Qué es la forja en frío y cómo hacer máquinas para crear elementos forjados?

Forja en frío: los secretos de la artesanía metalúrgica

Para muchos, la forja en frío se ha convertido en el negocio en el que uno puede realizarse no solo como artesano, sino también como creador de nuevos dispositivos y máquinas de trabajo. Al mismo tiempo, las máquinas y dispositivos simples para formar un caracol, enrollar una espiral y doblar productos laminados de varios perfiles, como muestra la práctica, se pueden fabricar de forma independiente a partir de materiales improvisados. Las características de la tecnología de forja y las opciones para crear las máquinas más simples y los principios de su funcionamiento se analizarán más a fondo.

El arte de la forja en frío desde la idea hasta la muestra terminada

Las ideas para usar elementos decorativos metálicos se implementan con mayor frecuencia en la fabricación de cercas, puertas, rejas y viseras. Los elementos de pieza confeccionados de forja en frío a partir de metal de varios perfiles se conectan en una composición terminada mediante soldadura. La simplicidad de la tecnología le permite obtener patrones inusuales y composiciones tridimensionales con habilidades mínimas para trabajar con metal, máquinas herramienta y equipos.

Una gran ventaja de esta tecnología es la posibilidad de utilizar espacios en blanco confeccionados. Los tamaños estándar de rizos, volutas, rosetas y perfiles de tornillo le permiten crear productos individuales y realizar el trabajo de acuerdo con una plantilla, por ejemplo, los mismos tramos de una cerca o rejas de ventana.

Al mismo tiempo, los productos forjados en frío se vuelven especialmente atractivos cuando contienen elementos inusuales que se realizan en copias únicas. Es por eso que los artesanos que trabajan en esta técnica metalúrgica prefieren crear ellos mismos los espacios en blanco laminados. Aquí juega un papel importante el equipo del taller con los dispositivos y máquinas necesarios para el procesamiento de metales.

Fundamentos de la tecnología de procesamiento de metales.

La obtención de un elemento acabado de una valla o de una jardinera en un jardín de flores incluye varios procesos tecnológicos sucesivos. El más importante de los cuales es dar la forma requerida a la pieza de trabajo laminada. La forja en frío de metal utiliza los siguientes tipos de procesamiento:

  • flexión;
  • estampado
  • retortijón;
  • forja
  • alquiler.

Las técnicas y métodos de procesamiento aplicados dependen de la forma y el tipo de metal laminado.

Y aquí es necesario prestar atención a la diferencia entre la forja en caliente y la tecnología de trabajo de metales en frío. Cuando la pieza de trabajo se calienta, la estructura del metal cambia, se vuelve más plástica, por lo que es posible darle a la pieza de trabajo la forma deseada con un poco de esfuerzo.

Durante la forja en frío, el metal no se calienta y su estructura sigue siendo la misma. En este caso, se debe aplicar un mayor esfuerzo para obtener la parte de la forma deseada. El hecho es que durante la flexión o torsión, la resistencia de la capa superficial del metal se ve reforzada por la rigidez de la forma de la pieza de trabajo. Y el núcleo, que tiene una alta viscosidad, toma forma solo después de vencer las fuerzas de resistencia de las capas superficiales.

Por lo tanto, para obtener ciertos tipos de forja, es indispensable un martillo ordinario. Para una operación exitosa, se requieren dispositivos y adaptaciones especiales. La peculiaridad de la tecnología es que se utiliza un tipo de herramienta para obtener una forma.

Cualquier dispositivo para forja en frío es una herramienta especial:

  • el doblado de perfiles y tiras en un rizo se lleva a cabo en una máquina de caracol;
  • el estampado, en la fabricación de pétalos o rosetas, utiliza prensa y punzones;
  • la torsión de una tira, un tubo cuadrado se realiza en una barra de torsión;
  • el forjado o remachado se realiza sobre yunque o con prensa hidráulica;
  • Para la laminación se utilizan rollos de diferentes perfiles y diámetros.
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Taller en casa – equipo, equipo, alojamiento.

