Матрица для металла своими руками

Изготовление и применение матриц для ковки

Матрицы для ковки использовали и применяют, если нужно изготовить большое количество однообразных элементов: пик, листьев, шариков и прочих.

Задолго до появления в производстве технологии штамповки изделий, такой метод массового изготовления вещи по шаблону внедряли в своих кузницах многие мастера. Чаще всего матрицы для ковки использовали и применяют сегодня, если нужно изготовить большое количество однообразных элементов: пик, листьев, шариков и прочих.

Что из себя представляют такие штампы, как их изготавливают и используют в работе — об этом далее в нашем материале.

Обзор матриц

Все матрицы используют в кузницах для изготовления, как правило, декоративных элементов, которые часто повторяются. Это могут быть различные листья или шарики, на производство которых вручную уйдет масса времени. Также такие элементы, как правило, должны быть одинаковыми по параметрам, что тоже довольно непросто сделать.

Как выглядит матрица для ковки? Внешне — это металлическая доска с вогнутым рельефным тиснением, которое изображает необходимый элемент.

Довольно часто можно увидеть такие штампы в продаже с наиболее распространенными фигурами: гусиной лапки, пики или листа растения.

Сегодня их изготавливают из соответствующих сортов стали, которая проходит еще и дополнительную термообработку. Вследствие чего такие штампы долговечны и их можно неоднократно применять в производстве.

Кроме показанных примеров, существует множество других матриц с различными изображениями и формами.

Использование матриц имеет глубокую историю. В 15-17 веках на Руси было распространено так называемое басменное тиснение, с помощью которого производили декоративные украшения на книги, сундуки, оклады икон. Для такой технологии изготовляли матрицы из меди, дерева или камня. Методика работы была следующая: на штамп укладывали листовой (2-2,5 мм) металл, сверху накрывали его свинцом и наносили удары молотом. Полученное изображение могли доводить с помощью чеканов.

Матрицы могут быть как односторонними, так и двусторонними, когда на импровизированных щипцах для обжима расположены рисунки в зеркальном отображении.

Похожими приспособлениями пользуются и при изгибании металла с целью получить различные завитки. Для этого применяют кондуктора в виде плиты и прикрепленной к ней полосе, повторяющей форму витка.

Такие приспособления применяют в холодной ковке, получая одинаковые витые элементы.

Каким образом используют матрицы для производства и какие кузнечные приемы применяют?

Использование штампов

Матрицы могут использовать как в ручной ковке, так и при применении различных прессов и пневматических молотов.

Технология таких кузнечных работ следующая.

• На наковальню укладывают штамп нужно формы.
• Заготовку разогревают до ковкой температуры.
• Нагретую болванку укладывают на штамп и ударами молота проводят так называемую раскатку металла.
• Лишние элементы отрубаются зубилом или срезаются.

При работе с такими матрицами, как пика, гусиная лапка, лист и другие подобные, используют прокат в виде прутка, круга или квадрата соответствующего размера.

Когда изготавливают двухсторонний рисунок, разогретую заготовку укладывают между двух половинок матрицы и, нанося удары молота, формируют конфигурацию кованого изделия.

При использовании пневматических или других механизированных молотов матрица может устанавливаться на боек молота (обычно на нижний неподвижный).

Также штампы монтируют и на различные прессы.

Если при изготовлении требуется сделать дополнительные операции (например, отверстия), изделие прошивают, отдельно пользуясь соответствующими инструментами.

Технология использования матриц стала основоположницей такого вида производства, как штампование. Принцип изготовления похож, только вместо ручной работы применяют машины.

Как сделать матрицу для ковки

Однако, как можно изготовить матрицы для ковки своими руками, что для этого нужно и какими материалами воспользоваться?

Материал

Материал матрицы должен обладать высокими качествами, ведь готовый штамп будет постоянно соприкасаться с разогретыми заготовками, да и, к тому же, постоянно испытывать ударные, сжимающие нагрузки.

