Наковальня своими руками из рельса: кузнечные самодельные приспособления и чертежи

Элементы наковальни и их назначение

Устройство наковальни довольно простое, но каждый из отдельных элементов назначен выполнять различные операции по металлообработке.

Сам кузнечный «рабочий стол» состоит из следующих частей.

Лицо.
Рога.
Лапы.

Дополнительно каждая наковальня имеет отверстия круглого и квадратного сечения на поверхности, а также крепежные скобы (в стационарном исполнении).

Материалом для изготовления является легированная сталь марок 35 или 45Л. Изделие производится способом литья и имеет закаленные и незакаленные поверхности.

Лицевая часть наковальни — это основная рабочая поверхность, на которую приходится вся нагрузка в процессе металлообработки. Обязательным условием при изготовлении является термообработка лица до твердости с показателем HRC 45–50.

Вся поверхность тщательно шлифуется практически до зеркального блеска. Грани по сторонам от лица наковальни выдерживаются точно под прямым углом. Ребра обязательно заостренные без сколов и вмятин.

На лице наковальни проводят многие кузнечные операции, а на ребрах выполняют гибку заготовок и листового металла.

Если присутствует только один, то он имеет конусовидную округлую конфигурацию. В случае двух рогов — один округлый, а второй может иметь пирамидальную форму (носящий чаще название хвост).

Назначение такого элемента в выполнении функции оправки, на которой выполняют гибку полос или прутков, а также раскатку или сварку. Если есть второй пирамидальный, то на нем проводят изгибание и правку заготовок или куют изделия других сложных форм.

Некоторые типы наковален между лицом и рогом имеют незакаленную часть площадки, на ней проводят рубку металла зубилами.

Возле рога часто присутствует круглое, а в хвосте квадратное отверстия. Сечение в форме круга (15-25 миллиметров в диаметре) применяют для прошивки заготовок (вместо сверления), квадратное — это своеобразная точка установки дополнительных приспособлений (нижняков). Может присутствовать и два круглых отверстия с разными диаметрами (зависит от типа изделия).

Также, кроме перечисленных элементов, приспособление может быть дополнительно оборудовано слесарными тисками для более удобного выполнения кузнечных операций в одиночку.

Опора для наковальни

Существует несколько вариантов выполнения крепкого основания.

1. Если опора стационарная, то берется большой массивный пень из твердых пород дерева и вкапывается в землю. Чтобы он дольше прослужил, нужно взять и оббить его металлическими обручами. Для того, чтобы наковальня крепко держалась на пне, и не свалилась на ногу кузнецу при первом же ударе, нужно приварить к нижней части рельса куски арматуры, согнутые под прямым углом, буквой Г. Получившиеся лапы ставят на пень и вбиваются в него, но не плотно.

2. Следующий вариант для опоры делают из металлической бочки, вкопанной в землю. Засыпается пень или металлическая сварная рамка песком, заполняя весь объем бочки. Это уличный вариант для основания наковальни. Высоту пня или металлической бочки кузнецы выставляютс учетом своего роста. В момент удара по заготовке, рука мастера должна находиться на уровне горизонтальной плоскости.

Читать также: Светодиодный светильник мигает после выключения

3. Если наковальня будет переносная, то для нее необходима сварная металлическая основа с ребрами жесткости, чтобы она могла выдерживать удары разной мощности. Можно ее облагородить и оббить деревянным ящиком с кармашками для разных клещей и молотков.

Как делают наковальню?

Наковальни изготавливаются методом ковки или литья.

Ковка достигается путем придания металлу формы. В большинстве случаев для придания материалу желаемой формы используют молоток или матрицу. В результате ковки получают более прочные наковальни, которые выдерживают удары и удары.

С другой стороны, литье включает нагрев материала до экстремальных температур до его расплавления. Затем расплавленную форму выливают в форму для создания желаемого изделия. Затем форму охлаждают до затвердевания. Литье, как правило, более рентабельно, чем ковка.

Кованая наковальня всегда будет превосходить качество литой наковальни. В основном это связано с прочностью и ударной вязкостью, приобретенными во время ковки. Кованые наковальни также более долговечны и, как правило, дороже литых.

Виды наковален

Наковальни подразделяются на виды.

Однорогая наковальня. Рог наковальни этого вида предназначается для изгиба заготовок и металла под разными углами и придания изделию круглой или завитой формы.