Forjar en casa, si no estamos hablando de crear solo una hermosa barbacoa o puestos de flores, tarde o temprano requerirá la creación de condiciones especiales para un trabajo cómodo. Incluso forjando como hobby, necesitarás una habitación amplia y bien iluminada, donde además de las máquinas, deberás prever espacio tanto para la mesa de montaje como para el módulo de pintura, así como recoger un juego mínimo de herramientas. para el trabajo.

Hay muchos argumentos para asignar una habitación espaciosa, pero al planificar el alojamiento, debe tener en cuenta:

  • la forja en frío de un tubo de perfil requiere que el perfil se lamine primero, para que sea más fácil darle la forma de un rizo o un caracol. Para hacer esto, los rodillos deben colocarse de manera que la longitud de la habitación sea de 2,1 a 2,5 veces la longitud de la sección de la tubería.
  • la máquina caracol debe tener acceso desde todos los lados;
  • para trabajos voluminosos, por ejemplo, para el montaje de vallas o portones de entrada, la mesa de montaje debe hacerse de tal manera que sea 0,2-0,3 metros más grande que la estructura;
  • las máquinas necesariamente deben tener un marco masivo y una fijación segura al piso, pero la mesa de ensamblaje se puede hacer de acuerdo con el principio de un transformador: deben ser móviles y plegarse rápidamente.

Un detalle importante del equipamiento del taller doméstico es también con qué conjunto de plantillas estarán equipadas las máquinas. Para el nivel inicial del taller, el caracol para forjar debe tener 2-4 plantillas, desde una pequeña de 10-12 cm de diámetro hasta un máximo de 18-20 cm de diámetro hasta 25×25 mm inclusive.

Torcedora casera para hacer faroles y torcer un tubo de perfil Fuente pinimg.com

Los rodillos para laminación, además de la forma plana habitual, deben tener ejes tanto para tubos perfilados como redondos convencionales. Para una prensa, es necesario tener varios moldes para trabajar con chapa. Aquí necesitará moldes para estampar hojas, pétalos, hemisferios y decorar los extremos de los perfiles.

Lo que debe recordar al comenzar a crear una máquina de forja en frío

Una de las cuestiones importantes que deben resolverse al diseñar y crear una máquina de forja en frío casera es la cuestión de qué metal se debe seleccionar para la fabricación de cuerpos de trabajo. Una opción simple y asequible para esto es la compra de espacios en blanco en una ferretería. Será relativamente barato, y dado que la máquina se ensamblará a mano, aquí puede ahorrar en el procesamiento, bastará con tener una amoladora y un inversor de soldadura.

Pero, al mismo tiempo, debe comprender que los grados especiales de acero no se venden en la tienda, lo más probable es que este sea un producto laminado común que no tiene resistencia ni durabilidad. En este caso, no debe contar con la larga vida útil de la plantilla, la vida útil de dichos dispositivos será de solo 800-1000 ciclos de trabajo.

Descripción del video

Este video muestra un doblador de varillas casero:

Otra cosa es si se utiliza acero de herramientas o estructural. Aquí, la vida útil será de 4 a 5 veces más larga y los patrones de la tubería de perfil se obtendrán con formas ideales.

Muchos dispositivos usan punzones de la misma forma, pero de diferentes tamaños. Pero crear su propia máquina para cada tamaño estándar de productos laminados es excesivamente costoso. Pero es bastante posible proporcionar punzones intercambiables en un doblador o una máquina para un caracol, y esta opción costará menos.

Forjar a partir de un tubo de perfil, un cuadrado y una varilla requiere mucho esfuerzo para darle a la pieza de trabajo la forma deseada. Un accionamiento eléctrico en este caso podría facilitar enormemente el trabajo. En la versión doméstica de una mini fragua, en lugar de un accionamiento eléctrico, puede usar un reductor de engranajes.

