Инструменты и приспособления для художественной ковки

Виды топлива, горны и воздухоподающие устройства.

Технология художественной ковки

Первыми устройствами для нагрева заготовок были костры. Однако они не могли

нагреть металл до ковочной температуры (800 - 1200 градусов), так как температура горения дров составляет 600 - 800 градусов. Тогда первые кузнецы стали использовать воздухоподающие устройства. Наиболее успешными устройствами стали меха. В настоящее время в качестве топлива используют: древесный уголь твердых пород дерева (дуб, бук, береза, ясень и др.), торф, уголь разных пород, мазуты и природный газ.

Горны для нагрева заготовок имеют различные конструкции: легкие переносные горны с вентилятором, работающим от ножного или ручного привода; горны с вентиляторами или турбинками, горны 'питающиеся' от магистрального трубопровода и др. Типы стационарных горнов с металлической основой, кирпичной, бетонной и каменной. Конструктивные и технологические особенности горнов.

Теплопроводность металла — это скорость нагрева заготовки по сечению. Чем меньше теплопроводность металла, тем больше опасность образования трещин при нагреве. Прежде чем приступить к ковке, необходимо научиться правильно разжигать горн и овладеть приемами нагрева металла. Перед началом работы горн следует хорошо вычистить, горновое гнездо, а также зольную камеру освободить от остатков несгоревшего топлива и золы. В горновое гнездо укладывают древесную щепу, бересту или другой легковоспламеняющийся материал, а сверху — дрова. Когда дрова разгорятся, включают поддув и небольшими порциями подкладывают топливо до тех пор, пока не образуется жаровой массив. В кузнечном деле приходится иметь дело с различными сплавами, цветными металлами, со сталями разных марок. Для нагрева до ковочной температуры одинаковых по размерам заготовок, но разных типов металла требуется сжечь разное количество топлива.

Материалы, применяемые для ковки, должны обладать ковкостью и пластичностью. Из черных металлов наилучше использовать стали (сплав железа с углеродом) с наименьшим содержанием углерода и вредных примесей. Также поддаются ковке конструкционные стали с содержанием углерода от 0,5 до 0,8%. Примеси серы и фосфора являются нежелательными. При определенном навыке марку стали можно приблизительно определить по искре при соприкосновении образца металла с вращающимся наждачным кругом. Имея в наличии маркировальные эталоны, можно определить содержание углерода встали с точностью до 0,2%.

Кузнец, кующий заготовки для художественных изделий, использует большое количество инструмента. Весь инструмент разделяется на: опорный, ударный, подкладной, специальный и вспомогательный. К опорному инструменту относятся наковальни (несколько типов), которые устанавливаются на деревянную колоду, металлическую или бетонную подставку. У некоторых народностей (цыгани, казахи, узбеки, якуты, бурята) кузнецы устанавливают свои наковальни прямо на землю. Наковальни являются универсальным оборудованием для ковки разнообразных заготовок для художественных изделий. Наковальни снабжены различными отверстиями и выступами для производства различных технологических операции: гибки под прямым углом и по радиусу, пробивки круглых и квадратных отверстий, а также протяжки, высадки и осадки. К опорному инструменту относятся массивные плиты - ' формы' с разнообразными отверстиями как по плоскости, так и по периметру. На этих формах производят пробивку различных отверстий и гибку с разными радиусами. Кроме этого при ковке художественных изделий используются ровные 'правильные' плиты больших размеров и толщины. На этих плитах проводят окончательную правку собранных в единое целое художественное изделие.

Ударный инструмент состоит из молотков - ручников кузнеца и тяжелых молотов - кувалд молотобойца. Ручники кузнеца имеют разнообразные по форме головки молотков: с ровным бойком и клиновидным или шаровым задником, а боевые молота молотобойцев имеют ровную рабочую поверхность и клиновой (продольный или поперечный) задник. У кузнеца различаются следующие удары: легкие - кистевые, средние - локтевые и сильные - плечевые. У молотобойца - легкие локтевые, средние - плечевые и сильные навесные. Кузнец руководит процессом ковки при помощи своего ручника: ударяя по нагретой заготовке, кузнец показывает куда надо бить и с какой силой. Если кузнец положил боком молоток на наковальню, значит конец ковки.

К зажимному инструменту относятся разнообразные струбцины, тиски слесарные и тиски кузнечные. Самые надежные из них это кузнечные тиски, в которые можно зажимать горячие заготовки и совершать различные технологические операции при помощи ударов молотка: гибку, высадку и др. операции. Для выноса из горна нагретых заготовок и удержания их во время ковки применяются кузнечные клещи. В зависимости от формы сечения и размеров заготовки клещи имеют соответствующие формы губок. Так круглую в сечении заготовку можно удерживать клещами, губки у которых имеют в сечении круг или квадрат по диагонали соответствующего размера. В связи с этим для каждого размера и формы сечения заготовки должны быть свои клещи. Поэтому у кузнеца на 'вешалке' должно находиться свыше10 - 20 разнообразных клещей.

