с прямоугольным поперечным сечением являются нормой, кольца со сложным функциональным поперечным сечением можно выковать, чтобы удовлетворить практически любые требования к конструкции. Правильно названные, эти профилированные катаные кольца могут быть изготовлены в тысячах различных форм с контурами на внутреннем и / или внешнем диаметре. Ключевым преимуществом контурных колец является значительное сокращение операций обработки. Неудивительно, что кольца нестандартной формы могут привести к экономичной консолидации деталей.По сравнению с бесшовными катаными кольцами с плоской поверхностью максимальные размеры (высота торца и внешний диаметр) фасонных катаных колец несколько ниже, но все же очень внушительные размеры.

Высокая тангенциальная прочность и пластичность делают кованые кольца подходящими для компонентов, устойчивых к крутящему моменту и давлению, таких как шестерни, подшипники двигателей самолетов, ступичные подшипники, муфты, прокладки ротора, герметичные диски и корпуса, фланцы, сосуды под давлением и корпуса клапанов . Материалы включают не только углеродистые и легированные стали, но и цветные сплавы алюминия, меди и титана, а также сплавы на основе никеля.

Вернуться к началу

Прогнозирование разрушения материала при холодной штамповке | 2017-12-07

Следует проявлять осторожность при моделировании холодной штамповки крепежа с помощью компьютерного моделирования. Было показано, что предварительное формование оказывает значительное влияние на прогнозирование образования трещин на основе математических моделей повреждений. Операции предварительного формования, такие как волочение проволоки и обрезка стержней, должны быть включены в имитационную модель для обеспечения максимальной точности и лучших прогнозных результатов.

Холодная штамповка — это операция жесткой штамповки механического компонента или конструкции крепежа, которая имеет ограничения на деформируемость материала заготовки и срок службы инструмента. В отличие от процессов горячей и горячей штамповки деформирующие силы при холодной штамповке относительно высоки. Следовательно, холоднокованый материал может иметь тенденцию к растрескиванию из-за высокой деформации, которая превышает предел пластичности материала.

Поскольку трудно обнаружить неисправные изделия холодной штамповки во время производства, производители крепежных изделий могут страдать от больших потерь сырья и энергии прессования.Чтобы устранить эту проблему, точность прогнозного моделирования развития трещин во время ковки имеет решающее значение для снижения производственных и инженерных затрат. В этой статье обсуждается влияние операций предварительной ковки, таких как волочение проволоки и обрезка стержней, на компьютерное моделирование развития трещин.

Предварительная штамповка

Материалы для холодной штамповки (низко- и среднеуглеродистые стальные сплавы) были закуплены в рулонах у поставщиков, как показано на Рисунке 1.После соответствующей подготовки поверхности (очистки и фосфатирования) на каждой катушке была проведена операция волочения проволоки, чтобы исключить любое отклонение от желаемой круглой формы поперечного сечения. Диаметр проволоки уменьшают до 0,25-0,35 мм.

На рис. 2 показан кузнечный пресс изнутри. Как показано, основные компоненты пресса перемещаются относительно неподвижных штамповочных блоков, ковочно-штамповых станций на этих блоках, захватов и механизма обрезки прутков. Катушка с проволокой прикреплена к прессу и автоматически подается роликами через систему обрезки прутков.Затем проволока обрезается до заданной длины заготовки и подается к первому захвату. Захваты — это механические компоненты, которые перемещают заготовку и преформы между ковочными станциями.

Во время обрезки стержня проволока зажимается в матрице, а другая матрица режет материал (рис. 3). Здесь преобладают напряжения сдвига и растяжения, а деформация пластичная. Инженеры обычно начинают моделирование ковки с начальной ковочной станции. В большинстве случаев это дает достаточно точный прогноз расхода материала и сил ковки.Однако эта стратегия моделирования может ввести в заблуждение инженеров, которые хотят провести анализ отказов.

Пример сломанного болта, который был взят из серийного производства, показан на рисунке 4. Как видно на рисунке, трещина начинается с углов 12-лепесткового пуансона и распространяется через головку болта. По форме трещины видно, что это произошло в результате операции ковки. Можно просто проанализировать это явление с помощью конечно-элементного моделирования и предсказать место происхождения трещины (рис.5).

Однако при некоторых анализах трещина и ее путь могут быть не такими очевидными, как на Рисунке 5. В таком случае имитация и модель разрушения могут не предсказывать развитие разрушения или точное место разрушения. На этом этапе моделирование операций предварительной штамповки играет решающую роль в точности прогнозов. Инженер должен вернуться к первому этапу операции формовки и проанализировать его шаг за шагом.

Моделирование операций предварительной штамповки

Программные пакеты для моделирования методом конечных элементов, такие как модели повреждений Lematrie, Cockroft-Latham, Oyane и Johnson-Cook, используют различные типы моделей трещин и повреждений. В большинстве моделей для расчета повреждений используется эффективная пластическая деформация. На этом этапе становится важным расчет точных значений создаваемой эффективной пластической деформации.