Для изготовления такого шаблона можно взять сталь с полуоси автомобиля, как показано на представленном видео:

Также можно сделать матрицу на поверхности бойка одного из рабочих молотов.

Или подойдет любой другой кусок стали с отличными свойствами противостоять деформации и сильному разогреву.

Что понадобиться

Есть виды штампов, которые изготавливают на фрезерном станке. Например, как на этом видео:

В предыдущем видео отлично показано, как сделать простейший тип матрицы — гусиную лапку, используя только болгарку, напильник и сварочный аппарат.

Процесс изготовления

• Для изготовления простого штампа гусиной лапки подготавливают заготовку. Ее поверхность выравнивают.
• На рабочей стороне нужно сделать разметку в виде расходящихся линий. Изначально отбивают центральную ось, а уже потом от нее два-три ответвления.
• Использую болгарку и отрезной круг, по линиям делают прорезы, углубляя их по краям.
• Работая угловой шлифовальной машиной, нужно сформировать по прорезям треугольные выступы.
• После чего весь рельеф дорабатывают напильником.
• Если изготавливается двухсторонняя обжимка, нужно с такого же куска материала сделать зеркальное отображение с выступами, точно совпадающими с впадинами на первой матрице.
• Обжимку соединяют в виде щипцов.
• Ударную сторону можно дополнительно усилить наваренным сверху бойком.
• Для удобного использования двухсторонней обжимки можно дополнительно изготовить ограничитель из трубы или другого подобного материала.
• Дополнительно сталь нужно закалить, чтобы повысить ее прочностные свойства.

Еще более простым штампом для производства гусиных лапок может стать брусок стали с нарезанными и доведенными до нужной формы продольными бороздами. На такой форме можно очень просто сделать односторонний рисунок ручной ковкой.

А что Вы можете добавить к материалу этой статьи? Поделитесь своим опытом изготовления матриц для ковки металла, а также техниками их использования в кузнечных работах. Присоединяйтесь к обсуждениям в блоке комментариев к этой статье.

Источник

Изготовление пуансонов и матриц для прессов

Работы по штамповке и прессовке различных заготовок требуют применения специальных пуансонов. Такое изделие используется для маркировки узлов устройств, при обработке металлов или в процессе штамповки. Для того чтобы сделать качественную штамповку или маркировку узла устройства, к нему необходимо приложить непосредственное давление. Именно для этой цели и был разработан пуансон, который может быть самой разной конструкции.

Специалисты выделяют следующие типы подобных приспособлений:

Как работают матрицы и пуансоны

При прессовании прочный трамбовочный пуансон сильно давит на специальную шайбу для пресса, которая, в свою очередь, передает давление на заготовку. В итоге нужная заготовка выдавливается сквозь матрицу. Пуансон способен работать при огромных тепловых и силовых нагрузках, поэтому его производят из износоустойчивого металла. Приспособление отличается большой прочностью и не повреждается при перепадах температуры.

Другими словами, штамп считается приспособлением, который при помощи давления может изготовить заготовку необходимой формы и размера. При штамповке различных деталей он является наиболее важным инструментом. Когда вместе с ним применяется полиуретан, то из него делают качественную матрицу, которая будет ответным узлом штампа.

При сборке любого вида штампа конструкция этого приспособления всегда полностью совпадает с режущей кромкой матрицы. Другими словами, подобное изделие является замыкающим узлом, который способен создать верхнюю часть заготовки. Набором пуансонов называется небольшой пресс, который может качественно маркировать или делать штамповку разных узлов. С помощью этого приспособления есть возможность изготавливать заготовки любых габаритов или наносить качественную маркировку, которая может быть зеркальной или обычной.

Наборы пуансонов используются на металлообрабатывающих предприятиях, на которых практикуется прессование железных заготовок или изготавливаются листовые детали. В строительной сфере при помощи этого приспособления можно сделать блоки из газобетона, которые имеют различные пустоты.

