Наковальня кузнеца. От правильного конструирования этого, на первый взгляд, весьма нехитрого предмета зависит производительность ковки и точность готовой поковки. Между тем вовсе не обязательно заказывать инструмент в специализированной мастерской: при наличии определённого комплекта рабочего инвентаря домашнего мастера его под силу изготовить и своими руками.

Классификация наковален

Виды наковален и их формы различны. Они классифицируются:

1. по весу: например, наковальня 10 кг может быть применена лишь при горячей ковке молотом с весом не более 1 кг (именно такое соотношение весов считается оптимальным);
2. по наличию кузнечного рога: наковальня двурогая или однорогая. в простейших случаях используют и наковальню простой конфигурации, но многого на ней не сделать;
3. по форме опорной части – с лапами и без них, на сплошном основании;
4. по наличию отверстия и его форме – стальные наковальни с круглым и/или квадратным глухим отверстием;
5. с хвостом или без него.

Столь сложная конструкция и форма оснастки обуславливаются разнообразием кузнечных операций, которые могут быть выполнены только с использованием наковальни.

Скачать ГОСТ 11398-75 «Инструмент кузнечный для ручных и молотовых работ. Наковальни двурогие».

Традиционные составляющие кузнечной наковальни:

• рог, который представляет собой конусообразный отросток на одном или обоих её боковых торцах. Он может быть съёмным и несъёмным. В первом случае изготавливается несколько комплектов с разным диаметром основания, что даёт возможность производить на этом элементе своими руками такие кузнечных переходы как завивку, раскатку, гибку. Съёмный рог снабжается резьбовой частью (резьба должна быть самотормозящей), и ввинчивается в тело наковальни;
• хвост: выступ, квадратный в плане, размещаемый с противоположной от рога стороны. По размеру поперечного сечения и вылету примерно соответствует параметрам рога. При помощи хвоста выполняют гибку на угол 90°;
• отверстия, причём в классической наковальне их должно быть два: квадратное – для установки какого-либо подкладного штампа, и круглое – для фиксации противоположного конца проволоки во время её завивки.

В заводских условиях наковальни изготавливаются из стали 35Л, например, на АО Глазовский завод «Металлист».

Упрощённая мини-наковальня может быть выполнена своими руками либо из широкого равнополочного швеллера ГОСТ 8240, либо из куска стального рельса, причём специалисты считают, что для этих целей подойдёт не железнодорожный, а крановый рельс КР120 или КР140.

Скачать ГОСТ 11397-75 «Инструмент кузнечный для ручных и молотовых работ. Наковальни однорогие».

Подготовительные работы

Выбор вида исходной заготовки для такого самодельного инструмента зависит от целей, ради которых он изготавливается. Для горячей ковки своими руками небольших поковок вполне подойдёт настольный вариант из швеллера, более массивные предметы можно отковывать только на наковальне из рельса.

Исходный стальной швеллер номером не ниже 36У или 40У обязательно должен иметь уклон внутренних граней полок. В этом случае допустимые напряжения изгиба выше, и полка не будет проседать под нагрузками. Размеры самодельной наковальни в этом случае будут следующими:

• для номера 36У: ширина 110 мм, высота 360 мм;
• для номера 40У: ширина 115 мм, высота 400 мм.

Длину заготовки принимают обычно по индивидуальным потребностям: обычно это не более 400 мм. Не рекомендуется принимать экономичный швеллерный профиль, поскольку его вес меньше, а момент сопротивления и жёсткость — ниже. В качестве материала обычно принимают сталь Ст.3сп, но лучше выбрать профиль из стали 17Г1С, прочность которой выше.

Долговечность изделия можно увеличить, если на её переднюю плоскость установить закалённую прошлифованную пластину из инструментальной стали типа 5ХНМ или 5ХГС. Толщина пластины должна быть не ниже 5…6 мм.

