електронний посібник з предмету обладнання та технологія ковальських робіт

1. НОВОКАХОВСЬКИЙ ПРОФЕСІЙНИЙ
ЕЛЕКТРОТЕХНІЧНИЙ ЛІЦЕЙ
Елетронний навчальний посібник на
тему: «Технологія ковки»
Підготував: викладач дисциплін
професійно-теоретичного циклу
З професії «Електрогазазварник.
Коваль ручного кування»
Карпенков О.Ф.
НОВА КАХОВКА
2016

2. Ковальський інструмент і обладнання
У сучасних умовах ковку ведуть
вручну або на машинах: молотах з
масою падаючих частин від 1 до 5000 кг
і кувально-гідравлічних пресах із
зусиллям від 2 до 200 Мн (200-20 000
тс). Заготовки деформуються
безпосередньо верхнім бойком штампа
або найпростіших пристроїв,
ковальським інструментом.
У процесі ковки
використовуються ковальські
інструменти - Які застосовуються при
ручному й машинному куванні.
Ковальські інструменти служать для
переміщення, захвату, підтримки,
виміру заготовок у процесі ковальсько-
штампувальних робіт. Ручну ковку
ведуть на ковадлі (мал. 1). Молотобоєць
наносить удари кувалдою. Коваль
маніпулює поковкою, тримаючи її в кліщах, указуючи молотобійцеві місце
удару ручником, яким також наносить легкі удари. Для пробивання отворів
користуються борідками, для разрубки матеріалу - зубилом, при обробці
поковок застосовують підбійники й обтиски.
Основні способи деформування ковкого заліза
Основним способом деформування ковкого заліза є ковка. Удари
кувалди або молота надають матеріалу необхідну форму, при цьому кувати
можна лише пластичні метали й сплави й, як правило, у нагрітому стані.
Розрізняють вільну ковку, при якій форму виробу надають по-різному
здійснюваними ударами, і ковку в штампах, де потрібну форму одержують
вдавленням матеріалів у металеву форму, називану штампом. Залежно від
способу роботи ковка може бути ручною або машинною. Дрібні вироби
коваль виготовляє вручну на ковадлі, а для обробки більших заготовок
застосовує молот. Раніше цю роботу виконували два або більше ковалі разом.
Старший коваль тримав заготовку й ручником показував напрямок ковки. У
цей час великі заготовки, як було зазначено, обробляють на молоті. Молот
складається з станини, баби, шабота, подушки і бойків. Шабот
установлений на власному фундаменті, окремому від фундаменту станини
мал. 1. Інструменти для ручної ковки: а -
однороге ковадло; б - кувалда з
поздовжнім задком; в - ручник з
поперечним задком; г - поздовжні кліщі
із круглими губками; д - круглий
бородок; е - пряме зубило для гарячого
рубання; ж - плоский підбойник; з -
круглий обтиск

3. для того, щоб від шабота не передавалися струси. Маса шабота,
виготовленого із сірого чавуну, в 25 разів перевершує масу баби, це
співвідношення приблизно дорівнює відношенню маси падаючих частин
молота до маси заготовки. Призначення шабота - амортизувати удари молота.
У верхній частині шабота знаходиться подушка. У бабі й подушці є пази, у
яких кріпляться сталеві бойки. Залежно від типу привода молоти бувають
пружинні, парові і пневматичні. Найбільше поширення в практиці художньої
ковки одержали пружинні молоти фірми "Аякс". Деякі ковалі вміють
утримувати в процесі роботи відстань між бойками з неймовірною точністю.
Більша частина роботи в художній ковці й слюсарній справі виконується
вручну; металу надають потрібну форму послідовними ударами ручника або
кувалди, які наносяться по деформуємому матеріалу. Ручна ковка - робота
дуже важка, кропітка, ка потребує вправності. Перш ніж перейти до розгляду
властиво художньої ковки, варто повідомити деякі відомості про основи
ковки взагалі, тобто про ковальську абетку.
Нагрівання
Матеріал для ковки нагрівають у горні, що у цей час обладнані
електричним вентилятором, що нагнітає в горн необхідну кількість повітря.
Горн опалюють ковальським вугіллям або дрібним коксом. Вогонь варто
постійно підтримувати чистим, полум'я не повинне бути довгим, щоб
найбільший жар був усередині нього. Із цією метою час від часу полум'я
зверху поливають водою із бляшаної лійки. Золу, що утвориться на дні горна,
не розколюючи, вигрібають із горна ломиком або коцюбою. Щоб при
чищенні горна вогонь не згас, у горн підкладають додатково побільше палива
й дають йому можливість розгорітися. Вугілля в горн підкладають по краях, а
не зверху. Матеріал, що нагрівається, укладають у горн під невеликий шар
вугілля, де жар найбільший. Матеріал, покладений занадто глибоко,
прохолоджується поступаючим у горн повітрям, і нагрівання тут мінімальне.
Нагрівати матеріал треба повільно, особливо великі заготовки, для того щоб
він досить прогрівався. Не можна допускати перегріву сталі, особливо
інструментальної щоб уникнути утворення тріщин і руйнування при куванні.
Якщо по недогляду заготовка все-таки виявиться перегрітою, то перегріту
частину варто відрубати. Найбільш сприятливий температурний інтервал
ковки 800-900°. Міцність сталі при цих температурах зменшується
приблизно в 20 разів, а пластичність істотно збільшується. Кувати при
менших температурах не треба. Наприклад, при температурі так званого
синього розжарювання, тобто приблизно 400°С, сталь стає дуже тендітною й
легко руйнується.
Температурний інтервал ковка залежить від хімічного складу й
структури оброблюваного металу, а також від виду операції або переходу.
Для сталі температурний інтервал 800— 1100 °С., для алюмінієвих сплавів —
420—480 °С. Розрізняють ковку в штампах і без застосування штампів – так
звана вільна ковка. При вільному куванні (ручному і машинному) метал не
обмежений зовсім або обмежений з однієї сторони. При ручному куванні
кувалдою або молотом чинять вплив безпосередньо на метал або на

