2) размером 35 × 35 мм для установки подкладного инструмента (нижняков) и других приспособлений. В некоторых типах наковален делаются два круглых отверстия разных диаметров.
Снизу у наковальни – лапы (п.6), за которые она крепится специальными скобами (п.4) к чурбану – стулу (п.5) или металлической подставке. Для стула обычно берут массивный деревянный чурбан или пень от дуба, клена либо березы диаметром 500–600 мм. Можно набирать стул и из отдельных частей, стягивая их железными обручами. Если нет возможности подобрать необходимый чурбан, можно использовать металлические или деревянные бочки: их набивают песком, глиной, землей, хорошо утрамбовывают, а сверху кладут деревянную прокладку и на нее устанавливают наковальню.
Большое внимание следует уделить установке стула: он должен стоять вертикально и не вибрировать во время работы. Стул закапывают на глубину не менее 0,5 м, а землю вокруг него хорошо утрамбовывают. Верхний торец стула можно закрыть кровельным железом, что предохранит его от обгорания при попадании окалины или горячих обрубков заготовки. Высота стула зависит от роста кузнеца и определяется исходя из того, что плоскость лица наковальни должна быть на высоте 600–700 мм от уровня пола, а точнее – доходить до кончиков слегка согнутых пальцев стоящего кузнеца.
При легком ударе по хорошей наковальне раздается высокий, чистый звук, а молоток при ударе отскакивает от нее со звоном. На фото 1.1.7 а, б, в показаны наковальни и способы установки их на основание: а – на сварном основании вместе со стуловыми тисками, б – на деревянной колоде и в – на литой тумбе.
Рис. 1.1.20. Шпераки: а – для установки на основную наковальню; б – для вколачивания в землю.
Для мелких работ кузнецы применяют наковальни небольших размеров и массы (фото 1.1.8) или специальные наковальни – шпераки (рис. 1.1.20), которые устанавливают четырехгранным хвостовиком в квадратное отверстие в основной наковальне. Некоторые шпераки имеют удлиненную вертикальную стойку и вбиваются заостренным концом в деревянный чурбан или в землю. Изготовляют шпераки методом ковки из углеродистой стали 45–50 с последующей закалкой рабочей поверхности до твердости HRC 40–47.
К ударному инструменту относятся молотки – ручники, боевые молоты и кувалды (рис. 1.1.21). Ручник – основной инструмент кузнеца, с помощью которого он кует. Про кузнецов, работающих без помощников (молотобойцев), говорили, что они куют «в одну руку», и называли их «однорукими».
Рис. 1.1.21. Ручники (1–3), боевые молоты (4–6) и кувалда (7): 1 – с круглым задком; 2, 4 – с односторонними клиновыми задками; 3, 5, 6 – с двухсторонними клиновыми задками.
Обычно ручники (п. 1–3) имеют массу 0,5–2 кг, но часто используют и более тяжелые ручники, массой до 4–5 кг. Ручники имеют разнообразные формы головок. Так, для управления процессом ковки при работе с молотобойцами кузнецы применяют ручники с легкой головкой, у которой задок имеет шарообразную форму (п.1). Для ковки изделий применяют ручники с тяжелой головкой с клинообразным продольным (п.3) или поперечным (п. 2) задком. Такая форма головки ручника более универсальна, так как наряду с бойком кузнецы работают и задком, разгоняя металл. Головки ручников изготовляют ковкой из углеродистых и легированных сталей (стали 45, 50, 40Х), рабочие поверхности (бой и задок) термически обрабатывают до твердости HRС 48–52. Рукоятки делают из тонкослойных пород дерева (граба, клена, кизила, березы, рябины, ясеня) длиной 350–600 мм. Рукоятки должны быть гладкими, без трещин, удобно лежать в руке.
Боевые молоты (п. 4–6) – тяжелые (массой 10–12 кг) двуручные. Головки боевых молотов бывают трех типов: с односторонним клиновидным задком (п. 4), с двусторонним продольным (п. 6) или поперечным (п. 5) задком. Нижняя рабочая поверхность головки – бой – предназначена для основной ковки, а верхний клиновидный задок – для разгона металла вдоль или поперек оси заготовки. Для тяжелых работ используются кувалды (п.7), вес которых может достигать 16 кг. Материал головки молота – стали 45, 50, 40Х, У7, твердость боя и задка – HRC 48–52 на глубину 2–3 мм. Рукоятка молота изготовляется из тех же пород дерева, что и ручника, а длина рукоятки подбирается в зависимости от массы головки молота и от роста молотобойца и равна 70–95 см.
Про кузнеца, работающего с одним или двумя молотобойцами, говорят «двурукий» или «трехрукий». Работа с молотобойцами в три руки проводится при сложной ковке крупных изделий.
Все ударные инструменты должны быть максимально надежны, поэтому при работе особое внимание уделяется креплению рукоятки с головкой. Форма отверстия в головке молота – всад, куда вставляется рукоятка, должна быть элипсообразной и иметь уклон 1: 10 от середины к боковым граням. Это облегчает всаживание рукоятки и обеспечивает прочное ее закрепление после забивки клина. Практикой установлено, что надежны металлические «заершенные» клинья, которые входят на глубину, равную 2/3 ширины головки молота, а забивать клин следует наклонно к вертикальной оси, что позволяет распирать древесину в двух плоскостях.