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Equipos para máquinas de forja en frío

El equipo más simple y de uso más frecuente en el taller suele ser dos máquinas: una dobladora y un caracol. El primero le permite doblar el material en el ángulo deseado, el segundo asegura la creación de espirales planas similares a un caracol. El principio de funcionamiento de los dispositivos es simple: un extremo de la pieza de trabajo se sujeta sin movimiento y el otro, con la ayuda de una palanca, se dobla en el ángulo deseado.

Gnutik

La máquina dobladora de forja en frío incluye:

  • base de una placa de 15-20 mm de espesor;
  • el eje central, rígidamente fijado a la base;
  • palanca móvil con carro;
  • rodillos y rodillos reemplazables;
  • dispositivos de fijación para rodillos y rodillos.

La base es una placa en cuyo centro se fija el eje central. Se perforan agujeros en él, que sirven para instalar rodillos y rodillos, así como para fijar la pieza de trabajo. El eje está hecho de acero para herramientas, el diámetro del eje es de 18-20 mm.

Una palanca con un carro móvil está unida al eje. La palanca tiene forma cuadrada o rectangular. En él se instala un carro móvil con dos ejes fijos para rollos. Para obtener curvas, los rollos del diámetro deseado se hacen intercambiables, al cambiar el diámetro de los rollos, se obtienen piezas de trabajo de diferentes tamaños.

  • antes de comenzar a trabajar, se seleccionan rollos del diámetro deseado;
  • la palanca con el carro se coloca en su posición original;
  • un extremo de la pieza de trabajo se fija en la abrazadera;
  • la pieza de trabajo se presiona contra el rodillo central;
  • el carro con el rodillo se lleva a la pieza de trabajo y se presiona firmemente contra ella;
  • girando la palanca, los rodillos dan a la pieza de trabajo la forma deseada.

Descripción del video

En este video se muestra cómo funciona el dispositivo de doblado universal para tiras, varillas y cuadrados:

Caracol

La máquina caracol para forja en frío es una herramienta más compleja que una dobladora. Su complejidad radica en el hecho de que el cuerpo de trabajo principal está hecho en forma de un dispositivo compuesto de forma no estándar. La forma compuesta de la forma de varias secciones proporciona una pieza de trabajo en forma de espiral plana similar a un caracol. Esta similitud le dio el nombre a esta máquina.

La máquina de caracol o plantilla para forja en frío consta de:

  • bases en forma de cama hechas de una gruesa placa de metal;
  • conductor o mandril, alrededor del cual se enrolla la cóclea;
  • palanca de rodillos.

La base de la máquina para forjar metal es la base de una lámina de acero de 15-20 mm de espesor con un diámetro de 50-70 cm La cama está ubicada en el eje. Debajo, en la parte inferior, se fija una palanca sobre cojinetes, el montaje sobre cojinetes proporciona un ligero movimiento de rotación. Está hecho de un tubo de paredes gruesas. La longitud de la palanca debe ser de al menos 80 cm. El eje con un diámetro de 10-16 mm está firmemente fijado en la parte superior en el centro de la base. La base tiene varios orificios en los que se insertan mandriles plegables. Los orificios están dispuestos de manera que pueda instalar plantillas de diferentes tamaños.

El mandril es una espiral cortada en pedazos. Para el trabajo, generalmente se necesitan 2-3 conjuntos de elementos: diámetro pequeño, tamaño mediano y grande. El elemento central se coloca sobre el eje base. Dispone de una ranura para la fijación inicial de la varilla o tira. El primer rizo tiene 23 vueltas de circunferencia. El segundo es una continuación de la espiral con un radio aumentado y una longitud de 13 vueltas de espiral. El tercer elemento tiene 12 vueltas de largo con una curva igual a 4-6 radios del elemento central.