4. інструмент. Вільну ковка застосовують також для поліпшення якості й
структури металу. При проковуванні метал зміцнюється, заварюються так
звані неоднорідності й роздрібнюються великі кристали, у результаті чого
структура стає дрібнозернистою, набуває волокнисту будову. При куванні
використовують набір ковальського інструмента, за допомогою якого
заготовкам надають необхідну форму й розміри. Основні операції ковки:
осадка, висадження, протягання, обкатування, розкочування, прошивання й
інші.
Протягання
Якщо коваль працює сам, то в більшості випадків він протягає
заготовку на кромці ковадла. Нагріту заготовку він укладає на гостру кромку
ковадла під кутом приблизно 45° (мал. 1, а) і ударами ручника по
протилежній грані заготовки протягає її. Якщо в коваля є підручний, то
коваль укладає заготовку на площину ковадла, а іншою рукою встановлює на
заготовку молоток для протягання. Після протягання заготовку вирівнюють
із урахуванням необхідних розмірів і форми; якщо ж поверхня заготівки
повинна бути винятково рівної, то заготовку, що прохолоджується,
вирівнюють гладилкою.
Висадження
У деяких випадках з більше тонкої заготовки відковують виріб, у якого
на кінці або на деякій іншій ділянці повинне бути стовщення, зокрема, на
кінці повинне бути стовщення сферичної або іншої подібної форми. Тут
необхідна операція, що називається висадженням. Якщо заготовка коротка,
то нагрівають ділянку необхідної для висадження довжини, після чого
здійснюють висадження сильними ударами кувалди (мал. 1). Якщо
висаджується частина, що, повинна виходити більше широкою, а її довжина
порівняно невеликою, то в цьому випадку заготовку треба встановлювати
холодним кінцем на ковадло, а удари наносити безпосередньо по нагрітій
ділянці. Якщо, навпаки, висаджену частину необхідно одержати більш
точних розмірів, заготовку встановлюють на ковадло гарячим кінцем, а удари
наносять по холодному кінці. Більш довгі ділянки висаджують, укладаючи
заготовку поперек ковадла, щоб за межами ковадла перебувала ділянка,
призначена для висадження, підручний притискає заготовку кувалдою,
поміщаючи її напроти кромки ковадла, а коваль ручником здійснює
висадження.
Різновидом висадження є виготовлення металевих костилів. Із
циліндричної заготівки відковують спочатку стрижень костиля квадратного
профілю. Невідкованою залишають лише ту частину заготовки, що необхідна
для одержання головки костиля, зайву частину відрубують. Стрижень
вставляють у відповідний отвір цвяхарні й ударами ручника відковують
головку костиля.
Згинання

5. Є два види згинання заготовок: згинання на кут і згинання по радіусу.
Згинання на кут виконують на гострій кромці ковадла послідовними ударами
ручника по заготовці зверху й збоку доти, поки не вийде потрібний кут.
Якщо заготовка великої товщини, підручний на початку згинання притискає
її кувалдою зверху, а коваль ударами ручника в цей час робить згинання.
Завершують згинання одним ручником. Згинання по радіусу виконують на
круглому розі ковадла. Радіус згинання регулюють зміною відстані від
вершини рогу.
Пробивання
Для клепки, просмиковки стрижнів і інших подібних цілей в
оброблюваній заготовці попередньо пробивають різні отвори. Наприклад,
якщо потрібний круглий отвір, то для цього використовують борідок.
Заготовку укладають на пробійну плиту, сполучивши її отвір з місцем
заготівки, у якому потрібно пробити отвір. Після того як заготовка пробита
приблизно на половину товщини, з неї витягають борідок, повертають її
зворотною стороною й завершують пробивання. При художній ковці отвір
пробивають звичайно без втрати матеріалу. Спочатку пробивають отвір
бородком найменшого діаметра. Потім отвір розганяють циліндричним
оправленням, якщо ж отвір повинен бути ще більший, те його розширюють
бочкоподібним оправленням. Якщо необхідно одержати квадратний отвір, то
використовують борідок, що має форму чотиригранної усіченої піраміди.
Для просмиковки стрижнів іноді потрібні поздовжні отвори різної довжини.
У цьому випадку використовують замість борідка зубило, яким просікають
отвір потрібної довжини. Послідовність операцій при цьому аналогічна
пробиванню бородком. Потрібну форму отвору одержують за допомогою
спеціально виготовлених оправлень.
Рубання
При куванні заготовку звичайно не ріжуть, а рубають. Ця операція
проста й залежить від товщини заготовки. Тонку заготовку рубають на
підсіканні, що поміщають в отвір ковадла. Якщо заготовка великої товщини,
то додатково використовують зубило. Заготовку укладають на підсікання, а з
іншого боку встановлюють зубило; підручний сильними ударами кувалди
відрубує відповідну частину.
Скручування-торсування
У минулі роки дуже популярним елементом прикраси при композиції
ґрат був чотиригранний сталевий стрижень, скручений у спіраль. У цей час
теж не обходяться без цього елемента. Чотиригранні стрижні товщиною до
20 мм скручують, як правило, у холодному стані. Якщо ж скручувати
потрібно стрижні великої товщини, які в холодному стані скрутити
неможливо, то доводиться застосовувати нагрівання, що не так просто.