Двурогая наковальня. Имеет два рога по обеим сторонам. Рог с одной стороны предназначен для изгиба прутков или полос. С другой стороны располагается рог треугольной формы – с его помощью придается пирамидальная форма, и заготовки изгибают в форме пирамиды.

Безрогая наковальня. Такая наковальня выполнена в форме квадрата или прямоугольника. Поверхность инструмента гладкая и ровная, мастера называют ее «лицом» наковальни.

Ювелирная наковальня (мини). Вариант такого инструмента говорит за себя, наковальня предназначена для кузнечного изготовления украшений из драгоценных металлов (серьги, кольца, подвески). У нее имеется заостренный рог с одной стороны и плоская рабочая площадка.

Классификация наковален

Виды наковален и их формы различны. Они классифицируются:

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);
по наличию кузнечного рога: наковальня двурогая или однорогая. в простейших случаях используют и наковальню простой конфигурации, но многого на ней не сделать;
по форме опорной части – с лапами и без них, на сплошном основании;
по наличию отверстия и его форме – стальные наковальни с круглым и/или квадратным глухим отверстием;
с хвостом или без него.

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

Двурогая наковальня

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».

Однорогая наковальня

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.

Наковальни. ГОСТ

Перед тем как купить наковальню кузнечную, необходимо четко определится с типом этого инструмента. Для этого необходимо знать, что, наковальни бывают:

— безрогие: ГОСТ 11396-75, масса 96—200 кг

— однорогие: ГОСТ 11397-75, масса 70—210 кг

— двурогие: ГОСТ 11398-75, масса 100—270 кг

— однорогие консольные: ГОСТ 11399—75, масса до 95 кг

— шпераки: ГОСТ 11400-75, масса до 30 кг.

Все типы наковален рекомендуется изготовлять из стали 45.

Типы и виды наковален

Виды наковален, их форма и вес могут существенно различаться.

Их разделяют на несколько категорий по указанным выше критериям, а именно:

безрогие – массивные инструменты с большим весом, значение которого находится в интервале 96 – 210 кг;
однорогие – располагают только одним конусовидным рогом, их вес варьируется от 70 до 210 кг;
двурогая наковальня – устройство массой от 100 до 270 кг;
однорогая консольная;
шпераки – мини наковальни весом до тридцати килограмм.

Выбор наковальни для ручной ковки делают исходя из работ, которые планируется выполнять. Более тяжелые модели отлично подойдут в работе с габаритными и массивными заготовками. Простые, более легкие варианты с одним рогом хороший выбор в работе с малогабаритными конструкциями.

Легкие модели подойдут для мелких работ дома. Если необходимо сделать какую-либо самоделку, лучшего варианта не найти.

Важным критерием является и тип выполняемых работ. Тут следует решить, какой вариант подойдет лучше: двурогая или однорогая модель. Кроме того наковальни могут иметь дополнительные элементы, например, тиски, позволяющие выполнять работы в одиночку.

Стоит обращать внимание на наличие отверстий, используемых для размещения молотков, кувалды. Небольшие по размеру и весу шпераки широко используются в ювелирном деле

В данной сфере изделия не требуют серьезной ударной обработки, поэтому и инструмент им необходим соответствующий

Небольшие по размеру и весу шпераки широко используются в ювелирном деле. В данной сфере изделия не требуют серьезной ударной обработки, поэтому и инструмент им необходим соответствующий.

Чертеж наковальни для изготовления своими руками.

Достаточно часто приспособления для выполнения ювелирных работ производятся по индивидуальному заказу. Они располагают различными функциональными элементами, необходимыми в решении определенных задач.

Иногда одной наковальни может оказаться мало. В больших мастерских целесообразно иметь в наличии два варианта приспособлений: одно стационарное, а второе переносное.

Не стоит забывать и о правильной установке. От этого напрямую зависит качество работы

Невзирая на все, данное приспособление обладает немаленьким весом, его установке следует уделить должное внимание

Падение и опрокидывание – частые проблемы, возникающие вследствие неправильного монтажа. Кроме того, подставка должна выполнять свои прямые функции: помимо надежной фиксации приспособления необходимо обеспечение гашения ударов молотом.

Деревянный чурбак – наиболее часто используемый тип подставки. Его диаметр обычно колеблется в пределах от 500 до 600 мм. Используются твердые породы дерева. К ним относятся дуб, береза, ясень и др.

Высота монтажа определяется ростом мастера. Чтобы деревянная подставка не создавала дополнительных ненужных вибраций, ее закапывают в яму глубиной более полуметра. Дно ямы утрамбовывают песчаной подкладкой.

