Содержание
В небольших или индивидуальных кузницах, принимающих заказы на разнообразную продукцию — изделия художественной ковки, мелкий инструмент типа топоров, и пр. — часто возникает потребность в использовании не ручного труда, а соответствующего оборудования для ковки. Как сделать оборудование, а также некоторые конструкции кузнечных молотов, доступных для самостоятельного изготовления, рассмотрены далее.
Принцип работы и разновидности
В наиболее удачных конструкциях используется два вида энергии — потенциальная и кинетическая. Потенциальная
определяется массой бойка m, ускорением свободного падения g и высотой h, с которой боёк перемещается вниз. Реализация только этой составляющей привело бы к непомерному увеличению высоты подъёма.
В свою очередь, реализуемая кинетическая энергия
зависит не столько от массы, сколько от скорости v соударения с деформируемым металлом. Таким образом, исходными параметрами должны быть:
Кроме того, с точки зрения производительности ковки большое значение имеют также число ударов в единицу времени, и закрытая высота в плане (параметр важен для выяснения предельных размеров заготовки, которую можно разместить в ковочном пространстве).
В качестве энергоносителей принимают сжатый воздух, пар, а также разнообразные механические устройства. Не всё из вышеперечисленного годится для самодельной разработки. Однозначно не подходит, например, пар, поскольку для этого придётся специально строить котельную станцию. Ряд механических систем — ремень, цепь, доска — также неприемлемы из-за высокой сложности, а также необходимости использования дефицитных и дорогих компонентов. В частности, для приводной доски потребуется высококачественная древесина бука, кедра или ясеня (да и эти породы не выдержат более 40…50 часов эксплуатации). Ещё большей конструктивной сложностью обладают кузнечные молоты с ремнём или цепью.
Они и будут рассмотрены далее.
Конструкции с пневмоприводом
Рисунок-1 Пневматическое исполнение.
Машины могут быть простого и двойного действия. Во втором случае инструмент дополнительно разгоняется за счет повышенного давления, которое создаётся компрессором, при помощи специального распределительного устройства — золотника. Золотник управляет агрегатом, обеспечивая подачу энергоносителя в полость над бойком.
Для самодельного изготовления более подходят варианты с одним цилиндром, где движение происходит в одной полости. Оборудование получается достаточно простым с конструктивной точки зрения, и при наличии мастерской вполне может быть изготовлено своими руками.
Цилиндр при этом может быть открыт либо сверху, либо снизу. (по месту расположения компрессорного поршня). Действуют оборудование следующим образом.
При цилиндре, открытом сверху, движение от электродвигателя передается кривошипному валу, который жёстко связан с поршнем компрессора. Поршень, который при помощи штока соединён с инструментом, в это время находится внизу, на наковальне. При перемещении компрессорного поршня вверх, под ним создаётся разрежение, которое захватывает шток, и вынуждает его увлекаться по направляющим вверх.
При прохождении кривошипного вала через своё верхнее положение компрессорный поршень начинает двигаться вниз, и сжимает воздух, который находится в пространстве между поршнями. Энергия и ход определяются размерами этого пространства, массой подвижных частей и давлением, которое создаёт воздухонагнетающая установка.
Схема с цилиндром
открытым сверху, несколько сложнее. Она включает в себя:
- Рабочий поршень.
- Компрессорный поршень.
- Шток.
- Боёк.
- Управляющий рычаг.
- Шатун.
- Кривошип.
Как работает
При цилиндре, открытом сверху, компрессорный поршень может свободно скользить по штоку, отрабатывая ту траекторию, которая задаётся ему рычагом чрез кривошипно-шатунный механизм. Таким образом, ход будет зависеть не только от разрежения в полости, но и от веса подвижных частей. У такой техники имеется существенный недостаток — повышенный износ рычагов, которые работают в условиях постоянных вибраций, при резко изменяющихся нагрузках.
Система управления одноцилиндровыми конструкциями такова. В системе управления имеются две рукоятки. Одна предназначена для реверсирования привода кривошипно-шатунного механизма (впрочем, здесь можно установить управляющий датчик хода). Перемещая рукоятку подачи сжатого воздуха можно управлять интенсивностью удара, поскольку при определённом положении рукоятки объём рабочего пространства — а, следовательно, и мощность удара — разные.
Конструкции с механическим приводом
Из всех разновидностей наиболее просто изготовить для кузни молот с рычажным приводом. В механических установках инструмент может совершать перемещения, как по дуге окружности, так и возвратно-поступательные.
