Описание профессии
Современные кузнецы в своей работе используют кузнечно–прессовое оборудование, с помощью которого могут изготовить изделия различной сложности. В отличие от ремесленников прошлого, современные кузнецы работают со сталью, цветными металлами, а также с их сплавами.
Кузнецы прошлого работали в собственных мастерских, которые так и назывались – кузница. Сейчас же большая часть специалистов работает в цехах предприятий. При этом частные кузницы специализируются на художественной ковке или оружии, но не работают в производственных масштабах, они создают авторские изделия.
В обязанности кузнеца на молотах и прессах входит создание деталей и заготовок различных профилей и размеров, а также вся необходимые процедуры для придания изделиями соответствующего внешнего вида.
Поскольку работа с молотами, прессом, открытым огнем и раскаленными металлами достаточно опасна, то работать кузнецом на молотах и пресс могут только совершеннолетние со специальной подготовкой и практическими навыками.
До начала своей трудовой деятельности кузнецу необходимо пройти медицинский осмотр, который в процессе работы будет иметь регулярный характер. Также при поступлении на работу проводится инструктаж по охране труда и безопасности во время производства.
Кузнец должен уметь использовать вверенные оборудование и инструменты, при необходимости настраивать их, устранять неисправности.
Также во время работы кузнец на молотах и прессах не должен пренебрегать средствами защиты в виде специальной одежды и обуви, а также рукавиц, пары защитных очков, наушники и каска. Вся экипировка при износе или при обнаружении дефектов должна быть заменена на новую.
Перед тем, как приступить к работе, кузнецу необходимо проверить свое рабочее место: убрать лишнее, установить необходимые щиты, проверить работу вентиляционной вытяжки, а также исправность необходимого оборудования.
Возможности кузнечного станка
Мастера изготавливают элементы кованой мебели, предметы быта, ограждения, осветительные приборы, аксессуары для интерьера и другие изделия художественной ковки.
На молотах выполняют операции по деформации деталей из металла:
- гибка заготовок, иногда с подогревом в горне;
- удлинение;
- плющение;
- осадка, сжатие (действие обратное удлинению);
- рубка детали на части топорами;
- прошив отверстий (на шток одевают пробойник).
Для нагрева заготовок используют печь или горн. В нем поковки нагревают до 1200 °C и более.
Без знания устройства и назначения кузнечного горна, выполнять горячую ковку невозможно.
Для холодной достаточно набора инструментов и станка без профиля или штампа.
Опытным мастерам известны все секреты и этапы художественной ковки. Используя технику декоративной ковки, кузнецы создают мебельные гарнитуры, аксессуары, ограждения, мостики, беседки.
Конструкции с механическим приводом
Из всех разновидностей наиболее просто изготовить для кузни молот с рычажным приводом. В механических установках инструмент может совершать перемещения, как по дуге окружности, так и возвратно-поступательные.
В наиболее простом своём варианте (без направляющих, наличие которых для ковки не всегда обязательно) агрегат будет включать в себя:
- Станину.
Рисунок 2 — Рычажное исполнение
- Молотовище (изготавливается из прочных пород древесины).
- Приводной электродвигатель.
- Шкив.
- Шатун.
- Рычаг.
- Приводную ось.
- Направляющие.
- Буферные устройства.
- Отбойник.
- Нажимной ролик.
- Управляющую педаль.
Как работает
Функционирует схема следующим образом. Молотовище имеет возможность поворачиваться вокруг оси. Там же смонтирована и рычажная система, которая управляет перемещениями молотовища.
Эта система, в свою очередь, при помощи шарниров связана с шатуном и — через него — с кривошипно-шатунным механизмом, который преобразует вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное перемещение шатуна.
На противоположном конце системы устанавливаются резиновые буферы, которые, с одной стороны, смягчают удар молотовища по поковке, а. с другой стороны, способствуют появлению вибраций, увеличивающих запас кинетической энергии. Таким образом, КПД при постоянной работе несколько выше, чем при одиночных ударах.
На станине неподвижно закрепляется резиновый отбойный буфер, который необходим для гашения постоянно возрастающих колебаний, и удерживания их амплитуды в приемлемом диапазоне значений.