Основное назначение матрицы

Для того чтобы изготовить заготовку необходимой формы, используется матрица, которую можно сделать из:

Чтобы сделать железную деталь, матрицу необходимо изготовить из специализированной прочной стали, которая имеет высокую износоустойчивость. Подобная конструкция должна быть оборудована отполированными стенками и не иметь крышки.

Специалисты выделяют матрицы следующих видов:

Наиболее сложные конструктивные решения используются довольно редко, поэтому их производят по индивидуальному заказу. Примером простых матриц стоит считать формы для производства различных блоков и небольших кирпичей.

Материалы для изготовления пуансонов и матриц

Главной задачей набора пуансонов считается продавливание детали сквозь матрицу. Эта работа выполняется под огромным давлением. При использовании горячего прессования заготовки находятся под действием большой температуры. Из-за этого для производства пуансонов и матриц используются различные виды материалов. Приспособления для холодного прессования делаются из специализированной стали высокой прочности, которая отличается большой степенью прокаливания.

Материалы для изготовления этих деталей соответствуют таким характеристикам:

• высокой степенью износоустойчивости;
• большой прочностью;
• устойчивостью к коррозии.

Легированная сталь не подходит для работ при высоких температурах. Металл под влиянием разности температур может стать хрупким. Любой пуансон имеет наибольшую степень твердости по всей высоте. При горячем способе изготовления матриц для штамповки сталей верхнюю часть изделия выполняют из специализированных металлов, которые не подвержены деформации при большой температуре и имеют высокую степень износоустойчивости. Такая технология способна обеспечить наибольшую стойкость приспособления. Иногда применяются современные виды различных полимеров. К примеру, это может быть полиуретан, который отличается хорошей эластичностью и большой прочностью.

Основные характеристики изделия

Абсолютно любой вид штампов имеет определенный гарантийный срок эксплуатации. Главными узлами этого приспособления являются матрица и пуансон, которые довольно быстро изнашиваются. Эти узлы необходимо регулярно менять, потому что они способны служить без замены около 5 лет. Оборудование вибрационных прессов устройств по штамповке имеет разную конструкцию. Это сделано для того, чтобы была возможность производить различные технические операции.

По этой причине при производстве цилиндрических штампов выполняется основательное шлифование. Мастера делают черновую обработку приспособления, а потом уже чистую шлифовку. Приспособление затачивается и полируется на последнем этапе его изготовления.

Чтобы сделать фасонные пуансоны, используется технологический оттиск. Приспособление закаливают в горячей печке в течение 10 минут. Далее приступают к финишной шлифовке. Чтобы получить изделие сложной формы, применяется большое количество специализированного оборудования. Тут почти невозможно обойтись без использования фрезерных и строгальных станков.

Подобное оборудование нужно для производства матрицы. Когда формы для пресса сделаны очень качественно, а пуансон снабжен точной линией среза, то штамп будет обладать высокой степенью износоустойчивости и большим сроком службы. Специалисты считают, что сделать штампы своими руками очень сложно. Для этого необходимо обладать многими знаниями в области обработки металлов.

Источник

Изготовление и применение матриц для ковки

Востребованной категорией кованых элементов являются завитки различных конфигураций. Они прекрасно дополняют дизайн небольших изделий для интерьеров и массивных конструкций для внешнего облика зданий.

Производители предлагают обширный ассортимент спиралевидных элементов. Существует альтернатива – приобретение или изготовление оборудования, что позволяет создавать своими руками завитки разнообразных видов и размеров.

Как она работает, и какой она бывает

По своей сути – это деформация металлических прутков в виде их загиба. Чтобы пруток деформировался без нагрева, его нужно жестко фиксировать к шаблону станка. Такой станок не для слабых рук: прокрутка и деформация производятся с помощью ручного усилия.

