Вспомогательные инструменты

Количество и разнообразие вспомогательных инструмен­тов очень велико. Их можно разделить на две группы:

1) инструменты, с помощью которых видоизменяется заготовка (рубка, скручивание и т. д.), крепящиеся к дере­вянной ручке и имеющие свои подобия, называемые нижниками; их вставляют в квадратные отверстия нако­вальни;

2) удерживающие инструменты — это разные формы горновых клещей.

К первой группе вспомогательных инструментов отно­сятся (рис. 67):

I — зубило кузнечное (секач) — применяется для рубки металла в холодном и горячем состоянии; по форме зубила разделяются на прямые, полукруглые, фасонные и односторонние. Зубила для рубки по холодному металлу затачиваются под углом 45°, для рубки по горячему — под углом 60°;

2 — бородок, так же как и зубило, крепится к дере­вянной ручке и имеет круглую или квадратную форму. Он служит для пробивания отверстий в горячем состоянии;

3 — нижник с упором, применяется с верхником;

4 — подбойки применяются для ускорения протяжки металла, выделки в поковке желобков, углублений и т. п. Применяется как с нижником, так и без него; рабочая часть имеет разный радиус кривизны. Для перехвата поковки, когда нужно от большего сечения перейти к меньшему, по всему периметру толщины заготовки при­меняются односторонние подбойки с вырезом разного размера, в этом случае применяют нижники;

5 — обжимки применяются для придания поковке цилинд­рической граненой или фасонной формы. Верхник обжимки крепится на деревянной ручке, нижник вставляется в квадратное отверстие наковальни. Формы обжимки могут быть самые разнообразные;

6 — гладилки служат для выглаживания поверхности изделия, по форме бывают квадратные и полукруглые;

рабочая часть гладилки должна быть хорошо отшли­фована;

7 — подсечка — нижник вставляется в квадратное отвер­стие наковальни; применяется при рубке мелких загото­вок без секача, при рубке толстых заготовок применя­ется с верхником;

8 — нижник служит для загибки спирали;

9 — нижник с упором;

10 — конус;

11 — скоба — согнутый отрезок металла круглого про­филя; применяется при гибке;

12 — вилка — применяется при гибке; вставляется в квад­ратное отверстие наковальни;

13 — гвоздильня — металлическая пластина размером 300 X 40 X 25 мм с отверстиями разной величины, которые имеют незначительный конус, т. е. в верхней части отвер­стие меньше на 2 — 4 мм; применяется для изготовления головок гвоздей, клепок болтов и т. д.

Ко второй группе (удерживающим инструментам) отно­сятся горновые клещи. На рис. 68 показано несколько разновидностей клещей.

Каждому профилю и размеру обрабатываемой заготов­ки должен соответствовать нужный профиль и размер губок клещей:

а) клещи с плоскими губками — для захвата полосового металла и квадрата;

б) клещи с вогнутыми губками — для металла круглого сечения;

в) клещи с А-образными губками — для квадратного

сечения металла.

Эти первые три разновидности клещей наиболее часто применяется при художественной ковке и поэтому их следует иметь разных размеров;

г) клещи с плоскими губками и поперечиной — служат для захвата материала различной ширины;

в) клещи для уголка;

68. Горновые клещи: а — для полосового ме­талла; б — для круглого металла; в — для квад­ратного сечения; г — с поперечиной для широ­кой полосы; б — для уголка; е — для закле­пок; ж — с подвижной губкой; е) клещи для заклепок;

 

ж) клещи с подвижной губкой, позволяющей захва­тывать заготовку различной толщины.

Если нет клещей требуемого размера, то нужно отковать конец заготовки так, чтоб он подошел к клещам ближай­шего размера. Можно подгонять губки клещей под заго­товку. Но при частом повторении такой подгонки клещи приходят в негодность.

В процессе работы над изделием появляется необходи­мость проверки только что выполненной операции (конт­роль, соотношение с другой, аналогичной деталью). В таких случаях применяются измерительные и контрольные инструменты, к которым относятся: двойной крон­циркуль, служащий для проверки размеров во время ковки; кузнечный наугольник, служащий для выверки правильности углов. Кроме того, используются шаблоны и калибры — гребенки, представляющие собой стальную удлиненную пластинку с вырезами по сторонам, причем каждый вырез делается несколько шире указанного на нем размера (на 1%) с учетом теплового расширения стали.

Перечислить все инструменты и приспособления, кото­рые необходимы во время работы, невозможно, потому что мастер сам изготовляет инструмент в процессе работы над каким-то изделием. Тут и проявляются умение, знания, сноровка мастера экономно и быстро выполнить эту операцию.