В наиболее простом своём варианте (без направляющих, наличие которых для ковки не всегда обязательно) агрегат будет включать в себя:
Рисунок 2 — Рычажное исполнение
Как работает
Функционирует схема следующим образом. Молотовище имеет возможность поворачиваться вокруг оси. Там же смонтирована и рычажная система, которая управляет перемещениями молотовища.
Эта система, в свою очередь, при помощи шарниров связана с шатуном и — через него — с кривошипно-шатунным механизмом, который преобразует вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное перемещение шатуна.
На противоположном конце системы устанавливаются резиновые буферы, которые, с одной стороны, смягчают удар молотовища по поковке, а. с другой стороны, способствуют появлению вибраций, увеличивающих запас кинетической энергии. Таким образом, КПД при постоянной работе несколько выше, чем при одиночных ударах.
На станине неподвижно закрепляется резиновый отбойный буфер, который необходим для гашения постоянно возрастающих колебаний, и удерживания их амплитуды в приемлемом диапазоне значений.
При нажатии на педаль натяжной ролик оттягивает приводной ремень шкива, после чего при подъёме шатуна вверх молотовище будет отталкиваться от буферных устройств, и сжимать отбойный буфер. Тот накапливает кинетическую энергию, и отдаёт её молотовищу. При опускании шатуна молотовище идёт вниз, и бьёт по заготовке. Сила удара и скорость движения молотовища зависят от накопленной отбойником энергетических параметров. Ход молотовища можно изменять, смещая в необходимом направлении ось, для чего предназначаются направляющие.
Изменять число ходов можно несколькими способами
- Регулировкой усилия прижима нажимного ролика к шкиву электродвигателя;
- Изменением передаточного числа шкива электродвигателя;
- Применением вариатора;
- Установкой на привод двигателя постоянного тока.
Конструктивной разновидностью рычажных исполнений считаются рессорные молоты. В отличие от вышерассмотренной конструкции здесь роль устройства, накапливающего вибрации, выполняет обычная автомобильная рессора.
Чертежи и руководства по сборке
Для изготовления самодельного оборудования потребуется довольно много комплектующих: станина, компрессор, клиноременная передача, кривошипно-шатунный механизм. Можно подобрать на складах Вторчермета станину от небольшого открытого кривошипного пресса (для изготовления таких деталей обычно используются отливки из качественной стали типа 40ГЛ или 45Л по ГОСТ 977, которые имеют достаточный запас прочности по знакопеременным нагрузкам).
При подборе компрессорной установки следует ориентироваться на модели, которые способны создавать давления не ниже 4 ат, иначе развиваемой энергии окажется недостаточно для успешного деформирования поковок. Из тех же соображений выбирают мощность электродвигателя и параметры клиноременной передачи.
Для получения деталей принимают усиленные металлопрофили преимущественно из среднеуглеродистых конструционных сталей — трубы с толстыми стенками, толстолистовой прокат. Отливок следует избегать, поскольку в домашних условиях трудно проверить качество литой заготовки. Ударные нагрузки хорошо воспринимаются инструментальными сталями типа 7ХВ2С, которые обладают повышенными характеристиками ударной вязкости при высокой прочности после термической обработки.
Чертежи, фото, а также инструктивные материалы о том, как собрать требуемую технику, имеются:
Молоты типа «Шлёп-нога»
Фотографии, чертежи и описание
Смотреть в pdf
Фрикционные молоты
чертеж, описание Смотреть в pdf
Пружинно-рессорные молоты
чертежи и описание pdf
Все представленные конструкции вполне доступны для изготовления своими руками, при минимуме требующихся операций металлообработки.
Видео ковочный молот
Иллюстрация работы рассмотренной техники
Самодельный кузнечный молот
Основа всего кузнечного дела — это изменение формы разогретого металла ударами молота. Однако, такая работа очень трудоемка и, чтобы ее облегчить, еще со средних веков стали внедрять механические приспособления для ковки. Сегодня в кузницах распространены более практичные пневматические устройства.
Как сделать кузнечный молот своими руками и что для этого нужно? Об этом — далее в материале статьи.
Виды молотов
Прежде, чем приступить к изготовлению молота, стоит прикинуть, какая конструкция и принцип работы наиболее подходит и сможете ли вы воплотить такую идею в жизнь.
