Инструменты для ковки своими руками, станки и приспособления для обработки холодного и горячего металла, как сделать кузнечную оснастку: вилки, клещи и прочие
Главная страница » Как сделать » Инструмент
Кувалды и молоток. Фото Фирма Ютика
Для изготовления элементов по технологии горячей и холодной ковки мастеру требуется широкий набор оборудования, станков, инструментов и приспособлений. Данная статья посвящена самостоятельному изготовлению оснастки.
Для обработки горячего металла используется целый комплект инструментов, которые продаются как по отдельно, так и в наборах:
- горн – печь, которая применяется для нагрева металлических заготовок;
- молотки, кувалда и наковальня являются основными инструментами, используются для деформации металла с целью придания нужно формы;
- клещи предназначены для манипуляций горячими заготовками при их извлечении из горна и во время обработки на наковальне;
Кузнечные клещи плоские, прямые PICARD. Фото КовкаПРО
- зубило – приспособление для выполнения рубки металла;
- гвоздильня – приспособление для ковки фигурных шляпок разных размеров, диаметра;
- ручная и подкладная вилки предназначены для гибки заготовок.
Молоток, вилки и зубило применяются также для работы с холодным металлом.
Кроме этого, для производства изделий по холодной технологии применяется следующее оснащение:
- универсальные установки позволяют выпускать различные по конфигурации элементы;
Станок типа улитка PROMA. Фото ВсеИнструменты.ру
- ручные и электрические станки: улитка, гнутик, глобус, волна, твистер, фонарик; каждое устройство предназначено для осуществления определенных операций и изготовления элементов ограниченного количества форм;
- ручные инструменты;
- самодельные приспособления.
Как сделать вилку, обжимку и прочие инструменты своими руками
Оснастку для горячей ковки возможно также сделать самостоятельно, для этого потребуется определенный набор материалов и оборудования.
Особой востребованностью пользуются кузнечные клещи, которые выполняются из арматуры, пружины и других подручных средств.
С помощью самодельной обжимки возможно изготовить пики, шары и другие элементы.
Самодельная вилка кузнечная
Станки для работы с холодным металлом с ручным и электрическим типами управления обладают достаточно несложным строением, поэтому их также возможно собрать своими руками.
Далее представлены ссылки на обзоры, наглядно демонстрирующие процесс производства вилок, раскатки и прочей оснастки.
Оборудование и инструмент для ковки.. Художественная обработка металла. Ковка
Читайте также
3.2. ТРИЗ — РАБОЧИЙ ИНСТРУМЕНТ ДИАЛЕКТИКИ
3.1. ТРИЗ и ТРТЛ Каждый инструмент оказывает обратное действие на человека, использующего этот инструмент. ТРИЗ — инструмент для тонких, дерзких, высокоорганизованных мысленных операций. Решение одной задачи еще не меняет стиля мышления, но в ходе занятий решаются
Рубящий инструмент
Рубящий инструмент Топор в плотничном деле просто незаменим. Вспомните, какие чудеса творили старые мастера, используя только топор. Он намного проще молотка, но и здесь есть свои разновидности. Все зависит от угла расположения топорища. Зачастую лезвие затачивают с
Пилящий инструмент
Пилящий инструмент Что такое пила, известно всем. И тем не менее стоит сказать несколько слов о том, какие бывают пилы. Пила представляет собой металлическую ленту или металлический диск с нарезанными зубьями-резцами. Шагом пилы называют расстояние между вершинами двух
Опорный инструмент
Опорный инструмент Основной опорой, на которой производят ковку, является наковальня. Наковальни подразделяется на безрогие, однорогие и двурогие. Масса наковальни колеблется от 150 до 350 кг. Наибольшее распространение получили двурогие наковальни массой до 200
Основные приемы ручной свободной ковки
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
Техника ковки
Плотницкий и столярный инструмент
Плотницкий и столярный инструмент Ручной инструмент предназначен для выполнения работы с применением собственной силы. Большинство из описанных инструментов с легкостью можно заменить механическими или электрическими аналогами. Но для многих видов столярных и
Рубящий инструмент
Рубящий инструмент Топор в плотничном деле просто незаменим. Вспомните, какие чудеса творили старые мастера, используя только топор. Он намного проще молотка, но и здесь есть свои разновидности. Все зависит от угла расположения топорища. Зачастую лезвие затачивают с
Пилящий инструмент
Пилящий инструмент Что такое пила, известно всем. И тем не менее стоит сказать несколько слов о том, какие бывают пилы. Пила представляет собой металлическую ленту или металлический диск с нарезанными зубьями-резцами. Шагом пилы называют расстояние между вершинами двух
7.2. Наименее бюрократичный, наименее навязчивый и, по нашему мнению, наиболее мощный инструмент
7.2. Наименее бюрократичный, наименее навязчивый и, по нашему мнению, наиболее мощный инструмент Экологическая налоговая реформа (ЭНР) — очень старая идея. Еще британский экономист Артур Сесил Пигу считал, что для экономики было бы хорошо, если бы за потребление общих благ
5.3. Мифы как инструмент воздействия на людей
5.3. Мифы как инструмент воздействия на людей Чтобы действовать, нам необходима завеса иллюзий. Д.
Инструмент для сверления отверстий
Инструмент для сверления отверстий Отверстия в кровельных материалах обычно выполняют методом сверления, используя пробойник, буравчики, сверла в виде спиралей, ручные и электрические дрели, а также другие приспособления.Любое сверло имеет:? рабочую часть, состоящую из
Раздел 5 Оборудование, монтажные и грузозахватные приспособления, механизированный инструмент и технологическая оснастка
Раздел 5 Оборудование, монтажные и грузозахватные приспособления, механизированный инструмент и технологическая оснастка 5.1. ГРУЗОЗАХВАТНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ЭЛЕМЕНТЫ ТАКЕЛАЖА 5.1.1. Стропы грузовые канатные Для строповки грузов и производства монтажных работ
5.
4. вспомогательное оборудование и механизированный инструмент5.4. вспомогательное оборудование и механизированный инструмент 5.4.1. Машины вспомогательного назначения На объектах строительства ВЛ применяются различные машины вспомогательного назначения, передвижные компрессорные станции, электроагрегаты, насосы погружные,
5.4.2. Ручной механизированный инструмент
5.4.2. Ручной механизированный инструмент Для сборки стальных опор применяется набор инструментов, в который входят торцовые головки под гайку 24, 30, 36, 41 и 46, переходники 14×22, 17×22, 22×27 и 22×32, ключ-трещотка, воротки и коловороты. Наличие переходников позволяет работать с помощью
Оборудование и инструменты для ковки
Изготовление изделий с художественной ковкой представляет собой целое искусство. В процессе создания конструкции при помощи умелой работы мастера и основных инструментов металлу придается необходимая форма в соответствии с заранее разработанными эскизами. Существует две разновидности ковки металла: горячая (ручная) и холодная (машинная). Для каждой из них используется специальное оборудование.
Инструменты для горячей ковки металла
При горячей ковке металл предварительно разогревают, чтобы сделать его мягким и пластичным. В таком виде ему легче придать красивую эластичную форму. Базовыми инструментами в данном случае будут являться:
- молот,
- щипцы и клещи,
- горн,
- наковальня,
- бочка с водой для охлаждения металлических заготовок.
Необходимую форму изделию кузнец придает при помощи молотов. Они могут различаться по форме и весу. Чаще всего используют молоток с закругленным бойком — стальной головкой цилиндрической формы, либо тяжелую кувалду. Рукоятки этих инструментов обычно выполнены из дерева.
Следующий инструмент — клещи. Они служат для фиксации раскаленного железа и также имеют разнообразные формы и размеры. Прежде чем начать работу над определенным нестандартным изделием, мастер изготавливает для него специальные щипцы.
Для нагрева заготовок применяют кузнечный горн. Он состоит из топки для угля и рычага, который соединяется с мехами. Кузнец, поворачивая рычаг, подает в рабочую камеру воздух под давлением и разжигает огонь. Железные заготовки выкладываются поверх угля и быстро разогреваются. В настоящее время также существуют и другие устройства для нагрева металла, которые работают на нефтяном или газовом топливе. В кузницах над горном устанавливаются вытяжки, которые отводят дым и пыль, образующиеся в процессе обработки железа.
Практически все виды работ производятся на наковальне — стальной плите, которая чаще всего крепится на деревянной колоде. Она представляет собой твердый железный блок, который служит опорой для ковки металла. Коническая форма одной из сторон наковальни используется для сгибания заготовок. Эта конструкция для обработки железа считается самой прочной и устойчивой. Ее вес иногда достигает нескольких сотен килограммов.
От технической оснащенности кузницы зависит конечный вид изготавливаемых изделий. Использование механических молотов и гидравлических прессов позволяет ускорить производственный процесс, что позволяет создавать более сложные изделия.
Оборудование для холодной ковки
Холодная ковка — более современный вид обработки металла. В данном случае готовое изделие составляется из заготовок, которые вырезаются и загибаются при помощи специального оборудования. Оно подразделяется на станки и приспособления для сгибания металлических прутьев:
- Гнутик — основной инструмент холодной ковки, который позволяет сгибать железные бруски под определенным углом, или создавать дуги различных радиусов. На нем можно изготавливать различные элементы или все изделие полностью.
- Упрощенный гнутик служит для придания заготовке квадратной формы.
- Волна – оснастка с говорящим названием. Она придает изделию идеальную волнообразную форму.
- Улитка – это инструмент, который скручивает из металлического прутка спирали.
- Твистер – инструмент для накручивания металлического прутка вокруг оси.
- Фонарик – вид оснастки, который дает возможность получить элементы с переплетенными в особой комбинации железными прутьями.
- Объемник – оборудование, позволяющее изготавливать узоры объемного вида, загибать их под определенным углом и формировать квадрат.
- Шаблон – оснастка, служащая для сгибания квадрата или круга.
Это основной набор инструментов, который необходим для кузнечного ремесла. Многие мастера сами изготавливают себе некоторые приспособления. В качестве дополнительного оборудования используется ручной пресс. Он служит для изготовления элементов треугольной формы, или узора «гусиная лапка». В настоящее время для производства кованых изделий широко используются новейшие станки для обработки металла: кузнечно-прессовая машина для изготовления различных кованых элементов, плазменная и лазерная резка металла, а также гибочный станок.
Бойки цельные, сменные надставки и вкладыши к бойкам | 50, 50 Г,40ХН, 5ХНВ,5ХГМ |
Плиты для осадки: |
|
Топоры, просечки | 35ХМ, 5ХНВ,7X3, 8X3, 5ХГМ, 5ХНМ |
Прошивни сплошные и пустотелые | 40Х, 50Х, 5ХНВ, 5ХГМ |
Надставки к прошивням | 40, 50, 50 X |
Пережимки, раскатки, подкладки | 40, 45, 40Х,40, 45, 50, У7,40Х |
Оправки: |
|
Кольца оправочные | 50 |
Кольца для осадки | 35, 50, 5ХГМ |
Ручки к топорам и другому инструменту | Ст.3, 15, 2015, 20, 25,Ст.3 |
Патроны: | |
головки | 35Л, Ст.3 |
противовес | Ст. 3 |
Стойки для раскатки: | |
основание и подставка | 35Л |
вкладыши | 5ХНВ |
Виды и назначение инструментов для художественной ковки
Оборудование для мастерских художественной ковки практически не отличается от приспособлений, применяемых в обычной кузнице. Основными устройствами являются наковальня и горн, доступ к которому должен быть обеспечен с трех сторон. Это особенно важно при изготовлении крупногабаритных изделий, их последующей укладке и выносе после нагревания.