6. Нерівномірно нагрітий стрижень приводить до нерівномірного скручування,
тобто виходить брак. Ця обставина є головною причиною того, що стрижні
невеликої товщини скручують у холодному стані. Стрижні великої товщини
нагрівають у печі, де можна гарантувати рівномірність нагрівання. У горні
таке нагрівання майже неможливе; цього можуть домогтися тільки майстри
своєї справи з багаторічним досвідом.
Скручування стрижнів товщиною до 20 мм здійснбється, як уже
говорилося, у холодному стані. Коваль точно відзначає ділянку, що повинна
бути скручена, і затискає стрижень по нижній рисці в лещатах. Потім бере
трубку, яку легко надягти на чотиригранний стрижень, і обрізає її на
довжину ділянки скручування. Трубку надягають на стрижень, а зверху
надягають ворот. Скручування зручно виконувати двоплечим воротом, а
якщо стрижень великої товщини - те й чотирьохплечим. Ворот крутять доти,
поки не одержать необхідну закрутку. На рубежі XIX і XX сторіч був
розроблений так званий торсіровочний верстат, на якому можна було
скручувати без особливих зусиль і допомоги трубки стрижні товщиною до 50
мм. У наші дні цих верстатів уже майже ніде немає, ними іноді користуються
тільки в деяких старих сільських кузнях. Дуже красиво виглядають
торсировані стрижні, у яких перед скручуванням уздовж всіх чотирьох
граней видавлені глибокі борозенки. Скручувати можна й плоскі стрижні,
коли прикраса повинна виглядати більше багатою. Якщо такий стрижень
закручений правильно, то він виглядає дуже ефектно.
Обробка поверхні
Розглянемо два процеси обробки поверхні - очищення й вирівнювання
поверхні литих або кованих виробів і оздоблювальне карбування дрібних
орнаментів вдавленням по зовнішній поверхні виробів. У минулому ця робота
становила самостійне ремесло, однак у наші дні вона є складовою частиною
художньої ковки й слюсарної справи. Гарна якість цієї роботи неможлива без
знання всіх особливостей техніки її виконання, тривалої практики й, головне,
здатності добре малювати й ліпити.
Обробка поверхні карбуванням відрізняється від звичайного
карбування тільки тим, що в цьому випадку дуже рідко чеканять зі
зворотного боку, а, як правило, із зовнішнього боку й по всій поверхні;
звичайне карбування після видавлювання контурів виконують зі зворотного
боку листа. Замість свинцю в розглянутому випадку використовують
карбувальну мастику. Її готують із двох частин бочарної смоли, однієї
частини просіяної цегельної крихти й 1 частини воску. Смолу змішують із
воском, поступово підсипаючи при цьому цегельну крихту; у результаті
виходить кашоподібна маса. Цією сумішшю заливають бляшаний
напівсферичний казан, на дно якого насипають залізні обрізки для більшої
його стійкості. Казан установлюють у гумовому кільці товщиною 3 см. У
такому кільці казан сидить стійко й може бути легко повернуть будь-якою
стороною. У поверхню смоли, залитої в казан по саму кромку, вдавлюють
лист, призначений для поверхневого карбування. Шматок листа краще

