Текст книги "Основы технической и художественной ковки"

Основы технической и художественной ковки
Анатолий Иванович Клыков
Михаил Анатольевич Клыков

Редактор Михаил Анатольевич Клыков

Иллюстратор Анатолий Иванович Клыков

Дизайнер обложки Вера Анатольевна Клыкова

Фотограф Анатолий Иванович Клыков

© Анатолий Иванович Клыков, 2024

© Михаил Анатольевич Клыков, 2024

© Анатолий Иванович Клыков, иллюстрации, 2024

© Вера Анатольевна Клыкова, дизайн обложки, 2024

© Анатолий Иванович Клыков, фотографии, 2024

ISBN 978-5-0064-5202-2

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Введение

Хотите заняться художественной ковкой? Вам нравятся красивые изделия кузнецов?

Красота металла – это только внешний эффект. В художественной ковке одного этого недостаточно. Как недостаточно и просто взять в руку ручник, чтобы начать ковать металл. Внешний эффект и кажущая простота работы многим обожгла руки, особенно в 90х годах прошлого века.

Много написано хвалебных статей и рецензий на тему «Художественная ковка». Но в них видна и показана только фасадная часть и рекламная составляющая. Видимая часть айсберга. Невидимая, основная спрятана в самом изделии. И эта невидимая часть и составляет основную часть кузнечных и художественно-ковочных работ.

Многие обращаются ко мне: «Как научиться ковать металл, чтобы стать специалистом в ковке?» А при посещении кузницы стоят, заворожено глядя на процесс превращения простого проката в поковку, на то или иное изделие, как техническое, так и художественное. И нередко просят дать попробовать самому что-нибудь выковать. В этом случае я не отказываю. Попробовав постучать ручником, обычно говорят: «На первый взгляд, вроде просто. Но! Что-то не получается». Обычно я отвечаю: «Этому надо учиться! И довольно продолжительное время». Вот поэтому я и решил поделиться опытом. Выбрав наиболее простые и доступные технологические приёмы изготовления поковок, в простейшей кузнице. Как ковали наши предки, но с внесением современных методов ковки, с применением механизированных процессов на пневмомолотах небольшой мощности.

В настоящее время в наших городах и селах появилось много декоративных козырьков, ворот, заборов, лестниц и многих других изделий, изготовленных с элементами ковки. Много среди них и изделий псевдоковки, т. е. изделий, изготовленных из штампованных или литых элементов, привезенных из Китая или Европы, и сваренных по принципу конструктора, но выдаваемых за натуральную ковку. Причина появления такой «ковки» – это дешевизна изделий, что дало возможность производить сборку изделий в кустарных условиях или просто в гаражах. Иногда к ним добавлены элементы ковки, простейшие в изготовлении (на уровне ученических), но и таких деталей очень мало, ввиду большой трудоёмкости их изготовления в кустарных условиях, в отсутствии высококвалифицированных кузнецов.

Художественную ковку нельзя отнести просто к искусству. Ковка, как техническая, так и художественная, требует от кузнеца технических знаний. Знаний технологии металла и его свойств, технологии его обработки. Умения составить и читать чертёж и эскиз изделия. Знания основ технических измерений, допусков и посадок. Знания инструментальных работ. Умения работать и обрабатывать металл методом свободной ковки, как на наковальне, так и на пневмомолоте.

Существует ложное понятие: «самое сложное – это художественная ковка». Вот здесь я не согласен: не овладев техническими навыками в ковке, вам не дастся и художественная ковка.

Мне доводилось, за свою трудовую деятельность кузнецом, часто встречался с такими «специалистами-кузнецами», которые, освоив несколько простейших операций обработки металла ковкой, уже возомнили себя мастерами, хотя на практике не могут изготовить даже простейшего молотка. Как-то я прочитал в одной из популярных книг по кузнечному делу следующее: «Тот стал кузнецом, кто изготовил себе клещи». Но нет! С этим я не согласен. Изготовить клещи – ученическая работа, как и цветок розы, а вот стебель к ней с шипами с листочками – извините! Этому надо учиться.

Вся проблема художественной ковки в том, что она в настоящее время отошла от промышленной и варится в собственном котле, обрастая «накипью» в виде всякого рода «околокузнечных» специалистов, умеющими только рассуждать, а практически, увы, являющихся дилетантами.

Часто мне приходится слышать и такое: «Ничего сложного нет, потренируюсь месяца два-три и всё получится». Получится! Но на уровне молотобойца, за это время можно только освоить удары и набить на них руку. А освоить мастерство – на это потребуется несколько лет. Для этого надо запастись терпением и упрямством, и, как спортсмен, постоянными тренировками оттачивать мастерство

Был в ранней моей практике анекдотический случай.