Требования к кузнечным мастерским
Обязательное требование, предъявляемое к мастерским ручной художественной ковки — наличие хорошей вытяжки. Для данной цели может использоваться дополнительный дымоход, который будет способствовать выводу продуктов горения. Для поддержания тяги и предотвращения вероятности задымления многие мастера устанавливают в помещении вентилятор.
Наковальня надежно закрепляется на деревянной подушке или жестком чурбане. В первом случае она размещается в железной бочке, для заполнения которой может использоваться глина или песок. Для исключения риска расшатывания основание должно быть заглублено в пол. Для укрепления наковальни достаточно одного центрального шипа, расположенного снизу. Чтобы заглушить излишний шум, возникающий в процессе работы, можно уложить дополнительную прокладку, изготовленную из твердой резины. Если на поверхности подушки имеются неровности, ее необходимо выровнять.
Виды кузнечных инструментов
Важным элементом кузнечной оснастки является ручник. Его масса может варьироваться в пределах от 1 до 2,5 кг и подбирается с учетом физических данных кузнеца. Длина рукоятки должна составлять не менее 35 см.
При изготовлении более крупных изделий применяется кувалда, которую следует держать двумя руками. В процессе ковки она движется по скругленной траектории.
Для захвата нагретого материала используются клещи. Подобные инструменты состоят из двух соединенных между собой клещевин. В зависимости от формы губок они могут быть поперечными, продольными или продольно-поперечными.
Перечень оборудования, применяемых в мастерских художественной ковки, также включает в себя следующие приспособления:
- Формовочная и пробойная плита.
- Молоток для протяжки.
- Бородки.
- Подбойки для гладилки и высадки.
Лезвие кузнечного зубила может иметь различную толщину, которая подбирается с учетом особенностей обрабатываемого материала. Перед рубкой металла данный инструмент рекомендуется протирать смоченной в масле тряпкой. Это предотвратит вероятность схватывания с железом при ударах.
В крупных мастерских могут устанавливаться механические или пневматические молоты, значительно облегчающие работу кузнеца. Рукоятки инструментов должны изготавливаться из качественного дерева и быть тщательно обработаны во избежание травм.
Дополнительные приспособления
Для холодной ковки металла кузнецам необходимы дополнительные приспособления. К ним относится оборудование для разгонки, зернения, рифления и чеканки. При проведении тонких отделочных работ используются комплекты напильников, чеканочных штампов, резцов и шаберов.
В настоящее время метод горячей сварки для художественной ковки практически не применяется, поэтому в мастерских часто можно увидеть газовые сварочные аппараты. Пробивание отверстий в металлических заготовках осуществляется с помощью кузнечных бородок. Для окончательного выравнивания изделий с плоскими поверхностями используются гладилки.
Для придания поковке нужной формы могут применяться обжимки. Приспособления данного типа состоят из верхней и нижней части, причем оба конца имеют выемки. Это позволяет более быстро изготавливать изделия с заданными очертаниями.
Для выделки вогнутых поверхностей, желобков и вытяжки металла используются подбойки. Для изготовления головок у заклепок, гвоздей и болтов применяются одноместные или многоместные гвоздильни. Гнезда в них бывают шестигранными, прямоугольными или цилиндрическими. Стенки отверстий в таких приспособления имеют определенный уклон, что значительно облегчает удаление поковки.
Советы по эксплуатации
Все кузнечные инструменты должны быть правильно заточены. Перед началом работы следует проверить оборудование на предмет наличия вмятин, трещин, зарубов и других дефектов. Для очистки наковальни может использоваться металлическая щетка или скребок. В случае обнаружения неисправностей инструмент необходимо немедленно отремонтировать или заменить.
Ковка металла своими руками | Строительный портал
Кованые изделия в архитектуре и дизайне интерьера пользуются высокой популярностью с давних пор. Решетки на окна и для каминов, ограда или балясины лестниц, выкованные из металла, всегда выглядят изысканно и привлекательно. Сегодня, несмотря на современные технологии в обработке металлов, металлические изделия ручной ковки популярны как никогда. Конечно, ковка металла своими руками – дело не из легких, и без должной подготовки трудно сделать красивое кованое изделие. Но тем, кто хочет овладеть этим древним ремеслом и готов к тяжелой физической работе, придется ознакомиться с видами и технологией ковки металла, разбираться в металлах для ковки, понимать процесс ковки и уметь обращаться с инструментом кузнеца.
- Ковка металла
- Металл для ковки
- Инструмент для ковки металла
- Ковка металла своими руками
Ковка металла
Ковкой металла называется процесс обработки металлической заготовки с целью придания ей определенной формы и размера. Фактически существует два вида ковки – холодная и горячая. Выполняя ручную ковку металла необходимо разбираться в обоих видах ковки, так как каждый обладает своими преимуществами и недостатками.
Горячая ковка
В процессе горячей ковки заготовка подвергается нагреванию до определенной температуры, при которой металл теряет свою прочность и становится пластичным. Высокая пластичность является основным плюсом горячей ковки. Она позволяет легко придать металлической заготовке определенную форму и размер. Также горячая ковка позволяет использовать большинство технологий самой ковки, что выгодно сказывается на разнообразии вариантов работ.
Но нагрев металла имеет и свои недостатки. В первую очередь это необходимость обустройства специального кузнечного горна и затраты на топливо для него. Это может стать реальной проблемой для тех, кто хочет заниматься горячей ковкой металла своими руками в городских условиях. К тому же, работа с огнем достаточно опасное занятие и требует повышенной пожарной безопасности. Еще одним фактором, который может существенно повлиять на выбор вида ковки, являются специфические знания по температурным режимам для ковки металла.
Холодная ковка
В отличие от горячей ковки, холодная ковка металла не требует обустройства горна для нагрева металла. Вся суть холодной ковки заключается в придании формы металлической заготовке путем её изгибания, опрессовывания и сварки. Холодна ковка несколько проще по выполнению, и для обустройства мастерской не требуется много места. Весь процесс создания готового изделия не требует использования высоких температур, что весьма положительно сказывается на общей безопасности.
Но холодная ковка имеет один существенный недостаток. Все работы приходится выполнять с определенными заготовками-полуфабрикатами без возможности исправить свою ошибку. Конечно, это касается не всех работ холодной ковки, но в большинстве случаев испорченная заготовка годится разве что для металлолома или учебного пособия.
В любом случае, в независимости от вида ковки, придется достаточно плотно ознакомиться с рядом важных моментов. Во-первых, это касается металлов и температурных режимов для их плавки и ковки. Во-вторых, необходимо знать и разбираться в технологиях ковки металла. Ниже мы рассмотрим, какие технологические приемы используются для ковки и как они применяются в работе.
Металл для ковки
Ручная ковка металла – достаточно трудоемкое и сложное занятие, требующее использования определенных металлов, а точнее, металлов с определенными характеристиками. Для ручной холодной или горячей ковки наиболее важной характеристикой является пластичность металла, ведь именно от нее зависит простота и удобство изменения формы заготовки. Но стоит отметить, что пластичность и прочность металла взаимосвязаны между собой. При увеличении одной из этих характеристик вторая уменьшается. Поэтому так важно разбираться в характеристиках металла и знать о составе заготовки.
Важно! Существуют и другие, не менее важные характеристики металлов. Но так как мы рассматриваем ковку декоративных изделий, таких как решетки каминов, балясины, оградки и прочее, то нет необходимости сосредотачиваться на устойчивости к износу, красностойкости и прочем, а также на легирующих элементах.
Для декоративной ковки используют следующие металлы: медь, латунь, дюралюминий, сталь, а также другие медные, магниевые, алюминиевые и никелевые сплавы. По сути, для ручной ковки используют мягкий ковкий металл, который можно легко согнуть или придать ему определенную форму. Для того чтобы подобрать наиболее легкий ковкий металл, необходимо заглянуть в Марочник Стали и Сплавов. В нем можно найти детальное описание всех металлов и сплавов с их характеристиками и составом.
Несмотря на то, что самый ковкий металл – это медь и её сплавы, мастера предпочитают использование черных металлов для холодной и горячей ковки. Такая позиция обусловлена высокой стоимостью цветных металлов. Ведь на ковку металла цена в большей степени зависит от стоимости изначальной заготовки, и не каждый может позволить себе приобрести ограду или балясины из меди. Выбирая мягкий черный металл для ковки, необходимо ориентироваться на стали с минимальным содержанием углерода, порядка 0,25 %. А также с минимальным количеством вредных примесей, таких как хром, молибден, сера и фосфор. Кроме этого следует избегать конструкционных и инструментальных сталей с высоким содержанием углерода от 0,2 % до 1,35 %. Такие стали наименее пластичны и плохо поддаются сварке.
Выбирая тот или иной металл, необходимо использовать Марочник Стали и Сплавов. Но если доступа к нему нет, то можно воспользоваться приведенными ниже таблицами для определения содержания углерода в стали. Сам процесс определения довольно прост, достаточно поднести заготовку к работающему точилу и посмотреть на сноп искр, а затем сравнить его с показателями в таблице.
Сегодня благодаря промышленному производству металла отпала необходимость в создании заготовок для ковки своими руками. Современные кузни используют уже готовую заводскую продукцию для холодной ковки. Наиболее часто используемые размеры заготовок следующие: 30х45 мм, 40х45 мм, 10х10 мм, 12х12 мм, пруты сечением 10 мм, 12 мм, 16 мм, 25 мм, 30 мм, 50 мм, листовой металл толщиной от 3,5 до 6 мм, круглые трубы 1/2″, 3/4″, 1″, профильные трубы от 20х20 мм до 30х30 мм.
Инструмент для ковки металла
Выполнение любых работ по ковке металла невозможно без специального инструмента. Кузнечный инвентарь для горячей ковки достаточно разнообразен и включает в себя наковальню, горн, различные молоты, клещи и прочее. Инструмент для холодной ковки несколько попроще и состоит из нескольких специальных станков. Конечно, современный инструмент, такой как сварочный аппарат, болгарка и шлифмашинка, используется как в холодной, так и в горячей ковке. Зная о назначении того или иного инструмента, можно правильно выполнять любые работы.
Инструмент для горячей ковки
- Горн. Без него в горячей ковке никак не обойтись. Ведь именно в нем заготовка может нагреваться до температуры 1400 °C. В большинстве своем горн представляет собой печь, рассчитанную на высокие температуры и с поддувом.
- Наковальня. Этот инструмент является опорой, на которой выполняется ковка. Сама наковальня имеет несколько видов, среди которых наиболее популярной является двурогая наковальня весом 200 кг. Но вес может колебаться от 150 до 350 кг.