Изготовление инструмента. Для закрепления навыков слесарной и кузнечной обработки полезно изготовить ряд слесарных и кузнечных инструментов, которые будут необ­ходимы учащимся для их дальнейшей работы в мас­терской.

Слесарное зубило куется вручную из прутковой стали У7 или У8. Заготовку диаметром 23 мм протягивают на полосу 16 X 25 мм. Длина заготовки должна быть 500 X 800 мм для ковки без клещей. Оттягивают на переднем краю наковальни рубящую часть и выглаживают гладилкой.

Затем отрубают от заготовки изготовленную часть длиной 160 мм. Скругляют ударяемую часть. После отделки зубило закаливают.

69. Последовательные операции изготовле­ния клещей

Ручник (кузнечный молоток) изготовляется свободной ковкой с незначительным припуском на механическую обработку рабочей поверхности. Ручник куют из стали У7, У8 сечения 40X40 мм. Нагретую заготовку пробивают пробойником. В отверстие вставляют оправку и на оп­равке отверстие отделывают так, чтобы оно имело неболь­шой конус. Это позволяет надежно закрепить ручку в молотке с помощью деревянных и металлических клиньев. Обработанную часть отрубают от заготовки на длину хвоста молотка. На переднем краю наковальни вытягивают хвост. Поковку выглаживают и закаливают.

Клещи (горновые) изготовляют из прутка малоуглеро­дистой стали сечением 30 X 30 мм. При изготовлении больших клещей работа производится с помощью молото­бойца (рис. 69). Сначала куют губки клещей, расплющивая пруток на необходимую толщину. Повернув заготовку на 90°, расплющивают соседний участок прутка под будущий шарнир. Затем вытягивают конец для ручки. Все эти операции следует делать с одного нагрева. При необходи­мости ручки удлиняют, наварив пруток из малоуглеродис­той стали. Затем изготовляют заклепку, пробивают отвер­стие и соединяют детали клещей.

ТЕХНОЛОГИЯ КОВКИ

 

Технологическая обработка металла ковкой включает в себя разнообразие приемов, методов, которые продикто­ваны характером материала и теми задачами, стоящими перед художником-кузнецом. В процессе ковки мастер применяет разнообразные приемы, используя разные инстру­менты, чередуя их в различных комбинациях и после­довательности.

В основном все приемы можно свести к следующим основным операциям: осадка, вытяжка, рубка, разрубка, пробивка отверстий, гибка, закручивание, насекание рисунка, набивка рельефа.

Осадка. Это операция, которая применяется для увели­чения поперечного сечения какой-то части заготовки за счет ее длины (высоты).

Осадка может быть полной и местной. При полной осадке деформируется весь металл. При местной осадке деформируется только часть металла. Соответственно этому и делается нагрев — полный или местный.

 

70. Приемы осадки: а — осадка в тисках; 6 — осадка на наковальне; в — осадка конца для об­разования головок; г — образование запаса ме­талла для гибки под углом

 

Осадка применяется в следующих случаях.

1. Для получения отдельных утолщений на поковке (осад­кой концов или середины) при ковке декоративных эле­ментов, имеющих переменное сечение. Например, расти-

тельные орнаментальные мотивы (утолщенные узлы на стебле, плоды, ягоды и т. д.). После осадки поковка дополнительно обрабатывается обжимками, подбойками.

2. Как предварительная операция перед загибанием под углом для восполнения недостающего металла для обра­зования угла.При осадке поковку нагревают, ставят вертикально на наковальню и бьют ручником или кувалдой по верхнему концу. Длина поковки не должна превосходить диаметр больше чем в 2 — 2,5 раза, иначе произойдет изгибание. Если длина заготовки не позволяет наносить удары молотком, то осадка производится ударами самого предмета о наковальню. При осадке важно соблюдать следующие условия: концы заготовки должны быть срублены под углом 90°, заготовка должна быть прямой.

Если требуется осадить заготовку на малом участке с большой разницей в сечении, нагретую заготовку опускают в холодную воду, исключая участок, подлежащий осадке. Эта операция должна производиться быстро, заготовку нельзя передерживать в воде, необходимо следить за нагретым концом. Такой прием применяется при изготов­лении головок болтов или больших строительных гвоз­дей.

Некоторые кузнецы осадку концов заготовки производят так: нагретый конец загибают под углом 90° и, перевернув, ударяют по загнутому торцу металла. Трудность этого приема заключается в том, чтобы при осадке не сделать складку загнутого конца. Хорошо этот прием использовать при горновой сварке. Осадку концов заготовок можно про­изводить в тисках: нагретую заготовку закрепляют в тиски так, чтобы над губками возвышалась та часть металла, которую требуется осадить. Высота осаживаемой части должна быть в 2,5 раза больше сечения заготовки. Эту операцию необходимо производить быстро, потому что при зажатии в тиски нагретый металл быстро остывает от соприкосновения с губками. Быстро закрепив заготовку, ручником осаживают.