Если покупка наковальни не по карману, тогда ее можно заменить самодельным устройством. Его можно сделать, например, из рельса, швеллера или двутавровой балки.

Такие приспособления, сделанные собственными руками, прослужат не один десяток лет. Однако не стоит думать, что они способны полноценно заменить настоящий, профессиональный инструмент. Ручные наковальни не позволят сделать работу такого же качества, как производственные модели.

В таком случае важно понимать: заводской вариант, произведенный по технологии литья, будет существенно лучше самоделок. В его конструкции имеются все необходимые составляющие с закаленной поверхностью

Кроме того, в указанной модели рог имеет правильную форму, необходимую, например, в искусной фигурной ковке. Заводская модель прослужит довольно долго.

Требования к кузнечной наковальне

Если для вашей мастерской требуется изготовить такое приспособление, то нужно учесть некоторые требования.

Размеры и масса. Для небольших по размеру поковок можно обойтись и относительно маленькими наковальнями, которые можно установить на стол или верстак. Однако, для серьезных кузнечных работ потребуется массивное, надежно закрепленное, приспособление. Заводские приспособления имеет стандартную массу в 5, 10, 30, 50 и 100 кг.
Соответствия параметров. Простую ковку можно делать даже на обычном куске швеллера. Но, если работы включают такие кузнечные операции, как прошивка, гибка, развертка, нужно соблюдать параметры и размеры. Грани наковальни в таком случае должны быть выдержанными под прямым углом, а отверстия располагаться в удобных точках. Рога должны быть соответственно равномерно скругленными, обод — точным прямоугольником.

В домашних условиях точную копию заводского изделия будет изготовить сложно, однако некоторые условия можно соблюсти. Итак, как и из чего делается самодельная наковальня?

Местоположение наковальни

С точки зрения эргономики, наковальню удобнее всего располагать в центральной части кузнечной мастерской и недалеко от горна. Это позволит по возможно более короткому пути доставлять заготовки из горна на наковальню. Рядом должны находиться ёмкости с охлаждающими жидкостями.

Преимущества такого агрегата, как трубогиб гидравлический ручной

Помимо кузнечной профессии, достаточно востребованной сегодня, является специализация трубогиба, для чего используется такой агрегат, как трубогиб гидравлический ручной. Это механическое устройство с небольшим весом и компактными размерами, что позволяет его применение в помещениях с ограниченным свободным пространством, а также непосредственно на объекте, где осуществляется прокладка труб. Стоит отметить, что трубогиб гидравлический ручной – это прекрасная альтернатива трубогибочному станку, занимающему, как правило, много места. Стоит сказать, что трубогиб гидравлический ручной способен, помимо обычных труб, сгибать трубы, находящиеся в оболочке.

Рога

Кузнечный «рабочий стол», в зависимости от типа, может иметь один или два рога, их количество определяет и форму изделия. Если присутствует только один, то он имеет конусовидную округлую конфигурацию. В случае двух рогов — один округлый, а второй может иметь пирамидальную форму (носящий чаще название хвост).

Этапы изготовления

Сначала нужно выбрать необходимый отрезок от рельсы, её подошва станет основной частью будущего основания для ковки, это место будет брать на себя основную часть рабочей нагрузки.

Выбор стороны рельсы для поверхности наковальни зависит от будущих работ. Если не требуется слишком широкой поверхности, то подойдет узкая верхушка рельсы, но в тоже время сама наковальня получится очень устойчивой и прочной, т.к. оголовка рельса (широкая нижняя часть) подвергается специальной термической обработке на заводе.

Некоторые умельцы делают ещё одну деталь – рог, он придаёт наковальне хорошие эксплуатационные характеристики, но требует массу времени и усилий на изготовление. Для создания рога подошва рельсы заостряется с одной стороны с помощью болгарки (подойдет болгарка 125 мм и круг 125х6 мм) и напильника. Конец рога делается не острым, а слегка притупленный.

После придания формы наковальне происходит шлифовка поверхности с помощью тарельчатого диска для болгарки (размер зерна 40). Если перед шлифованием ободрать поверхность обычным диском болгарки, то процесс пойдет гораздо быстрее и проще.

Устройство наковальни кузнечной

Идеальным и универсальным вариантом считается двурогая наковальня. На крепких металлических лапах располагается, так называемое, «лицо» или основная ровная поверхность, на которой кузнец производит все процедуры плоской ковки. Чтобы данная деталь была идеально ровной и гладкой, на ней устанавливается шлифованная пластина из стали марки 35Л, то есть, легированной.