Изготавливаю я плотницкий топор, и в это время приходит ко мне «специалист». Начинает учить, на пальцах, как правильно ковать топор, и что я кую неправильно. Что ж, я поступаю просто: молча разогреваю заготовку, клещами достаю её из горна, подаю «специалисту». Прошу показать, как делать правильно. И вдруг слышу следующее: «А я НЕ УМЕЮ»… Представляете?!! Что вырвалось у меня… и какие слова полетели вслед убегающему «спецу», вы наверняка догадались.

Старые мастера – а я вспоминаю своих учителей, которые привили любовь к профессии кузнеца, (за что большое им спасибо!) – научили меня мастерству и научили ставить на своё место «околокузнечных мастеров». Они говорили: «Кузнец не тот, кто металл куёт, ковать может и подмастерье, а тот, кто делает инструмент для его ковки, и в любой „железяке“ видит какой-либо инструмент». Сделал для себя инструмент, ты – кузнец. А подмастерье может только натаскать по некоторым операциям, выучить может только мастер. Мастер с большой буквы, прошедший всю школу кузнечной обработки металла. Я им благодарен всю жизнь, и с большой буквы называю их имена: это мой отец Клыков Иван Дмитриевич, Демидов Василий Фёдорович из г. Егорьевск, Чужиков Иван Тарасович из г. Дмитров Московской области. Эти люди передали мне своё мастерство, которое я, в свою очередь, передал своему сыну Михаилу, являющемуся соавтором этой книги.

Перейдя, на волне развала промышленности и сельского хозяйства, из технической ковки в художественную, я на собственном опыте убедился в этом. На освоение «премудростей» ушло около двух недель. Даже на первых порах – разочарование, простота технологи на уровне не выше третьего разряда, но постепенно втянулся, начав изготавливать всевозможные оправки, обжимки и штампы. При этом пришлось изготовить не один десяток приспособлений, которые облегчили и ускорили процесс изготовления поковок. Одновременно пришлось обучать премудростям работы с ними «чисто художественных» кузнецов.

И, как бывший «технарь», я всё больше убеждаюсь в том, что «художественник», не прошедший технической школы, не сможет стать хорошим кузнецом на уровне мастера, тогда как «технарь» легко осваивает художественную ковку.

Часто мне задают такой вопрос: где освоить премудрости ковки? Отвечу: На селе! В сельской кузнице. Именно работа сельских кузнецов даёт тот навык и самостоятельность в принятии технических решений, который позволит вам стать мастером, и которая заставляет думать, потому что спросить, как это делается, практически не у кого. Только внимательное изучение детали и знание свойств той или иной марки металла, позволяет сделать работоспособную деталь. В промышленной есть технология, технологическая карта, есть подобранный по технологии металл. В художественной ковке есть рисунок или абстрактное видение будущего изделия, а из какого металла делать, не имеет значения будь то Сталь1 или С45х, главное – металл.

Я не буду останавливаться и обращать особое внимание на изготовление изделия целиком. Основное внимание я уделю технологии изготовления отдельных деталей и инструмента для их изготовления, как видит это «технарь» (а разница очень большая, «художественник» может несколько раз переделывать одну и туже деталь, технарь – даже художественную делает с меньшим числом ударов и позиций ковки).

О том, как собрать из готовых элементов то или иное изделие написано много, а изготовлению деталей методом свободной ковки практически не уделяют внимания. Как правильно работать на пневмомолоте и какие правила техники безопасности необходимо соблюдать при кузнечных работах и изготовлении отдельных поковок.

Может потому и не пишут, что боятся передать секрет другому?

Да нет! В основном потому, что этих секретов не знают. Описаны только основные виды работ, можно сказать школа, да и то взятая из старых учебников для ПТУ. Нового, внесённого в последнее время в литературу, ничего практически нет, хотя литературы – хоть отбавляй.

В настоящее время стоит довольно «большая проблема» с профессиональным инструментом. Поэтому очень во многих кузнецах работают слесарным инструментом. На вопрос: «А как у вас с инструментарием?» обычно жалуются, что промышленность их не выпускает, а импортный купить дорого. Но, извините!? А почему не возникал вопрос этого характера раньше? И кузниц было гораздо больше. Ответ простой – инструмент кузнецы изготавливали сами для себя, и под себя. Изготовление инструмента, оправок, приспособлений, вот что надо ставить на первое место при подготовке кузнецов. Кузнец тот, и только тот, кто сам себе готовит инструмент, остальные только подручные или молотобойцы. Как подручный не будет пыжиться, показывая, что он может изготовить, но оставь его без инструмента, как он становится в тупик. Совсем недавно, при приёме на работу, кузнеца даже специально провоцировали, убирали инструмент, а вновь принятому предлагали выходить из данной ситуации самому. Так проверяли, кузнец он или подручный. Я сам не один раз проходил через такую проверку.