Когда инженер начинает с первого этапа ковки в числовой модели, он или она просто игнорирует остаточную деформацию, возникающую в результате операции волочения проволоки. Как показано на рис. 6, волочение проволоки вызывает умеренные пластические деформации на поверхности материала заготовки. Принимая это во внимание, мы видим, что эти поверхностные деформации будут существенно влиять на расчетную величину повреждения, что приведет к лучшей прогнозирующей способности.

Следующим шагом, который необходимо включить в моделирование, является обрезка прутка, которая включает в себя протянутую проволоку, режущий штамп и неподвижный штамп (рис. 7). Этот анализ проводился в программе Simufact Forming для конечных элементов.

Распределение ущерба после обрезки показано на рисунке 8. Эта модель позволяет сделать два важных вывода. Во-первых, на обрезанной поверхности максимальное значение повреждения составляет около 0,35 в центре заготовки и уменьшается до нуля через поверхность (рис.8 и 9). Точно так же максимальная эффективная пластическая деформация была создана в центре заготовки и составляет около 0,5. Второй вывод заключается в том, что геометрическое отклонение заготовки от идеальной цилиндрической формы было определено, как показано на рисунке 9. Это происходит из-за пластичной деформации во время обрезки. Учет этого геометрического отклонения до первой станции ковки также важен для определения плоскостности поверхности болта во время ковки.

В большинстве случаев разрушения болта при холодной ковке болта на головке болта наблюдается растрескивание около 90% из-за образования фланцев или гнезд пуансона.Здесь развитие трещины может быть результатом дефекта материала или сильной пластической деформации во время ковки. Чтобы исследовать повреждение головной части предварительно формованного болта, было проведено моделирование экструзии с использованием заготовки, взятой из модели обрезки стержней (вместе с моделью предварительной штамповки). Затем результат этого моделирования сравнивался с результатами модели экструзии, в которой заготовка была просто нарисована и перенесена в модель напрямую из CAD (без модели предварительной штамповки).

На рисунках 10 и 11 показано распределение повреждений на экструдированной заготовке для моделирования, выполненного с обрезанными заготовками и заготовками САПР.Как показано на Рисунке 10, среднее значение повреждения на головной части составляет около 0,3, хотя значение повреждения того же самого места без модели предварительной ковки составляет около нуля (Рис. 11).

Вариации величины повреждений от центра к поверхности на экструдированных деталях показаны на рисунке 12. Хотя тенденция распределения повреждений одинакова для обеих моделей, разница в генерируемых повреждениях на голове между этими моделями огромна. Этот график доказывает, что инженер, который хочет провести анализ отказов вышедшего из строя болта и использует имитационную модель без моделей предварительной ковки, недооценивает критическое значение повреждения в области разрушения и не может получить достоверную информацию из моделирования.

Заключение

Точность моделирования методом конечных элементов зависит от многих переменных, включая свойства материала, геометрическую точность моделей САПР, тип конечных элементов и их распределение. Однако даже если все параметры при моделировании обработки металлов давлением были правильно определены для программного обеспечения, модель может не дать никаких надежных данных. Инженер может столкнуться с подобной проблемой во время анализа отказов продуктов с трещинами. В этой статье показано, что предварительное формование оказывает значительное влияние на прогнозирование образования трещин на основе математических моделей повреждений.Операции обработки металлов давлением, такие как волочение проволоки и обрезка стержней, должны быть включены в имитационную модель ковки для обеспечения высокой точности, даже если для этого требуется больше вычислительного времени.

Холодная штамповка — Продукция

DYNA-MIG, подразделение F&P Mfg. , Inc., имеет более чем 20-летний опыт холодной штамповки с использованием двух формовочных машин Sakamura BPF-650 300T и одного формовщика National Machinery Formax XXV 320T, добавленного в 2014 году.

Этот уникальный метод высокоскоростной формовки деталей позволяет производить компоненты внутренней трубы для втулок, крепежных деталей, штифтов и натяжителей, а также хомуты для опоры конструкции.Чтобы сократить время выполнения заказа, мы предлагаем проектирование оснастки собственными силами. Являясь естественным продолжением технологии холодной ковки, DYNA-MIG также предлагает нарезку резьбы на месте и возможность профилирования.

Наши продукты

DYNA-MIG, подразделение F&P Mfg., Inc., является ведущим канадским производителем и поставщиком автомобильных компонентов.

Наша продукция включает:

ПОДРАМЫ

Субкадры предлагают опорную конструкцию для двигателя, трансмиссии, а также передние и задние подвески системы.

ПОДВЕСКА

DYNA-MIG, подразделение F&P Mfg., Inc., производит несколько различных нижних рычагов управления, верхних рычагов управления и звеньев.

ПЕДАЛИ

DYNA-MIG, подразделение F&P Mfg., Inc., сваривает и собирает муфту
и педали тормоза в сборе для различных моделей, используя штампованные компоненты
, поставляемые нашими дочерними компаниями F&P.

ХОЛОДНАЯ ПОВКА

DYNA-MIG, подразделение F&P Mfg., Inc., имеет более чем 20-летний опыт холодной штамповки с использованием двух формовочных машин Sakamura BPF-650 300 т и одного формовочного станка National Machinery Formax XXV 320 т, добавленного в 2014 г.