С одной стороны приваривается конусной формы рог. Он служит для раскатки и сгибания деталей. Иногда устанавливают их с двух сторон, в зависимости от вида работ. С другой стороны часто приваривается квадратный хвостовик. С его помощью изделия сгибают под углом в 90 градусов. Для удобства при работе с заготовками мастера могут придать дополнительные функциональные возможности своим наковальням. Например, приварить или вырезать квадратное отверстие для подкладного инструмента или шперака. Можно еще сделать круглое отверстие для фиксации, например, металлического прута при сгибании.

Шперак вставляется при необходимости иметь маленькую рабочую поверхность (мини-наковальню). Он состоит из цельнометаллического чекана с наконечниками с двух сторон и специальным подтоком. На шпераке удобно заниматься художественной и декоративной ковкой изделий.

Части наковальни

Рог является характерной выступающей деталью многих типов наковален (существуют и безрогие наковальни). Благодаря сужающейся (конусообразной) форме имеет бесконечное множество радиусов кривизны, что позволяет придавать заготовкам различные изгибы.

Квадратное отверстие с другой стороны от рога, в хвосте наковальни, служит для установки подкладного инструмента (нижников). За долгое время работы кузнец изготавливает множество удобных для него подкладных инструментов с квадратным хвостовиком, который вставляется в это отверстие.

Кроме квадратного существует еще одно (или более) круглое отверстие меньшего размера. На него кладут плоскую заготовку, когда требуется пробить в ней круглое отверстие. Из-за пластичности металла заготовки пробитое отверстие получается с выдавленными краями, и требует выравнивания.

Плоская горизонтальная рабочая поверхность наковальни — лицо (наличник) упрочнено термической обработкой. Несмотря на то что при ковке удары наносятся по разогретому и достаточно мягкому металлу, упрочнение лица необходимо. До девятнадцатого века наковальни делали из кованого железа, а лицо из упрочненной термической обработкой стали, приваривали. С течением времени на наиболее используемой, левой части лица наковальни возникали впадины. Наковальни из кованого железа имели отверстия под рогом и хвостом. В них вставлялись огромные клещи при перемещении наковальни в горн и обратно. Современные наковальни обычно отливаются из стали и не имеют таких отверстий. В процессе работы они не так сильно деформируются, как наковальни из кованого железа. При работе правши рог обычно размещается слева от него. На другой стороне наковальни, у левого (относительно кузнеца) края ее лица, ребро имеет малый радиус закругления (радиус кривизны). Оно используется для различных работ, о которых вы можете прочитать в книге.

Важно: нагретое железо окисляется, покрываясь твердой окалиной (Fe3O4). При ковке окалина осыпается на лицо наковальни и может оставить отметины на нижней стороне поковки

Поэтому в процессе работы желательно ее сдувать или сметать.

Высота наковальни

Из эргономических соображений очень важно правильно установить наковальню по высоте под себя. Если ваша наковальня установлена слишком высоко или слишком низко, то вы рискуете заработать проблемы со спиной. Для того чтобы определить правильную высоту, встаньте рядом с наковальней

Опустив руку вдоль тела, положите ладонь на лицо наковальни. Если при этом ваша рука сгибается, то наковальня установлена слишком высоко, а если вы наклоняетесь, то она установлена слишком низко.

Основание (стул) наковальни

Многие наковальни снабжены чугунным основанием. Обычно они слишком низки, так как предназначены для использования в производстве, где молотобоец бьет кувалдой по подкладному инструменту на обрабатываемом металле. Такие основания усиливают шум, создаваемый наковальней.В сельских кузницах наковальня традиционно устанавливалась на чурбан из твердых сортов древесины (дуб, вяз, клен, береза), зарытый в земляной пол примерно на 50–60 см.В современных мастерских, где пространство обычно ограничено, удобно передвижное стальное основание. К такому основанию может привариваться полка для инструментов и приспособлений.

Ударные инструменты

К ударным инструментам относятся молоток (ручник) и кувалда (молот) (рис. 134, а, в).

Рис. 134. Кувалда и молотки: а – кувалда; б – боевые молоты; в – ручник; г – фасонные молотки.