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Los mandriles están hechos de una tira de 50 mm de ancho y al menos 5 mm de espesor. Para mayor rigidez desde el interior, están reforzados con un cuadrado de 15×15 mm.

Para presionar la pieza de trabajo contra el mandril, se coloca un carro con rodillos en la palanca. Los rodillos verticales presionan la pieza de trabajo contra el molde y los horizontales actúan como soporte para doblar.

La forja en frío de metal en una máquina de caracol se realiza de la siguiente manera:

  • se instala un mandril en la base de la máquina;
  • se inserta una pieza de trabajo en la ranura y se presiona contra el carro de la palanca;
  • la palanca se usa para engarzar la pieza de trabajo alrededor del mandril;
  • después de que la pieza de trabajo comprima completamente el primer elemento, el segundo y luego el tercer elemento del mandril se instalan en la base.

Descripción del video

Este video muestra cómo funciona la máquina de caracoles:

Las características más importantes

Una tecnología de forja en frío simple y al mismo tiempo asequible encuentra hoy en día un número cada vez mayor de fanáticos. Y como muestra la práctica, muchos artesanos no solo crean sus propios elementos de forja extraordinarios, sino también dispositivos y dispositivos de trabajo inusuales.

Los maestros se crean con éxito como dispositivos simples para realizar una operación, por ejemplo, creando un elemento de caracol, huso, espiral, bobinado, torsión, utilizando la fuerza física del maestro. Y otros más complejos, utilizando cajas de cambios mecánicas y accionamientos eléctricos. Sin embargo, para crear un pequeño taller, muchos aconsejan ensamblar definitivamente un rizador de caracol y un doblador para obtener las formas geométricas correctas. Son estos dispositivos los que serán la base para un mayor desarrollo del taller de forja en frío.

Pero sea como fuere, en el desarrollo de máquinas y útiles para forja en frío, uno de los puntos más interesantes es la cuestión de crear una máquina universal para un gran número de operaciones.

Herramientas de forja en frío

En el proceso tecnológico de forja en frío. se utilizan varios dispositivos. Le permiten obtener espacios en blanco de la configuración y dimensiones requeridas. En combinación con el equipo en el que están instalados, se crean espacios en blanco a partir de los cuales se fabrican productos originales. Mucho facilita el trabajo (tenedores, tenazas, etc.) utilizados en operaciones tecnológicas. En esta sección, consideramos en detalle los dispositivos para forja en frío.

  • Accesorios
  • caracol tornado
  • Torsión
  • Dobladoras – dobladoras
  • Ola
  • Rodillos de curvatura de radio
  • Rodillos de punzonado
  • Conductores
  • Como hacer herramientas caseras para forjar hierro
  • Conductor
  • Tamaños de plantilla, patrones
  • Proporción áurea, rizo de Fibonacci
  • Variedad de equipos de forja
  • ¿Cuándo es más barato y más fácil comprar que hacer?

Accesorios

Los utillajes hechos a mano no pueden atribuirse a las máquinas herramienta, ni siquiera teniendo en cuenta la realización de operaciones tecnológicas sobre ellas con la ayuda de la fuerza muscular. en Internet, las herramientas, los equipos y los accesorios de forja a menudo se mezclan, aquí explicamos la diferencia, pero aquí solo estamos hablando de accesorios, que son más complicados que las herramientas manuales, pero más simples que las máquinas que usan energía eléctrica.

Sin embargo, por analogía con el equipo, los accesorios tienen el mismo nombre. Cada tipo de máquina tiene su propia herramienta única.

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caracol tornado

Los caracoles pertenecen a la clase de máquinas herramienta, donde la conformación se produce girando la pieza de trabajo. Los principales en el diseño son dispositivos hechos en forma. partes móviles y plegables de una plantilla o una plantilla fija. La superficie básica del utillaje cumple la función de obtener elementos según las dimensiones del dibujo.