7. відрізати трохи більший, ніж необхідно, і загнути його край, щоб запобігти
зсувам листа убік.
Підготовлений у такий спосіб лист підігрівають і вдавлюють у
розм'якшену смолу, яку перед цим також підігрівають. Після того як лист
добре вдавлять у поверхню, смолі й листу дають охолонути. Потім на лист
наносять візерунок, якому необхідно відчеканити. І тільки після цього
починають карбування, для якого застосовують спеціальні інструменти -
карбівки. Вони подібні до ковальських борідок, але мають менші розміри -
довжина приблизно 10 см, товщина 3-5 мм.
Залежно від форми розрізняють кілька типів інструмента для
поверхневого карбування. Це насамперед накатники, які мають робочу
поверхню (доріжку), подібну до тупого зубила. Вони можуть бути похилими,
рівними і закругленими по краях або цілком напівкруглими. Інструмент для
зернения має плоску, овальну або опуклу робочу поверхню, інструмент для
грубого зернения може мати на поверхні дрібні зубці. Гладилки мають
робочу поверхню плоску, овальну, сердцеподібну, тригранну й багатогранну.
Інструменти для волосяного зернения мають поверхню різної форми, але, як
правило, покриту дрібними борозенками. Інструменти для бісерного зернения
мають циліндричну робочу частину, а для розгінного зернения - напівкруглу.
Поряд з перерахованими основними інструментами використовують також
різні фасонні карбівки або пуансони, на робочій поверхні яких нанесені
цифри, букви, зірочки й т.п.
При виконанні орнаменту насамперед необхідно давильником намітити
його контури. Потім починається властиво операція карбування - досить
кропітка. Коли отриманий орнамент необхідної глибини, виріб виправляють
інструментом, що гладить, - давильником, і інструментом, що вирівнює, -
гладилкою. Якщо орнамент складний, то часто буває, що матеріал у процесі
карбування зміцнюється, і його необхідно знову прогріти. Перед початком
наступного етапу роботи необхідно лист очистити від окалини, щоб при
карбуванні вона не вдавилася в поверхню листа.
При оздоблювальному карбуванні порожніх об'ємних посудин
використовують так звану пружинну карбівку, що одним кінцем укріпляють
у лещатах або нерухомо встановлюють на опецьку. Молотком наносять
удари поблизу закріпленого кінця. Удари молотком викликають коливальний
рух вільного кінця інструмента. Цей кінець має необхідну форму карбівки й
вставляється усередину посудини. Карбування здійснюється зсередини по
стінках посудини в заздалегідь намічених місцях. Карбування цим способом
вимагає вправності й багато часу. Способів її прискорити не існує.
Ковальські інструменти
Інструменти коваля діляться за своїм призначенням на опорні, ударні,
затискні, підкладні, захоплюючі, обмірні і допоміжні.
Опорні інструменти: основні ковадла, невеликі ковадла для дрібних виробів і
шперакі.

8. Двороге ковадло
Сучасні ковадла виготовляють із сталі 45Л методом лиття. Найбільш
зручна і універсальна у роботі дворога ковадло (рис. 7).
Верхня горизонтальна площина 1 називається особою, або лиштвою, на
ній виконуються всі основні ковальські роботи. Поверхня особи
термообрабативается до твердості 45-50 HRC і шліфується. Бічні грані
ковадла повинні утворювати з лицьовою поверхнею кут 90 o
, а ребро має
бути досить гострим і не мати відколів і заминов. На ребрі проводять гнуття
виробів, роздачу матеріалу, а також інші допоміжні операції.
Конічний ріг 7 призначений для згинання смуг і прутків, а також
розкочування і зварювання кільцевих заготовок. У деяких типах ковадел є
проміжна прямокутний майданчик 8 між рогом і особою, яка не загартована і
призначена для рубки на ній заготовок.
З протилежного боку від роги розташований
хвіст 3, що представляє собою консольну
прямокутну піраміду, він призначений для згинання
і правки замкнутих прямокутних заготовок. У хвості
є квадратний отвір 2 розміром 35x35 мм, яке
використовується для установки підкладного
інструменту (ніжняков) та інших пристосувань.
Близько конічного роги розташовується круглий
отвір Д15 мм. У деяких типах ковадел робляться два
круглих отвори різних діаметрів. Знизу біля ковадла
є лапи 6, за які вона кріпиться спеціальними скобами
4 до опецьку - стільця 5 або металевий підставці. В
якості стільця зазвичай використовують масивний
дерев'яний колода або пень від дуба, клена чи берези діаметром 500-600 мм.
Можна набирати стілець і з окремих частин, стягуючи їх залізними
обручами. Коли немає можливості підібрати необхідний колода, то можна
використовувати металеву або дерев'яну бочку, всередину якої набивають
пісок, глину, землю, добре утрамбовують, а зверху кладуть дерев'яну
прокладку і на неї встановлюють ковадло.
Велику увагу слід приділити установці стільця, він повинен стояти
вертикально і не вібрувати під час роботи. Стілець закопують на глибину не
менше 0,5 м, а землю довкола нього добре утрамбовують. Верхній торець
стільця можна закрити покрівельним залізом, що обереже його від обгорання
при попаданні окалини або гарячих обрубків заготовки. Висота стільця
залежить від зростання коваля і становить 600-700 мм від рівня підлоги, а
точніше - повинна доходити до кінчиків злегка зігнутих пальців стоїть
коваля.
При легкому ударі по хорошій ковадлу лунає високий, чистий звук, а
молоток при ударі відскакує від неї з дзвоном.
Рис. 7. Ковадло дворога: 1
- особа ковадла, 2 -
квадратний отвір; 3 - хвіст,
4 - скоби; 5-підставка; 6 -
лапи; 7 - конічний ріг; 8 -
незагартована майданчик;
9 - круглі отвори

