Конструкция и принцип действия
Функционирование ковочного молота базируется на динамических ударах рабочего органа — штока, соединенного с бабой (ударной частью машины) и устройствами, контролирующими силу воздействия. Другими обязательными конструктивными элементами являются:
- поршень, соединенный с бабой;
- основание (зафиксированное на твердой поверхности);
- станина (направляющие для подвижных узлов фиксируются на ней);
- приводное оборудование;
- щитовое ограждение (для безопасности оператора);
- электрическое оборудование;
- компрессорный цилиндр (у пневматических молотов).
Ранние машины имели ножной или ручной привод. Современный кузнечный молот оснащен удобной системой управления, минимизирующей усилие работника кузницы.
Рис. 1. Устройство пневматического молота.
(1 — рабочий цилиндр, 2 — компрессорный цилиндр, 3 — поршень, 4 — кривошипный механизм, 5 — баба, 6 и 7 — верхний и нижний бойки, 8 — подушка, 9 — воздухораспределительный механизм, 10 — деформируемая заготовка)
Вкратце действие устройства происходит так:
- заготовка помещается в нижнюю часть молота (обычно это боек);
- настраивают устройство на определенную частоту удара, приводят в движение;
- после активации молота, ведомая верхняя часть бьет по заготовке;
- динамическое воздействие продолжается до тех пор, пока заготовка не приобретет нужную форму.
При работе кузнечного молотка происходит преобразование возвратно-поступательного движения кривошипно-шатунного механизма в такое же движение поршня. Это позволяет выполнять на нем множество операций.
Молот самодельный: супермолот
Смастерить самодельный кузнечный молот для ковки металлоизделий будет легче, если разделить все операции на несколько этапов в следующей последовательности:
- подготовка основания для монтажа кузнечного пресс молота;
- конструирование рамы станка с рессорами;
- сборка рабочего механизма;
- установка самодельного устройства.
Важно! Конструкция кузнечного молота во многом зависит от его вида. В домашних условиях реально изготовить механический вариант, а вот электрический или гидравлический молот сконструировать самостоятельно крайне проблематично.
Но перед подробной инструкцией, указывающей, как сделать кузнечный молот, следует отметить важность создания чертежа будущей конструкции.
Чертежи
Изготовить кузнечный молот своими руками можно в условиях мастерской или гаражной постройки. Но перед работой важно определить актуальные размеры агрегата, описать все его составляющие детали, что в последствие позволит определить вес изделия и его функциональные возможности.
Для этого потребуется составить самостоятельно или найти в интернете чертежи и схему сборки такой конструкции с детальным описанием всех ее частей.
На заметку! Легче изготовить своими руками кузнечные молоты механического типа, исходя из классификации подобных агрегатов, по характеру применяемой силы.
Фундамент
После создания чертежа устройства для ковки переходят к формированию фундамента. Самодельный кузнечный молот нужно установить на ровную площадку, подготовленную заранее. Это необходимо для нормальной работы устройства и устранение риска его опрокидывания при эксплуатации.
Электрическая схема кузнечного молота.
В месте монтажа конструкции нужно выкопать яму актуальных размеров. Ее дно тщательно посыпают песком со щебнем, поливают водой и трамбуют. Поверх осуществленного слоя песчаной подушки монтируют армирующий каркас, для чего применяется арматура с диаметром 12-14 мм.
Крайне важно не забыть при этом про перевязку, которую осуществляют каждые 250-300 мм.
Раствор бетона готовят в пропорции 1:2:3, для чего потребуются следующие материалы:
- цемент марки м400;
- щебенка фракции 10-20;
- песок.
Заливку следует осуществлять за один раз, постоянно уплотняя массу. Это позволит избежать образования пустот внутри фундамента.
На завершающем этапе изготовления основания под самодельный молот для ковки в незастывший бетон стоит установить анкерные болты, на которые впоследствии дополнительно зафиксируется агрегат.
Рама
Самодельный кузнечный молот при сборке требует наличия сварочного аппарата, с помощью которого собирается рама конструкции. Ее изготавливают из профильных труб или иного вида металлопроката, обладающего высокой прочностью.
Для дополнительной устойчивости изделия нужно установить распорки, а также поперечные балки.
Сборка молота
В начале работы потребуется собрать раму агрегата и выполнить ее монтаж на подготовленное основание. Нижние салазки фиксируются анкерными болтами с гайками, а остальные направляющие и перемычки привариваются к ним с помощью сварочного аппарата.
Вал вставляется в стойки, а потом на него крепят рычаг с молотом. Аналогично собирают привода с педалью или рычагом.
Самодельный кузнечный молот оснащается наковальней. Она выполняет крайне важную функцию, поэтому ее монтаж нужно осуществлять со всей ответственностью. Фиксируют наковальню точно под нижним положением бока, а под ней располагают чурбак из дерева.