На фото 1.1.9 показаны рабочие молотки автора книги, а также способы размещения молотков и другого инструмента кузнеца из г. Себежа Владимира Тюрягина. А на фото 1.1.10 и 1.1.11 приведены изделия и их фрагменты.
При работе боевыми молотами используют три вида удара (рис. 1.1.22): легкие, или локтевые; средние, или плечевые (удар «с плеча»); сильные, или навесные, когда молот описывает в воздухе полный круг. Навесными ударами работают молотобойцы при проковке большой массы металла и при кузнечной сварке массивных частей.
Рис. 1.1.22. Удары молотобойца: а – локтевые; б – плечевые; в – навесные.
Подкладной инструмент разделяется на три группы. Инструменты первой группы устанавливаются под молот или ручник; инструменты второй и третьей групп устанавливаются на наковальню.
Весь подкладной инструмент первой группы, а также «верхники» из третьей группы имеют деревянные рукоятки из дерева, толстой проволоки или троса. Длина рукояток 500–600 мм. Следует отметить, что рукоятки подкладного инструмента забивают во всад головки и не расклинивают. Это делают для того, чтобы вибрация и удары не передавались через рукоятку руке кузнеца. Проволочную рукоятку закручивают вокруг головки в горячем состоянии, а рукоятку из троса вставляют во всад, расклинивают и приваривают электросваркой к головке инструмента.
К первой группе относятся: простые и фасонные кузнечные зубила, пробойники, гладилки и подбойники, раскатки и надавки (рис. 1.1.23).
Зубило кузнечное (рис. 1.1.23 а) предназначено для поперечной (п. 1) и продольной (п. 2) рубки заготовок в горячем или холодном состоянии. Головка зубила состоит из трех основных частей: верхней выпуклой поверхности, по которой наносятся удары молотом, средней части с отверстием – всадом для установки рукоятки и ножа – основной части, которая осуществляет разделение металла. Угол заточки ножа для холодной рубки составляет 45–90°, а для горячей – 15–30°. Для изготовления зубила применяются высокоуглеродистые стали У7, У8, легированные 6ХС и углеродистые стали 45, 50.
Рис. 1.1.23. Подкладной инструмент первой группы.
По форме ножа зубила разделяются на три вида: с прямым ножом (п. 1, 2), с ножом, имеющим кривизну в горизонтальной плоскости (п. 3), и с ножом, имеющим кривизну в двух плоскостях (п. 4).
Зубила с прямым ножом используют для поперечной и продольной рубки. Нож зубила для поперечной рубки расположен параллельно оси рукоятки, а нож зубила для продольной рубки – перпендикулярно к ней.
Односторонняя заточка зубила применяется в том случае, когда требуется получить изделие с прямым торцом, т. е. без уклона, а если допускается уклон или нужно сделать фаску, то применяется зубило с двусторонней заточкой.
Зубила с радиусным ножом применяются для вырубки из листового материала различных радиусных элементов, типа цветов, акантовых листьев и т. п.
Фасонные зубила с двумя радиусами кривизны ножа применяются для вырубки из листовых заготовок криволинейных контуров. В зависимости от размеров изделий и вырубаемых рисунков необходимо применять и различные по размерам зубила. Для нанесения различных орнаментов на изделия методом насечки используются зубила как с острой, так и с притупленной режущей кромкой.
При работе зубилом под заготовку необходимо подкладывать прокладку из железного или медного листа – это предохранит лицо наковальни от повреждения, а лезвие ножа зубила – от затупления. Кроме того, отрубать заготовки можно на специальной незакаленной площадке наковальни, которая располагается в основании конического рога. Следует иметь в виду, что первые и последние удары по зубилу при рубке заготовок должны быть легкими, чтобы при первом ударе зубило врезалось в заготовку, а при последнем отрубаемая часть не отлетела и не поранила кого-либо.
Пробойники (рис. 1.1.23 б) предназначены для пробивания отверстий и выдавливания углублений в поковках и листовых заготовках. Головка пробойника состоит из верхней части, по которой наносится удар молотом, средней части с отверстием – всадом для рукоятки и рабочей части – бородка. В зависимости от формы пробиваемых отверстий выбирают сечение бородка: круглое, овальное, квадратное, прямоугольное или фасонное. Сами бородки делаются конусными, что облегчает извлечение инструмента из заготовки и дает возможность получать отверстия различных размеров. Для различных размеров отверстий применяются разные по размерам сечения пробойники. Пробивка осуществляется следующим образом: заготовку укладывают на наковальню, а пробойник устанавливают над тем местом, где должно быть пробито отверстие, и по нему наносят удар. После этого заготовку переворачивают и удар наносят по тому же месту с противоположной стороны. В результате происходит двухстороннее уплотнение металла в зоне деформации. Последней операцией является выбивание этого уплотненного цилиндрика, который называется «выдрой». В результате такой пробивки отверстие получается без заусенцев и правильной геометрической формы.