Наиболее распространены пневматические и механические устройства. В первом варианте боек двигается за счет воздействия сжатого воздуха, а во втором — от ручного или другого привода.
Пневматические устройства
Пневматика должна иметь питание, так как поршень, качающий воздух и создающий соответственное давление, работает от электрического двигателя. Обязательно присутствует поршневая система с цилиндром и кривошипно-шатунным механизмом.
Воздух в этом случае работает как своеобразная подушка, передающая усилие от компрессора на рабочий поршень. Вследствие чего нет жесткого воздействия на систему.
Частота, с которой двигается боек молота, соответствует количеству оборотов вала.
Пневматическая конструкция позволяет свободно разместить довольно массивную ударную часть до одной тонны весом и создает достаточное усилие при давлении на заготовку.
Как выглядит и работает пневматический самодельный кузнечный молот можно посмотреть в видео:
Механические молоты
Это более старое по своему принципу работы устройство. Основа его конструкции — это механизм, передающий мускульное усилие человека на молот станка. Такое оборудование стали использовать еще несколько веков назад, прежде, чем стали применять приводы на силе воды, а потом и пара.
Основная рабочая часть состоит из рычага, на который смонтирован молот с одной стороны, и массивный противовес с другой. Его монтируют на вал, который, посредством передачи, качается от воздействия на педаль или рычаг.
Устройство вполне обеспечивает ковку, при этом облегчая работу мастера. Механические молоты подобной схемы использовали даже еще в 19 веке, когда везде были распространены паровые установки.
Именно такую простейшую конструкцию можно без проблем соорудить у себя дома.
Механический молот своими руками
Изготовить самодельный молот для ковки можно в несколько этапов:
- Подготовка фундамента под установку.
- Создание рамы станка.
- Сборка механизма.
- Монтаж устройства.
Но прежде, чем приступить к изготовлению всей конструкции, нужно определиться с размерами такого оборудования, что в дальнейшем определит его вес и возможности. Примеры устройств показаны на схеме.
Проще всего сделать кузнечный механический молот, показанный в варианте «А» с горизонтальным расположением, он будет более устойчивым.
Фундамент
Сделав чертеж будущего устройства, приступают к подготовке фундамента. Он нужен для нормальной работы во избежание опрокидывания молота и гашения силы удара.
В месте установки копается яма нужных размеров. На дно засыпают песок и щебень, который поливают и утрамбовывают. Сверху монтируют армирующий каркас из арматуры 12-14 мм, обязательно с перевязкой с шагом в 250-300 мм.
Бетон готовят в пропорции 1:2:3 (цемент марка м400, щебень фракция 10-20, и песок).
Заливку стоит производить за один раз, постоянно стараясь уплотнить массу во избежание пустот внутри.
По завершению в незастывший бетон можно установить анкерные болты, на которые потом будет дополнительно крепится установка.
Материал рамы выбирают в зависимости от параметров установки и габаритов обрабатываемых деталей. Подойдет либо профильная труба, либо швеллер. Также можно использовать другой удобный металлопрокат.
Сборка рамы осуществляется сварочным способом. Обязательно устанавливаются дополнительные распорки и поперечные балки.
Механизм
Основная работающая часть — рычаг с бойком и противовесом может быть монолитной или же сборной. Металл должен быть сплошным (не труба), иначе под весом постепенно штанга деформируется. Такой рычаг можно «набрать» с полос, сваривая их между собой.
Боек нужно изготовить из стали инструментальных марок и, желательно, его закалить для большей прочности. Его к рычагу нужно приварить.
Для противовеса подойдет любой тяжелый металл или другой материал.
Вал, на котором будет вращаться молот, также лучше изготовить из полнотелого отрезка стали. Сам рычаг с молотом фиксируют на оси, используя поперечные шпильки. Вал в раме должен свободно вращаться, поэтому концы лучше всего оснастить соответствующими подшипниками.
Педаль привода и передачу можно сварить с обычной профильной трубы по требуемому размеру. Причем сам рычаг управления должен свободно двигаться. Для этого также подойдут подшипники или просто обрезки трубы, в которые монтируют вал с педалью.
Этапы сборки молота
Изначально нужно собрать и установить на фундамент раму устройства. Нижние салазки крепят на анкерные болты с гайками. К ним сваркой приваривают остальные направляющие и перемычки.
В стойки вставляется вал, на который фиксируется рычаг с молотом.
Так же осуществляется и сборка привода с педалью или рычагом.
