Кованые изделия из профильной трубы своими руками: оборудование

Что можно ковать из профильной заготовки

К профильным трубам относят изделия, чье сечение не является круглым. Оно может быть овальным, прямоугольным или квадратным. Сложность обработки заключается в соблюдении максимальной нагрузки на стенки заготовки. Если этого не предусмотреть – возможно появление разрыва и нарушение целостности конструкции.

С помощью холодной ковки можно сделать следующие элементы из профильной трубы:

Дуги. Самый распространенный вид обработки. Из заготовок делают парники, каркасы сложных конструкций.
Спирали и завитки. В отличие от прутка они имеют большой радиус изгиба, что обусловлено вероятностью разрыва. Применяются для заборов, ворот и декоративных решеток.
Объемные спирали. Они могут стать основой для декоративных украшений.
Концевое расплющивание, формирование хомутов для соединения частей узора.

В отличие от штамповки во время холодной ковки металл профильной трубы практически не течет. Это позволяет сохранить ее исходные габариты, параметры прочности.

Варианты дизайна

Дизайнерских идей оформления калитки из профнастила очень большое количество. Ковка дает возможность придать оригинальность любому изделию.

Кованая дверца с поликарбонатом

Классический способ

Решетчатые конструкции из профлиста самые простые и популярные. Невзирая на кажущуюся простоту, они смотрятся очень красиво.

После монтажа створки своими руками

Популярным способом декорирования являются кованые ворота с калиткой, встроенной внутри. Сделать и смонтировать такое изделие под силу каждому мастеру. В данном случае не надо обладать большим кузнечным опытом.

Иногда эта конструкция получается не вполне удачной, так как добавить художественную ковку сложно.

Конструктивно в изделии уже и так большое количество кованых элементов. Но часто встречается достаточно красивый и оригинальный вариант.

Кованая калитка на даче

Его секрет заключается в том, что калитка как бы замаскирована. Кованые украшения и декорирование добавляют такой конструкции оригинальности.

Инструменты и приспособления для ковки

Для изготовления кованых изделий из профильной трубы необходимо применять специальные инструменты и приспособления. Их можно сделать из подручных материалов самостоятельно, заказать у опытного мастера или приобрести заводские модели. Также следует обустроить место работы – функциональный стол, обеспечить пространство для ковки длинных труб.

Для обработки небольших заготовок можно использовать столешницу с габаритами 2000*1500 мм. На ней размещаются основные инструменты и приспособления для производства изделий из профильной трубы.

Гнутик

Предназначен для изготовления дуг различных диаметров. Станок состоит из т-образной основы, на которой попарно располагаются опорные ролики. На вертикальной стойке находится опорный ролик, высота которого регулируется с помощью резьбового механизма.

Возможность замены роликов для гнутья труб различного сечения;
Изменение расстояния между опорными элементами для варьирования радиуса;
При самостоятельном изготовлении рекомендуется использовать п-образный металлический профиль толщиной не менее 2 мм.

Конструкция гнутика для профильных труб отличается от традиционной. Невозможно сделать качественный изгиб без равномерного распределения нагрузки по всей поверхности. Средняя стоимость самодельной модели – 9600 рублей.

Твистер

Используется для скручивания профильных труб с художественной целью. Для обработки рекомендуется применять модели с лемехом, который облегчает процесс изготовления, снижает время контролируемой деформации, повышает ее качество.

Станок состоит из основания, на котором крепится передвижной блок для фиксации заготовки и механизм с лемехом для скручивания. Основные параметры оборудования:

Максимальная и минимальная длина обрабатываемых изделий.
Сечение заготовки, ее размеры. Они зависят от формы механизма крепления;
Тип привода – ручной или механический. Для производства кованых изделий из профильной трубы в домашних условиях чаще всего используются бюджетные модели с ручным приводом.

Цена полного комплекта — от 16 800 рублей.