Почему возникла такая ситуация в кадрах? Ответ прост: нет подготовки специалистов для кузниц. Не учат. Большого спроса на профессию кузнеца не стало, а когда-то кузница была почти на каждом предприятии. Увеличилось количество маленьких кузниц «художественной ковки». Но, увы, кто в них работает? Я много раз консультировал в таких кузницах и понял, что работают в них, как правило, подмастерья. Там, где работает мастер, в посторонней консультации не нуждаются. А готовить кузнеца довольно затратное мероприятие, плюс к этому отсутствие преподавателей-профессионалов. Готовить индивидуально – затратное дело для работодателя, ему подавай уже готового специалиста. Замкнутый круг, а профессия теряется. Хотя на западе нашли выход и не плохой, «воскресные кузницы», любой желающий может попробовать поковать, да ещё и под руководством опытного кузнеца-инструктора, за небольшую плату.

Простота в изготовлении того или иного изделия, вот в чем я вижу основной секрет кузнеца. Профессионал даже сложную поковку, старается сделать как можно проще, легче, с меньшими позициями ковки, придумывая инструмент и приспособления для этого. В свое время меня учили, что в кузнице «всякая железка таит в себе изделие – всё зависит от того, что ты в ней видишь». В правоте старых мастеров я убедился на протяжении более сорока лет работы кузнецом. И всегда отстаиваю эту школу.

Что пишут в литературе по «ковке»? Я не зря беру это слово в кавычки, ведь там только рассуждения по кузнечному делу и ничего конкретного по технологии ковки, много фотографий изделий. Такое создаётся мнение, что пишут не профессионалы, а «околокузнечные специалисты», как говорят в народе, «насшибавшие верхушек». При этом оправдываются, что профессионалы держат свои секреты на замке. Не согласен! Секретов никто не держит, да и у кузнеца они всегда на виду. Дело в том, что кузнец, я повторяю, как и спортсмен, должен постоянно оттачивать своё мастерство. От мастерства и простота в работе, и не всегда заметит «специалист» тот или иной приём работы кузнеца. Просто многие хотят всего и сразу, а учиться у них нет времени, вот они и пишут. Мастер готов поделится секретами, на то он и мастер, а данные слухи напускают всё те же «специалисты», пытаясь этим набить себе цену. Простой пример: владелец кузницы, если у него работает мастер, часто скрывает от конкурентов этого мастера, он никогда не покажет мастера постороннему, даже устанавливают негласное согласие мастера и владельца, что при посещении кузницы посторонними, мастер разыгрывает роль вспомогательного рабочего. То же самое при консультации заказчика, мастер, если он не работает, сидит на пенсии, подрабатывая консультациями, разыгрывает «чайника». Но никогда не ошибётся, кто работает в кузнице, мастер или подмастерье. И мастер, работающий в кузнице, всегда определит мастера в этом «чайнике». Это уже проверено и не раз на практике.

Итак, с чего начинать?

Начинать надо со «Школы ковки». С основных приемов обработки металла ковкой. Но, вначале изучите «Технологию металлов» для ПТУ или техникумов. Начните школу с неё и приступайте к работе над собой. А мои советы помогут вам, постараюсь дать их простым языком безо всяких заковыристых формул и длинных рассуждений, а исходя из собственного опыта работы.

Но, прежде всего, необходимо ознакомится с устройством и оборудованием кузницы и инструментом, применяемым при ковке.

А перед началом работ необходимо тщательно изучить технику безопасности при кузнечных работах и исполнять её неукоснительно, в этом залог вашей дальнейшей, успешной работы

Итак, что такое ковка?

Ковка – обработка металла методом деформации.

Ковка подразделяется на:

– Промышленную (штамповочно-заготовочную)

– Ремонтно-реставрационную (ремонтные предприятия, сельское хозяйство, транспортные предприятия и другие.)

– Художественно – промышленную.

– Художественно – реставрационную.

– Кузнечно – ковальную (изготовление подков и оснастки для сбруи, обработка копыт и подковка лошадей)

Кузнечный инструмент и оборудование

Приступая к работе в кузнице необходимо важное внимание уделить инструменту и оборудованию, с которым придётся в дальнейшем работать.

