Илья Мельников - Художественная обработка металла. Ковка
Основные приемы ручной свободной ковки
В процессе ковки художественных изделий применяют разнообразные приемы, используя различные инструменты, исходя из характера материала и задач, стоящих перед мастером.
В основном все приемы можно свести к следующим основным операциям: осадка, вытяжка, рубка, разрубка, пробивка отверстий, гибка, закручивание, выглаживание (отделка), насекание рисунка, набивка рельефа и фактуры.
Осадка предназначена для уменьшения длины заготовки за счет увеличения ее поперечного сечения.
Осадка может быть полной и местной.
При полной осадке деформируется весь металл.
При местной осадке деформируется только часть металла. Соответственно этому и делается нагрев – полный или местный.
Осадка применяется для получения отдельных утолщений на поковке (осадкой концов или середины) при ковке декоративных элементов, имеющих переменное сечение. Например, растительные орнаментальные мотивы (утолщенные узлы на стебле, плоды, ягоды и т.п.).
После осадки заготовка дополнительно обрабатывается обжимками, подбойками. Кроме того осадка применяется как предварительная операция перед загибанием под углом для восполнения недостающего металла для образования угла.
При осадке заготовку нагревают, ставят вертикально на наковальню и бьют молотком или кувалдой по верхнему концу. Длина поковки не должна превышать диаметр больше, чем в 2 – 2,5 раза, иначе произойдет изгибание. Если длина заготовки не позволяет наносить удары молотком, то осадка производится ударами самого предмета о наковальню. При осадке важно соблюдать следующие условия: концы заготовки должны быть срублены под углом 90 градусов, заготовка должна быть прямой.
При необходимости осадить заготовку на малом участке с большой разницей в сечении, нагретую заготовку опускают в холодную воду, исключая участок, подлежащий осадке. Эта операция должна производиться быстро, заготовку нельзя передерживать в воде, необходимо следить за нагретым концом. Такой прием применяется при изготовлении головок болтов или больших строительных гвоздей.
В некоторых случаях осадку концов заготовки производят, нагревая конец и загибая его под углом 90 градусов, затем, перевернув, ударяют на загнутому концу металла. Сложность этого приема в том, чтобы при осадке не сделать складку загнутого конца. Хорошо этот прием использовать при горновой сварке. Осадку концов заготовок можно производить в тисках. Для этого нагретую заготовку закрепляют в тиски так, чтобы над губками возвышалась та часть металла, которую требуется осадить.
Высота осаживаемой части должна быть в 2,5 раза больше сечения заготовки. Эту операцию необходимо производить быстро, так как при зажатии в тиски нагретый металл быстро остывает от соприкосновения с губками. Заготовку быстро закрепляют и осаживают ручным молотком.
Порой может случиться, что при осаживании концов заготовок большого сечения, сила губой тисков недостаточна, чтобы удержать заготовку и она при ударе скользит в тисках. В этом случае, если позволяет заготовка, в ней делают плечики.
Работая с заготовками большой длины, может случиться, что нужно производить осадку в середине заготовки. В этом случае в зоне осадки заготовку выгибают в форме Z и сверху по изгибу ударяют молотком. После осадки заготовку выправляют.
Существуют и множество приемов осадок с использованием приспособлений.
Вытяжка, или протяжка – это кузнечная операция, в результате которой происходит увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения. Она не только изменяет форму заготовки, но и улучшает качество металла. В практике ручной свободной ковки различают несколько основных приемов вытяжки: на плоских бойках, поочередная и на вырезных бойках.
Вытяжка на плоских бойках выполняется по всей длине участка заготовки вначале с одной стороны, затем кантовка на 90 градусов и вытяжка с другой стороны.
Большие по длине поковки могут изгибаться на наковальне или в бойках концами книзу. Чтобы исправить изгиб, заготовку кантуют сначала на 180 градусов, а затем на 90 градусов. Работу ведут быстро, стараясь за один нагрев отковать большую площадь.
Поочередная вытяжка на плоских бойках выполняется по винтовой линии. Прием более сложный и менее производительный. Применяется при ковке твердых инструментальных сталей.