Самый тяжелый инструмент кузнеца – кувалда, ее вес может достигать 16 кг. Собственно кувалдой (рис. 134, а) называют молот с двумя плоскими бойками. Если один из бойков (задок) клиновидный, то молот называют боевым (рис. 134, б). Задок служит для разгона металла. Он может быть односторонним или двухсторонним, продольным или поперечным. Кувалдами и боевыми молотами весом 10–12 кг работают молотобойцы двумя руками. Длина ручки у такого инструмента 70–95 см. Там, где не требуется очень большой силы удара, пользуются молотами весом 2–4 кг, которыми иногда можно работать и одной рукой, без молотобойца.

Ручник (рис. 134, в) используют для мелких поковок, для указания молотобойцу места удара кувалдой и других работ. Его вес – 0,5–2 кг, а длина рукоятки – 35–60 см. Задок клиновидный, тупой, заостренный или шарообразный.

Фасонные молотки (рис. 134, г) предназначены для работы над деталями различной формы, их каждый мастер изготавливает самостоятельно по своим потребностям и особенностям работы. Особым ударным инструментом является киянка – молоток, полностью сделанный из дерева. В кузнечном деле киянка применяется в основном для работы с проволокой.

У всего ударного инструмента необходимо часто проверять крепление головки к рукояти и состояние самой рукояти. Иногда рукоять делают металлической и приваривают к головке, но такой инструмент быстро нагревается и отдает в руку при ударе, то есть плохо амортизирует удар. Деревянная рукоять лучше, но она может треснуть или расшататься в месте насадки. Треснувшую рукоять нужно сразу же заменить, а насадку регулярно проверять и поправлять. Если после нескольких ударов головка вновь начинает шататься на рукояти, ее необходимо снять и насадить заново.

Для того чтобы инструмент не подвел в нужный момент, его нужно периодически проверять. Насадочное отверстие кувалд и некоторых молотков имеет расширение в обе стороны, чтобы повысить прочность крепления ручки. От сильных ударов клин часто расшатывается, и его время от времени подправляют.

Рукоять делают деревянной, из прочных сортов дуба, клена, рябины, с небольшим утолщением к свободному концу. Она часто трескается или ломается в месте крепления молота (на него приходится наибольшая сила удара), поэтому при появлении трещин ее необходимо заменить. Для большей безопасности ручку кувалды иногда делают металлической, наглухо приваривая ее к головке. Но она намного хуже деревянной амортизирует удар, и импульс вибрирующей рукоятки передается в руку.

Что случилось со всеми наковальнями?

Наковальни больше не нужны для большинства производств, так как они были заменены такими технологиями, как гидравлические прессы, которые гораздо быстрее формируют металл. Ненужные наковальни — отличный металлолом. Железо и сталь можно плавить и перерабатывать любое количество раз.

Q: Почему наковальни имеют такую форму?

Ответ: Наковальни имеют различные формы сегментов, что позволяет по-разному формировать металл.

Q: Какой тип наковальни мне использовать для кузнечного дела?

Ответ: Наковальня весом более 70 фунтов подходит для кузнечного дела. Имеет значение и твердость используемых материалов.

Q: Почему вокруг наковальни обвиваются цепи?

Ответ: Цепи используются для снижения уровня шума и вибрации, которые возникают при использовании.

Обустройство кузницы: особо важные моменты

Сначала надо определиться, какие изделия вы собираетесь создавать, ведь именно от их размеров будет зависеть то, как будет выглядеть ваша будущая мастерская. Если нет необходимости изготавливать довольно габаритные «шедевры», то можно соорудить кузницу, потратив довольно скромные средства.

Помещение — первый важный пункт, на котором надо остановиться, потому как есть строгое ограничение, и соблюдать его требуют правила пожарной безопасности. Дело в том, что кузнечная мастерская должна быть отдалена как от жилых, так и от хозяйственных строений. Требуемая площадь помещения — минимум 16 м2, дверь же должна открываться исключительно наружу.
Пол кузницы требует особого внимания, ведь горючие материалы здесь строго противопоказаны. Если в давние времена в таких мастерских роль напольного покрытия исполняла основательно утрамбованная земля, то теперь оптимальным вариантом станет бетон или что-то подобное.
Обеспечение вентиляции и обустройство звукоизоляции также важны. Если без принудительного вида первой работать будет попросту невозможно, то вторая сделает вас общим врагом — как домочадцев, так и соседей.

Если же нужного помещения пока нет, можно устроить кузницу или в гараже, или и вовсе под открытым небом, но в этом случае придется соорудить огнеупорный пол, навес от дождя и творить тогда, когда все окружающие разъехались по делам. Когда вопрос о помещении нашел приличествующий ответ, можно переходить к новой «головной боли» — заботе об инструментах и оборудовании.