Улитка

С ее помощью делают спиралевидные компоненты. Устройство состоит из платформы квадратной или прямоугольной формы. На ней располагаются отверстия для установки опорных дуговых элементов. С помощью концевика выполняется фиксация трубы. Изгиб формируется при воздействии рычажного механизма с опорным роликом.

Характеристики улитки:

максимальный и минимальный радиус изгиба;
размер заготовки;
допустимая степень механического воздействия.

Средняя стоимость бытовой улитки для гибки профильных труб составляет 12 000 рублей.

Виды холодной ковки

При изготовлении металлических изделий можно выделить 7 видов холодной ковки. Это своего рода этапы создания элементов, которые нужно выполнять при работе с заготовками.

Всю работу необходимо проводить в соответствии с требованиями и правилами, в противном случае надеяться на получение красивого кованого изделия не стоит.

Самым главным этапом является ковка заготовок из металла. Это самый большой, ответственный, сложный и серьезный процесс, поэтому к нему нужно отнестись очень внимательно. Холодная ковка может быть нескольких видов:

Осадка — она выполняется под высоким давлением. Это нужно для того, чтобы увеличить заготовку по бокам, за счет уменьшения ее высоты.
Протяжка — этот этап выполняется путем нагревания металлической детали с последующей обработкой ее молотком. Это нужно для того, чтобы уменьшить площадь поперечного сечения за счет увеличения длины металлического прута.
Прошивка — этот этап подразумевает проделывание отверстий внутри заготовки. При выполнении такой работы можно получить отверстия разного диаметра и длины. Она бывает открытой и закрытой.

Осадка и протяжка делает структуру металлической заготовки более хрупкой, поэтому дальнейшая работа должна проводиться очень аккуратно, чтобы не допустить поломки той или иной части конструкции.

Штамповка — на этом этапе происходит пластичная деформация металла, что приводит к изменению формы или размера заготовки. Штамповка может быть объемной или листовой. При первом варианте работы выполняются под давлением. В этом случае деталь нагревается и подвергается прессованию до нужных размеров. Этот метод больше подходит для производственных масштабов, когда нужно изготовить большую партию одинаковых элементов. Листовая штамповка отличается от первого варианта тем, что детали производят из листового железа. Этот метод подходит для изготовления мелких или средних деталей, при этом они будут отличаться высоким качеством и прочностью.
Прессование — на этом этапе происходит повышение плотности металлической заготовки и изменение ее формы, за счет высокого давления. Прессование может быть прямым и обратным. При прямом способе происходит выдавливание металлических заготовок через различные отверстия, что приводит к получению различных прутьев, труб и профилей. При обратном прессовании металлические изделия располагают в специальном формуляре, при этом давление подается в обратном направлении.
Волочение — это процесс протягивания металла, только уже прессованного, через специальную матрицу. При этом способе обработки можно получить различные фасонные профиля, проволоку или тонкие трубы.
Прокатка — это заключительный этап обработки, при котором задействован закон силы трения. При трении специальных валиков о металлическую поверхность происходит деформация заготовки. Прокатка может быть нескольких видов, в зависимости от способа вращения валиков:
продольная — при которой вращение валиков происходит в разные стороны. Это приводит к постепенному обжиманию и удлинению металлической детали. Таким способом производится листовое и ленточное железо;
поперечная — при которой движение валиков происходит в одном направлении. Это приводит к деформации заготовки в поперечном направлении. Этим методом изготовлены цилиндрические шестеренки с накатными зубцами;
винтовая — при которой расположение валиков выполнено под углом друг к другу. В этом случае заготовка проходит одновременно два валика с поступательным и вращательным движением, что позволяет получить небольшой зазор, в который и попадает металл. Таким способом получают трубные заготовки, «гильзы».

Станки, как альтернатива инструменту

Если планируется организация домашнего производства, а не выполнение разовых работ – лучше всего приобрести комбинированный станок для холодной ковки. Он займет значительно меньше места, чем оборудование по отдельности.