При осаживании концов заготовок большого сечения обычно бывает, что сила губок тисков недостаточна и при ударе заготовка скользит в тисках. В этом случае, если позволяет заготовка, в ней делаются плечики.

При работе с поковками большой длины бывают слу­чаи, когда надо производить осадку в середине заготовки. Все перечисленные приемы в этом случае неприемлемы (в частности, нельзя производить осадку ударами самого предмета о наковальню). В этом случае в зоне осадки заготовку выгибают в форме буквы Z и сверху по изгибу ударяют ручником; после осадки заготовку выправляют.

Кроме перечисленных приемов существуют и другие с использованием приспособлений. Некоторые приемы осадок изображены на рис. 70.

Вытяжка. Эта операция применяется для увеличения длины заготовки за счет уменьшения ее поперечного сечения. Нагретую заготовку кладут на наковальню и ударами молота вытягивают. Боек молотка имеет поверхность не гладкую, а выпуклую, и, когда происходит удар, металл как бы выдавливается во все стороны и по длине, и по ширине заготовки.

Повернув заготовку на 90°, ударяют по выпуклости, которая получилась в результате первого удара. Так,

периодически поворачивая и передвигая заготовку, ее вытягивают.

Таким образом, главное состоит в том, чтобы в про­цессе вытяжки в сечении всегда должен быть квадрат.

Для ускорения вытяжки ковку можно вести на роге наковальни; в этом случае металл будет тянуться (течь) между двух выпуклостей, что способствует более быстрому увеличению длины заготовки.

Другой вариант вытяжки — с раскаткой, или разгонкой. Форма раскатки чаще всего полукруглая. От расположения раскатки на поковке (вдоль или поперек) зависит направ­ление вытяжки.

Вытяжка на конце применяется при изготовлении гвоздей, светцов, пробоев, жиковин и других изделий.

Нагретую заготовку начинают вытягивать, немного от­ступая от конца, и в процессе вытяжки подают на себя. Во время работы нужно следить, чтобы квадрат, который получился в процессе ковки, сходил на конец поковки. Это достигается силой и характером ударов. Заканчивать вытяжку нужно легкими ударами. На рис. 71, а — г показаны приемы вытяжки.

Рубка — операция, посредством которой поковку раз­деляют на части. Для этого заготовку нагревают до темно-красного каления, кладут на наковальню и, наставив кузнечное зубило, прорубают на три четверти ее толщины; перевернув заготовку, вновь наставляют зубило и отрубают сильными ударами. При работе кузнечными зубилами по горячему необходимо при рубке толстых заготовок периоди­чески охлаждать зубило, так как при долгом соприкоснове­нии с нагретым металлом лезвие зубила отпускается. Перед тем как вновь наставить зубило на заготовку, необходимо легким постукиванием о стул наковальни сбить капли воды с зубила.

71. Вытяжка: а — последовательность вытяжки; б — вытяжка с кантовкой на 90°; в — вытяжка на роге нако­вальни; г — вытяжка с раскаткой

 

При работе на лице наковальни зубилами и другими режущими инструментами без подкладки нужно быть особенно внимательным и осторожным и следить, чтобы

заготовка не прорубалась. Это может испортить лицо наковальни.

Разрубка (прорубка) — операция, в результате которой заготовка только надрубается. Этот прием широко при­меняется в художественной ковке. Надрубленные участки отгибаются, вытягиваются, они претерпевают различные виды ковки, после чего превращаются в цветы, завитки или листья. Особенно широко этот прием применяется при изготовлении жиковин, светцов и т. п. (рис. 72).

72. Жиковина, изготов­ленная методом раз­рубки

 

При разрубке заготовку разрубают с одной стороны (лицевой). Первые удары делают легкими; ими только надрубают канавку. Нагрев должен быть слабым — это поз­воляет не торопиться и спокойно раскроить металл. После раскроя материал нагревают и сильными ударами разрубают. Зубило в процессе рубки только в момент удара ставят в направляющий желоб. Удары молотом должны быть редкие, но сильные. Молотобоец должен производить удар в тот момент, когда убедится в правильности установки зубила.

Обрубка (обеечка) — отделение части металла по наруж­ному контуру.

Применяется при ковке декоративных изделий сложной формы: накладок, жиковин и т.д., т.е. там, где необхо­димо обрубить деталь по контуру.

Вырубка — операция, аналогичная обрубке. Применяется для вырубки металла по внутреннему контуру.

Операции обрубки и вырубки аналогичны просечке, с той только разницей, что просечка выполняется по более тонкому листу ручными зубилами и в холодном состоянии.

Зубила применяются разного профиля: полукруглые, прямые, угольные и др.