Конечно, улитку можно снабдить приводом с электродвигателем. Но перед этим нужно хорошенько обдумать целесообразность этого привода. Главным аргументом за электрическое дополнение является большой объем работ.

Станок может работать в виде двух разных конструкций:

1. Самая простая опция – приваренный шаблон к основанию. Это монолитный кондуктор с единственным вариантом завитка в форме шаблона.
2. Вариант, дающий больше разнообразия в завитках – несколько модулей с завитками разного диаметра, которые крепятся на одно основание.

Ручной привод также может быть представлен в разных опциях:

1. Рычагом может быть любое подходящее приспособление.
2. Рычаг, который прикреплен к станине и приводится в движение подвижным подшипником.
3. В конструкциях посложнее применяются целых три рычага, которые вращают ось и прикрепленный к ней кондуктор.

Как сделать улитку для холодной ковки, какую опцию выбрать – проще или сложнее? Выбор зависит опять-таки от целесообразности, иными словами – от ваших производственных планов: что вы собираетесь делать, с какой производительностью и в каком количестве?

Сборка устройства

Такой вариант станка используется для примера по причине его простоты. Зная основные принципы и последовательность конструирования оборудования, его можно модернизировать по своему желанию. Чтобы собрать все части оборудования в единое целое, необходимо будет воспользоваться:

• дрелью с твердосплавным типом сверл;
• аппаратом для сварки;
• пилой, разрезающей металл, либо ножовкой;
• металлическим полотном выбранного размера;
• круглой трубой из металла;
• прутом металлическим;
• разной величины подшипниками;
• болтами размером м8.

Чтобы собрать станок для холодной ковки своими руками необходимо воспользоваться проверенной последовательностью действий:

1. Изначально необходимо собрать стойку, которая будет служить опорой. Для этого все ее составляющие (отрезы трубы одинакового размера и сочленения между ними с верхнего и нижнего краев) необходимо соединить в единое целое. Конструкция по внешнему виду может напомнить табуретку. Соединение проводить при помощи аппарата для сварки, а нарезаются отрезки пилой.
2. Следующим шагом является нарезка листов из металла. Должны получиться круги равных диаметров и четыре треугольника, имеющих равные стороны. Элементы треугольной формы необходимо приварить на низ соединенной конструкции труб таким образом, чтобы подучилось нечто подобное пирамиде. Основание, которое имеет более широкую площадь необходимо приварить в центральной точке вырезанной окружности.
3. Четыре планки, которые расположены горизонтально необходимо присоединить к кругу с уже приваренным элементом. Произвести это следует, используя болты, для этого понадобится дрель, чтобы проделать отверстия.
4. Следующий шаг – сооружение рукояти. Чтобы это сделать нужно воспользоваться двумя прутьями различной длины. Определить их размеры можно, соотнеся их с диаметром круга. Один прут должен быть соизмерим с диаметром, другой немного превышать его размер. Сгибая первый прут, следует соблюдать угол в 30 градусов при этом. Оба прута после этого приварить друг к другу, после чего в нижнюю часть вварить еще один прут. Также должна быть перемычка между первыми двумя отрезками, к которой присоединяется сваркой рычаг, который должен сохранять направление в сторону сооружения из прутьев.

Читать также: Перфоратор макита hr2450 ремонт своими руками

Подшипник для будущей вариабельности направлений в устройстве необходимо прикрепить к концу присоединенного рычага, а также к отрезку, находящемуся внизу конструкции. Верхний отрез служит креплением для катушки из металла, устанавливать которую необходимо горизонтально – она дает возможность загибать металл. С нижней стороны отрезка, где имеется свободный конец, следует проделать отверстие, равное по диаметру размеру сечения трубы.

