Как сделать наковальню из рельсы своими руками. Небольшая кузнечная наковальня и насадки к ней своими руками

Предназначение наковальни

Применяется данный вид рабочего инструмента во многих областях производства. Бывают наковальни кузнечные, слесарные, ювелирные, даже для медицинских целей. Техники в стоматологии используют их, но, естесственно, гораздо меньшего размера. В кузнице на ней выполняются все ручные операции: ковка и закалка деталей после горна, придание заготовке нужной формы.

Наковальня слесарная нужна мастерам для рихтовочных работ, для прогибания металлических поверхностей. В ювелирных мастерских используются небольшие стальные наковальни, на которых сгибают и ровняют кольца, серьги, браслеты, отбиваются отверстия при декорировании изделий и т.д. В стоматологии при изготовлении коронок мастера также ее используют. Вообще, в каждом хозяйстве и в частном доме необходимо иметь наковальню, хотя бы небольшого размера, чтобы элементарно можно было выровнять гвоздь или согнуть уголок.

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.

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.

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.

Подготовительный этап

Чтобы сделать наковальню своими руками, необходимо иметь кусок кранового рельса, приблизительно 25 см, болгарку, сварочный аппарат, отрезки арматуры одинаковой длины, кусок профильной трубы (около 10 см). Также, если мастеру нужен конусный рог, то тут существует два варианта выхода из положения. В первом случае берется болгарка, с цельного куска рельса срезается и вытачивается конус. Это очень трудоемкий процесс, поэтому лучше воспользоваться вторым вариантом, и приварить уже готовый конус, выточенный отдельно на токарном станке. Дальше начинайте разметку будущих частей. Когда все продумано и вымерено, то можно приступать к основной работе по изготовлению наковальни своими руками.

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.

Основной этап работы

Болгаркой спиливается верхний слой рельса и создается максимально ровная поверхность. Желательно установить на ней пластину с легированной стали и тщательно отшлифовать. Проверьте треугольником ровность углов наковальни. Это важный момент. Дальше приваривается рог с одной стороны и квадратный хвостовик с другой стороны.

Чтобы проверить гладкость и качество шлифовки рабочей части наковальни, нужно ее испытать. Для этого необходимо ударить по ее поверхности молотком или молотом. Если все сделано правильно, то молот должен отскочить от нее, как мяч. При этом слышится характерный звон, который держится долгое время. Если наковальня прошла проверку удачно, то можно приступать к следующему этапу работы, а, именно, правильно и надежно закрепить наковальню из рельса на основание.

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.

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.

Дополнительные функции

При изготовлении наковальни своими руками и кузнец, и слесарь, и домашний мастер могут продумать и дополнить изготовленную вещь приятными деталями. Например, сделать площадку для прошивок отверстий под заклепки. Не бесполезным элементом будет расчерчивание линейки с делениями. Тогда не нужно будет каждый раз вымерять поковки. Они будут все одинаковой длины. В этом прелесть самодельной наковальни, что она может отвечать всем требованиям мастера.

Самостоятельно сделанная наковальня пригодится не только профессиональным кузнецам, но и простым любителям кузнечного дела, которые хотят проявить свою фантазию и умения в оформлении загородного участка или дачи.

Процесс изготовления наковальни с рогом, из рельсы

Выполняем разметку наковальни с рогом и хвостом непосредственно на подходящем по длине и поперечному сечению куске старого рельса.
С помощью болгарки и отрезного диска вырезаем внешние контуры нашего инструмента, отбиваем лишние части увесистым молотком.
Получаем в первом приближении рог, хвост и основание будущей наковальни.
Продолжаем вырезать переходную часть между верхом и основанием нашего инструмента, одновременно точнее формируя рог и хвост.

Удаляем со всех доступных плоскостей заготовки ржавчину с помощью шлифовального круга.
Придаем на гриндере передней переходной части форму полукруга для восприятия больших и постоянных динамических ударов.
Заостряем рог на круглый конус вначале болгаркой, а затем на гриндере. На нем же шлифуем и основание наковальни.