Аналогичные требования по материалу и размерам предъявляют к наковальне, изготовление которой намечено из рельса. Предварительно в заготовке стоит просверлить круглое глухое отверстие.

Виды и типы наковален

Изготовление наковальни

Как сделать наковальню? Последовательность выполнения операций заключается в следующем. Вначале получается рог. Для этого один из торцов заготовки постепенно обрабатывается «болгаркой» до примерно конической поверхности, после чего шлифуется и заостряется до вида усечённого конуса. Затем острая часть подгоняется напильником. Аналогично механической обработкой получают и хвост.

Для настольной наковальни из швеллера вышеуказанные элементы изготовить невозможно, поскольку в составном варианте не окажется тела сечения, чтобы надёжно их закрепить.

Следующий этап – оформление своими руками опорных лап. Для наковальни из рельса потребности в этом нет, ибо подголовок уже имеет технологические выступы. Используя их, можно просверлить своими руками требующиеся для крепления крепёжные отверстия. В швеллерном профиле все отверстия высверливаются в условно нижней полке. Учитывая большой вес, длинная наковальня крепится шестью болтами, короткой — достаточно и четырёх. Для крепежа подойдут болты от М16 и выше.

Важный момент – установка наковальни в мастерской. Поскольку изделие при использовании испытывает значительные динамические колебания и вибрации, то под него следует установить деревянное основание, которое будет успешно гасить вибрации. Его можно изготовить из дубового пня или сухой деревянной колоды, причём соотношение высоты к размеру поперечного сечения должно быть не более 1,5:1. Вес колоды/пня должен превышать вес оснастки в сборе не менее, чем в 10 раз. Такой импровизированный шабот заглубляется в грунт не менее чем на половину высоты, выравнивается уровнем, после чего грунт тщательно утрамбовывается. При заливке бетонного основания следует перед установкой обработать древесину антисептиком.

Наковальня кузнеца, изготовленная своими руками, по долговечности не уступит профессиональным образцам.

Необходимо большое число разнообразных инструментов и приспособлений. Основной опорный кузнечный инструмент-наковальня.

Современные наковальни изготовляют из стали 45Л методом литья массой от 10 до 270 кг. Наковальни бывают разных типов: безрогие, однорогие, двурогие. Наиболее удобна и универсальна в работе так называемая двурогая наковальня, приведенная на рисунке (а, справа). Верхняя горизонтальная шлифованная плоскость у наковальни называется лицом, или наличником, на ней выполняются все основные кузнечные работы. Боковые грани наковальни образуют с лицевой поверхностью угол 90°, ребра наковальни должны быть довольно острыми, без сколов и заминов. На ребрах проводят гибку и раздачу материала, а также некоторые вспомогательные операции.

Конический рог наковальни предназначен для радиусной полос и прутков, а также для раскатки и сварки кольцевых заготовок.

С противоположной стороны от рога расположен хвост, используемый для гибки и правки замкнутых прямоугольных изделий. В районе хвоста квадратное отверстие размером 35х35 мм, которое применяется для установки подкладного инструмента - нижняков. Около рога расположено круглое отверстие диаметром 15-25 мм для пробивки отверстий в заготовках.

Снизу у наковальни лапы, необходимые для крепления наковальни (с помощью скоб) к деревянному стулу или металлической подставке. В качестве стула обычно используют массивный чурбан или пень (дубовый, кленовый, березовый) диаметром 500-600 мм. Когда нет возможности подобрать необходимый чурбан, то берут металлическую или деревянную бочку, набивают песком, глиной, землей, хорошо утрамбовывают, сверху кладут толстую деревянную прокладку, на которую и крепят наковальню.

Наковальни и шпераки

а - безрогая, однорогая и двурогая наковальни (1 - лицо; 2 - квадратное отверстие; 3 - хвост; 4 - скобы; 5 - стул; 6 - лапы; 7 - конический рог; 8 - незакаленная площадка; 9 - круглое отверстие)

б - шпераки (1 - вставляемый в наковальню; 2 - вбиваемый в землю; 3 - для мелких работ)

в - переносная наковальня; г - наковальня, укрепленная на стуле

Легкие переносные (походные) наковальни имеют специальные ножки.