Во большинстве литературы по-разному классифицируют кузнечный инструмент, единой классификации нет. Предлагаю свой вариант.

Инструмент кузнеца делится на следующие группы:

– ИНСТРУМЕНТЫ ВЕРХНИКИ

– ИНСТРУМЕНТЫ НИЖНИКИ ИЛИ ПОДКЛАДНЫЕ

– ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ

– ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И ШАБЛОНЫ

– ШТАМПЫ И МАТРИЦЫ

– ПРУЖИННЫЕ ОБЖИМКИ

ВЕРХНИКИ: группа инструментов, предназначенная для обработки разогретого металла, путём постановки инструмента на поковку и нанесением по нему или им удара. К ним относятся ручники, молоты (кувалды), зубила, гладилки, подбойники, оправки, обжимки и т. д. Данные инструменты имеют деревянную рукоятку для его удержания, за редким исключением металлическую

Верхники насаживаются на рукояти без расклинки, (за исключением ручников, кувалд и тех инструментов, которыми наносятся удары). Свободная (без клина), плотная посадка рукояти хорошо гасит энергию отдачи от инструмента.

НИЖНИКИ: подкладные инструменты. Данные инструменты подкладываются под поковку, к ним относятся подкладки, гвоздильни, оправки, матрицы, подсечки, шпераки и т. д. Они могут быть как с рукоятками (металлическими), так и без них.

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ: инструменты, используемые в ковке, без которых вроде бы можно обойтись, но не обходятся, т.к. они облегчают сам процесс ковки. Их главное применение – удержание поковки, уменьшение усилия на руки. К ним относятся: вилки, рычаги, клещи, захваты, расклинки и т. д.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И ШАБЛОНЫ: говорят сами за себя – это линейки (металлические), штангенциркули, измерительные скобы, шаблоны для гибки изделий различной конфигурации.

ШТАМПЫ И МАТРИЦЫ: приспособления, требующие сложного и точного изготовления, состоящие из нескольких частей, подогнанных друг к другу и требующие в работе стандартные заготовки.

ПРУЖИННЫЕ ОБЖИМКИ: можно назвать простейшие штампы, для изготовления которых не требуются очень высокая точность подгонки друг к другу, которые не требуют в работе стандартность заготовок. Применятся стали недавно, когда увеличился спрос на художественную ковку. Значительно облегчают работу на пневмомолоте.

Кузнечный инструмент, в отличии от слесарного, должен выдерживать более высокие нагрузки динамического характера (ударные), не разрушаясь при этом. Для работы с разогретым металлом калёный инструмент не подходит. Калка быстро отпустится при нагревании его выше 200^о, и рабочая часть не будет иметь нужную твёрдость. Поэтому, кузнечный инструмент изготавливается из стали повышенной твёрдости, но в то же время не хрупкой, т.е. с пониженным содержанием углерода. По этим параметрам лучше всего подходят легированные стали. А не зная марки стали, возьмите полуоси грузовых автомобилей или пальцы гусеничных звеньев, при этом наиболее лучшими для этого являются пальцы звеньев траков тракторов Челябинского завода. Инструментальная сталь на кузнечный инструмент не подходит, она плохо переносит ударные (динамические) нагрузки, раскалывается, а осколки могут поранить работающего или лиц, находящихся в кузнице.

На первых порах закажите инструмент у опытного кузнеца. Купленный в магазине слесарный инструмент для кузнечных работ плохо приспособлен, да и твёрдость его обеспечена калкой, а не качеством стали.

Клещи лучше изготавливать из среднеуглеродистой стали, она хорошо гасит энергию отдачи при ударе и обладает хорошей прочностью. Низкоуглеродистая сталь для клещей не подходит, из-за высокой пластичности легко гнётся даже при небольших нагрузках. Клещи из высокоуглеродистой стали плохо амортизируют и могут лопнуть при динамических нагрузках. Наилучшими в удержании поковки являются клещи отцентрированные, в данных клещах действие момента, выворачивающего их из рук, сведены к минимуму.

Как изготовить инструмент мы будем рассматривать в разделе «Изготовление инструмента»

Большой негативный момент при работе кузнечного инструмента, это его быстрый разогрев в процессе работы. Особенно это сказывается на инструменте, который работает как проникающий в поковку (зубила, бородки, пробойники, оправки). Нельзя надолго оставлять его в горячей поковке, т. к. он быстро нагревается от тепла поковки и при повторных ударах по нему рабочая часть легко деформируется, инструмент «клинит» в поковке. Поэтому кузнечный инструмент во время работы необходимо периодически охлаждать, опустив рабочую часть в воду. А проникающий удалять из поковки сразу, как только прекратили работу им, и немедленно охладить.