Немаловажный элемент такого устройства — наковальня. Ее нужно смонтировать точно под нижним положением бойка. Лучше всего, если под ней в качестве амортизатора расположить деревянный чурбак (под обычными кузнечными наковальнями ставят пни из твердой породы древесины).
Саму наковальню можно изготовит с обрезка рельса, двутавра или швеллера. Однако, желательно, чтобы лицевая часть была закаленной.
После окончательной сборки и испытаний конструкцию нужно покрасить.
А что Вы можете добавить к этому материалу из личного опыта изготовления таких устройств для ковки металла? Какие конструкции использовали у себя, поделитесь идеями в блоке комментариев к этой статье.
В кузнечном деле мастеру не обойтись без ряда специальных инструментов, в том числе и без кузнечного молота. Такой агрегат способен деформировать металлозаготовку, придавая ей определенную форму.
Особенности эксплуатации подобного оборудования на практике определяются его видом, возможностями и особенностями строения.
Принцип работы кузнечного молота
Кузнечные молоты актуальны для небольших кузниц, которые специализируются на заказах по изготовлению изделий из металла:
- элементы для мебели, созданные путем художественной ковки;
- мелкий инвентарь для охоты, рыбалки;
- памятные сувениры и т.п.
Принцип работы данного оборудования основывается на использовании динамических ударов рабочего органа ‒ штока, соединенного с ударной частью машины ‒ бабой, а также устройствами для контроля силы воздействия.
Иные обязательные конструктивные элементы рессорного кузнечного молота описаны ниже:
- баба, соединенная с поршнем;
- основание, закрепленное на основании;
- станина с зафиксированными на ней направляющими для подвижных узлов;
- приводное оборудование;
- щитовое ограждение, обеспечивающее оператору высокий уровень безопасности;
- электрооборудование;
- у пневматических молотов в конструкции также присутствует компрессорный цилиндр.
Первые модели подобного оборудования оснащались ножным или ручным приводом, современные изделия имеют удобную систему управления, минимизирующую усилие со стороны кузнеца.
Опишем принцип функционирования устройства:
- заготовку помещают в нижнюю часть молота;
- устройство настраивается на актуальную частоту удара и приводится в движение;
- при активации молота ведомая верхняя часть конструкции бьет по металлозаготовке;
- динамическое воздействие на металлозаготовку осуществляется до того момента, пока она не приобретет актуальную форму.
Принцип работы дизель молота заключается в преобразовании возвратно-поступательного движения, который совершается кривошипно-шатунным механизмом, в аналогичное движение поршня. Это предоставляет мастеру возможность совершить с его помощью множество операций.
Виды молотов
По типу вещества, применяемого в компрессорном цилиндре, различают следующие ковочные молоты:
- паровоздушные агрегаты работают за счет пара или атмосферного воздуха;
- гидравлические и гидростатические модели используют силу жидкости под давлением;
- бензиновые молоты функционируют по принципу ДВС;
- газовые используют сжиженный газ;
- молоты электромагнитного типа для ковки используют энергии электрических и магнитных полей;
- механические молоты запускаются физическим усилием мастера, используются мало в сравнении с иными моделями подобного оборудования;
- рессорно-пружинные модели работают за счет того, что рессора ускоряет падение поршня вниз;
- пневматические используют силу газа под давлением в процессе функционирования.
Отдельно стоит отметить кузнечный пневмомолот с пневмоцилиндром. Такое строение избавляет мастера от необходимости применять дополнительные источники энергии и утяжелять конструкцию. При ударе кузнечного молота по заготовке ее форма меняется согласно запланированной рабочей схеме.
Механический
Механический кузнечный молот представляет собой старое по принципу функционирования устройство, разработанное и применяемое на практике еще несколько веков назад.
Основой его конструкции является механизм, подающий усилие от мускулов человека на молот. И только спустя многие годы были сконструированы первые модели с приводами на силе воды и пара.
Основная рабочая часть механического молота сконструирована из рычага с молотом с одной стороны и массивным противовесом с другой. Его устанавливают на вал, способный качаться под воздействием на педаль или рычаг.
Однако стоит помнить, что КПД такого оборудования в сравнении с более современными моделями довольно низкое. А габариты механики при этом довольно внушительны, что не позволяет использовать их в крохотных кузницах.
Пневматический
Молот ковочный пневматического типа причисляют к оборудованию для ковки, которое способно выполнить большой перечень операций, и в том числе скручивание, разрезание и формовку металлозаготовок.