Наковальни продаются в хозяйственных магазинах. Если наковальню купить не удалось, то на первое время ее можно заменить куском рельс или массивным прямоугольным металлическим бруском.

Большое внимание следует уделить установке стула, который должен стоять вертикально и не вибрировать. Для этого стул закапывают на глубину не менее 0,5 м, а землю вокруг него хорошо утрамбовывают. Высота стула зависит от роста кузнеца и обычно составляет 600-700 мм. Самая удобная для работы высота, когда кузнец, стоящий рядом с наковальней, не наклоняясь, достает до наличника слегка согнутыми пальцами.

Качественная наковальня издает высокий и чистый звук при легком ударе молотком, а при этом отскакивает со звоном.

Для мелких работ кузнецы применяют наковальни небольших размеров или специальные наковальни - шпераки. Одни шпераки устанавливаются своими четырехгранными хвостовиками в
квадратное отверстие наковальни, другие, имеющие удлиненную вертикальную стойку, вбиваются заостренным концом в деревянный чурбан или в землю.

Еще одним незаменимым элементом кузницы является наковальня. На ней металлу придается необходимая форма, проводится закалка и другие основные операции.

Стационарные наковальни делают из прочной легированной стали, их масса достигает 350 кг. На наковальню приходится большая нагрузка, и поэтому она должна обладать устойчивостью и прочностью. При легком ударе кузнечным молотом хорошая наковальня издает ровный и чистый звук, а если в ней есть трещины или пустоты, звук получается глухим. На рабочей поверхности наковальни при надпиливании остается только едва заметный след.

Наиболее распространены двурогие наковальни (рис. 132), но встречаются и однорогие.

Рис. 132. Наковальня: а – рог; б – хвостовик; в – лицо; г – углубление для пробивания отверстий; д – отверстие для установки подкладного инструмента; е – площадка для рубки металла; ж – башмак.

Рогом называется выступ на ее боковой части, который, в зависимости от назначения, имеет разную форму (рис. 132, а). У большинства однорогих наковален он конусообразной формы и предназначен для гибки и раскатки закругленных частей изделий. Второй рог делается в виде усеченного конуса и удобен для загибания на углы меньше 90°.

У основания рога имеется специальная незакаленная площадка для рубки металла зубилом (рис. 132, е).

С противоположной стороны наковальня имеет похожий на рог выступ квадратной формы – хвостовик (рис. 132, б). Он используется для гибки под прямым углом.

У однорогих наковален для этой цели служит край рабочей поверхности.

Плоская поверхность в центре наковальни называется лицом, на ней производится большинство операций плоской ковки (рис. 132, в). Для большей прочности на нее иногда наваривается пластина из прочной стали – наличник.

На рабочей поверхности со стороны рога имеется одно или несколько круглых углублений для пробивания в заготовках отверстий (рис. 132, г). С другой стороны сделано квадратное отверстие 35 х 33 мм для установки подкладного инструмента (рис. 132, д).

Наковальня опирается на массивную ногу, или башмак (рис. 132, ж), который имеет четыре крепежных отверстия и выемку в нижней части основания. В башмак вставляется центральный шип, скрепляющий наковальню с подставкой.

Под наковальню необходимо сделать прочную деревянную или песочную подушку, которая гасила бы импульс от удара по лицевой части. Крепление производится с помощью костылей, вставляющихся в отверстия ноги, или хомутами. Для большей устойчивости основание немного вкапывают в землю.

Лицевая поверхность должна располагаться строго горизонтально. Вокруг наковальни оставляют свободное место, на котором, не мешая друг другу, могут работать кузнец и молотобоец. Для большего удобства ее размещают на расстоянии 1,5 м от горна рогом от него.