Он выполнит функции амортизатора при ударах молота о наковальню. Наковальня изготавливается из обрезка рельсы или швеллера, но желательно с закаленной лицевой частью. После осуществления сборки конструкции ее красят.
Возможности кузнечного станка
Габаритный молот предназначен для выполнения следующих кузнецких операций:
- гибка деталей (иногда предварительно осуществляют подогрев заготовки);
- вытяжка (удлинение шаблона за счет уменьшение поперечного сечения);
- проделывание отверстий (на шток насаживается пробойник/прошивень);
- осадка (обратное вытяжке действие);
- рубка (при помощи топоров).
О некоторых из них — наглядно.
Рис. 2. Операции, выполняемые при помощи кузнечного молота.
Большинство известных изделий выполняют все перечисленные операции. Однако, есть важный критерий их классификации.
История боевого молота
Как уже было сказано выше, молот – наряду с копьем и топором – это самый древний вид холодного оружия, придуманного человеком. Когда наш далекий предок сообразил, что природа наделила его не слишком сильными и длинными руками, а зубы слабо подходят для самообороны, он начал вооружаться. Идея прикрепить массивный камень к деревянной палке не является слишком сложной, поэтому неудивительно, что боевой молот появился еще в неолите.
Причем молот хорош еще и своей универсальностью, его можно использовать не только как оружие, но и для выполнения множества хозяйственных функций. Нередко молот был обухом каменного топора, в этом случае спектр его применения расширялся еще больше.
После открытия человеком металлов навершия молотов стали изготавливать из них. Сначала из бронзы, а затем и из железа. Причем молот был необходим при обработке металлов в кузне, поэтому был весьма распространен. Позже, уже в Средние века, в бою иногда использовали и обычные кузнечные молоты, насаживая их на более длинные рукояти.
Молот был традиционным оружием древних германцев, они использовали его еще до начала XI века. С появлением латных доспехов начинается победное шествие этого оружия по всей Европе. Если до этого момента для поражения противника было вполне достаточно меча или копья, то для пробития тяжеловооруженного нужно было что-то иное. Боевые молоты же имели отличные «бронебойные» характеристики, поэтому прекрасно справлялись подобными задачами. При этом они были не слишком сложными в применении и недорого стоили. По своему действию молот очень напоминает булаву, но он более эффективен против тяжелых доспехов. Кроме того, дополнительные элементы его боевой части значительно повышали универсальность этого оружия.
Именно поэтому короткий молот стал излюбленным оружием пехоты и кавалерии. Рыцари долго брезговали презренным оружием горожан, но, в конце концов, суровая реальность не оставила им выбора. Уже к середине XV века боевой молот становится обычным оружием всадника, за что и получает свое второе название – «кавалерийский молот».
Пехота пошла по несколько иному пути, в начале XIV столетия появились молоты с древком, длина которого иногда доходила до двух метров, а в состав боевой части мог входить и молот, и копье, и топор. Иногда и нижняя часть древка заканчивалась смертоносным шипом.
Хотя, подобное оружие обычно относят именно к молоту, это, скорее, гибрид копья, топора и молота. Классификация подобных химер вопрос довольно сложный, так как существовало большое количество их вариаций, да и каждый мастер делал оружие по своему разумению – системы ГОСТов тогда еще не было.
В Германии подобные молото-копье-топоры назывались fusstreithammer, во Франции – bec de corbin, в Швейцарии – люцернскими молотами, а в Англии – полэксами (полеаксами). Именно последнее название сегодня является наиболее популярным. Такое оружие соединяет в себе ударную мощь молота, проникающий удар копья и широкую зону поражения топора. С его помощью пешему воину было очень удобно отражать атаки вражеской конницы.
Некоторые из современных историков вообще считают, что полэкс произошел не от боевого молота, а от датского топора.
Кстати, полэкс не только использовался на войне, это было одно из самых популярных турнирных видов оружия. Их часто использовали и во время дуэлей, существовала даже специальная «дуэльная» модификация этого молота.
Практически все образцы полэксов, дошедшие до наших дней, богато украшены и довольно добротно изготовлены, что наводит на мысль о материальном достатке их владельцев. Уже в наши дни были проведены исследования захоронений воинов, павших в битвах при Висбю (1361 год) и Таутоне (1461 год), которые показали значительное количество погибших именно от ударов полэксами.
Широкое распространение огнестрельного оружия постепенно делает ненужным тяжелый латный доспех, вместе с ним в небытие уходит и боевой молот. Хотя, конечно же, происходит это далеко не сразу. В XVI веке появляется комбинированное оружие: в рукояти клевцов и боевых молотов помещают шпаги, рапиры, ножи. Иногда они используются в качестве подставки для огнестрельного оружия. Так называемые брандестоки вообще имели лезвия, которые выстреливались из рукояти. Весьма любопытными были так называемые крикеты – своеобразные гибриды пистолетов и боевых молотов.