Последнее действие в алгоритме действий при сооружении станка для холодной ковки своими руками будет соединение сконструированной рукояти с частью устройства похожей на «пирамиду». Фиксация этих элементов после одевания рукояти производится гайкой широкого диаметра, к которой предварительно необходимо приварить металлический круг, который позволит крепить сам шаблон для станка. Далее «улитка»-шаблон присоединяется сваркой.

Кто решил всерьез заняться ковкой и сделать станок для холодной ковки своими руками, следует быть очень скрупулезными на этапе создания чертежей и расчетов. В остальном процесс создания достаточно прост, а разобравшись в принципе конструкции оборудования, можно придумывать ему различного рода вариации, которые помогут совершенствовать изделия.

Один из способов украшения участков — использовать кованные изделия. Очень декоративно смотрятся заборы, скамейки, беседки, перила для лестницы и другие подобные сооружения. Причем в большинстве случаев данные изделия не есть ковка в ее традиционном понимании. Чаще всего это сделано не в кузне и не при помощи молотка и наковальни, а при помощи некоторых устройств, которые позволяют создавать из металлических полос и квадратных прутков самые различные узоры и изделия. Для изготовления подобных изделий потребуются станки для холодной ковки. Часть из них можно сделать своими руками другую проще купить.

Начинаем с простого: монолитная улитка

Что такое работа мастера, и чем она отличается от остальных работ? Мастер делает любую, даже самую простую работу с чувством, толком и… удовольствием. Какое может быть удовольствие при самостоятельном производстве примитивного станка?

А вот какое – четко структурированные запланированные этапы работы:

• Чертеж с продуманными размерами, который можно нанести на бумагу, а можно прямо на основание кондуктора. Все размеры должны быть точно соблюдены, вплоть до соответствия толщина металлической полосы толщине контура формы на чертеже. Кстати, минимальная толщина должна быть не менее 3-х мм. Расстояние между витками также должно быть достаточным, чтобы между ними вмещался пруток для деформации. Если, скажем, размер вашего прутка 10 мм, то самым оптимальным будет расстояние между витками 12 – 13 мм.
• Основание станка должно быть достаточно массивным, вырезать его нужно из стали толщиной не меньше 4-х мм. Форму лучше делать круглую, диаметр круга должен быть больше диаметра улитки. Чаще всего размер основания делают около 70-ти мм.
• Для изготовления завитка металлическая полоса должна быть немного тоньше, чем для основания: достаточно будет 3-х мм. Если есть возможность, заготовку нужно прокалить, чтобы она лучше деформировалась и поддавалась обработке.
• Форму завитка из стальной полосы нужно приварить к основанию, которое, в свою очередь, крепко зафиксировать на станине. Не забывайте, что ваш станок должен будет выдерживать очень серьезные нагрузки, поэтому не жалейте сил и времени на максимальную прочность и массивность всех его элементов и, самое главное, крепости их соединения. Для этого, например, шаблон можно дополнительно зафиксировать на станине тисами. Тисы будут захватывать отрезок бруса, который нужно приварить к обратной стороне основания.

Использование штампов

Матричные шаблоны изготавливают из резины, полиуретана, железа и других металлов. Штампы получают из стали, прошедшей термообработку. Мастера подкладывают матрицы под поковку на наковальне или закрепляют на молоточном бойке. Штампы используют на пневмомолотах, прессах и других станках. Перед работой на станках стоит изучить, что такое кузнечный молот?

Горячая ручная ковка по шаблону выполняется так:

• На наковальню кладут оттиск.
• Нагревают деталь (чтобы правильно нагреть металл, важно знать устройство и назначение кузнечного горна).
• Раскаленную поковку укладывают на шаблон, затем раскатывают ударами молота.
• Выступившие края срезают или отрубают зубилом.

При работе с односторонними шаблонами, такими как гусиная лапка, листок, пика, используют квадратные, круглые, прутообразные металлические заготовки. Двухсторонние шаблоны состоят из двух частей, поэтому раскаленную поковку кладут между половинами. Затем кованое изделие продавливают молотом.