Высота, на которой устанавливается наковальня, делается такой, чтобы удар молотом по наличнику приходился горизонтально. При этом работающий не должен тратить дополнительных усилий на подгонку удара – нагибаться или слишком высоко поднимать инструмент вверх.

Поверхности горна и наковальни должны располагаться примерно на одном уровне, что уменьшает усилия при переносе деталей.

Из книги: Коршевер Н. Г. Работы по металлу

Самостоятельное изготовление декоративных кованых изделий потребует специального помещения для производства кузнечных и сварочных работ. Традиционно это помещение называют кузницей или кузнечной мастерской.

Размещение оборудования в кузнице: 1- наждачный станок; 2 - станок для ковки; 3. трубогиб; 4 - шкафы для инструментов; 6 - тиски; 6 - верстак; 7 - вентилятор; 8 - бак с водой; 9 — горн; 10 - вешалки для инструмента; 11- стол для инструмента; 12 -наковальня; 13 - ящики с углем.

Работа в кузне заключается в обработке металлических деталей, обычно в раскаленном виде. Проведение сварки с помощью электрического или газового аппарата тоже подразумевает работу с открытым пламенем и нагретым до высокой температуры металлом. Это предъявляет особые требования к устройству кузницы в домашних условиях.

Как построить кузнечно-слесарную мастерскую своими руками?

Построить кузницу лучше всего из материалов, не подверженных легкому возгоранию:

Схема размещения оборудования в сельской кузнице.

• кирпича;
• шлакоблока;
• асбоцементных листов.

В том случае если кузница вынужденно размещается в постройке с деревянными стенами, они должны быть оштукатурены. Пол в кузне мостят кирпичом, заливают бетоном или делают его из смеси глины и песка, смачивая и тщательно трамбуя ее. Для слесарной мастерской подойдет гараж, сарай или подсобное помещение в доме. Там же можно разместить станки для холодной ковки, так как для этого способа обработки металла не требуется применение открытого огня.

Площадь помещения для ковки декоративных элементов может быть сравнительно небольшой и диктоваться только удобством и свободой передвижения кузнеца.

Для выполнения небольших по размеру изделий оптимальной площадью кузни можно считать 16 кв.м.

Инструменты в кузнице: молоты, тиски, щипцы, заточки.

Такая мастерская дает возможность разместить под одной крышей все необходимое оборудование. Сварочные работы нужно производить только вне помещения.

При производстве кузнечных работ внутри помещения необходимо позаботиться о достаточном проветривании. Идеальным будет устройство принудительной вентиляции приточно-вытяжного типа. Над горном в этом случае размещается вытяжное оборудование. Высота потолков не должна быть менее чем 2,5 м. Кузница под навесом не нуждается в устройстве вентиляции, но работать в ней зимой будет довольно неуютно.

Вернуться к оглавлению

Внутреннее обустройство кузницы, основные приспособления

Специфика труда кузнеца подразумевает размещение в мастерской характерных приспособлений:

Устройство горна кузнечного.

• кузнечного горна;
• наковальни и шпераков;
• правильной плиты;
• гибочной плиты;
• тисков;
• молотов, ручников, кувалды;
• инструментов для резки, заточки, сверления, рубки;
• слесарного верстака.

Помимо этого, обязательно нужно оборудовать кузницу емкостью с водой для охлаждения поковки, которая всегда будет под рукой, и ящик для топлива с кочергой и совком. Обеспечение пожарной безопасности диктует размещение в доступном месте огнетушителя.

Вернуться к оглавлению

Самые необходимые инструменты

Нагревание металлических заготовок до высокой температуры перед обработкой требует обязательного наличия в мастерской кузнечного горна. Это разновидность печи открытого типа, на поду которой производится сгорание высокотемпературного топлива — древесного или каменного угля. Горн обычно располагается у дальней от входа стены таким образом, чтобы кузнец мог иметь к нему доступ с 3-х сторон. Это позволяет нагревать и длинные заготовки, и небольшие детали для изготовления декоративных металлических элементов.