9. Ковадла-шпераки
Для дрібних робіт ковалі застосовують ковадла невеликих розмірів і
маси або спеціальні ковадла-шперакі (рис. 8), які встановлюють
чотиригранним хвостовиком в квадратний отвір основної ковадла.
Ударні інструменти коваля
До ударних інструментів коваля відносяться молотки: ручники, бойові
молоти та кувалди. Ручник - основний інструмент коваля, з допомогою його
він кує невеликі вироби. Коваля, що працює без помічників, називали
"одноруким", що плекає в одну руку. Ручники мають масу 0,5-2 кг, але
бувають і до 4-5 кг (рис. 1).
Ударні інструменти коваля для кування металла: ручники й молоти
Рис. 8. Шперакі: 1 - вставляється в
ковадло (низький), 2 - вставляються в
землю (високий)

10. Рис. 1. Ручники та молоти: 1 - ручник з поздовжнім задком; 2 - ручник з поперечним
задком; 3 - ручник з кулястим задком; 4 - молот з одностороннім клиновидним задком; 5 -
молот з поперечним двостороннім задком; 6 - молот з подовжнім двостороннім задком; 7 -
кувалда, 8 - клин заершенний
Для управління процесом кування при роботі з молотобійця ковалі
застосовували ручники з легкої головкою, кулястою формою задка. Для
кування виробів ковалі застосовують ручники з важкої головкою з
клиновидним поздовжнім і поперечним задком. Ця форма досить
універсальна, тому що крім роботи бойком ковалі працюють і задком -
розганяючи метал. Головки ручників виковують з вуглецевих і легованих
сталей (сталі 45, 50, 40Х), бій і задок термічно обробляють до твердості 48-52
HRC. Рукоятки роблять з тонкошарових порід дерева: граба, кизилу, клена,
берези, ясена, горобини довжиною 350-600 мм. Рукоятка повинна бути без
тріщин і задирок, зручно лежати в руці.
Бойові молотки - це ударний інструмент коваля, який представляє
собою важкі дворучні молоти масою 10-12 кг. Головки бойових молотків
бувають трьох типів: з одностороннім задком, з двостороннім поздовжнім і
поперечним задком. Бій молотка призначений для основної кування, а
верхній клиновидний задок для розгону металу вздовж і впоперек заготовки.
Головка молота кується зі сталі 45, 50, 40Х, У7, твердість бою і задка 48-52
HRC на глибину 20-30 мм. Рукоятка молота виготовляється з тих же порід
дерева, що і ручника, довжина рукоятки підбирається в залежності від
зростання молотобійця і маси головки молота і дорівнює 70-95 см.
Робота коваля з молотобійця (одним або двома) проводиться при
куванні великих виробів і називають коваля "дворуким" або "трехруким".
Кувалдо - це ударний інструмент коваля, який представляє собою
важкий молот до 16 кг з плоскими бойками застосовується при важких
ковальських роботах, де потрібна велика ударна сила. Ударні інструменти
повинні бути максимально надійні. Особливу увагу приділяється кріпленню
рукоятки з голівкою. Отвір у голівці молота - всадив, куди вставляється
рукоятка, повинні бути еліпсовою форми і мати ухил від середини до бічних
гранях 1:10. Це забезпечує надійне її кріплення після забивання клину і
полегшує насадження головки на рукоятку. Практика показала, що самі
надійні - металеві "заершенние" клини, які входять на глибину, рівну 2 / 3
ширини голівки молота; забивати клин слід похило до вертикальної осі. Це
дозволяє розпирати деревину в двох площинах.
Удари бойовими молотами поділяються на три види: ліктьові або легкі,
плечові або середні, навісні - сильні, коли молот описує в повітрі повне коло.
Такими сильними навісними ударами молотобійці працюють при куванні
великої маси металу і ковальської зварюванні масивних частин.

11. Підкладні інструменти коваля
Підкладний інструмент ділиться на три групи:
1. Інструмент, який встановлюють під молот або ручник;
2. Інструмент, що встановлюється на ковадло;
3. Парний інструмент.
До підкладних інструментів
коваля відноситься масивна плита зі
сталі розміром 300x400 мм і висотою
150 - 200 мм, по чотирьох бічних гранях
якої є поглиблення різноманітної форми
і висоти: напівкруглі, трикутні і т.д. Ця
плита застосовується при куванні різних
фасонних елементів замість підкладних
штампів. На торцевих поверхнях цієї
плити є наскрізні круглі, квадратні і
фасонні отвори різних розмірів, які
служать для пробивання різноманітних
отворів на виробах. У великих кузнях,
де виготовляють садові огорожі,
балконні грати і інші великі вироби,
повинна бути сталева або чавунна
велика плита - правило - завтовшки 50-
200 мм і в плані 1,5 x3 м з рівною,
гладкою поверхнею. Вона
встановлюється на спеціальних
металевих козлах в центрі кузні. У цій
плиті повинні бути наскрізні отвори для
установки штирів, болтів і інших різних пристосувань для фасонної гнуття
профілів, складання конструкцій та інших технологічних операцій.
Весь подкладной інструмент коваля I групи повинен мати рукоятки з
дерева або товстого дроту. Зауважимо, що рукоятки підкладного інструменту
коваля забивають у всадив головки і не розклинюють, щоб вібрація і удари
через рукоятку не передавалися на руку коваля. Дротяну рукоятку
закручують навколо головки в гарячому стані.
Зубило ковальське є інструментом коваля для рубки заготовок у
гарячому або холодному стані. Головка зубила складається з трьох частин:
опуклої поверхні, по якій наносяться удари молотом, середньої частини з
отвором - всадом для установки рукоятки; ножа - основної частини, яка
прорубує метал. Для холодної рубки кут заточування становить 60-70 o
, для
гарячої - 15-30 o
. Виготовляють ковальське зубило з високовуглецевих сталей
У7, У8, легованих 6ХС або сталей 45, 50. Форма ножа зубила може бути
прямою, що має кривизну в горизонтальній площині або в двох площинах.
Рис. 1. Підкладні інструменти коваля:
1 - розкочування; 2 - гладилка з
циліндричною поверхнею; 3 - гладилка з
квадратною поверхнею; 4 - гладилка з
односторонньою прямокутної
поверхнею; 5 - гладилка із збільшеною
поверхнею; 6 - пробійник; 7 - фасонне
зубило; 8 - зубило для поздовжнього
рубки; 9 - зубило для поперечної рубки;
10 - конічний прошівень; 11 -
циліндричний прошівень; 12 - слід
робочих поверхонь гладилок 3, 4, 5.