- Шпераки. При выполнении различной художественной и декоративной ковки используются именно шпераки. Они имеют множество различных видов, и каждый мастер может изготавливать их под себя. Общей чертой любого шперака является то, что они вставляются в квадратное отверстие наковальни или закрепляются в деревянное бревно. На фото ниже приведены наиболее распространенные шпераки.
- Кувалда и Ручник. Это основной инструмент кузнеца. Кувалда весит от 4 до 8 кг и служит для нанесения сильных ударов. В зависимости от типа работ и толщины заготовки подбирается и вес кувалды. Ручник весит от 0,5 до 2 кг. Используется для придания окончательной формы изделию.
- Клещи. Горновые клещи второй по значимости инструмент. Без них невозможно удержать горячую заготовку для обработки. Существует несколько видов горновых клещей под определенный профиль и размер заготовки. На приведенном ниже фото изображены горновые клещи различной формы.
- Фасонные молотки. При выполнении художественной ковки требуется создавать загнутые заготовки или заготовки определенной формы. Для этого используются фасонные молотки. Они могут быть как нижними, на которых производится обработка, так и верхними. Вариантов фасонных молотков множество и у каждого мастера они свои. На фото ниже изображен основной вспомогательный инструмент.
Кроме описанных выше, используются различный измерительный инструмент, такой как обычная рулетка, двойной кронциркуль, кузнечный наугольник, шаблоны и калибры. Выбор кузнечного инструмента огромен, весь перечислить представляется затруднительным, поэтому у каждого мастера есть свой набор лишь необходимого и часто используемого инструмента.
Инструмент для холодной ковки
- Гнутик (фото ниже). Это базовый инструмент холодной ковки. Как следует из названия, он позволяет гнуть металлическую заготовку под определенным углом. В дополнение гнутик позволяет создавать дуговые элементы определенного радиуса.
- Улитка. Название говорит само за себя. При помощи улитки можно создавать различные спиралевидные декоративные элементы. Спираль выполняется под определенный шаблон, который при необходимости можно сменить на другой, с меньшим или большим радиусом.
- Фонарик. Этот станок предназначен для создания декоративного элемента с одноименным названием.
- Волна. Позволяет создавать волнообразные элементы. При протаскивании прута через этот станок на выходе получается красивая синусоидальная заготовка.
- Твистер. По принципу работы этот станок схож с Фонариком, но в отличие от него твистер лишь скручивает заготовку вдоль оси.
- Станок для колец. Как во всех предыдущих станках название говорит за себя.
Кроме описанных выше существуют еще универсальные станки для клепки, резки, опрессовки и придания объема. Все описанные выше станки можно изготовить как самостоятельно, так и приобрести в магазине. Конечно, самодельные приспособления для холодной ковки будут несколько уступать по качеству заводским, но это компенсируется уникальностью созданных с их помощью элементов. Для изготовления станков холодной ковки чертежи можно найти как в свободном доступе, так и купить у специалистов.
Важно! Станки для холодной ковки могут быть ручными или снабжены электродвигателями. Несмотря на наличие передаточных шестерен, ручная холодная ковка довольно трудоемкое и долгое занятие, и для получения больших объемов кованых элементов лучше оборудовать станок электродвигателем.
Отдельно стоит отметить промышленные станки для холодной ковки. На подобные станки холодной ковки цены порядка 6000 у.е., но один такой станок может выполнять практически все технологические операции холодной ковки. Примером может служить станок Мастер 2 компании «МАН». На демонстрирующем холодную ковку видео можно увидеть возможности этого станка.
Ковка металла своими руками
В процессе ковки для придания заготовке определенной формы используются различные приемы и методы ковки. Для выполнения каждого из них используется определенная технология и инструмент для ковки металла. Технология ковки металла горячим и холодным методом существенно отличается. Как уже отмечалось, для горячей ковки требуется нагрев заготовки для изменения её формы, а при холодной ковке заготовка лишь изгибается. На основании этого и выделяются основные технологические приемы, зная которые можно смело браться за ковку металла своими руками.
Холодная ковка металла своими руками
Выполняется холодная ковка своими руками достаточно легко и особых усилий не требуется. Все работы разбиты на несколько этапов: создание эскиза или чертежа будущего изделия, закупка материалов и сам процесс ковки металла.
Чертеж можно создать в специальной компьютерной программе, приобрести уже готовый или нарисовать от руки. Можно найти для холодной ковки чертежи бесплатно. Для этого достаточно обратиться к мастерам, которые уже не первый год занимаются ковкой, и попросить один или два чертежа для тренировки. По сути, чертеж преследует несколько целей. Во-первых, чтобы знать какие элементы потребуется изготовить путем холодной ковки. Во-вторых, имея на руках такой проект, можно рассчитать количество и тип металлических заготовок, таких как пруты, профильные трубы и прочее. В-третьих, чертеж потребуется для сборки всех элементов в единое целое.
Отдельно необходимо рассмотреть элементы холодной ковки, из которых состоит проект. Сегодня можно найти довольно много различных кованых элементов, но их все можно объединить в несколько классических групп.
- Лапки. Этот элемент представляет собой раскатанный в какой-либо форме конец металлического прута. В эту группу входят так называемые Пики. Несмотря на заостренный конец, Пики изготавливаются по схожей технологии.
- Завитки. В эту группу входит несколько распространенных элементов: волюта, червонка и улитка. Волюта или Баранка представляет собой прут, концы которого загнуты в одну сторону. Червонка – прут, концы которого загнуты в разные стороны. Этот элемент иногда называют «долларом» из-за его схожести со знаком американской валюты. Запятая или Улитка – простой завиток, один конец которого загнут, а второй прямой.
- Кольца. Создается этот элемент довольно просто: на болванку станка накручивается прут круглого или квадратного сечения, в результате получается пружина, которую затем разрезают на отдельные кольца.
- Торсион. Этот элемент довольно легко узнать по винтовому скручиванию вдоль оси. Вариантов торсионов довольно много и одним из самых распространенных является такой элемент, как Фонарик, а также простой винтообразный прут для решетки или ограды.
Весь процесс изготовления элементов холодной ковки основывается на следующих общепринятых технологиях ковки – гибка, закручивание, вытяжка.
Вытяжка – это технология, которая заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. В холодной ковке используется один из вариантов вытяжки – раскатка. Именно с её помощью создаются различные лапки и пики. Для создания лапок используется специальный раскаточный станок. Конец заготовки заводится внутрь и затем запускается механизм раскатки, в результате конец получается расплющенным с рельефом или без него. Для изготовления пик используют прессовочный станок. Процедура та же, но в результате конец получается раскатанный и опрессованный в определенной форме.
Гибка. Эта технология ковки заключается в загибании концов либо другой части заготовки под определенным углом. Сама гибка выполняется практически на всех станках холодной ковки. Процесс гибки можно проследить при изготовлении заготовки на станке Улитка. Вначале конец заготовки помещается внутрь специального шаблона и затем загибается под определенным углом. Эти работы выполняются на станке Улитка.
Закручивание. Эта технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. В холодной ковке этот процесс можно наблюдать при использовании станка Твистер, на котором создаются различные торсионы. Для этого один конец заготовки помещается в тиски, а второй конец проворачивается вдоль оси. Отдельно стоит выделить элемент Фонарик. Для него используют два и более прута, которые вначале скручивают вдоль оси, а затем вдоль оси сжимают, в результате прутья в определенном месте расходятся в стороны.
Сборка всех элементов в единую конструкцию выполняется при помощи сварки на специальном сборочном столе. Сегодня сварочный аппарат общедоступен и является обязательным инструментом современных кузнецов. Самодельная холодная ковка довольно распространена среди начинающих мастеров и частных предпринимателей. Она не требует особых знаний, навыков и больших помещений для работы.
Холодная ковка своими руками: видео-урок
Горячая ковка металла своими руками
По сравнению с холодной, ручная горячая ковка намного сложнее и требует от мастера опыта в обращении с инструментом и хорошей физической подготовки. Работы выполняются в несколько этапов: создание эскиза или чертежа, закупка материалов и ковка.
По сути, разница между горячей и холодной ковкой заключается в технологических процессах обработки металла. Во-первых, это касается способа обработки. Во-вторых, для горячей ковки можно использовать практически любые металлические заготовки. Но для удобства принято использовать уже готовые пруты квадратного и круглого сечения. В-третьих, в художественной горячей ковке отсутствуют какие-либо рамки для элементов готового изделия. Конечно, можно придерживаться создания классических элементов ковки – завитков, лап, пик и прочего, но горячая ковка позволяет использовать весь потенциал воображения мастера, что раскрывает неограниченные возможности. Все изделия из металла ковки горячим способом создаются с помощью следующих технологий обработки металла: осадка, вытяжка, гибка, закручивание, разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа.
Осадка применяется при ковке металла для увеличения поперечного сечения всей заготовки или её части. При ковке в зависимости от необходимости проводится полный или местный нагрев заготовки для осадки.
Вытяжка заключается в увеличении длины заготовки путем уменьшения её сечения. Это можно выполнять как путем нанесения ударов кувалдой или ручником, так и с помощью раскатки металла между валов на станке. В отличие от холодной ковки создание пик при помощи вытяжки требует точных и аккуратных ударов.
Гибка. Эта операция выполняется для придания заготовке загнутой формы. При этом следует учесть, что гибка толстых заготовок может повлечь их искажение и для придания первоначальной формы необходимо выполнить осадку. Для гибки заготовки применяют различные шпераки, рог наковальни, фасонные молотки и кондукторы.
Закручивание. Данная технология ковки подразумевает скручивание заготовки вдоль своей оси. Как и в холодной ковке, заготовку зажимают в тиски и проворачивают. Но в отличие от холодной ковки, можно нагревать заготовку локально, что дает возможность легко делать локальное закручивание.
Такие технологии ковки как разрубка, насечение рисунка и набивка рельефа применяются в художественной ковке с использованием зубил. Края горячих заготовок, в зависимости от проекта, рассекаются и закручиваются клещами. Также пока заготовка раскаленная, на её поверхности набивается различный узор.
При горячей ковке металла важно знать температурные режимы нагрева. Это поможет более качественно обрабатывать металл. Ковка черного металла выполняется при 800 – 1250 °C. Конечно, измерять градусником раскаленную заготовку будет невозможно и для определения температуры придется ориентироваться по её цвету. В приведенной ниже таблице указаны температуры и цвет заготовки из черных металлов.
Горячая ковка металла: видео-урок
Ковка металла своими руками – дело довольно увлекательное, требующее постоянного совершенствования. Это касается в первую очередь создания различных художественных и декоративных элементов. Тем, кто только начал заниматься ковкой, придется немало потрудиться, чтобы их работы имели идеальную форму и высокое качество.
оборудование для горячей ковки своими руками
Горячая ковка металла один из самых древних способов обработки металла. И надо отметить этот способ обработки металла не потерял актуальности до сих пор. Более того, можно смело утверждать, что горячая ковка переживает новое рождение.