В конце XVII столетия боевой молот практически полностью теряет свое боевое значение и превращается в модный атрибут, который подчеркивает высокий статус своего владельца. Его носили офицеры, нередко их примеру следовали и разбойничьи атаманы. Так было в Германии и Италии. В Польше клевец превратился в гражданское оружие самообороны, получив название обушок или обух. Для аналогичных целей молоты использовали в Беларуси и Венгрии.
Виды устройств
Таким критерием является тип вещества, используемого в компрессорном цилиндре. Различают молоты:
Рис. 3. Механический кузнечный молот с ножным приводом.
- паровоздушные (пар или атмосферный воздух);
- гидравлические и гидростатические (жидкость под давлением);
- бензиновые (работают по принципу ДВС);
- газовые (сжиженный газ);
- электромагнитные (используется энергия электрических и магнитных полей);
- механические (приводятся в действие физическим усилием человека);
- рессорно-пружинные (рессора ускоряет падение поршня вниз);
- пневматические (газ под давлением).
Особняком среди приведенных устройств стоит кузнечный пневмомолот. У него имеется собственный пневмоцилиндр, избавляющий от необходимости использования дополнительных источников энергии и от утяжеления конструкции. Подробнее об устройствах далее.
Изготавливаем механический молот
Наиболее доступный по конструкции – механический молот рессорного типа: он компактен, и может быть достаточно производительным: эл. привод может обеспечить до 200…300 ходов в минуту.
Самодельный кузнечный молот рессорного типа с электрическим приводом состоит из:
- Эл. двигателя, управляющим вращением кривошипного вала.
- Исполнительного механизма для получения колебаний.
- Рессоры (используют автомобильную, не имеющую трещин и расслоений металла).
- Бойка с системой направляющих элементов.
- Станины Т-образного типа.
- Шабота или нижней плиты, где производится собственно ковка.
Кузнечный пневматический молот используют для обработки металлических изделий путем рубки, протяжки, гибки, выбивания различных отверстий.
Его применение позволяет выполнять штамповку за счет подкладных штампов, работать с закрытыми штампами не рекомендуется, так как жесткие удары кузнечного молота могут стать причиной, по которой потребуется ремонт бабки.
Особенности функционирования пневматического кузнечного молота заключаются в использовании воздуха, который поступает в компрессор оборудования из окружающей среды.
Поступивший воздух, в процессе возвратно-поступательного действия компрессорного поршня, сжимается, затем разряжается.
Поршень приводит в движение электрический двигатель приводного типа с помощью клиновых ремней.
Также устройство рабочей цепи включает в себя: редуктор, который способствует понижению уровня вращений кривошипа, кривошипный вал и шатун.
Если обратить внимание на представленные чертежи, то можно увидеть, что кузнечный пневматический молот может и не иметь в рабочей цепи редуктора. Кузнечная установка пневматического типа отличается от паровоздушного кузнечного оборудования, в котором функционирование падающих элементов поддерживается паром или сжатым воздухом
Кузнечная установка пневматического типа отличается от паровоздушного кузнечного оборудования, в котором функционирование падающих элементов поддерживается паром или сжатым воздухом.
Пневматический молот представляет собой устройство, в котором воздух выполняет назначение упругой воздушной подушки.
Благодаря ей движение от компрессорного поршня к рабочему передается не жестко.
Количество ударов, которые может выполнять кузнечный пневматический молот в 60 секунд, соответствует количеству оборотов произведенных кривошипным валом.
Кузнечный пневматический молот может оборудоваться падающими элементами с различной массой, от 50 до 1000 кг. При этом ударная волна может составлять от 0,8 до 28 кДж, скорость от 5 до 7,5 м/с, кратность – 12%.
Функционирование компрессорного поршня выполняется ходом с одной степенью свободы, которая определяется положением угла поворота кривошипного вала.
Рабочий поршень установлен в нижнем положении, поршень компрессора в верхнем положении, а боек расположен на поковке.
Таким образом, обе полости цилиндра компрессора объединены с атмосферой с начальным давлением, соответствующим атмосферному.
Для полостей рабочего цилиндра кузнечного молота также устанавливается подобное давление, так как они сообщаются за счет кранов с полостями цилиндра компрессора.
Имея в наличии подобное кузнечное оборудование, можно оригинально украсить собственный дом или заняться прибыльным бизнесом.
Как собирается пневматическое кузнечное устройство, об этом более детально расскажет инструкция из видео материала.
А вот чтобы собрать устройство простого кузнечного молота, большой опыт не потребуется. Самодельное оборудование может функционировать за счет ножного или электрического привода.