Оборудование простейшей кузницы

Мы будем рассматривать работу в простейшей кузнице с минимальным набором механизации. В оборудование кузницы входят следующие приспособления и механизмы: это прежде всего наковальня, (основной станок кузнеца), горновая печь на твёрдом топливе, нагнетательный вентилятор для поддува воздуха в горн, заточной станок. Для сверления, крынцевания (зачистки изделий) подойдёт бытовой электроинструмент.

И никуда мы не уйдём от пневмомолота двойного действия, с весом падающих частей от 50 до 150кг. Сразу оговоримся, не в коем случае не берите пневмомолот простого действия. Как его распознать, рассказано в главе «Работа на пневмомолоте». В настоящее время даже нет необходимости рассматривать кузницу без молота. Только любительская кузница может существовать без пневмомолота. Трудозатраты в ней будут такие, что придётся постоянно вкладывать в неё средства, и она не окупится, даже на эксклюзивных изделиях.

Применение механических устройств для ковки (мехкувалд, мехмолотов с механическим приводом, «шлёпов» (молотов с ручным или ножным приводом), ситуацию не улучшат, из-за затруднительной работы на них, а «шлёпы», если и дадут какие-то удобства, то только за счёт больших физических затрат сил кузнеца. Для любителя они подойдут, но сразу откиньте эти механизмы, если вы хотите заниматься ковкой профессионально. Сейчас, не сложно и не дорого, можно приобрести б/у пневмомолот двойного действия с весом падающих частей от 50 до 75кг в довольно хорошем состоянии. В советское время их было выпущено достаточно много для нужд сельского хозяйства и ремонтных служб.

Механический молот-шлёп

Большое значение, при работе в кузнице имеет правильная организация рабочего места.

Во-первых, помещение желательно подобрать с двумя выходами. Это более безопасно в противопожарном отношении, и улучшается вентиляция, особенно в летнее время (подробно в главе «Нагревательные устройства и оборудование»).

Во-вторых, горновая печь должна быть устроена так, чтобы в ней можно было нагревать длинные заготовки (обычно до двух метров). Под печью лучше всего разместить ёмкости под охлаждающие жидкости и промежуточную ёмкость под отходы горения и горячие обрубки.

Наковальню необходимо установить на расстояние примерно 1,5 шага от горна. Это обусловлено естественными физиологическими свойствами движения кузнеца при укладке поковки на наковальню: берётся заготовка из горна, делается полшага назад, поворот на 180^о, ещё полшага на поворот, остановка от наковальни обычно в полушаге. Более дальнее расположение будет создавать некоторые неудобства, как и более ближнее.

Сбоку установите молот, на расстояние не менее чем три шага от горна (обычно 3—5шагов), лучше, чтобы скоба управления глядела на рабочее место кузнеца, но так, чтобы опасные зоны молота (см. «Работа на пневмомолоте») не глядели на другие рабочие места (в этом случае будет лучше, если молот будет расположен со стороны хобота наковальни). Повыше скобы молота установите фартук (если его нет), он будет служить предохранителем от падения поковок на ноги и одновременно стеллажом, для часто используемого инструмента.

В противоположной стороне, от молота, установите верстак с рихтовочной плитой. Кузнечные тиски устанавливаются, или на верстак, или на отдельное основание. Не устанавливайте тиски в хвосте наковальни и на основание (под) горна, это не очень удобное место, они будут постоянно мешать в работе.

Под хвостом наковальни сделайте небольшой столик, размером примерно 400 на 300 мм, под постоянно используемый инструмент. Для того чтобы инструмент не падал со столика, сделайте на нём буртики. Расположите его на уровне основания наковальни, отступив от пня (чтобы было окно под длинные поковки вставляемые в отверстия наковальни) на 80—120 мм. Важное значение имеет высота установки наковальни, от этого будет зависеть удобство в работе. Высота определяется так: опустите руки, ладони сожмите в кулаки и поднимите на них большие пальцы, кончики пальцев точно указывают оптимально-приемлемую высоту зеркала наковальни.

Кузнечная наковальня

Остальное оборудование: стеллажи, верстаки для сборки изделий, сварочный аппарат, сверлильный, отрезной и заточной станки, сборочные столы, располагайте так, чтобы оно не мешало и не загораживало помещение и проходы, а в работе не мешало технологическому процессу.

Примерная схема расположения оборудования кузницы.

Примерная схема установки оборудования в кузнице