Наковальня с приспособлением для зажима заготовок.

Для небольшой мастерской или для изготовления мелких деталей хорошо подходит переносной горн, который можно сделать из листового металла или из обрезанного газового баллона. Обработка более крупных заготовок (детали перил, заборов и пр.) потребует установки стационарного оборудования. Традиционно такой горн складывают из кирпича: основание выкладывают из кирпича или шлакоблока, оставляя в центре место для зольника и притока воздуха к колосникам. Можно сварить основание и из стального уголка, выполнив зольник из листового металла. Для принудительного дутья с целью повышения температуры сгорания топлива прокладывают трубу. Для нагнетания воздуха можно использовать пылесос. Поверх зольника устанавливают колосниковую решетку, и стенки вокруг нее выкладывают из огнеупорного кирпича, формируя горновое гнездо, где находится горящее топливо.

Обработка раскаленной заготовки производится на наковальне. Для этой цели можно приспособить кусок рельса, один конец которого сточить в виде конуса. При возможности лучше приобрести профессиональную наковальню, но для изготовления декоративных деталей подойдет и кусок толстой (2-3 см) стальной плиты с гладкой поверхностью.

Установить наковальню можно:

• на деревянной колоде («стуле»);
• на основании из монолитного бетона;
• в бочке с песком.

При любом способе установки высота над полом рабочей поверхности наковальни (наличника) определяется индивидуально и должна примерно соответствовать уровню большого пальца на руке стоящего рядом с ней ковщика.

Подсобные приспособления (гибочная и правильная плита, тиски, шпераки) служат для закрепления и обработки заготовок. Гибочная плита имеет отверстия, в которые при необходимости вставляют отрезки прутка по рисунку; между ними выгибают одинаковые элементы в большом количестве (завитки, улитки и пр.). На правильной плите можно согнуть под прямым углом или выпрямить длинные заготовки. Шпераки представляют собой мини-наковальни для мелких элементов. В тисках зажимают концы детали при скручивании, изгибании или некоторые инструменты (шпераки, нижники) для обработки заготовок.

Ударные инструменты должны быть представлены набором молотов и кувалд различного веса (4-16 кг) для нанесения ударов при ковке крупных изделий. Для окончательной обработки заготовки применяют ручники массой 800-2000 г с длиной рукоятки около 35 см. Ручник служит для нанесения точных ударов, исправления формы изделия. Молотки, имеющие фасонные бойки, применяют для поковок особой конфигурации. Такие молотки обычно приобретают или изготавливают под конкретную задачу.

Различный электроинструмент для обработки металла должен иметь кабели с сечением, соответствующим нагрузке.

Слесарный верстак представляет собой стол удобной для хозяина высоты, на котором можно установить электроинструмент, разложить заготовки и готовые детали, выполнять холодные операции по обработке изделий: заточку, шлифовку, резку и пр.

Все оборудование кузницы должно быть размещено с учетом индивидуальных требований мастера к удобству работы и беспрепятственному подходу к основным рабочим местам: горну, наковальне, верстаку. Сделать кузню дома вполне доступно, а работа в ней принесет удовольствие и позволит самостоятельно изготавливать различные вещи из металла.

Эти два понятия неразделимы. Нет смысла пояснять, что без наковальни невозможно производить обработку металлов методом ковки. Она – непременный атрибут любой, даже самой маленькой, кузницы.

Устройство этого приспособления настолько простое, что для самостоятельного изготовления не понадобятся ни специальные знания, ни оборудование (инструмент). По сути – это железный «монолит» специальной формы, с плоскостями, которые должны отвечать определенным требованиям.