Ручная горячая ковкаПричиной тому новое оборудование и методы обработки горячего металла, которые стали применять при работе с деталями.
Горячий метод ковки
Горячая ковка обеспечивает изготовление оригинальных и зачастую индивидуальных изделий. Металл необходимо разогреть до температуры порядка 1000 °C. При таких температурах, стальные заготовки теряют свою прочность, но зато приобретают повышенную пластичность и это позволяет мастерам кузнечного дела выполнять самые разные детали, которые затем применяют и в производстве, и в украшении интерьера.
Для выполнения горячей обработкой заготовки необходим следующий минимальный набор оборудования:
- печь;
- наковальня.
- Наковальня для ковки металла
- Муфельная печь
Кроме этого мастеру потребуется определенное количество инструмента и приспособлений – молотки, молоты, щипцы, прижимы и пр.
Процесс работы с горячим металлом
Процесс работы с горячим металлом можно условно разделить на следующие основные операции:
- Разделение заготовки на части определенного размера.
- Обработка заготовки с наружной поверхности, такую операцию называют прорубка.
- Получение чернового варианта заготовки. Для этого мастер должен отсечь от нее лишний материал.
- Вытяжка – это удлинение заготовки путем уменьшения ее поперечного сечения.
- Пробой отверстий разной формы, для этой операции применяют специальный инструмент или отверстия уже проделанные в наковальне.
- При необходимости мастер в состоянии придать заготовке необходимый изгиб. Эта операция может выполняться и с применением шаблона, и без него.
Мастер чеканки по металлу
Надо отметить это далеко не полный список операций, которые выполняет кузнец во время работы над деталью. В любом случае, завершающая операция – отделочная. То есть во время ее выполнения можно создавать надписи, рельеф и чеканку и пр.
Выбираем металл
Заготовки, которые подвергают горячей ковке металла, должны быть изготовлены из таких материалов, которые при определенной температуре получают высокую пластичность, при некотором снижении прочностных параметров.
Для получения изделий по технологии горячей ковки вполне допустимо применять такие металлы как стальные, алюминиевые, медные сплавы. Широко применяют латунь марки Л90, Л80 и пр. Наибольшей популярностью заслуженно пользуются такие материалы как сплав железа с углеродом. Этот сплав (сталь) обладает прочностью, которая возрастает по мере роста объема углерода. Но с другой стороны при насыщении его углеродом сталь может потерять пластичность и ковкость.
- Титан
- Внешний вид титановых сплавов
В середине ХХ века, перед производственниками встали задачи по обработке титана и его сплавов. Они были решены после того, как были разработаны технологии по горячей ковке и штамповке этого материала.
Какие для ковки нужны инструменты
Ключевыми инструментами, применяемыми при горячей ковке являются молот, щипцы и некоторые другие.
Инструменты для горячей ковки
Ковка заготовок выполненных из стали требует от мастера определенных навыков и знаний в части термической обработки металлов. Все дело в том, что если заготовки передержать в горне, то последующая ковка может привести к образованию некоторых дефектов, например, трещины.
Если нагрев произведен до строго определенной температуры, например, 1 000 °, то применение специального кузнечного инструмента позволяет выполнять контролируемое изменение размеров и формы металла.
Для достижения необходимой температуры заготовки применяют горн или муфельную печь. Для повышения ее эффективности некоторые мастера устанавливают системы дополнительной подачи воздуха.
Наковальня — ключевой инструмент
Наковальня, как правило, выполняется в заводских условиях, так как в домашних условиях практически невозможно обработать кусок стали марки 45Л весом от 70 до 250 кг. Именно такие наковальни выпускает отечественная промышленность. Для работы с небольшими заготовками применяют ж/д рельс марки Р65.
Кстати, конструкции наковален определены в серии ГОСТ.
Кроме описанного оборудования в кузне должен находиться набор инструмента, включающий в себя:
- молотки разной массы и формы бойка;
- клещи с разной длиной рукоятей и формы губ;
- различного вида прижимы и пр.
Надо учитывать и то, что процесс охлаждения чаще всего выполняют непосредственно в кузне, для этих целей в помещении мастерской устанавливают емкость с жидкостью для охлаждения разогретой заготовки.
- Процесс охлаждения заготовки при горячей ковки
- Емкость с жидкостью для охлаждения разогретой заготовки
Довольно часто в кузне можно встретить сварочный аппарат. На самом деле, сварку можно выполнить и с применением кувалды и при соблюдении определенных температурных режимов. Но это весьма трудоемкий и длительный процесс, поэтому многие мастера применяют традиционную электродуговую сварку. Другими словами, набор оборудования, который устанавливается в современной кузнечной мастерской, способен обеспечить полный производственный цикл, начиная от разработки эскиза и заканчивая сборкой готового изделия.
Достоинства и недостатки горячей ковки
Ковка металла, как впрочем, и любая другая технология обработки, обладает положительными и отрицательными свойствами. К первым можно смело отнести получение улученных механических свойств, особенно если сравнивать поковки с литьем.
Горячая ковка крупногабаритных изделий
Ковка позволяет обрабатывать заготовку с такими – габаритно-весовыми параметрами масса от 250 тонн, длина может быть от 10 метров и более.
При обработке разогретого металла в ручном или автоматическом режиме нет необходимости в прикладывании больших мускульных усилий.
Кузнечный труд может быть относительно легко автоматизирован и это приводит к снижению затрат на производство.
С другой стороны горячая ковка не самый производительный способ обработки металла. Кроме этого после такой обработки металла заготовка будет подвержена большому объему механических работ.
Горячая ковка металла своими руками
Действительно горячая ковка металла не самый сложный способ обработки деталей и при довольно небольших затратах можно организовать собственное кузнечное производство полного цикла.
В качестве сырья часто применяют пруты квадратного и круглого сечения, чушки и другие формы металла.
Так как кузнечный горн, довольно сложное и затратное оборудование, вместо него все чаще применяют муфельные печи. Они занимают меньшее количество производственной площади и вызывают меньше хлопот по установке и обслуживанию. Устройства этого типа более качественно поддерживают заданную температуру, контроллер управления позволяет выставлять временные границы нагрева и определять его скорость.
Использование муфельных печей позволяет достичь ровного прогрева заготовок до нужного состояния.
Как уже выше отмечалось в качестве наковальни можно использовать кусок тяжелого рельса.
кузнечных инструментов | Товары для кузнечного дела Интернет
Не обманывайтесь дешевой доставкой. Более качественные кузнечные инструменты и лучшие цены — все в Blacksmiths Depot . Мы хотели бы быть вашим первым поставщиком кузнечного инструмента.
В 1995 году мы начали продавать новые кузнечные инструменты по всему миру. Но эта история намного старше, и ее можно прочитать на странице о нас.Мы использовали эти кузнечные инструменты за десятилетия до того, как начали их продавать. Мы знаем, как их использовать и из каких материалов они должны быть изготовлены, чтобы прослужить всю жизнь.
Мы продолжили поиск кузнечных инструментов и создали многие из них, чтобы справиться с растущим числом ситуаций, в которые попадают металлисты.
Если вы кузнец или художник-кузнец, кузнец или конный мастер, изготовитель ножей или кузнец, оружейник или ювелир, или просто тот, кто любит играть с металлом, у нас есть качественные инструменты и принадлежности, которые вам нужны … …….и хотите. А у нас гораздо больше.
Наковальни
Украшение любого кузнечного цеха. Если вы покупаете новую наковальню, хотите ли вы, чтобы она выглядела как новая в течение десятилетий или вылетела из строя за короткое время? Зачем покупать новый, если он быстро станет выглядеть старым. Мы продаем прочные наковальни и постоянно тестируем другие марки, чтобы убедиться, что у нас есть отличные наковальни для продажи вам. У нас есть высококлассные кованые и литые наковальни, изготовленные из сплавов, которые предназначены для неправильного обращения с наковальней.
Ковочные и специальные молотки
Возьми свой молоток… они у нас есть. Переместите материал в желаемом направлении. Все, что для этого нужно, — это владение молотком и качественный молот из Blacksmiths Depot. У нас есть молотки всех известных марок, а также наша собственная торговая марка. Handwerks Peddinghuas, MOB, Picard и многие другие. Прямое долбление, Поперечное долбление, Закругление, Обрезка, Повторение, Чеканка, Утопление, Купол, Подъем …………
Клещи
Если вы не можете удерживать его надежно, это может быть чрезвычайно опасно.Щипцы очень зависят от формы и размера, но у нас есть несколько более универсальных. Попробуйте наш собственный бренд, созданный в нашем собственном магазине, или попробуйте европейский бренд, такой как Peddinghaus Handwerk или Perun. У нас также есть литые, но при этом прочные и удобные щипцы эконом-класса. У нас есть щипцы, которые предназначены для удерживания лезвий, плоских стержней, круглых и квадратных стержней, а также многих других форм.
Пружинные зажимы и инструменты для текстуры
Итак, у вас есть работа с гораздо большим количеством элементов, чем вы привыкли, и вы не хотите сваривать детали, которые выглядят литыми.Сделайте это быстро с помощью одного из наших инструментов для весенней заработной платы или текстуры. Они не выкованы из поковок. Они выкованы из тщательно обработанных штампов из легированной стали. Каждый раз получайте из них поковки первого поколения.
Пуансоны и долота
Харди Инструменты
Книги и видео
Кузницы
Болты, винты и заклепки
Инструменты, оборудование и запасные части для ковки металла
Ковка — это процесс горячей или холодной деформации металла, используемый для производства металлических деталей, где прочность имеет первостепенное значение, например, шатуны двигателя и ручной инструмент.Сам процесс включает использование сжимающих сил для формования и деформации металла в желаемую форму. Для большинства применений ковка влечет за собой нагрев основного металла до тех пор, пока он не станет достаточно пластичным для работы, хотя также выполняется холодная и теплая ковка.
Кузница, которую иногда называют подом, представляет собой компонент, который нагревает металл перед формовкой. В самом фундаментальном виде ковку можно понять как изготовление подков. Кузнец нагревает металл в очаге, затем ударяет его молотком по наковальне, чтобы сплющить его, изогнуть, проткнуть и вообще придать ему форму, многократно нагревая металл для сохранения пластичности.Маленькие кузницы, работающие на газе, доступны для кузнецов, хотя многие кузнецы предпочитают строить свои собственные.
Современная промышленная ковка основана на сложном тяжелом оборудовании, способном производить как мелкие точные детали, так и большие детали весом в несколько тонн. Как и в случае отливок и сварных деталей, многие поковки обрабатываются на станке после того, как они были изготовлены для достижения их окончательной формы. В этой статье обсуждаются основные инструменты, которые использует кузнец, прежде чем обсуждать более автоматизированное оборудование современного кузнечного производства, в том числе:
- Молоты ковочные
- Прессы ковочные
- Плашки ковочные
Наковальни
Наковальня — это большая металлическая пластина, обычно сделанная из стали, которая служит верстаком для кузнеца или автоматического молотка.Металл кладется на наковальню, где ему забивают правильную форму. Наковальни традиционно имеют плоскую поверхность для удара, хотя доступны изогнутые вершины наковальни. На наковальне иногда можно найти крепкое отверстие и пробивное отверстие — выносливое отверстие служит квадратным гнездом для установки хвостовика выносливого, сменного инструмента различных форм, используемых для отрезания, гибки и т. Д. зазор для пробивки отверстий в металле.