12. Ковальське зубило з прямим ножем використовують для поперечної рубки і
поздовжньої. Ніж зубила для поперечної рубки розташована паралельно, а
ніж зубила для поздовжньої рубки - перпендикулярно до осі рукоятки.
Одностороння заточка ковальського зубила робиться в тому випадку,
коли потрібно отримати виріб з прямим торцем, тобто без ухилу, якщо
допускається ухил або потрібно дати фаску, то застосовується зубило з
двостороннім заточуванням. Зубила з радіусною ножем застосовуються для
вирізки з листового металу різних криволінійних елементів типу квітів, листя
і т.п. Зубила з фасонним боєм застосовуються для вирубки з вигнутих
заготовок криволінійних контурів. У залежності від розмірів виробів і
вирубуються малюнків необхідно підбирати потрібне за розміром зубило.
Малюнок орнаменту на поковки наноситься зубилом з притупленою ріжучої
крайкою. При роботі зубилом під заготівлю підкладають прокладку з
залізного або мідного листа, що охороняє лицьову частину ковадла від
пошкодження, а лезо ножа від затуплення. Відрубувати заготовки можна на
незагартованої майданчику ковадла, тобто близько конічного роги. Слід
пам'ятати, що перші і останні удари по ковальському зубилу завдають слабкі.
Перші - щоб зубило плавно врізалося в заготовку, а останні - щоб відрубує
частина не відлетіла і не поранила кого-небудь.
Пробійник - інструмент коваля використовуваний для пробивання
отворів, заглиблень у поковках і листових заготовках. Пробійник складається
з трьох частин. Удар наноситься по верхній частині пробійника - голівці;
середня частина пробійника з отвором - всадом для рукоятки, робоча частина
називається борідкою. Самі борідки робляться конусними, що полегшує їх
вихід з форми при виготовленні і дозволяє отримувати отвори різного
діаметру або розміру залежно від глибини пробою в метал.
Пробійники виготовляють зі сталі 40, 45, У7, 6ХС з твердістю робочої
частини 45-50 HRC на довжині 30 мм і твердістю верхній частині головки 30-
40 HRC.
Для пробивання отворів у товстих кованих виробах застосовують
прошивки і спеціальні пуансони, які, на відміну від пробійників, не мають
рукояток, а утримуються кліщами. У головках молотків і кувалд отвори
мають овальну форму, мають двосторонню конусність, яка утворюється при
пробиванні отворів з допомогою овально-конічних прошивний. Спочатку
отвір продавлюють з одного боку заготовки, а потім перевертають на 180 o
та
прошивають отвір з іншого боку. Подібним чином прошивають овальні
циліндричні отвори в головках підкладного інструменту коваля - пробійника,
гладилка, розкочування і ін
З ковальського досвіду відомо, що для забезпечення вилучення
прошивні із пробивати отвори в попередньо позначене поглиблення
насипають трохи дрібного вугілля і які під час прошибив гази як би
виштовхують інструмент.
Гладилка - інструмент коваля призначений для вирівнювання
шорсткостей на поверхні поковки після обробки її молотом. Гладилки мають
плоскі і напівкруглу робочу поверхню різних форм і розмірів. Великі
площини вирівнюють гладилкою з квадратною робочою поверхнею розміром
100х100 мм, а для невеликих площ беруть гладилки розміром 50x50 мм або з