При нажатии на педаль натяжной ролик оттягивает приводной ремень шкива, после чего при подъёме шатуна вверх молотовище будет отталкиваться от буферных устройств, и сжимать отбойный буфер. Тот накапливает кинетическую энергию, и отдаёт её молотовищу. При опускании шатуна молотовище идёт вниз, и бьёт по заготовке. Сила удара и скорость движения молотовища зависят от накопленной отбойником энергетических параметров. Ход молотовища можно изменять, смещая в необходимом направлении ось, для чего предназначаются направляющие.
Изменять число ходов можно несколькими способами
- Регулировкой усилия прижима нажимного ролика к шкиву электродвигателя;
- Изменением передаточного числа шкива электродвигателя;
- Применением вариатора;
- Установкой на привод двигателя постоянного тока.
Конструктивной разновидностью рычажных исполнений считаются рессорные молоты. В отличие от вышерассмотренной конструкции здесь роль устройства, накапливающего вибрации, выполняет обычная автомобильная рессора.
Эксплуатационным преимуществом рассмотренных механизмов является малая величина хода молотовища, благодаря чему время контакта инструмента с заготовкой невелико, и её охлаждение во время ковки менее интенсивно.
Инструкция по сборке кузнечного молота
К раме станины приваривают две вертикальные стойки, их высота зависит от нужной силы удара молота.
Затем к стойкам крепится ось для конструкции рычага, которую можно приварить или зафиксировать в проделанных отверстиях.
Лучше использовать второй вариант крепления, чтобы при необходимости произвести ремонт рычага, его можно было бы легко разобрать.
Наковальню для кузнечного молота можно сделать также из полосовой стали.
Вначале с помощью сварки изготавливается рама из уголка подходящего размера, она приваривается к передней части станины. Затем на нее укладывают и приваривают заготовки.
Сверху по периметру рамы укладывают и приваривают толстый металлический лист. При этом обязательно поверхность наковальни должна иметь строго горизонтальное положение.
Завершается статья полезным видео материалом на тему, как правильно обслуживать и проводить ремонт кузнечного оборудования.
Кузнечный электромолот своими руками. Подробные чертежи и описание для самостоятенльного изготовления.
Рама молота
Рама молота сваривается из швеллера 100*50мм.
Длины и количество необходимых заготовок:
2000- мм — 2шт.
900 мм-4 шт.
600 мм- 2шт.
500 мм — 2 шт.
400 мм- 3 шт.
375 мм -2 шт.
Прежде чем приварить упор под ступицу на место, необходимо сварить и установить конструкцию показанную на рис. 4.
Рис. 1 Рама кузнечного электромолота.
После сварки конструкции рамы, сварные места в доступных местах с помощью шлифмашинки.
Рис. 2. Рама молота с добавлением укосов.
Основные элементы станка
1) Направляющая
. Сварить из четырёх пластин деталь 150х150х200мм. к низу детали приварить дно направляющей (дно делается по аналогии с крышкой уголка 25х25 мм).
2) Молот
— два уголка 100х50 мм длинной 700 мм сварить между собой предварительно сделав вырезы и отверстия по размерам на схеме.
3) Наковальня
— приварить наковальню ко дну молота и раме (см. рис. 3)
4) Дюралевая пластина
(настройка) — во внутрь вставить 4 пластины. Болтами настроить (отрегулировать) направление молота (при регулировке молот не должен болтаться со стороны в строну, и не должен быть зажатым) . После регулировки гайками зафиксировать положение болтов.
5) Крышка направляющей
— из четырех заготовок уголка 25х25 мм сварить рамку и зафиксировать в верхней части направляющей.
Рис.3 Кузнечный электромолот (Направляющая, молот, наковальня)
Каретка
Каретка сваривается из уголочков 50х50 мм.
Размеры и количество заготовок из уголка:
850 мм — 2шт.
500 мм — 2 шт.
300 мм — 2 шт.
240 мм- 1 шт.
235 мм — 2 шт.
100 мм — 2 шт.
Рис.4. Кузнечный электромолот (каретка- мотор/тормоз)
Поступательный механизм
Состоит из
Качельки
Амортизатора заднего колеса
Верхнего и нижнего шатуна. И др. элементов.
Пояснения по данному узлу см. на рис.5,6,7, 8.
Рис.5 Кузнечный электромолот. Поступательный механизм крепления колеса.