Máquina de fotos caracol

Torsión

Este dispositivo es para torsión o girando una barra de metal alrededor de su eje. Las tareas que resuelve el equipo son: fijación confiable de los extremos de la barra, asegurando la rotación libre, eliminando la posibilidad de desviación del eje de rotación. Se utiliza para hacer una linterna mandril en forma de tubo. La pieza de trabajo se obtiene en forma volumétrica.

DISPOSITIVOS PARA DOBLAR CESTA-LINTERNAS Y TORSIÓN

Dobladoras – dobladoras

Muy a menudo, las máquinas dobladoras se llaman dobladoras. Un dispositivo para doblar una barra en cierto ángulo tiene el mismo nombre. Un equipo simple, que consta de rodillos y topes, dobla barras y tiras de acero de acuerdo con un patrón dado.

Dispositivo, cuyas partes principales son rodillo móvil y fijo con tope, le permite obtener un contorno ondulado en las barras. Las ondas pueden ser diferentes en longitud y amplitud.

Máquina de forja en frío tipo onda

Rodillos de curvatura de radio

Se puede hacer a mano un accesorio manual para doblar tubos de perfil, de lo contrario, un doblador de tubos. El dispositivo primitivo más simple dobla tuberías, cuyos requisitos son bajos en términos de precisión de doblado. Si le pones un diseño casero accesorios, por ejemplo un gato, se fabricarán elementos doblados acabados con menor pérdida de resistencia.

Rodillos de punzonado

En la forja en frío existen elementos llamados patas de gallo. Es fácil conseguirlo rodando sobre equipos estándar diseñados para ello. Al mismo tiempo, se han desarrollado dispositivos para realizar esta operación tecnológica. Se hacen en forma rodillos de estampación caseros o equipo de estampación. Para la fabricación de tales productos caseros, se requieren altas calificaciones del artista y materiales especiales.

Máquina de fotos pie de ganso

Conductores

Como dispositivos en máquinas de caracol para obtener rizos, espirales, se utilizan conductores. Son mandriles, cuyo contorno corresponde a los elementos fabricados. Las máquinas tienen dos tipos principales de diseño:

  • el conductor está hecho en forma de plantilla giratoria plegable con una puerta ubicada en su eje;
  • con conductor fijo y rodillo rodante.

Creando un rizo para un balaustre en una plantilla casera

Si agrega una puerta más a la máquina de caracol con una parte rotativa, puede obtener productos con ondas suaves. Al cambiar la distancia entre las puertas, obtendrá una variedad de ondas a lo largo del contorno.

Como hacer herramientas caseras para forjar hierro

Para la fabricación de varios elementos y productos, es suficiente tener seis accesorios básicos (manual o eléctrico), a saber:

  • caracol
  • gnutik;
  • barra de torsión (torcedor);
  • ola
  • Linterna;
  • el mundo.

Todos ellos sin ningún problema. Hecho a mano y proporcionar preparación tecnológica para la producción de espacios en blanco de forja en frío con sus propias manos.

Dobladoras de tubos y rodillos estampadores de calidad es muy difícil hacerlo usted mismo, por lo tanto, si es necesario realizar operaciones tecnológicas en ellos, debe buscar otras opciones. Dobladoras de tubos se pueden alquilar en tiendas de alquiler. Busque rodillos estampadores en empresas vecinas o revise el proceso tecnológico para revisar el equipo utilizado.

Conductor

El dispositivo más relevante en términos de fabricación de bricolaje es una plantilla de caracol. Los rizos son el elemento más popular en los productos acabados forjados en frío. Para su fabricación, los más utilizados equipo en forma de plantilla fija (plantilla), e individuales para cada tamaño de rizo. Aquí requiere una gama mínima de materiales y una herramienta típica:

  • chapa de acero de hasta 10 mm de espesor;
  • tubo perfilado 25×45 mm;
  • tubos redondos de paredes gruesas con un diámetro de 45 mm y 90 mm;
  • fleje de acero de 3×40 mm para la fabricación de un contorno de conformación;
  • barra de 10×10 mm para reforzar el diseño de la plantilla de la hoja;
  • sujetadores, pasadores;
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  • aspectos;
  • tenedor especial para doblar; ;
  • soldadora;
  • rectificadora para pelar;
  • herramienta de cerrajería universal.