13. прямокутною поверхнею. Гладилки з циліндричною поверхнею застосовують
при вигладжування гантелей і радісних поверхонь, підбираючи відповідний
розмір. Матеріал гладилок сталь 40, 45, 50. Твердість поверхні 40-50 HRC, а
твердість верхній частині головки 30-40
HRC.
Розкочування (надавкі) - цей
інструмент коваля призначений для
прискорення роздавлювання металу
вздовж та впоперек осі, а також для
вибивання циліндричних пазів на
заготовках.
Підкладний інструмент коваля II
групи (рис. 2) має хвостовик квадратного
перетину, який вставляється у відповідне
гніздо ковадла.
Підсікання використовують для
рубки заготовок або отрубкі її частин за допомогою ручників. Коваль
заготівлю накладає на ніж підсічки і, б'ючи по ній молотком, відрубує
необхідну частину, але не до кінця, щоб не зіпсувати лезо підсічки. Тому
проводять глибоку підрубки заготовки, а остаточно розділяють частини
заготовки на краю ковадла легким ударом ручника. Матеріал підсічки сталь
50 з твердістю робочої поверхні 50-55 HRC. Лезо заточується під кутом 60 o
.
Конусні оправлення призначені для розширення отвори в поковки,
роздачі кілець і виконання гибочних операцій.
Вилки - це інструменти коваля призначені для гнучкі і завивки
заготовок.
Відправки - для кування ухилів, гнучкі і ковальського зварювання
ланок ланцюга.
Рис.2. Підкладний інструмент коваля
другої групи: 3, 4, 5 - спеціальний
інструмент; 2 - конус; 6 - вилка; 7 -
підсікання
Рис. 3. Підкладний
інструмент коваля
третьої групи: а -
обтискачі: 1 -
шестигранні; 2 -
циліндричні, 3 -
квадратні; 4 -
підбойки; б -
гвоздильня; в -

14. Парний підкладний інструмент коваля III групи призначений для
підвищення продуктивності праці ковалів і поліпшення форм поковок.
Паррний подкладной інструмент складається з ніжняка (нижнього
інструменту), який хвостовиком квадратного перетину вставляється в
квадратний отвір ковадла, і верхняка (верхньої частини інструменту), що має
рукоятку для тримання.
До групи парних підкладних інструментів коваля III групи відносяться парні
обтискачі, для додання попередньо викуваний заготівлі правильної
циліндричної, прямокутної чи багатогранної форми, і підбойки, призначені
для розплющування (роздачі) металу як поздовжнього, так і поперечного.
Для роботи використовуються підбойки різних радіусів робочої частини від 8
до 30 мм. Спеціальні художні роботи виконуються за допомогою обтискачів -
штампів складних форм рельєфів. Матеріал обтискачів, підбійок і штампів
стали 45, 50, У7. Твердість робочих частин 45-50 HRC, а верхній
наголошеної частини - 30-40 HRC.
Гвоздильня з шапинкових молотками призначена для висаджування
головок різної величини і форми цвяхів, болтів і заклепок. Сама гвоздильня
представляє собою окрему форму з рукояткою або спеціальну плиту з
отворами. Для додання голівці цвяха, болта або заклепки потрібної форми
(сфери, призми, шестикутника і т.д.) застосовують шапинкові молотки.
Гвоздильню виготовляють куванням із сталей 45, У7, У7А і
термооброблюють на твердість 45-50
HRC.
Захоплюючі інструменти
коваля
До захоплюючих інструментів
коваля відносяться різного виду кліщі.
Ковальські кліщі призначаються для
виймання нагрітих заготовок з горна і
утримування їх під час кування. Кліщі
складаються з двох рицин, з'єднаних
заклепкою; головна частина кліщів з
губками призначена для захоплення
заготовки, задня частина є рукояткою. За
формою губок кліщі діляться на
поздовжні, поперечні, поздовжньо-
поперечні і спеціальні. Ковальські кліщі
повинні бути по можливості легкими з
пружними рукоятками, а для надійності
під час роботи рукоятки кліщів
стягуються спеціальним кільцем -
шпандирем. Довжина ковальських кліщів
становить 300-1500 мм, матеріал - сталь
15, 20, 25. Заготовка повинна бути щільно
ковальські форми
Рис. 4. Види ковальських кліщів: 1 -
рукоятка; 2 - фіксуюча втулка
(шпандирь), 3 - заклепка; 4 - губки; 5 -
заготовка; 6 - поздовжньо-
циліндричні; 7 - поздовжньо-
прямокутні, 8 - поперечно-
прямокутні; 9 - вугільні, 10 - кільцеві;
11 - для сокир; 12 - таврові, 13 - для
захоплення циліндра зсередини; 14 -
прутково-поперечні

15. захоплена кліщами. Але якщо цього не відбувається, необхідно підігнати
губки за формою. Для цього губки кліщів нагрівають у горні, затиснувши
ними заготовку, і обжинають ударами ручника або молота. Ковальські кліщі,
добре підігнані, значно підвищують продуктивність праці і знижують
травматизм.
Затискні інструменти коваля
Затискні інструменти коваля (рис. 5) призначені для затиску нагрітих
і холодних заготовок перед гнучкою, осадкою, висадкою і іншими
операціями.
До затискним інструментам коваля відносяться різні струбцини,
Стулова лещата. Кріпляться лещата потужними шурупами, болтами або
заклепками до основної опори слюсарного верстака або на окремому стільці -
пні, надійно закріпленому до підлоги. Верхній рівень губок знаходиться на
висоті 900-100 мм від підлоги. Для збільшення жорсткості кріплення нижній
стрижень кріпиться до стільця або стійці. Губки Стулова лещат відливаються
зі сталей 35Л, 45Л або виковували із сталей 20, 25.
Контрольно-вимірювальні
інструменти, використовувані в
ковальській справі
Контрольно-вимірювальні інструменти (рис.
6) необхідні для вимірювання заготовок і поковок
як в процесі кування, так і після закінчення обробки
та охолодження.
Універсальний міряльний інструмент -
сталева лінійка для вимірювання лінійних розмірів.
Застосовуються різні лінійки 250, 500, 1000 мм;
сталевий металевий метр застосовується для тих же
цілей, що і лінійка, але для компактності він
складається з окремих ланок, з'єднаних шарнірно.
Точність вимірювання такої лінійкою і метром становить 0,5 мм.
Штангенциркуль призначений для лінійних вимірів, як зовнішніх, так і
внутрішніх, і вимірювання діаметрів заготовок і поковок з допомогою малих
губок і використання глибиноміра 5. Точність вимірювання
штангенциркулем становить 0,1 мм. Десяті частки міліметра визначаються за
допомогою шкали ноніуса 6.
Кутоміри та кутники призначені для вимірювання кутових розмірів.
Широко використовуються в ковальській справі кутники з постійними
кутами 30, 60, 90 o
.
Рис. 5. Стулова лещата: 1 -
нерухома губка; 2 -
кріпильна планка, 3 -
нижній стрижень; 4 -
шарнір, 5 - рукоятка, 6 -
пружина, 7 - рухома губка.