Рис. 6 Кузнечный электромолот. Поступательный механизм.
Рис. 7 Кузнечный электромолот. Детали поступательного механизма.
Рис.8 кузнечный электромолот. Педаль поступательного механизма.
Заключение!!!
1) При нажатии на педаль происходит уход тормозной ленты от колеса и прижим передаточного вала двигателя после чего весь механизм приходит в действие.
2) В спокойном состоянии в нижней мертвой точке зазор между ударными частями составляет ~ 50-60тн. Удар по обрабатываемой детали происходит по инерции, которая зависит отвеса молота и упругости пружины амортизатора. Утяжелить молот можно при помощи заливания внутрь свинца (вес молота должен составлять 25-30кг)
Упругость пружины амортизатора настраивается регулировочной гайкой (см. рис. 6)
3) На пуск двигателя советую ставить регулятор оборотов. На просторах интернета нашел регулятор оборотов вентилятора фирмы «Веза». На сайте производителя заявлено, что он может управлять двигателем до 1,5 кВт, чего вполне достаточно для данного станка.
Молот — это ударная машина, которая используется для изменения формы заготовок из металла в результате действия энергии кинетики.
Это одна из основных машин процесса штамповки, которая применяется для проведения ковки и штампования.
Установка инструмента
Необходимо уделить должное внимание надежной установке кузнечного молота
Это не менее важно, чем его изготовление. Бетонное основание под ним должно быть очень прочным и надежным, так как сила удара падающей части довольно высока
Пол может быть разрушен, и молот придется переустанавливать, а это достаточно трудоемкий процесс
Бетонное основание под ним должно быть очень прочным и надежным, так как сила удара падающей части довольно высока. Пол может быть разрушен, и молот придется переустанавливать, а это достаточно трудоемкий процесс.
Кузнечный молот устанавливается на собственный фундамент. Его необходимо армировать горизонтальной сеткой. Правильная установка — это залог неподвижности инструмента, а неподвижность, в свою очередь, обеспечивает его точную работу и безопасность мастера, который будет с ним работать.
Не стоит экономить на бетоне. Лучше переплатить за более высокую марку, чем пострадать от падения молота или снизить качество работы инструмента из-за подвижности и неустойчивости.
Вы можете самостоятельно изготовить и другие приспособления, необходимые в работе кузнеца: кузнечный горн, наковальню и даже станки для холодной ковки. На начальном этапе предприятия изготовление всех приспособлений собственноручно позволит вам значительно сэкономить, так как стоимость промышленного оборудования для кузницы очень высока.
Принцип действия и конструкция
В конструкцию данного инструмента включены следующие элементы:
- основание;
- движущий элемент;
- станина;
- система управления.
Металлические заготовки обрабатываются при помощи таких элементов молота, как бои или штампы. Верхняя часть этих элементов зафиксирована на движущем элементе, а нижняя лежит на шаботе. Эти элементы приводятся в движение движущим элементом и ударяют по заготовке. Под действием удара заготовка меняет форму. Параметры молота, которые определяют его технические способности, — это вес падающих элементов или кинетическая энергия его движущей части. Перед началом самостоятельного изготовления инструмента необходимо составить его эскиз, примерно он должен выглядеть как на Изображении 1.
Кузнечный молот — это частный случай данного инструмента. Его назначение — пластическое изменение формы металла. Принцип действия основан на поддержке накопительной кинетической энергии его подвижной части. Современный инструмент приводится в действие при помощи электрического привода, хотя история кузнечного молота уходит в Средние века, когда он работал исключительно на ручном приводе. Этот инструмент претерпел серьезные изменения с тех времен. Его эволюция включает в себя несколько этапов, среди которых паровой привод и пневматические молоты.
Принцип работы и разновидности
В наиболее удачных конструкциях используется два вида энергии — потенциальная и кинетическая. Потенциальная
определяется массой бойка m, ускорением свободного падения g и высотой h, с которой боёк перемещается вниз. Реализация только этой составляющей привело бы к непомерному увеличению высоты подъёма.
В свою очередь, реализуемая кинетическая энергия
зависит не столько от массы, сколько от скорости v соударения с деформируемым металлом. Таким образом, исходными параметрами должны быть:
- Масса;
- Скорость движения.