Se proporciona una descripción detallada del proceso de fabricación de caracoles en un artículo separado.

Tamaños de plantilla, patrones

Cada autor ve el producto terminado a su manera. Por lo tanto, hay muchas opciones para rizos y espirales. Para cada uno de ellos, un equipo propio. Las dimensiones de las plantillas dependen en gran medida de las dimensiones del material del que está hecho el producto, el número de vueltas en la espiral. Así, por ejemplo, para una barra de 10 mm. la distancia entre las vueltas no debe ser inferior a 12-13 mm. La varilla debe estar libre para pasar a este espacio.

Proporción áurea, rizo de Fibonacci

La armonía de las proporciones determina el diseño del producto. Ella le da belleza y gracia. Al elegir un contorno de patrón para una espiral, se recomienda guiarse por los principios de la teoría de la sección áurea. Para construir una espiral puedes usar el rectángulo dorado cuya relación de aspecto es 1,62 (la proporción áurea). Aumentando sucesivamente el radio de la espiral por el valor de la proporción áurea, obtenemos el contorno correcto.

Similar al concepto de la proporción áurea rizo de fibonacci. En el conjunto de números que aparece en matemáticas bajo el nombre de serie de Fibonacci, existe una proporción áurea de 1,62. La construcción de esta espiral es similar. principios de la sección áurea. Los elementos en espiral, hechos con tal proporción, dan la impresión de armonía y perfección.

Variedad de equipos de forja

Al elegir equipos y herramientas para la forja en frío, debe conocer a los principales fabricantes, líderes del mercado. Importante: al elegir entre equipos industriales y accesorios hechos en casa, debe saber que las máquinas compradas procesan piezas de trabajo con tamaños estándar de los cuales es imposible obtener un producto en equipos artesanales.

  • “hebo”. Una empresa alemana cuyos equipos cuentan con calidad europea y altos indicadores de recursos. Sin embargo, el costo del equipo es alto. Las inversiones financieras, especialmente en la etapa inicial, tienen un alto grado de riesgo.
  • “OST”. La empresa bielorrusa fabrica máquinas herramienta de alta calidad con programas de control japoneses. Los compradores potenciales son empresas con grandes capacidades financieras.

Máquina universal para forjar, doblar BlackSmith MB21-30. Foto KovkaPRO

  • Herrero». Un fabricante chino que produce una amplia gama, a precios relativamente bajos, de equipos mecanizados y manuales para forja en frío.
  • Las máquinas herramienta de las empresas rusas están en demanda “Maestría”. Se trata de pequeñas máquinas que cubren casi toda la gama de elementos de forja en frío.
  • Empresas de Rusia “Azhurstal” y “Decoración” también son bastante competitivos en este mercado.

Sin embargo, los aspirantes a empresarios primero deben considerar comenzar la producción con fabricación de herramientas de bricolaje. No hay tantos equipos hechos a mano (caracol, barra de torsión, linterna, ola, gnutik, globo) y no es particularmente difícil de fabricar. La viabilidad económica de este enfoque es obvia.

¿Cuándo es más barato y más fácil comprar que hacer?

Si la disponibilidad de habilidades de cerrajero y soldador es un problema, entonces si hay oportunidades financieras disponibles, puede considerar comprar máquinas listas para usar: manuales o eléctricas; caracol, globo u otro tipo de equipo. Quizás apareció un cliente con una buena oferta, pero con restricciones estrictas en el tiempo de producción. Hay muchas ofertas en este mercado. Solo necesitas tomar la decisión correcta.

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