Но есть ли смысл заниматься изготовлением наковальни, если она не является дефицитным товаром и ее несложно купить? (Единственная проблема – в доставке, если она массивная). Цена простейшего мини-приспособления начинается ориентировочно с 2 250 рублей. Понятно, что для кузнечных работ оно явно не подходит. А вот более массивные модели и стоят, соответственно, дороже.

К примеру, весом 35 кг – порядка 22 000, 75 кг – 43 000, 125 кг – 70 000 (в рублях).

Так что получается, что если наковальня нужна для домашних поделок, то есть все-таки смысл изготовить ее самостоятельно (как и ). Даже если дело поставлено «на поток», то тот факт, что наковальня именно собственного производства, вряд ли отразится на качестве работы.

Стоит привести и такой аргумент в пользу самостоятельного изготовления. К рабочей поверхности наковальни предъявляются высокие требования. Особенно это касается ее краев, которые не должны быть деформированными (неровными), что часто наблюдается при интенсивной эксплуатации. Получается, что время от времени наковальню придется заменять (или реанимировать). И хотя многое зависит от того, как часто она используется, с какими металлами работает мастер, все-таки целесообразнее наковальню сделать, чем снова тратить деньги на ее приобретение. Хотя бы потому, что если сам изготовил, то несложно будет и отремонтировать.

Вот теперь можно перейти и к вопросу ее изготовления. Мы не станем приводить в пример какие-либо конкретные типоразмеры, так как вариантов может быть сколько угодно – каждый мастер готовит наковальню «под себя». Главное – понять технологию и основные нюансы, а все остальное подскажет собственная смекалка. Как она устроена, какие могут быть варианты, несложно понять по фотографиям.

Опора

Для начала следует определиться с установкой наковальни. Если она стационарная, то можно в качестве основания использовать массивный пень, тяжелую металлическую раму, вкопанную в землю. Для переносного типа приспособления выбирается каркас, который сваривается из уголков. Нужно учесть, что «тумбе» придется выдерживать серьезные ударные нагрузки, поэтому должны быть установлены ребра жесткости. Хотя есть и другие способы усиления конструкции.

Кстати, о пне. Во-первых , он должен быть надежно стянут металлическими обручами. Во-вторых , если его просто так вкопать в землю, то долго такая наковальня не продержится. Даже после обработки антисептиками, учитывая нагрузки в процессе работы, древесина начнет разрушаться.

Поэтому целесообразно пень поместить внутрь установленной в яму металлической бочки, в которую предварительно засыпается песок. Сколько его понадобится, уровень «засыпки» – это уже на усмотрение мастера. Естественно, что дерево должно быть «крепкой» породы. (Но это подходит только для работы вне помещения).

Высоту «тумбы» специалисты рекомендуют подбирать с таким расчетом, чтобы в момент удара инструмента (молот, молоток) по обрабатываемой заготовке руки человека находились в горизонтальной плоскости. В этом случае мастер будет меньше уставать.

Материал

Технология промышленного производства предполагает использование стали марки 35Л (легированной). При самостоятельном изготовлении можно взять кусок рельсы (ж/д или крановой, КР120 или 140), одна сторона которой будет являться рабочей. Вот на нее и необходимо «наварить» (понадобится сварочный аппарат) стальную пластину соответствующего размера.

Можно обойтись и без нее. Но тогда придется заняться тщательной шлифовкой «рабочей» части рельсы. Естественно, придется приложить немало сил, чтобы добиться абсолютно гладкой поверхности.

Как оценить пригодность наковальни? Это несложно. При ударе по ее поверхности молот (молоток) должен отскакивать, как мячик. При этом должен быть слышен характерный звон. Если это так, то все сделано правильно, и можно приступать к работе.

Несколько замечаний

Перед тем, как приступить к изготовлению наковальни, следует определиться, для каких конкретно задач она необходима и с какой интенсивностью будет использоваться. Тогда и оптимальное решение по вопросу выбора места установки, материалов и конструкции придет само собой.