Большинство моделей имеют электрический привод, позволяющий ускорить процесс производства. Комплектация и функциональность зависят от требований. Средняя стоимость подобного оборудования – от 60 000 рублей.

Марки, бренды, производители

Из богатого разнообразия иностранных и российских производителей можно выделить, основываясь на отзывах покупателей, следующие фирмы:

Ручные трубогибы:

Гидравлический трубогиб Stalex HB-60 Premium. Фото ВсеИнструменты.ру

Электромеханические трубогибы: «Blacksmith» (популярный в России китайский производитель оборудования для холодной ковки).

Изготовление станка своими руками

Не всегда есть смысл приобретать профессиональный станок. Для разовых работ больше подойдут простейшие установки, сделанные своими руками. Главное, иметь чертежи, тщательно изучить принцип устройства и работу станка, подобрать качественные материалы для заготовок и необходимые инструменты для сборки.

Схема

Принципиальная схема станка для проката 2-х видов сечений профиля в разрезе. На её основании можно получить представление о конструкции и сопряжении основных узлов и принципе обработка труб. В данном случае, верхний вал является ведущим.

Схема станка

Комплектующие детали

Комплектующие вальцевателя прокатки не должны иметь сколов, выбоин, иметь приличный запас прочности, изготавливаться из определённых марок стали.

Валы, оси вытачивают на токарном станке. Некоторые комплектующие можно купить в магазине или снять с других механизмов, например:

самоцентрирующиеся подшипники качения (4 шт.);
звёздочки (4 шт.);
цепь от велосипеда, мопеда.

Для сборки каркаса (основания) потребуется металлопрокат (швеллер, трубы), листы толщиной 5-10 мм. Основание обеспечивает стабильность установки в процессе работы.

Сборка каркаса

Вальцы (по 2 шт. каждого вида) для усиления профиля лучше выточить из легированной стали, для небольшого объёма работ подойдёт и Ст3, Ст10. Заготовки вальцов подвергают закаливанию.

Вальцы и оси должны многократно превосходить по твёрдости обрабатываемые трубы. В противном случае, вальцы придётся часто заменять новыми. Твёрдость вальцов на профессиональных установках не менее 52 НRС.

Инструменты

При сборке станка потребуются навыки (а так же соответствующее оборудование):

Крепление сваркой в некоторых местах можно заменить резьбовыми соединениями.

дрель, с набором свёрл;
гаечные ключи разного размера;
уровень для выставления лини горизонта;
штангенциркуль, рулетка.

Конструкция входящих деталей

По краям вальцов вытачивают специальные валики, которые надёжно фиксируют положение трубы во время проката.

Вальцы

Получить размеры вальцов для протяжки профиля можно с комплекта от профессиональных установок. Чертежи вальцов и осей по полученным размерам не сложно разработать самому. Ниже представлен пример чертежа.

Чертеж вальцов

Прокатка каждого размера профиля выполняется вальцами соответствующих размеров. Сделать модель со съёмными элементами не просто, по этой причине вальцы для усиления профильной трубы при сборе станка своими руками рекомендуется делать многоступенчатыми. Это позволит проводить обработку труб разных размеров без переустановки вальцов.

Обе оси имеют одинаковые размеры, но различную длину. На более длинной оси (ведущей) закрепляют рукоятку движения. Ниже представлен чертёж оси с посадочным местом под рукоятку.

Чертёж оси с посадочным местом под рукоятку

Сборочные работы

Каркас создаётся постепенно, по мере сборки остальных деталей. Отдельные элементы основания соединяют между собой сваркой или крупногабаритными болтами.

Расстояние между верхней и нижней осью зависит от диаметров вальцов. При неимении точных сборочных чертежей размеры между осями определяют опытным путём:

устанавливают вальцы на оси;
вымеряют расстояние между осями;
высверливают отверстия на боковых стенках каркаса под установку подшипников;
затем оси убирают в сторону, занимаются установкой подшипников.