Размечаем полосу металла толщиной не менее 20 мм и желательно из легированной стали 45Л или 35Л под размер верха части наковальни из куска рельса.
Вырезаем из размеченной заготовки будущее лицо наковальни посредством лобзиковой пилы и болгарки. С одного края в пластине сверлим круглое отверстие.
Шлифуем все стороны вырезанной полосы на гриндере и соизмеряем ее размеры с посадочным местом.
Заливаем в жестяную банку необходимое количество подсолнечного масла.
Раскаляем докрасна ненужный кусок, отрезанный от пластины, в кузнечном горне и с его помощью нагреваем масло в емкости. Только после этого с помощью кузнечных клещей помещаем в кузнечный горн и докрасна разогреваем подготовленную для лица наковальни пластину.
Как только она приобретет малиновый цвет быстро и полностью помещаем ее в емкость с маслом и держим ее там, пока масло не перестанет кипеть.
Сравниваем твердость незакаленной и закаленной пластины с помощью обработки напильником. Незакаленная пластина легко поддается обработке, а по закаленной напильник скользит, не снимая ни грамма металла.
Производи отпуск: помещаем пластину в печь и выдерживаем ее там при температуре 200 градусов Цельсия в течение 1-го часа.

Вновь обрабатываем пластину со всех сторон на гриндере и привариваем ее к верху рельсовой заготовки, придерживая с двух сторон струбцинами, вначале точечно, а затем сплошным швом.

Отбиваем молотком шлак со швов, зачищаем болгаркой, завариваем на лице все раковины и каверны, и окончательно доводим все плоскости на гриндере.
Качество должно быть таким высоким, чтобы сварной шов между лицом и основанием наковальни совершенно не просматривался.
Тщательно выбираем угол между торцом лица и рогом вначале отрезным, а затем шлифовальным кругом: он должен быть равен точно 90 градусам. Далее такой же обработке подвергаем все части наковальни.
Снимаем со шпинделя болгарки шлифовальный круг и вместо него устанавливаем полировальный (фетровый или войлочный) и продолжаем круговую обработку наковальни до зеркального блеска, исключая переходный участок и основание.
Ставим наковальню на лицо, размечаем на подошве основания центры четырех отверстий по углам, керним и выполняем их на сверлильном станке для крепления наковальни к стулу, в качестве которого лучше выбрать подходящую по сечению и высоте деревянную чурку из твердых пород дерева: дуба, ясеня, клена, березы и др.

Понадобится

Согласно ГОСТ, лицо наковальни должно быть из стали марки 45Л или 35Л, и оно обязательно закаляется, чтобы твердость была в пределах HRC 45-50. Поэтому для изготовления этого элемента наковальни понадобится полоса легированной стали толщиной не менее 20 мм.
Также нам нужны будут для работы некоторые инструменты и материалы:

• болгарка с разными дисками;
• гриндер;
• горн кузнечный;
• сварочный аппарат;
• сверлильный станок;
• Печь для выпечки;
• клещи кузнечные и пассатижи;
• молоток или кувалда;
• маркер и угольник;
• масло для закалки и емкость из жести.

Тестирование самоделки

Проверяем качество нашей самодельной наковальни. Ставим ее на чурку основанием вниз и молотком начинаем постукивать по лицу по всей ее поверхности. Везде должен быть слышен звонкий удар, а молоток отскакивать почти на величину замаха и потом продолжать отскоки до полного затухания.

Как изготовить

Изначально нужно подобрать соответствующий материал. В заводских условиях для изготовления такого кузнечного приспособления берут сталь марки 35Л. Это один из легированных сортов металла. Но для домашней мастерской можно использовать кусок железнодорожного рельса.

На временный вариант подойдет и швеллер, однако надолго такого приспособления не хватит, оно неизбежно деформируется.

Как сделать наковальню из рельса своими руками? Весь алгоритм изготовления можно посмотреть в предоставленном видео:

• Для изготовления потребуется кусок рельса длиной 200-300 миллиметров или более, если нужно приспособление большего размера.
• Изначально проводиться разметка заготовки. На поверхности обозначают, где будет рог и обод.
• Используя болгарку, с края по разметке срезают лишний металл, формируя треугольную форму будущего рога. После обрезки его желательно скруглить, для чего опять используется шлифовальная машина.
• Под треугольником рога нужно вырезать выемку.
• С противоположной стороны отмечают расположение обода или пятки. Лишний металл срезается точно под прямым углом.
• Лицевую часть наковальня из рельса должна иметь ровную, поэтому все выступы на верхней части тщательно выравнивают напильником и шлифуют.
• Для надежного закрепления приспособления нужно проделать отверстия в подошве рельса.
• Нерабочие боковые поверхности очищаются от следов коррозии и загрязнения, после чего окрашиваются.
• Самодельная наковальня готова, после чего ее нужно надежно зафиксировать. Как это сделать, можно посмотреть видео:

Однако, изготавливая такую наковальню, в результате можно получить неширокую лицевую часть. Чтобы это исправить, можно применить ту же технологию, но перевернув рельс наоборот, таким образом получив широкую подошву заготовки в качестве рабочей поверхности.

Сделав такое приспособление из рельса своими руками, переходим к его установке, для чего можно использовать дополнительные швеллеры в качестве крепежа.

Наковальня из рельса

Как вариант, для исходного материала наковальни может послужить и кусок мощной двутавровой балки.

Но, имея более тонкий металл на своих полках, она подойдет для небольших поковок и со временем деформируется.

Такие самоделки могут на время заменить полноценное заводское изделие. Однако, со временем для нормальной и удобной работы лучше приобрести настоящее приспособление, которое намного удобней и позволяет обрабатывать металл различными приемами.

Качественная наковальня с закаленной поверхностью при проверке ударом звенит на высоких тонах, а молоток при этом отскакивает.

Типовая конструкция

Для расширенной функциональности данный кузнечный инструмент должен состоять из следующих частей:

1. Лица. Представляет собой плоскую поверхность в центре, где можно производить обработку ровных широких заготовок. Часто в левой или правой части лица выполняется глухое отверстие для выполнения полостей и отверстий, а также для фиксирования части заготовки, противоположный конец которой необходимо согнуть.
2. Рога — конусообразного отростка, который примыкает к одному из торцов наковальни. Предназначен для пластической раскатки или свёртки в тело вращения полосового металла. В идеале наковальня снабжается двумя рогами, тогда второй (иногда называемый хвостом) выполняется в форме пирамиды, и используется для получения пространственных тел более сложных форм.
3. Лап – четырёх опорных выступов в нижней части корпуса, которыми инструмент опирается на верстак. Если наковальня предполагается неподвижной, то в лапах изготавливаются сквозные отверстия для крепления.
4. Обода – прямоугольной или квадратной зоны лица, которая располагается ближе к рогу, и служит для обжимки изделий из листового металла.

Устройство наковальни

В наиболее простом варианте исполнения наковальни обод и/или хвост, а также отверстия в лапах могут отсутствовать.

Способы крепления наковален

Из чего лучше сделать

Прежде всего, нужно определиться с местом установки наковальни. Если надёжный верстак отсутствует, то, как опорой, можно воспользоваться прочным широким пнём (дуб – идеальное решение: эта древесина прочна на сжатие, и идеально гасит колебания, которые возникают в процессе ковки). В таком случае диаметр пня, освобождённого от коры и поверхностных дефектов, будет определять размеры наковальни, в частности, её длину. Она не должна быть менее 200 мм.

При отсутствии пня, можно воспользоваться высоким (не ниже 100 мм) деревянным башмаком, который жёстко монтируют на торец бочки, наполненной песком. Бочку до половины необходимо зарыть в грунт.

В качестве заготовки для наковальни целесообразнее всего принять подходящий кусок списанного кранового рельса КР-120 или (что лучше) КР-140. В отличие от железнодорожного рельса такой вариант предоставляет следующие преимущества:

• Для производства крановых рельсов используют более прочный металл по ГОСТ 4121. Это высокоуглеродистая сталь марки «сталь 63», которая характеризуется повышенным содержанием марганца и имеет нормативную прочность не менее 730 МПа, при твёрдости головки 212 НВ;
• Шейка крановых рельсов – более широкая, что увеличит устойчивость наковальни во время производства кузнечных работ;
• Профиль крановых рельсов предусматривает более плавный переход от шейки к головке, что предотвращает возникновение концентраторов напряжений в инструменте.

Закрепленная наковальня

Единственный недостаток крановых рельсов в том, что там не предусматриваются крепёжные отверстия, и их придётся выполнять самостоятельно.

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.