Подкладной инструмент для кузнеца играет важную роль, так как от его количества зависит производительность труда и качество изделия. Условно подкладной инструмент можно разделить на три группы. Инструмент первой группы это инструмент подкладываемый под удар молота или ручника: зубила кузнечные для совершения разделительных операций с прямым резом, с радиусным резом и фасонное; пробойники для пробивки отверстий с сечением рабочего конца в виде круга, овала, квадрата или прямоугольника; прошивни для прошивки отверстий в толстых заготовках конический и цилиндрический формами; гладилки для выравнивания поверхностей после ковки с квадратной, прямоугольной и цилиндрической рабочими поверхностями; а так же разнообразные раскатки и разгонки с различными радиусами рабочего конца.

Подкладной инструмент второй группы, вставляемый в основную наковальню и предназначенный для повышения производительности труда, состоит из подсечки для рубки материала, вертикального конуса для расширения отверстий, вилки для гибки заготовок, уклона для призматических поверхностей. Кроме этого существует еще специальный подкладной инструмент для гибки под прямым углом, сварки цепей и гибки петельных ушек.

Подкладной инструмент третьей группы - это парный подкладной инструмент (верхник и нижник): обжимки для выравнивания цилиндрических, шестигранных и квадратных поверхностей; парные разгонки и подбойки, а так же гвоздильни для высадке головок болтов и гвоздей разнообразной формы.

Мерительный инструмент состоит из универсального и специального. К универсальному инструменту относятся: стальной металлический метр, штангенциркуль, угольники и угломеры, кронциркули и нутромеры. К специальному кузнечному мерительному инструменту относятся: усадочные, прутковые, профильные и контурные шаблоны, предназначены для измерения размеров нагретых заготовок, а так же калибровочные скобы и калибр - гребенка.

К вспомогательному кузнечному инструменту относится инструмент для обслуживания горна и печей: кочерги для подгребания угля к очагу во время горения и очистки гнезда от шлака, пики для пробивки спекшегося угля, брызгала для смачивания угля во время горения и образования 'шапки' над очагом, метелки - для очистки горна и фурмы от шлака и щипцов - для укладки и извлечения кусков угля и спекшегося шлака.

Кузница - оснащенное всем необходимым инструментарием и оборудованием помещение для работы кузнеца и хранения угля, металла и других необходимы предметов. Раньше кузницы размещались под открытым небом или в пещерах, потом стали устанавливать навесы и строить помещение из дерева, камня, кирпича и других строительных материалов. В настоящее время кузнецы строятся из кирпича, бетона или из металла. Кузнеца для кузнеца - художника должна быть просторной и иметь несколько комнат: сама кузница, кабинет для проектирования, комната отдыха с душевой и туалетом. В кузнице горн занимает центральное место (около стены или в центре), рядом с ним устанавливается наковальня, столик с инструментом, бачок с холодной водой. По углам кузницы устанавливаются ящики для угля, дров. Металлические заготовки и кованые изделия хранятся на стеллажах. Около других стенок располагаются слесарный стол с точилом и сверлильным станком, а также шкаф для одежды. В современных кузницах для изготовления художественных изделий в настоящее время обязательно устанавливаются пневматические молота, массой падающих частей (мпч) 80 или 150 кг. Кроме этого должно размещаться следующее оборудование - сверлильный станок, наждак, механическое и гидравлическое оборудование для скручивания и гибки завитков. Рассмотрим конструкцию пневматического молота с мпч. 80 кг. Молот состоит из 3 - х основных частей: литой чугунной станины, шабота и электродвигателя. Станина предназначена для замыкания усилий и размещения в ней всех узлов и механизмов. Шабот воспринимает ударную нагрузку и равномерно распределяет на поверхность земли. Сверху шабота монтируется подушка, на которую устанавливается нижний боек молота. Основным ударным элементом молота является баба, состоящая из штока с поршнем и верхнего бойка. Баба под действием сжатого воздуха с высокой скоростью опускается вниз и деформирует заготовку. Подъем бабы вверх осуществляется так же под действием сжатого воздуха, который подается под поршень штока. Регулирует подачу сжатого воздуха система распределительных кранов. Сжатие воздуха происходит в компрессорном цилиндре в результате движения поршня вверх. Движение поршня (вверх - вниз) осуществляет шатун зубчатого редуктора, приводимый во вращение от электродвигателя через ременную передачу. Однако стоимость пневматического молота довольно высокая, поэтому многие кузнечные фирмы делают рычажные молоты самостоятельно.

Кроме пневматических молотов в кузницах применяют винтовые прессы фрикционные молота. Винтовые прессы используются для чеканки, обрезки заусенцев, запрессовки вытяжки.

Дата добавления: 2014-01-06