Зубила
Зубила режут материалы, раскалывающие металл.Они традиционно изготавливаются из высокоуглеродистой стали и имеют длинное восьмиугольное поперечное сечение с заостренной режущей кромкой на одном конце. Есть два типа долот — горячие и холодные. Стамески для холодной штамповки обычно имеют более тонкую конструкцию и лучше подходят для холодной ковки. С другой стороны, горячее долото помогает в процессах горячей штамповки. Долота традиционно применяются при ручной ковке.
Клещи
Клещи для транспортировки нагретого металла от кузницы до наковальни.Доступно множество различных форм ключей для обеспечения надлежащего захвата различных металлических форм и размеров.
Фуллерс
Формовочные инструменты, которые создают канавки или углубления в процессе ковки, известны как долыки. Фуллеры также помогают скруглить углы и растянуть металл. Традиционно используемые попарно, долыки работают за счет размещения одного под металлом, а другого сверху. Это позволяет одновременно производить вдавливание обеих сторон металлической детали.
Молоты ковочные
Различные процессы ковки подходят для различных областей применения — такие варианты, как горячая ковка, холодная ковка, ковка в закрытых штампах, штамповочная штамповка и штамповка, являются лишь несколькими примерами.Многие из этих процессов ковки требуют использования молотка для сжатия и придания металлу формы. Ковочные молотки различаются по форме, размеру и материалу в зависимости от конкретного применения, но все промышленные молоты обычно прикладывают силу с помощью большого плунжера. Два основных типа молотков:
- Отбойные молотки : Гравитация позволяет тяжелому гидроцилиндру упасть на металл.
- Силовые молотки : Молот приводится в движение сжатым воздухом, гидравликой или электричеством.
Молоты способны наносить ударные удары с силой до 50 000 фунтов.в их самых больших воплощениях, также доступны блоки меньшей мощности. Для увеличения усилия ковки кузнецы обращаются к прессам.
Ковочные прессы
Ковочный пресс создает силу за счет механической или гидравлической энергии, не полагаясь на вес молотка и помощь силы тяжести для придания металлу желаемой формы. В то время как молотки формируют локализованную часть металла, кузнечный пресс может выковать все изделие сразу в процессе, известном как ковка в закрытых штампах.Ковочные прессы также дублируют действие молотков при открытой штамповке. Доступны как горизонтальные, так и вертикальные ковочные прессы. Горизонтальные прессы называются высадочными. К двум типам кузнечных прессов относятся:
- Механический ковочный пресс : Механическое устройство (часто кривошип) приводит в движение маховик с приводом от двигателя, прижимая толкатель к металлу. Механические прессы не подходят для ковки больших или сложных изделий, но полезны в приложениях, требующих простых формующих эффектов.Они способны производить усилие до 20 000 тонн.
- Гидравлический ковочный пресс : Жидкость под высоким давлением, приводимая в движение гидравлическими насосами, прижимает плунжер к металлу. Гидравлические прессы могут обеспечивать более высокие усилия, чем механические, и иногда предпочтительны для приложений, которые создают большие или сложные компоненты. Для кузнечных операций доступны небольшие гидравлические прессы с усилием от 10 тонн, и с этого момента они становятся все более мощными, причем некоторые очень большие прессы работают с диапазоном усилий от 50 000 тонн и выше.
Плашки ковочные
Ковочные прессы, используемые для ковки в закрытых штампах, требуют штамповки для правильного формования металла. Плашки действуют как формы, в которые запрессовывают горячий ковкий металл. Поскольку штампы уникальны для каждого проекта штамповки, они дороги и могут привести к высоким затратам на настройку перед штамповкой — штамповка с штампами лучше всего подходит для средних и крупных производственных серий. Существует два основных типа штамповочных штампов:
- Открытая матрица : Открытые матрицы похожи на кузнечный молот и наковальню и обычно доступны в формах, которые позволяют выполнять определенные задачи, такие как квадрат.Они не полностью покрывают металл, обеспечивая свободный поток везде, кроме места, где металл встречается с матрицей. Поковка в открытых штампах — хороший выбор для обработки металлов на заказ, поскольку ее можно использовать для производства всего лишь одной поковки. Это также полезно при ковке очень больших деталей. Там, где кузнец может использовать клещи для захвата горячей металлической поковки, многие большие поковки обрабатываются механическими манипуляторами из-за их огромного веса. Ковка в открытых штампах во многом зависит от умения кузнеца создавать желаемые формы.Помимо изготовления ступенчатых валов, колец и цилиндрических полостей, открытая штамповка часто используется для изготовления полусферических концов сосудов высокого давления.
- Закрытая матрица : Здесь металл полностью закрыт. Когда молоток или пресс толкает металл, металл течет и заполняет полость или полости матрицы. Как правило, предварительно кованная деталь будет иметь некоторое сходство с окончательной штамповкой перед тем, как она будет помещена в штамп, предварительно сформированная серией так называемых блокирующих штампов.
Сводка
В данной статье кратко рассматриваются инструменты и оборудование для ковки металла. Для получения дополнительной информации о других продуктах обратитесь к другим нашим руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники. Более подробную информацию о кузнечном и кузнечном оборудовании можно найти на сайте Ассоциации кузнечной промышленности.
Прочие изделия из металла
Больше от Custom Manufacturing & Fabricating
Forging Tool — обзор
1 ВВЕДЕНИЕ
Схема прямого использования энергии в Норвегии довольно проста.Нефтепродукты в основном используются для транспорта и отопления, в то время как гидроэлектроэнергия покрывает остальную потребность промышленности и домашних хозяйств в энергии. Эта модель имеет давние традиции: как отраслевые инновации в начале века, так и программы послевоенного восстановления инициировали развитие тяжелой промышленности, основанной на гидроэнергетике.
Правительство имеет решающее влияние на планирование и управление производством электроэнергии в Норвегии. Однако аналитические инструменты, предоставленные для анализа экономики энергетики на макроуровне в Норвегии, до сих пор были довольно неудовлетворительными.Существующие макроэкономические модели включают только приблизительное описание энергии в денежном выражении, в то время как отраслевые модели энергоснабжения не учитывают всестороннее экономическое развитие.
Целью представленного ниже проекта является интеграция потоков энергии, как в физическом, так и в денежном выражении, в операционную модель макроэкономического планирования и, таким образом, создание инструментов для отраслевого планирования и общего макроэкономического анализа в единой структуре. На первом этапе проекта мы подчеркиваем долгосрочные отношения между экономическим ростом и производством и использованием энергии.Отправной точкой была существующая многоотраслевая модель роста, называемая моделью MSG. 1 Эта модель принимает экзогенно данный рост производственного потенциала экономики в целом, резюмируемый ростом общей рабочей силы, общего капитала и тенденций технического прогресса. Основное достоинство модели — ее способность отслеживать долгосрочные траектории роста экономики, особенно распределение труда, капитала и производства по разукрупненному набору отраслей, изменения в моделях потребления домашних хозяйств и развитие в соответствующих равновесных ценах.
По сравнению с моделью MSG несколько деталей были изменены или добавлены для обеспечения модели MSG-E, описанной в этом документе. Модель была реструктурирована с учетом пересмотренной отраслевой классификации, чтобы включить новые элементы в моделирование потоков энергии, а также производства и поглощения энергии. Часть затрат-выпуска, основанная на национальных счетах, отслеживает потоки энергии и неэнергетических товаров, измеряемые в постоянных ценах, в качестве ресурсов для отраслей и конечного спроса. Чтобы идентифицировать потоки энергии в физическом выражении, необходимо учитывать разницу в издержках распределения и возникновение ценовой дискриминации.
Производственная сторона модели была разработана для обеспечения возможности замены между различными энергозатратами, а также между энергией и другими вводимыми ресурсами. Для большинства отраслей спецификация производственной структуры в настоящее время основана на неоклассической теории производства. В описании поставки гидроэлектроэнергии для проекта используются расчеты, выполненные Норвежским советом по водоснабжению и электричеству. Результаты используются для оценки функции затрат для сектора производства электроэнергии.Кроме того, модель включает информацию об использовании ресурсов при транспортировке или распределении электроэнергии от электростанций различным пользователям.
Потребительская сторона модели была разработана, чтобы учесть влияние на спрос на энергию из-за изменений в запасах потребительских товаров длительного пользования.
Норвежская национальная система бухгалтерского учета, которая очень точно соответствует новой СНС (см. United Nations, 1968), формирует концептуальную основу модели MSG-E. Модель включает систему бухгалтерского учета, т.е.е. уравнения баланса и определяющие отношения, которые в значительной степени идентичны реальным потокам национальных счетов. Финансовые потоки в настоящее время не включены. Большая часть статистических данных, необходимых для оценки, включая значения за базовый год, обеспечивается национальными счетами.
Полное представление технологических и поведенческих отношений внутри домохозяйств и отраслей выходит за рамки управляемой модели. В MSG-E сфокусировано взаимодействие секторов в процессе роста; поведение и технологии внутри секторов представлены довольно просто.Поэтому для дополнения и проверки результатов модели MSG-E на следующем этапе проекта будут разработаны подробные отраслевые модели. Например, энергоемкие отрасли будут рассматриваться более подробно путем разработки отраслевых моделей, частично основанных на инженерных подходах и анализе процессов.
Сделайте свои собственные инструменты: домашняя выработка экономики ручной работы
Автор фотографии Unsplash / raulbarrios
Кузнецы часто имели особый статус среди традиционных людей; когда гнулся твой плуг или ломалась коса, он сохранял жизнь твоей семье.Должно быть, они походили на алхимиков, превращающих голые камни в сверкающие украшения или жестокое оружие; здесь, в Ирландии, даже их дома выглядели иначе, с причудливой дверью в форме замочной скважины, которая сообщала о ремесле жителя так же ясно, как любой парикмахер или вывеска мясника.
Попробуйте ненадолго заняться кузнечным делом, и вы сами уважаете их. Металлы, такие как медь или олово, можно придать холодным способом, но железу требуется более тысячи градусов тепла, чтобы оно стало ковким; для таких температур вам понадобятся древесный уголь, кузница и постоянный поток воздуха, а также умение знать, что вы делаете.
Я не утверждаю, что обладаю такими навыками, но под руководством двух отличных наставников я смог взять ржавый кусок выброшенного оборудования и, нагревая и толкая его много раз в течение двух дней, сплющил и придал форму пригодной для использования мачете. Этот курс был одним из многих, предлагаемых ирландской организацией CELT, и проводился в центре Slieve Aughty в графстве Голуэй.