Вытяжка в вырезных бойках или в комбинации плоских бойков с вырезными используется при ковке легированной стали с пониженной пластичностью. Благодаря боковому давлению, которое создается жесткими стенками инструмента, повышаются сжимающие напряжения, увеличивается пластичность металла. Поковки получаются более точные по форме и размерам, а скорость вытяжки возрастает.
Имеются и другие разновидности операции вытяжка: протяжка на кромке наковальни, расплющивание, вытяжка с оправкой, раскатка на конус, раскатка на оправке и другие.
Протяжка на кромке наковальни производится тогда, когда мастер работает без подручного.
В этом случае нагретую заготовку укладывают на острую кромку наковальни под углом 45 градусов и ударами ручного молотка по противоположной грани протягивают ее.
От кромки наковальни под действием ударов на заготовке появляются уступы, которые при дальнейшей ковке разравниваются с учетом нужных размеров и форм.
Расплющивание (уширение, разгонка) заготовки в поперечном направлении осуществляется при помощи раскатки или непосредственно кувалдой. Расплющивание необходимо при выполнении таких орнаментов, как лепестки цветков, листья и др.
Вытяжкой называется кузнечная операция, в результате которой происходит увеличение длины заготовки за счет уменьшения площади ее поперечного сечения. Она не только изменяет форму заготовки, но и улучшает качество металла. Существует несколько основных приемов вытяжки с оправкой, вытяжки на плоских бойках, поочередная вытяжка, на вырезных бойках.
Вытяжка с оправкой – это прием, который позволяет увеличить длину пустотелых поковок за счет толщины стенок и уменьшения наружного диаметра. Применяется при ковке длинных полых деталей – труб, цилиндров и т.д. Производится в круглых или квадратных обжимках, в зависимости от формы заготовки. Перед работой оправку следует нагреть до 150 – 250 градусов, а ее рабочая поверхность должна быть хорошо смазана.
Вытяжка на плоских бойках выполняется по всей длине участка заготовки вначале с одной стороны заготовки, затем кантовк на 90 градусов и вытяжка с другой стороны.
Большие по длине поковки могут изгибаться на наковальне или в бойках концами книзу.
Поочередная вытяжка на плоских бойках выполняется по винтовой линии. Применяется при ковке твердых инструментальных сталей.
Вытяжка в вырезных бойках или в комбинации плоских бойков с вырезными применяется при ковке легированной стали с пониженной пластичностью.
Боковое давление создается жесткими стенками инструмента, что повышает сжимающее напряжение и увеличивает пластичность металла. Возрастает скорость вытяжки и точность поковок.
Вытяжка на конце применяется при изготовлении гвоздей, светцов, пробоев, жиковин и других изделий. Нагретую заготовку начинают вытягивать, немного отступая от конца, и в процессе вытяжки подают на себя.
Во время работы нужно следить, чтобы квадрат, который, получился в процессе ковки, сходил на конец поковки. Это достигается силой и характером ударов. Заканчивать вытяжку нужно легкими ударами.
Применяют и другие разновидности операции вытяжка, например, протяжка по кромке наковальни, расплющивание, вытяжка с оправкой, раскатка на оправке, раскатка на конус и др.
Протяжка на кромке наковальни производится в случае, когда кузнец работает один. В этом случае нагретую заготовку укладывают на острую кромку наковальни под углом 45 градусов и ударами ручника по противоположной грани протягивают ее. От кромки наковальни под действием ударов на заготовке появляются уступы, которые затем при дальнейшей ковке разравниваются с учетом нужных форм и размеров.
Раскатка на оправке. Этот прием применяется для увеличения наружного и внутреннего диаметра за счет утончения стенок (при ковке колец, обручей и т.п.). Полая заготовка надевается на круглую оправку, края которой опираются на козлы. Ковка ведется узкими бойками, заготовка постоянно вращается.
Раскатка на конус производится на роге наковальни с помощью клиновых раскаток.
Процесс обработки давлением, в результате которого уменьшается высота заготовки и одновременно увеличиваются ее поперечные размеры называется осадкой .
Высадкой называется прием, который заключается в деформации заготовки частичной осадкой с целью создания местных утолщений за счет уменьшения длины заготовки.
Перед осадкой заготовку нагревают до ковочной температуры полностью, а при высадке нагревают только ту часть, которая будет высаживаться.