16. Кронциркулі і нутромери служать для
вимірювання зовнішньої та внутрішньої
відстані.
Техніка безпеки при ковальських роботах
 Роботи з розпеченим металом відносяться до розряду робіт підвищеної
небезпеки. Велике значення має бути приділена якості ручного і
знімного інструменту, одягу і засобам захисту.
 Одяг коваля: куртка із щільної бавовняної тканини з довгими рукавами,
що застібаються манжетами, нижня частина куртки повинна
перекривати верхню частину штанів, які також зшиті з міцної тканини;
брюки в свою чергу повинні бути такої довжини, щоб закривати верх
черевиків; черевики краще мати на товстій шкіряній підошві. Рукавиці
рекомендується мати з брезенту, а деякі повинні мати азбестові
накладки. Фартух - також з товстого брезенту, азбестової тканини або
шкіри повинен прикривати груди і бути довжиною нижче колін. На
фартусі може бути зроблено одину кишеню на грудях або праворуч
біля поясу.
 Коваль повинен мати головний убір з фетру, тканини або налобну
пов'язка. Головний убір оберігає волосся від забруднення та перегріву.
 Перед початком роботи в кузні необхідно переконатися у справності
молота, ручника, установки ковадла, горна і повітроводів. При
нормальній установці ковадла робоча поверхня повинна знаходитися
над рівнем підлоги на висоті 650-800 мм. Тобто коваль, стоячи на
підлозі, міг торкатися стисненими в кулак пальцями поверхні ковадла.
Між ковадлом і горном повинно бути не менше 1,5 м. При перевірці
ковадла "на удар" звук повинен бути чистим, дзвінким, без деренчання.
Це свідчить про відсутність тріщин. До початку роботи встановити
захисні екрани: для запобігання оточуючих від ушкоджень окалиною
або частками металу, а також від шкідливого теплового впливу.
Рис.6. Контрольно-вимірювальні
інструменти: 1 - штангенциркуль: 1, 2
- малі губки для виміру внутрішніх
розмірів, 3 - гвинт; 4 - рухома рамка, 5
- глибиномір; 6 - нониусной шкала; 7 -
рухома губка; 8 - нерухома губка; II -
циркулі: 9, 10 - нутромери; 11 -
кронциркулі

17.  Дозволяється працювати тільки перевіреним на справність
інструментом, розташованим на робочому місці з максимальною
зручністю, не допускаючи нічого зайвого.
 Підлога має бути рівною і сухою. У кузні повинна бути ємність з
піском для засипання слизьких місць.
 У бачку для охолодження металу повинна бути чиста вода і ємність з
машинним маслом.
 Під час роботи слід користуватися захисною маскою або окулярами з
небитким склом, а при роботі з нагрітими до білого кольору поковками
- окулярами з світлофільтрами.
 Не можна дивитися не захищеними очима на яскраве світло (полум'я).
Це може призвести до послаблення або втрати зору.
 При роботі не можна відволікатися й розмовляти.
 При куванні заготовки необхідно стежити за температурним режимом.
 Кування перегрітого або охолодженого нижче норми металу
забороняється, так як це може бути причиною нещасного випадку.
 Поковку треба брати кліщами, губки повинні щільно охоплювати її, а
рукоятки кліщів повинні не замикатися, а пружинити.
 Ручки інструменту при ударах треба тримати тільки збоку від себе, а не
перед собою.
 Молотобоєць повинен стояти боком до коваля, а не навпаки. Команди
для молотобійця слід подавати чітко і голосно: "наклади", "бий
сильно", "бий раз", "бий до команди", "стій" і показувати молотком
місце удару. Наносити удари можна тільки по листу металу.
 Виключаються холості удари по ковадлу.
 Закінчення кування виробляють по команді "стій", а не зняттям
поковки з ковадла.
 При рубці металу зубило ставити тільки строго вертикально. Рубку
проводять тільки по краю ковадла, роблячи перший і останній удари
слабкими. Відрубаний кінець поковки слід направляти від себе і в
безпечну сторону.