Металлическая кузница ручной работы
Мы начали с создания кузницы — в данном случае из глины, песка и конского навоза, смешанных в форме песочного замка.Мы разрезали и скрепили пластиковые пакеты и деревянные доски, чтобы сформировать сильфоны, и использовали трубы, чтобы соединить их с глиняной конструкцией, и вскоре у нас появилось что-то примитивное, но пригодное для использования. Позже мы использовали металлические, чтобы сэкономить время, но очень приятно знать, что рабочую кузницу можно сделать практически из ничего.
Двое моих однокурсников топят свою кузницу; мехи — это трубы и мешки для корма для скота, сама кузница вылеплена из глины, песка и конского навоза.
Мы быстро поняли, что ковка металла означает много времени стоять над огнем, держа металл — очевидно, щипцами — в нужном месте, чтобы получить нужное количество тепла, и забирая его в нужный момент.Слишком много тепла, и он искрится и распадается, слишком мало и никакие удары не могут сдвинуть его с места. Кузнецы из кино выглядят как культуристы, бьющие кувалдами по раскаленному металлу; на самом деле это гораздо более неистовое и часто деликатное постукивание, поскольку у кузнеца есть всего несколько секунд, чтобы внести нужные изменения, прежде чем он снова остынет.
В моем случае я сколотил старую деталь станка в прямой брус, сплющил ее в форму ножа в течение следующих двух дней, а остальное сделало немного резки и полировки.Я вырезал ручку из ветки орешника, нагрел «конец ручки» металла, пока он не стал раскаленным, и прижал горячий металл к ручке с помощью порыва пара и нескольких вспышек пламени от дерева. Результат выглядит немного грубоватым, как оружие, которое орк может использовать в Хоббите, но оказалось, что это вполне пригодный инструмент.
Экономика для ремесленников
Кузнечное дело — одна из десятков профессий, которые были широко распространены во всех традиционных культурах, когда в большинстве деревень были семьи ремесленников — бондаря, мастера, кожевники и тростники, — которые теперь сохранились только как фамилии.Дети обучались с раннего возраста, изучали какой-то навык в течение нескольких лет и могли войти в рабочий мир в качестве мастеров в том возрасте, когда сегодня подростки проводят свои лучшие годы скучно и саморазрушительно.
Мир мастеров создает экономику, чуждую современным людям Запада; Вместо дешевых вещей, предназначенных для быстрого выбрасывания, товары нужно было делать прочными, их нужно было ремонтировать, переделывать, перековывать или заново сшивать, без гор мусора. В такой экономике полностью отсутствовали анонимные транзакции, от которых, как мы думаем, мы зависим; писатели столетия назад описывали распознавание определенных бочек, гвоздей или седел, как если бы мы распознали чей-то почерк, а репутация мастера зависела от качества их работы.
Конечно, мало кто сможет больше зарабатывать на жизнь кузнецом, но это умение, которое мы должны сохранить; пластик можно перерабатывать только несколько раз, а вот железо можно перерабатывать бесконечно. Когда мир больше не сможет массово производить новые материалы с прежними темпами, когда не будет нового пластика и меньше лесов, у нас будут миллиарды тонн мусорных свалок. В таких фильмах, как WALL-E , Землю покрывают мусором, но в реальной жизни большая часть этого мусора будет не только многоразовой, но и ценной, а сегодняшние свалки могут стать минами завтрашнего дня.
Нож, который я сделал, с книжкой для масштабирования.
Для получения дополнительной информации о CELT’s Weekend in the Hills: Если вы находитесь в графстве Голуэй, обязательно посетите центр Slieve Aughty рядом с Loughrea.
Брайан Каллер — обозреватель газеты и поселенец из графства Килдэр, Ирландия. Он занимается садоводством, разводит пчел, берет интервью у пожилых соседей о традиционном образе жизни, изучает старинные ремесла и пишет об этом. Его работы появились в The American Conservative , Front Porch Republic , First Things , Resilience.org , GRIT и был представлен в программе BBC QI . Найдите сочинения Брайана в Old School School и видео в Old School School на YouTube . Прочтите все его сообщения MOTHER EARTH NEWS здесь.
Все блоггеры сообщества MOTHER EARTH NEWS согласились следовать нашим рекомендациям по ведению блогов, и они несут ответственность за точность своих сообщений. Чтобы узнать больше об авторе этого сообщения, нажмите на ссылку автора вверху страницы.
Первоначально опубликовано: 23.09.2020 17:44:00
различных видов кузнечного инструмента и оборудования
Типы кузнечных инструментов
Использование соответствующих кузнечных инструментов и оборудования обеспечивает безупречную кузнечную работу. Эту кузницу иногда называют подом, потому что в ней используется под в качестве источника нагрева металла для легкой деформации. Современное кузнечно-прессовое оборудование отличается высокой степенью автоматизации, изготовлено на высокотехнологичном оборудовании и значительно облегчило жизнь кузнецов.Типы кузнечного инструмента включают в себя наковальню, долото, ключ, долото, молоток, пресс, матрицу, плоскую поверхность, пробойник и выколотку, обжимной блок, зажимные тиски и под.
Печь или очаг : используется кузнецами для нагрева металлических изделий. Он состоит из четырех опор, чугунного или стального корпуса, чугунного днища, дымохода и воздуходувки.
Наковальня : это разновидности кузнечного инструмента. Может служить верстаком кузнеца. Это большая металлическая плита, обычно сделанная из стали.Наковальня используется для выполнения различных операций, таких как выравнивание металлических поверхностей и получение форм с помощью молотка. Некоторые наковальни содержат прочные дыры и дырки. Отверстие для выносливости служит квадратным хвостовиком для выносливых, а отверстие для перфорации обеспечивает зазор для пробивки отверстия в металле.
НаковальняДолото : долото используется для резки и вырубки металла. Он изготовлен из высоколегированной стали с восьмиугольным поперечным сечением с конической режущей кромкой на одном конце. Долото, используемое при ковке, бывает двух типов: горячее и холодное долото.Горячее долото используется для горячей ковки, а холодное долото — для холодной ковки.
Зубец : этот тип кузнечного инструмента используется для транспортировки нагретого металла к опоре. Доступны щипцы различных типов и конструкций, чтобы обеспечить надлежащий захват различных форм и размеров металлов.
Фуллер : фуллер помогает создавать канавки или углубления в процессе ковки. Его также используют для растяжения металла. Фуллер работает с грушами, помещая одну под металл, а другую сверху.Это позволяет одновременно производить вдавливание с обеих сторон металла.
Молот : молоток используется по-разному, в зависимости от типа ковки, которую необходимо выполнить, например, горячая ковка, холодная ковка, ковка в закрытых штампах, штамповочная штамповка, штамповка и т. Д. Молоток служит инструментом для ковки, используемым в получение форм на заготовках. Он используется в качестве ударного инструмента и может быть классифицирован как ударный молот и механический молот.
- Падение отбойного молотка: тяжелый таран падает на металл под действием силы тяжести.Используется силой руки кузнеца.
- Силовой молот: источник энергии — гидравлическая система, сжатый воздух или электричество для приведения в движение молота. Используется, когда требуется большое количество работ. Мощность работает, помещая заготовку на опору, уровень используется для контроля падения тяжелого плунжера на заготовку.
Клещи : кузнечные инструменты этого типа используются для удержания и токарной обработки горячих металлов. Доступны щипцы разных типов и размеров. Они классифицируются по захвату клещей.
Пробойник и выколотка : этот тип кузнечного инструмента изготовлен из высокоуглеродистой стали, которая помогает делать горячие отверстия на горячих металлических деталях. Этот кузнечный инструмент доступен в разных размерах и имеет общую форму. Выколотка — это пуансон большого размера, используемый для увеличения отверстий.
Flatter : этот ковочный инструмент используется для выравнивания поверхности заготовки. Он состоит из плоской грани, соединенной с прямым хвостовиком. Материалы флейты — высокоуглеродистая сталь.
Swage : это кузнечно-прессовое оборудование придает заготовкам различные формы. Он также изготовлен из высокоуглеродистой стали.
Пресс-блок : это кузнечно-прессовое оборудование изготовлено из чугуна или стального литья прямоугольного сечения с несколькими отверстиями. Отверстия бывают разных размеров и форм.
Молоток наборный : Молоток наборный — это кузнечный инструмент, используемый для обработки плоскости поверхности, формовки и изготовления углов.Этот инструмент для ковки имеет похожие формы с более плоским. Изготовлен из инструментальной стали. Перед использованием установленного молотка обрабатываемая деталь должна быть размещена на опоре.
Зажимные тиски : это кузнечное оборудование используется для удержания заготовки в кузнице. Он состоит из двух губок, пружины и плоского дна. Заготовки зажимаются между двумя губками и затягиваются, чтобы прочно удерживать их.
Чугун : это кузнечно-прессовое оборудование изготовлено из инструментальной стали и закалено.С одной стороны у него заостренный хвост, а другая часть похожа на рог наковальни. Это кузнечное оборудование может работать и на наковальне за счет конического хвостовика.
Пресс : это кузнечно-прессовое оборудование использует избыточное давление для придания металлу желаемой формы. На этом кузнечном оборудовании можно выковать сразу все изделие. Доступны прессы двух типов: ковочные механические и гидравлические.
- Ковочный пресс механический: это механическое устройство, оснащенное двигателем, кривошипом, маховиком и т. Д.он легко прижимает плунжер к металлу. Это кузнечное оборудование не подходит для больших или сложных изделий, но оно полезно, когда требуются простые формообразующие эффекты.
- Ковочный гидравлический пресс: операция выполняется с помощью жидкости под высоким давлением, приводимой в движение гидравлическими насосами, чтобы прижать плунжер к металлу. Это кузнечное оборудование обеспечивает силу при ковке изделия. Он используется и предпочтителен, когда необходимо подделать большой или сложный предмет.
Ковочные штампы : это кузнечное оборудование необходимо для правильного формования металла.Он служит формой, в которую запрессовывают ковкий металл. Плашки важны во всех кузнечных проектах; используется для крупных производственных и сложных работ. Плашки бывают двух типов: открытая и закрытая.
- Открытая матрица: открытая матрица не полностью покрывает металл, обеспечивая свободный поток везде, кроме соприкосновения металла с матрицей.
- Закрытая матрица: закрытая матрица полностью покрывает металл при ударе или прижатии к нему.
также проверяют: различные типы литейных инструментов и оборудования и различные виды ковочных операций
Инструменты и материалы | Ассоциация кузнечной промышленности
Инструменты и материалы
Рабочая группа по инструментам и материалам рассмотрела аспекты материалов в процессе ковки, включая материалы, используемые в производственном оборудовании (штамповочные блоки и т. Д.).), новые материалы для ковки и влияние этих материалов на процесс ковки. В частности, группе было предложено подумать о том, как улучшить производительность и снизить стоимость систем штампов, а также улучшить общее использование материала. В меньшей степени группа рассмотрела, какие типы материалов и деталей (порошковые металлы, полутвердые, литье под давлением и т. Д.) Будут серьезно конкурировать с традиционно кованными компонентами и какие новые материалы или технологии для ковки могут создать конкурентное преимущество.