В последнем случае подсоединение привода к электродвигателю выполняется за счет шестеренок.
Кузнечный молот должен стоять на ровной твердой площадке, которую необходимо заранее подготовить.
Для этого рабочую поверхность заливают бетоном, выкопав яму в грунте размерами 2х1, с глубиной 20-30 см.
Дальнейшая инструкция, по которой будет собираться самодельный кузнечный молот, предусматривает следующие этапы работ:
- изготовление рамы;
- изготовление рабочего рычага;
- сборку кузнечного молота и монтаж наковальни.
Особенности пневматических молотов
Оборудование относится к приспособлениям для ковки, выполняющим все перечисленные ранее операции, а также скручивание, разрезание и формовка заготовок. Управляются они посредством ручного рычага или педали. Конструктивно ковочный пневматический молот дополнен масляным насосом, осуществляющим смазку рабочих цилиндров (которых, кстати, может быть два).
Условно пневмомолоты делят на 2 группы:
- для художественной ковки (модели с массой падающих частей до 75 кг);
- для производств (МПЧ — от 150 до 2000 кг).
Достоинствами оборудования являются энергоемкость, чувствительность регулировки рабочих режимов, простота управления, долговечность. Недостатком являются большие габариты и вес, однако необходимость транспортировки возникает редко.
Отдельные модели молотов
Сегодня кузнецы используют молотобойные станки, которые далеки от старых классических конструкций. Чисто механические машины не производятся. Гидромолоты имеют части пневматики, а пневматические агрегаты оснащены гидравлическими деталями. Производители сочетают разные виды энергоносителей для экономии, повышения скорости работ. Рассмотрим отдельные модели молотобойных аппаратов.
Модель МА-4127
Для художественных ковочных работ применяют пневматический станок МА-4127 с массой удара 50 кг. . Агрегат выполняет гибку, протягивание, выбивку отверстий, горячую рубку деталей. В основе станка — цельнолитая станина из чугуна, на которой установлены основные детали. Агрегат имеет рукоятку, ножную педаль. Оснащен электрическим двигателем мощностью 4 кВт. Ударный ход — 300 мм, а диаметр цилиндра — 225 мм. Оптимальный размер квадратной поковки из стали — 50 мм.
Модель МА-4129
Молот данной модели более увесистый, вес его падающей части — 80 кг. Из-за жесткости механизма он не подходит для закрытых штампов. Ударник запускается под воздействием сжатого воздуха. Станок оснащен электродвигателем с механическим приводом, который представляет собой кривошипно-шатунный механизм с ременной передачей. К машине можно подключить тракторную трансмиссию. Пустотелый ударник сверху оснащен поршневым венцом, снизу имеет сплошной шток. МА-4129 может работать в режиме удержания, в автоматическом, холостом режиме, выполнять единичные удары и придавливание.
Модель BlackSmith
Пневматическая модель BlackSmith КМ1-16R применяется для выполнения различных ковочных операций в домашней мастерской. Агрегат надежен, прост в управлении, подходит для начинающих кузнецов. Вес его падающей части — 16 кг. Скорость работы — 258 ударов в минуту. Ход ударника — 180 мм. Оптимальный размер поковки — 20 мм.
Устройство механизма кузнечного молота
На первом этапе сборки механизма кузнечного молота изготавливают рычаг. На один его конец монтируют боек, другой оснащают противовесом.
При этом конструкция рычага может выполняться как в сборном, так и монолитном виде. Как правильно сделать рычаг, можно более детально рассмотреть в предложенном видео материале.
Исключить выгибание рычага в момент сильных ударов позволит применение полосовой стали, но никак не трубы. При этом сталь должна иметь толщину не менее чем 25 мм, ширину около 70 мм.
Для этого в готовое отверстие вставляется и приваривается сегмент трубы, она будет выступать в качестве подшипника.
При 70-ти мм ширине стальной полосы отверстие должно иметь такой диаметр, чтобы до края полосы оставалось 8-10 см, что позволит исключить преждевременный ремонт установки из-за деформации рычага в этом месте.
Поэтому в качестве трубы для изготовления «подшипника» можно взять 50-ти мм изделие.
Перекладина для устройства рычага берется с таким диаметром, который позволит ему свободно вращаться на оси, но при этом не «болтаться».
ВАЖНО ЗНАТЬ: Работа фрезерных станков с ЧПУ по металлу
Видео:
Чтобы рычаг кузнечного молота в ходе рабочего процесса не сместился, что потребовало бы производить ремонт в самый неподходящий момент, его дополнительно фиксируют шпильками.
Крепежные элементы устанавливаются за счет радиальных отверстий.
С помощью сварки один край рычага оснащается молотом, второй – противовесом.
Ударник обязательно должен быть изготовлен из инструментальной высокопрочной стали, в противном случае толку от такого бойка будет мало.