Кроме того, с точки зрения производительности ковки большое значение имеют также число ударов в единицу времени, и закрытая высота в плане (параметр важен для выяснения предельных размеров заготовки, которую можно разместить в ковочном пространстве).
В качестве энергоносителей принимают сжатый воздух, пар, а также разнообразные механические устройства. Не всё из вышеперечисленного годится для самодельной разработки. Однозначно не подходит, например, пар, поскольку для этого придётся специально строить котельную станцию. Ряд механических систем — ремень, цепь, доска — также неприемлемы из-за высокой сложности, а также необходимости использования дефицитных и дорогих компонентов. В частности, для приводной доски потребуется высококачественная древесина бука, кедра или ясеня (да и эти породы не выдержат более 40…50 часов эксплуатации). Ещё большей конструктивной сложностью обладают кузнечные молоты с ремнём или цепью.
Они и будут рассмотрены далее.
Конструкции с пневмоприводом
Рисунок-1 Пневматическое исполнение.
Машины могут быть простого и двойного действия. Во втором случае инструмент дополнительно разгоняется за счет повышенного давления, которое создаётся компрессором, при помощи специального распределительного устройства — золотника. Золотник управляет агрегатом, обеспечивая подачу энергоносителя в полость над бойком.
Для самодельного изготовления более подходят варианты с одним цилиндром, где движение происходит в одной полости. Оборудование получается достаточно простым с конструктивной точки зрения, и при наличии мастерской вполне может быть изготовлено своими руками.
Цилиндр при этом может быть открыт либо сверху, либо снизу. (по месту расположения компрессорного поршня). Действуют оборудование следующим образом.
При цилиндре, открытом сверху, движение от электродвигателя передается кривошипному валу, который жёстко связан с поршнем компрессора. Поршень, который при помощи штока соединён с инструментом, в это время находится внизу, на наковальне. При перемещении компрессорного поршня вверх, под ним создаётся разрежение, которое захватывает шток, и вынуждает его увлекаться по направляющим вверх.
При прохождении кривошипного вала через своё верхнее положение компрессорный поршень начинает двигаться вниз, и сжимает воздух, который находится в пространстве между поршнями. Энергия и ход определяются размерами этого пространства, массой подвижных частей и давлением, которое создаёт воздухонагнетающая установка.
Схема с цилиндром
открытым сверху, несколько сложнее. Она включает в себя:
- Рабочий поршень.
- Компрессорный поршень.
- Шток.
- Боёк.
- Управляющий рычаг.
- Шатун.
- Кривошип.
Как работает
При цилиндре, открытом сверху, компрессорный поршень может свободно скользить по штоку, отрабатывая ту траекторию, которая задаётся ему рычагом чрез кривошипно-шатунный механизм. Таким образом, ход будет зависеть не только от разрежения в полости, но и от веса подвижных частей. У такой техники имеется существенный недостаток — повышенный износ рычагов, которые работают в условиях постоянных вибраций, при резко изменяющихся нагрузках.
Система управления одноцилиндровыми конструкциями такова. В системе управления имеются две рукоятки. Одна предназначена для реверсирования привода кривошипно-шатунного механизма (впрочем, здесь можно установить управляющий датчик хода). Перемещая рукоятку подачи сжатого воздуха можно управлять интенсивностью удара, поскольку при определённом положении рукоятки объём рабочего пространства — а, следовательно, и мощность удара — разные.
Установка кузнечного молота
После того, как был сделан своими руками механизм для изменения формы металлопрофиля, его необходимо надежно установить. Самое главное в этом процессе — основа и фундамент. Фундамент необходимо сформировать из бетона, в основу которого уложить армированную горизонтальную сетку. Это поможет надежно укрепит механизм и обеспечит его основанию неподвижность.
В высшей мере механизировано и автоматизировано. Преимущественное положение в производственном процессе занимает кузнечный молот.
Предназначается кузнечный молот для горячей обработки, пластической деформации поковок из черных, цветных металлов, сплавов; используется при изготовлении всевозможных деталей, создания индивидуального дизайна.
Всевозможные классификации — по способу подъема бабы, количеству цилиндров (одноцилиндровые, двухцилиндровые). Имеют различные конструкторские особенности: с полым сплошным цилиндрическим стержнем, соединяющим поршень с ползуном или без него, различным количеством стоек (одностоечные, арочные).