Члены рабочей группы по оснастке и материалам представили широкий спектр опыта и знаний в области штампов и материалов. В Группе хорошо представлены кузнечные компании, поставщики оборудования, национальные лаборатории и университеты. Представленные кузнечные компании обслуживают несколько рынков, включая автомобильную и авиакосмическую, и имеют опыт ковки различных металлов (стали, алюминия и т. Д.).
Стратегические цели
Рабочая группа рассмотрела стратегические цели по использованию инструментов и материалов, перечисленные в «Видении будущего кузнечной отрасли» (Приложение 3-1).Цели кажутся разумными как долгосрочные, хотя для достижения определенных целей может потребоваться множество отдельных технологических достижений. Было некоторое обсуждение определения сырья; Был сделан вывод, что это относится в основном к кованному материалу, а не к материалам штампа и смазочным материалам. Было отмечено, что цели по инструментам и материалам взаимосвязаны, а также связаны с другими целями ковки, особенно в отношении производительности и качества.
Технологические барьеры
Способность улучшить инструменты и увеличить использование материалов затрудняется технологическими барьерами, которые существуют в нескольких аспектах процесса ковки (Иллюстрация 3-2).К ним относятся смазка, понимание свойств материалов, подтвержденное моделирование процесса, измерения и испытания, изготовление штампов, материалы штампов и управление процессом. Различия между этими областями довольно ясны, хотя некоторые препятствия, связанные с измерениями и тестированием, управлением процессами и моделированием процессов, могут быть тесно связаны.
Одним из наиболее серьезных препятствий является отсутствие эффективных методов смазки между штампом и кованым материалом. Точнее, не хватает технологий — инновационных материалов для штампов, покрытий, оборудования и процессов, — которые полностью устранили бы потребность в смазочных материалах.Требуются покрытия поверхности материала, которые обеспечивают очень низкую теплопередачу и могут выдерживать изменчивость коэффициента трения. Смазочные материалы также используются неэффективно, поскольку они не наносятся локально на часть инструмента или в определенных условиях, требующих смазки.
Ограничения в области валидированного моделирования процессов охватывают широкий спектр потребностей. Например, отсутствуют универсальные геометрические модели, понимание трибологических явлений, модели материалов для прогнозирования микроструктуры, модели затрат для определения процессов с минимальными затратами, а также другие данные и методы, которые могли бы улучшить моделирование процесса ковки.Однако наибольшая потребность заключается в интеграции и оптимизации этих моделей. В частности, отсутствуют интегрированные компьютерные системы для ковки, учитывающие все соответствующие параметры процесса. Необходима лучшая интеграция между системой CAD / CAM клиента, системой CAD / CAM кузнечного цеха, конструкцией инструментов и другими этапами проектирования и процесса для эффективного моделирования процесса ковки и корректировки конструкции детали и штампа на основе этого. Стоимость и сложность разработки и использования инструментов трехмерного моделирования привели к отсутствию эффективных средств трехмерных вычислений, которые могли бы значительно улучшить моделирование процессов.Более того, возможности моделирования в настоящее время ограничены в их способности отображать реальные условия. Например, в настоящее время при моделировании горячей штамповки используется единый коэффициент трения, хотя известно, что фактическое трение зависит от температуры и материалов.
Без интегрированных, проверенных моделей процесса трудно определить оптимальную конструкцию штампа или материал для требований к продукту. Сложная модель может реконструировать штамп и инструменты на основе спецификации детали заказчика и обеспечить оптимальную конструкцию, которая позволяет более эффективно использовать материалы и инструменты.
Эффективное и действенное моделирование процессов также связано с улучшением управления процессами. По мере того, как промышленность движется к прецизионной ковке, возникает необходимость более точно контролировать объем и состояние поверхности входящего материала. Интегрированное управление процессом необходимо для того, чтобы фальсификатор мог понять взаимосвязь переменных процесса и иметь возможность быстро управлять ими в зависимости от текущих условий эксплуатации.
Другие ключевые препятствия включают потребность в улучшенных измерениях и испытаниях в процессе ковки, ведущих к накоплению данных процесса ковки для оценки; ограничения в материалах штампа, такие как возможность эффективно определять состав материала и выбирать подходящие материалы штампа; и ограничения при изготовлении штампов, такие как необходимость высокоскоростной обработки полости штампа и технологии поверхностного упрочнения.
Приложение 3-2. Основные технологические препятствия на пути к достижению целей Инструмент и материалы (= наиболее важные препятствия) | |||||
Измерения и испытания | Подтвержденное моделирование процессов | Понимание свойств материалов | Материалы штампов и изготовление штампов | Смазка | Управление процессами материалов продукта |
Неразрушающий контроль в реальном времени Отсутствие пассивных датчиков Предельная кузнечная нагрузка Необходимость в экономичном мониторинге процессов Точное бесконтактное измерение размеров Постоянная температура заготовки прутков Мы не знаем, когда умирает мертвый Накопление данных процесса ковки для оценки | Отсутствие интегрированной компьютерной системы для ковки — заказчик CAD / CAM FEM кузнечный станок CAD / CAM инструмент для проектирования ЧПУ CMMpart Отсутствие эффективных трехмерных вычислительных инструментов Текущее моделирование не отражает реальных условий Оптимизация конструкции штампа — обратный инжиниринг Проблема теплопроводности и теплопроводности Точное описание всех параметров поковки Более интеллектуальные системы для оптимизации цикла изготовления инструмента (от детали к детали) Возможность моделирования детали на кузнечном оборудовании, которое вы используете Отсутствие моделей материалов для прогнозирования эволюции микроструктуры Отсутствие универсальной геометрической модели для ковочного станка Экономичная система — минимальная стоимость для удовлетворения требований Непонимание трибологических явлений | Общий дескриптор для штамповой стали Точная база данных материалов для моделирования — напряжение течения vs.данные о температуре как функция скорости деформации для моделей Конструкционный сплав для процесса ковки Определить влияние остаточного напряжения на процесс ковки Сталь, очень пластичная при 700 ° F, но все же хорошая при охлаждении до нужной температуры Что такое 1. форма нетто 2. Mindraft 3. hog-out vs. разница поковок | Состав и выбор материала штампа Композиционные штамповочные материалы Проектирование поверхностей, термическое отопление и местная инженерия поверхностей Сплавы со свойствами материала, необходимыми для увеличения срока службы штампа, являются дорогостоящими для обработки Получение достаточно жесткого материала для опоры штампа Высокоскоростная обработка размеров и чистовой обработки полости матрицы Полость в форме сетки, полученная ковкой, литьем, полутвердым и порошковым способом Стойкость режущего инструмента Технология поверхностного упрочнения | Отсутствие новых материалов для штампов, покрытий и оборудования, исключающих смазку Отсутствие целевой смазки для конкретных условий Отсутствие покрытий поверхности материала с 1.очень низкий теплопередача 2. изменчивость коэффициент трение Лучшее понимание интерфейса и покрытия | Поддержание постоянной температуры штампа Обучение операторов Сырье, контроль: размер, объем и поверхность Отсутствие первой части — хорошая часть. Без проб и ошибок Отсутствие недорогой и эффективной системы нагрева штампа для изотермической ковки Отсутствие интегрированного мгновенного управления процессом |
Требуются исследования
Целенаправленные инвестиции в исследования инструментов и материалов могут помочь преодолеть многие из этих технических барьеров.Необходим сбалансированный портфель исследований в области анализа процесса, программного обеспечения и данных процесса, материалов штампов и изготовления штампов, трибологии и смазки, а также контроля материалов продукта. Портфель исследований должен включать сочетание краткосрочных, среднесрочных и долгосрочных проектов, реализуемых отдельными компаниями, отраслевого сотрудничества и партнерства в области НИОКР между государством и отраслью. Большая часть среднесрочных и долгосрочных исследований требует совместных усилий кузнечной промышленности и правительства для достижения успеха.Напротив, многие из ближайших исследовательских работ могут быть выполнены отдельными компаниями или компаниями, работающими в сотрудничестве с другими фальсификаторами или поставщиками и клиентами. Потребности в приоритетных исследованиях обобщены и обсуждаются в Приложении 3-3 и ниже.
Материалы штампов и изготовление штампов
Наивысшим приоритетом исследований в области изготовления штампов и материалов является разработка мультиатрибутных гетерогенных штампов, исключающих необходимость в смазочных материалах.Это будет сконструированный штамп, который будет иметь разные характеристики материала в разных частях штампа, чтобы соответствовать конкретным требованиям к производительности в этой области. Это обеспечит большую износостойкость в областях, по которым происходит большое движение материала, и сведет к минимуму трение и потребность в смазке. Разработка такой матрицы могла бы быть возможна в течение десяти лет при поддержке партнерства правительства и промышленности в области НИОКР.
Еще одним исследовательским подходом к увеличению срока службы штампа является разработка покрытия и плакирования из материала штампа.Это исследование считается ближайшим приоритетом, для которого потребуются отраслевые консорциумы в какой-то форме или партнерство между государством и промышленностью. Среднесрочные исследования, которые подтвердят обе эти потребности, — это более качественная характеристика материалов, используемых в штампах для ковки.
Значительное сокращение времени цикла производства поковок может быть достигнуто за счет 24-часового цикла производства штампов (проектирование, производство штампов и проверка).
Трибология и смазка
Срок службы матрицы в значительной степени зависит от трения, износа, прочности и усталостной прочности, которые можно уменьшить, если правильно изучить трибологию и эффективное использование смазочных материалов.Важным элементом этого является понимание и измерение динамических условий, возникающих на стыке частей кристалла. С этим связана необходимость разработки проверенной модели для установления источников и характеристик трения в системе поковки. Обе исследовательские деятельности считаются достаточно сложными и долгосрочными, чтобы для продвижения вперед потребовалось сотрудничество в области НИОКР между промышленностью и государством. Дополнительные исследования включают более полное понимание физических и металлургических эффектов температуры, давления и абразивного износа на инструментальные материалы.
Анализ процессов
Улучшенные измерения, анализ и контроль процесса штамповки позволят операторам повысить стабильность поковок и снизить процент брака материала. Наиболее важным исследованием в этой области является разработка надежных датчиков и средств управления для мониторинга и управления кузнечным оборудованием. Это исследование может быть завершено в течение трех лет в рамках партнерства между государством и промышленностью. Еще одна важная исследовательская деятельность — это количественная оценка воздействия переменных процесса на готовые поковки.Например, важно знать, какое влияние на готовую поковку окажут изменения температуры материала или объема стали в заготовках.