Молоты устанавливаются в единичном количестве и снабжаются индивидуальной компрессорной установкой. Они не отличаются большой массой падающих частей, потому могут применяться для ковки малых по размеру изделий.
Зачастую, пневмомолот оснащается С-образной станиной, скрепляющейся для жесткости посредством боковых стоек. Штамповочная зона пневматического молота открыта с трех сторон, что значительно упрощает его обслуживание.
Молот пневматический кузнечный управляется с помощью ручного рычага или педали и может применяться в двух направлениях:
- для выполнения ковки художественного типа подойдут агрегаты, масса которых не превышает 75 кг;
- в производстве: МПЧ 150-2000 кг.
Достоинства оборудования такого типа заключаются в следующем:
- энергоемкость;
- высокая чувствительность при регулировке рабочих режимов;
- простое управление;
- долгий срок службы.
Недостатки пневматических молотов ‒ приличные габариты, существенный вес, сложность транспортировки.
Молот самодельный: супермолот
Смастерить самодельный кузнечный молот для ковки металлоизделий будет легче, если разделить все операции на несколько этапов в следующей последовательности:
- подготовка основания для монтажа кузнечного пресс молота;
- конструирование рамы станка с рессорами;
- сборка рабочего механизма;
- установка самодельного устройства.
Но перед подробной инструкцией, указывающей, как сделать кузнечный молот, следует отметить важность создания чертежа будущей конструкции.
Чертежи
Изготовить кузнечный молот своими руками можно в условиях мастерской или гаражной постройки. Но перед работой важно определить актуальные размеры агрегата, описать все его составляющие детали, что в последствие позволит определить вес изделия и его функциональные возможности.
Для этого потребуется составить самостоятельно или найти в интернете чертежи и схему сборки такой конструкции с детальным описанием всех ее частей.
Фундамент
После создания чертежа устройства для ковки переходят к формированию фундамента. Самодельный кузнечный молот нужно установить на ровную площадку, подготовленную заранее. Это необходимо для нормальной работы устройства и устранение риска его опрокидывания при эксплуатации.
В месте монтажа конструкции нужно выкопать яму актуальных размеров. Ее дно тщательно посыпают песком со щебнем, поливают водой и трамбуют. Поверх осуществленного слоя песчаной подушки монтируют армирующий каркас, для чего применяется арматура с диаметром 12-14 мм.
Крайне важно не забыть при этом про перевязку, которую осуществляют каждые 250-300 мм.
Раствор бетона готовят в пропорции 1:2:3, для чего потребуются следующие материалы:
- цемент марки м400;
- щебенка фракции 10-20;
- песок.
Заливку следует осуществлять за один раз, постоянно уплотняя массу. Это позволит избежать образования пустот внутри фундамента.
На завершающем этапе изготовления основания под самодельный молот для ковки в незастывший бетон стоит установить анкерные болты, на которые впоследствии дополнительно зафиксируется агрегат.
Самодельный кузнечный молот при сборке требует наличия сварочного аппарата, с помощью которого собирается рама конструкции. Ее изготавливают из профильных труб или иного вида металлопроката, обладающего высокой прочностью.
Для дополнительной устойчивости изделия нужно установить распорки, а также поперечные балки.
Сборка молота
В начале работы потребуется собрать раму агрегата и выполнить ее монтаж на подготовленное основание. Нижние салазки фиксируются анкерными болтами с гайками, а остальные направляющие и перемычки привариваются к ним с помощью сварочного аппарата.
Вал вставляется в стойки, а потом на него крепят рычаг с молотом. Аналогично собирают привода с педалью или рычагом.
Самодельный кузнечный молот оснащается наковальней. Она выполняет крайне важную функцию, поэтому ее монтаж нужно осуществлять со всей ответственностью. Фиксируют наковальню точно под нижним положением бока, а под ней располагают чурбак из дерева.
Он выполнит функции амортизатора при ударах молота о наковальню. Наковальня изготавливается из обрезка рельсы или швеллера, но желательно с закаленной лицевой частью. После осуществления сборки конструкции ее красят.
Подведем итоги
В кузнице стоит иметь молот для ковки разного рода металлоизделий. Среди разных видов такого оборудования выделяются механические модели, потому что они легко изготавливаются своими силами. С помощью таких самоделок можно создавать простые и сложные металлические изделия.