Соединение оси и вальцов осуществляется несколькими способами:

при помощи шпонки, размером около 8х8 мм;
сваркой через заранее просверленные потайные несквозные отверстия, выполненные сверлом большого диаметра.

Второй способ доступен, если имеется аппарат для ручной электродуговой или полуавтоматической сварки.

Далее ось вставляется в подшипник, который предварительно закрепляется в буксе, заранее приваренной к стенке каркаса с внутренней стороны. Надёжность крепления – максимальная. В первую очередь оси с вальцами устанавливают в ту боковую стенку каркаса, где предполагается расположить цепную передачу. Затем оси вставляются в подшипники, закреплённые на 2-ой боковой стенке каркаса.

После установки основных элементов укрепляют каркас:

сварочными швами;
резьбовыми соединениями.

Сборка цепного механизма на практике так же происходит с определением размеров по месту:

на нижнюю ось устанавливают 1-ю звёздочку;
на верхнюю ось – 2-ю звёздочку;
примеривают цепь, намечают расположение ещё 2-х звёздочек.

Сборка цепного механизма
Вальцы должны вращаться без затруднения при натянутой цепи. Рукоятка приваривается к ведущей оси в последнюю очередь.

Цепной механизм

Для механизма подачи движения в виде червячной передачи необходимо запастись шестерёнками нужного размера.

Механизм подачи движения

Изготовление простейшей детали на станке

Отрезают заготовку из полосовой стали в нужный размер. Этот размер обычно уточняют, прорисовывая готовое изделие и его составляющие элементы.

Свободный конец устанавливают в центр спирали. С помощью внутреннего винта производится фиксация заготовки.

Выполняется поворот «Улитки». Заготовка плотно прижимается к направляющим. Тут требуется прилагать определенные усилия, чтобы получать нужный профиль изделия.

Проворачивая приспособление дальше, осуществляют изготовление завитка. При необходимости вставляют другой конец заготовки и производят изготовление замкнутого или разомкнутого завитка.

Обычно другой конец не остается прямым. Его тоже изгибают. Поэтому различают внутренние и наружные обратные завитки. На самом приспособлении с помощью маркера или мела делают отметки. По ним ориентируются, когда изготавливают завитки с требуемыми параметрами.

Пошаговое изготовление малогабаритного ручного станка для изготовления завитков

Небольшой станок предназначен для изготовления завитков из полосового проката шириной 20…30 мм. Его несложно сделать самому.

Центр

Сначала изготавливается центр. Для этого отпиливается небольшой фрагмент из кругляка. Заготовку фиксируют в тисках, размечают линию реза. С помощью отрезного диска и углошлифовальной машинки (УШМ) отпиливается заготовка.

Она имеет диаметр 38 мм. Боковая поверхность дополнительно не обрабатывается.

Длина центра составляет 28 мм. Можно и немного больше, но для изгибания полосы шириной 30 мм этого достаточно.

На сверлильном станке сверлится отверстие Ø 8 мм. Его располагают эксцентрично. Такое положение обусловлено тем, что нужно изготовить фиксатор для конца заготовки.

Примеры изделий с завитками

Оригинальный козырек над входом в здание:

При оформлении французского балкона оригинальные завитки придают ажурный вид всему изделию.

На лестничном пролете завитки выглядят весьма оригинально.

Используя одни завитки, изготавливают опоры для скамьи, а также в том же стиле создают решетку для камина.

На винтовой лестнице видна рука отличного мастера. Не всякий сумеет сделать подобное изделие.

В створке ворот присутствуют элементы, изготовленные на станке «Улитка». Тяжелое изделие прибрело особую легкость.

Легкая лестница в стиле Хай-тек. Она может украсить не только загородный дом. Современные дворцы при минимализме конструкции могут иметь отличный вид.

Простор для творчества не ограничен. Многие кузнецы являются настоящими художниками. Они украшают мир вокруг себя.

Видео: “Улитка” – холодная ковка своими руками.