Приложение 3-3. Необходимые инструменты и материалы для исследования (= высший приоритет; = высокий приоритет; = средний приоритет) (I = собственность / компания, I / I = сотрудничество в отрасли, G / I = правительство / промышленность) | |||||
Временной интервал | Матрицы и изготовление штампов | Трибология и смазка | Процесс Анализ | Программное обеспечение и данные процесса | Продукт Материал Contro л |
Разработка покрытия и плакирования материала штампа I / I, G / I Разработка моделей обработки штампов (например,г., как быстро и тд) I, I / I Разработка режущих инструментов для эффективной резки современных сплавов I Понять и смоделировать индукционный процесс (закалка) (поверхности штампа) G / I | Определите влияние различных типов окалины на поверхность штампа I | Разработка надежных датчиков и средств управления для управления кузнечным оборудованием G / I Количественно оценить влияние переменных процесса на готовые поковки I, I / I Разработка систем неразрушающего контроля в реальном времени G / I — товар — умереть — пресс Модель остаточного напряжения и неразрушающего контроля структур напряжений G / I | Разработка модели обратного проектирования нейронной сети на базе ПК G / I Разработка специальной системы CAD-CAM для поковок I / I Разработка связанных трехмерных моделей процесса ковки (штамп и деталь) на машинах с массовым параллелизмом G / I Улучшение моделей для прогнозирования микроструктуры G / I | Требуются более однородные материалы — напряжение течения от расходных материалов Осуществление совместных исследовательских проектов с поставщиками | |
Разработайте разнородную матрицу с множеством атрибутов, исключающую смазку I / I, G / I Охарактеризовать материалы, используемые при штамповке штампов в материалах штампов G / I | Разработка методов для точного измерения нагрузки штампов пресса I, I / I Понимать и измерять влияние параметров конструкции и процесса на поковку для достижения техники «первая деталь — хорошая деталь» G / I Разработка методов неразрушающего измерения профиля температуры заготовки в режиме реального времени при индукционном нагреве G / I | Разработка компьютерных систем, которые могут осуществлять пересылку и обратный инжиниринг со ссылкой на клиента / проектировщика I / I — связь с заказчиком-проектировщиком | |||
Разработка проверенных моделей для определения трения в ковочной системе G / I Улучшение трения и износа материалов моделей G / I | Разработка модели материала штампа на основе состава материала G / I — прогнозировать характеристики интерфейса Разработка моделей, которые могут обрабатывать параметрические исследования для оптимизации затрат I / I — материал штампа — покрытие — радиус | ||||
Понимание и измерение динамических условий на границе раздела кристаллов и деталей G / I Понять физическое и металлургическое влияние температуры, давления и абразивного износа на инструментальные материалы G / I | Создать централизованный банк данных G / I — изучать, собирать и применять информацию о свойствах материалов из других отраслей Разработка программного обеспечения для оптимизации проектирования круглосуточной оснастки G / I Разработка базы данных напряжения течения для использования в моделировании G / I Разработка системы точного моделирования поковки на основе характеристик материала G / I Проверка моделей процесса для имитации реальных условий I / I |
Необходимо разработать системы неразрушающего измерения в реальном времени для кованого изделия, штампа и пресса.Такие системы позволят оператору определять важные условия процесса, такие как температура, размерные характеристики и заполнение полости. Неразрушающий контроль также необходим для оценки моделей напряжений, которые позволят моделировать остаточные напряжения в кованом продукте. Оба вида деятельности считаются краткосрочными исследовательскими проектами, которые потребуют взаимодействия правительства и промышленности.
Одной из областей, заслуживающих дополнительного внимания, является необходимость понимания и измерения влияния переменных процесса на поковку для получения «первой детали, хорошей детали».Эта концепция обеспечит достаточное понимание и контроль процесса для проектирования и разработки системы ковки, которая обеспечит качественную ковку при первой загрузке стали в штамп. Это может значительно улучшить использование материала и снизить процент брака.
Программное обеспечение и данные процесса
Разработка проверенных компьютерных моделей и лежащих в их основе данных о процессах является одним из наиболее важных приоритетов исследований для улучшения использования инструментов и материалов.Наиболее важная потребность в исследованиях — разработать программное обеспечение для оптимизации конструкции штампов, которое позволило бы использовать инструменты в течение 24 часов. Это потребует разработки централизованного банка данных о свойствах материалов, которые можно будет собирать из других отраслей и применять к кузнечным операциям. Банк данных можно сделать доступным в Интернете для широкого использования. В настоящее время отсутствуют данные о напряжении течения, необходимые для разработки более качественных моделей моделирования. Ожидается, что вся деятельность потребует постоянных усилий, которые принесут полезные результаты в ближайшей, среднесрочной и долгосрочной перспективе и потребуют сотрудничества между государством и промышленностью.
Были определены четыре области исследований, в которых участие правительства может не потребоваться для улучшения моделирования, поскольку они могут быть успешно выполнены посредством отраслевого сотрудничества. Эта исследовательская деятельность включает проверку моделей процессов для моделирования реальных условий эксплуатации, разработку моделей, которые могут обрабатывать параметрические исследования оптимизации затрат, разработку системы CAD / CAM для конкретной поковки и разработку компьютерной системы, которая может пересылать и реконструировать кованую деталь.Этот последний элемент напрямую связывает клиента с дизайнером и ускоряет проектирование детали и доставку при меньших затратах.
Другие важные исследовательские приоритеты включают разработку модели материала штампа на основе состава материалов и улучшение моделей материалов для прогнозирования микроструктуры.
Контроль качества продукции
Более эффективное использование материалов может быть достигнуто за счет повышения качества и однородности поступающих материалов.Хотя это может не потребовать новых исследований, улучшение связи и взаимодействия с поставщиками может улучшить согласованность поступающих материалов, в частности характеристики напряжения течения. Совместные исследования или инициативы по управлению качеством между компаниями и поставщиками могут иметь большое значение для улучшения общего использования сырья.
Аграрная техника в разработке
Аграрная техника в разработкеВ отличие от многих других мастеров, кузнецы могут изготавливать большинство своих инструментов.Основными инструментами являются ручные молотки и кувалды, большое количество и разнообразие зубил, пробойников и выколоток, а также набор клещей с битами или губками различной формы.
Инструменты, которые подходят к отверстию для инструмента на опоре, обычно с соответствующими верхними инструментами, снабженными подходящей ручкой, требуются для формовки и резки.
Для измерения и разметки необходимы штангенциркуль, делители, установленный угольник и линейка. Штангенциркули, разделители и установочный угольник должны быть достаточно тяжелыми и прочными, чтобы выдерживать воздействие на горячий металл в неблагоприятных условиях.Рекомендуется латунная линейка длиной около 600 мм, поскольку стальная линейка быстро ржавеет под воздействием тепла и воды.
РИСУНОК 9
РИСУНОК 10
РИСУНОК 11
МОЛОТКИ
Для повседневной работы большинство кузнецов используют шаровой молоток весом от 750 до 1250 г (рис. 9). Ручной молоток должен иметь вес, подходящий кузнецу.Он должен иметь более длинный вал, чем обычно для других работ, и быть хорошо сбалансированным. Часто для определенных работ используются специальные молотки. Их кузнец обычно изготавливает по мере необходимости. Старые автомобильные полуоси — подходящий материал для молотов.
Кувалды могут быть двусторонними, прямошовными или поперечно-упорными и обычно весят от 3 до 5 кг (рис. 10). У них длинные стержни для использования двумя руками.
Все головки молотов должны быть надежно закреплены на валах. Используются как деревянные, так и металлические клинья (рис.11). Центральные линии головки молотка и его вала должны находиться под прямым углом друг к другу. Поверхности молотка должны быть отполированы и не оставлять следов.
ДОЛОТА
Кузнецу нужны долота для резки как холодного, так и горячего металла. Для резки холодного металла стамески сравнительно короткие и толстые, а для горячего металла они тоньше и длиннее (рис. 12A). Долота могут быть из много форм и размеров, часто делаются специальные, чтобы облегчить ручную работу. Лучше всего их делать из стали, содержащей около 0.8 процентов углерода. Автомобильные винтовые и листовые рессоры являются хорошей заменой, если ничего другого нет в наличии.
Кузнецов часто привлекают для изготовления долота для других мастеров. Они должны быть закалены и закалены в соответствии с конкретными целями.
НАБОРЫ
Как и долота, наборы используются для резки горячего и холодного металла. В основном это стамески с ручками или стержнями. Проще всего обращаться с деревянными древками, но многие кузнецы используют ручки с металлическими стержнями. Они дешевы, их легко изготовить и установить.Как и долота, наборы для холодной обработки короткие и толстые, а для горячего металла они длиннее и тоньше. Опять же, они могут быть изготовлены в широком диапазоне форм для различных целей (рис. 12B).
HARDY
Hardy — это долото, предназначенное для того, чтобы соответствовать отверстию для инструмента в наковальне. Он используется с ручным молотком для резки горячего и холодного металла.
РИСУНОК 12
РИСУНОК 12 A
ЩИПЦЫ
Кузнец использует щипцы разных типов и стилей (Рис.13). Клещи должны крепко удерживать заготовку, не соскальзывая. Они часто изготавливаются для одной конкретной работы или адаптированы для конкретной заготовки и могут различаться по длине, размеру и весу, как и размеры металлов. Хотя кузнецы изготавливают свои собственные клещи, как правило, из мягкой стали, рекомендуется начать с изготовления хотя бы нескольких пар.
ПУАНСОНЫ ДЛЯ ГОРЯЧЕЙ РАБОТЫ
Они могут быть круглой, квадратной или почти любой другой формы, подходящей для работы. Пуансоны должны быть достаточно длинными, чтобы руки не попадали в отраженное тепло. оснащен ручками.Обычно они предназначены для удаления минимального количества металла из работы и расширения отверстия до размера и формы (рис. 14).
ДРИФТЫ
Выколотки больше похожи на короткие удары. Изготовленные из углеродистой инструментальной стали, они имеют точный размер и форму и могут быть круглыми, шестиугольными, восьмиугольными или почти любой другой формой. Их обычно забивают молотком, чтобы довести отверстие до нужного размера и формы, пока металл нагревается только до тускло-красного цвета. Можно нанести немного смазки, чтобы облегчить работу и улучшить качество обработки (рис.14).
РИСУНОК 13
РИСУНОК 14
РИСУНОК 14 A
РИСУНОК 15
9 9 как и стамески или наборы, бывают разных размеров и имеют закругленные края. Маленькие можно держать в руках, в то время как для больших размеров требуются древки или ручки, и по ним бьют кувалдой.Фуллеры обычно делают парами. Нижний сошник входит в отверстие для инструмента на наковальне. Они используются для опускания уступов при подготовке к ковке шипов и для вытягивания или перемещения металла в одном направлении (рис. 15).СТАБИЛКИ
Это верхний и нижний инструменты, между которыми обрабатывается металл. Самые распространенные из них — полукруглые и используются для формовки круглых сечений по размеру после предыдущей ковки. Нижний инструмент входит в отверстие наковальни.В некоторых случаях верхний и нижний инструменты шарнирно соединены или скреплены пружинным ремнем или стержнем. Это может быть полезно, когда кузнец работает один. Они также распространены при работе с механическим молотком (рис. 16).
ПЛОСКИ И МОЛОТКИ
Имеют плоские поверхности с острыми или закругленными краями в зависимости от требований, их кладут на изделие и бьют кувалдой. Установочный молоток чаще всего используется для установки в плечи, а более плоский является хорошим инструментом для чистовой обработки и должен использоваться только для придания хорошей отделки ровным поверхностям (рис.17).
РИСУНОК 16
РИСУНОК 17
РУЧНОЙ МАНДРЕЛЬ
Этот инструмент имеет коническую форму и оснащен ручкой.