Технология матричной ковки стала основой для такого вида работ, как машинное штампование. Это изготовление деталей, узоров под давлением. При работе с прессами, пневматическими, механическими станками штамп устанавливают на неподвижный боек молота. Матрицы из полиуретана применяют в качестве ответного узла для штампа. Его конструкция должна совпадать с режущим краем матричного шаблона. Таким образом получают замыкающие узлы.

Главными частями штампа являются матрица и пуансон. Они быстро приходят в негодность. Обычно замена требуется каждые 5 лет. Для производства пуансонов используют оттиски. Также потребуется фрезерное и строгальное оборудование.

Как сделать самодельные приспособления для ковки железа

Для изготовления разнообразных элементов и изделий достаточно иметь шесть основных приспособлений (ручных или электрических), а именно:

Все они без особых проблем изготавливаются своими руками и обеспечивают технологическую подготовку производства холодной ковки заготовок своими руками.

Качественный трубогиб и штамповочные вальцы изготовить самостоятельно весьма затруднительно, поэтому при необходимости выполнения на них технологических операций следует искать другие варианты. Трубогибы можно взять в аренду в пунктах проката. Штамповочные вальцы поискать на соседних предприятиях или пересмотреть технологический процесс с целью пересмотра применяемого оборудования.

Кондуктор

Наиболее актуальным приспособлением в плане изготовления своими руками является кондуктор для улитки. Завитки самый популярный элемент в готовых изделиях холодной ковки. Для их изготовления наиболее часто применяют оснастку в виде неподвижного шаблона (кондуктора), причем индивидуальную под каждый типоразмер завитка. Здесь требуется минимальная номенклатура материалов и типовой инструмент:

• стальной лист толщиной до 10 мм;
• профильная труба 25х45 мм;
• круглые толстостенные трубы диаметром 45 мм и 90 мм;
• стальная полоса 3х40 мм для изготовления формообразующего контура;
• пруток 10х10 мм для усиления конструкции листового шаблона;
• крепежные изделия, штифты;

• подшипники;
• специальная вилка для подгибки;
• угловая шлифовальная машинка (болгарка);
• сварочный аппарат;
• шлифовальная машинка для зачистки;
• универсальный слесарный инструмент.

Разнообразие оборудования для ковки

При выборе оборудования и инструмента для холодной ковки необходимо знать крупных производителей — лидеров рынка. Важно: при выборе между промышленным оборудованием и приспособлениями собственного производства надо знать, что на покупных станках обрабатываются заготовки с типоразмерами из которых невозможно получить изделие на кустарной оснастке.

• «Hebo». Немецкая фирма, оборудование которой обладает европейским качеством и высокими ресурсными показателями. Однако стоимость оборудования высока. Финансовые вложения, особенно на начальном этапе, имеют большую степень риска.
• «ОСТ». Белорусское предприятие, изготавливает качественные станки с японскими управляющими программами. Потенциальными покупателями являются компании с большими финансовыми возможностями.

Универсальный станок для ковки, гибки BlackSmith MB21-30. Фото КовкаПРО

• «BlackSmith». Китайский производитель, выпускает большую номенклатуру, по относительно невысоким ценам, механизированного и ручного оборудования для холодной ковки.
• Спросом пользуются станки российских предприятий «Мастер». Это небольшие станки, охватывающие почти всю номенклатуру элементов холодной ковки.
• Предприятия из России «Ажурсталь» и «Декор» также вполне конкурентно-способны на этом рынке.

Однако начинающим предпринимателям в первую очередь следует рассмотреть возможность начать производство с изготовления приспособлений своими руками. Такой ручной оснастки не так много (улитка, торсион, фонарик, волна, гнутик, глобус) и она не представляет особой сложности в изготовлении. Экономическая целесообразность такого подхода очевидна.

Источник