Со словом «кузня» обычно ассоциируется тёмное помещение с наковальнями, горнами, молотами и кузнечными клещами. Однако создание кузни своими руками значительно проще, чем кажется на первый взгляд. Кроме того, кузницу можно сделать довольно компактной, не приспосабливая под нее специальных помещений.

Собственно кузня - это помещение с оборудованием для проведения кузнечных работ. В кузне осуществляется разогрев заготовок металла и обработка их при помощи молотов и других кузнечных инструментов. Реже плавка металлов и сплавов для отливки, каких то элементов.

На самом деле, кузня вовсе не обязательно должна располагаться в помещении. В нашем случае кузница - это открытое пространство (или же пространство под навесом).

В кузне присутствует кузнечный горн - источник открытого огня. Из него часто выдуваются мелкие частички угля. Кроме того, металл обрабатывается в горячем состоянии около 800-900ºС. Поэтому пол в кузне должен быть не из горючих материалов и в близи работы горна и наковальни не должно быть электропроводов, так как часто раскалённые заготовки роняются на пол.

Основные инструменты, которые понадобятся для устройства кузницы:

Может быть практически любая, которую удастся найти. Главное чтобы края и рабочая поверхность наковальни были не сбиты (края должны быть ровными). При ударе молотком о настоящую кузнечную наковальню он должен от неё отскакивать, а сама наковальня должна сильно звенеть. Наковальня может быть установлена либо на большой деревянный пень либо на сваренный из уголка каркас. Второй вариант более функционален, кроме того, он позволяет кантовать наковальню и устанавливать её в любое место двора или помещения без особых проблем. Установка на пне, как правило, закрепляет наковальню на одном месте «навечно».

Высота установки наковальни обуславливается уровнем разгибания руки кузнеца: чтобы при ударе молотом - его поверхность была примерно параллельна земле.

Горн может быть сварен из листового металла с вложением вовнутрь огнеупорного кирпича. Чтобы не варить кузнечный горн можно использовать для этого разрезанный старый баллон. Кузнечный горн, как и наковальня, также устанавливается на сваренный из арматуры каркас на высоте примерно пояса кузнеца. Каркас горна менее массивный, чем у наковальни, из 12-14 арматуры.

На дно горна можно также сварить колосник (решетка, на которой располагается горящий уголь или дрова) из арматуры. Но промежутки между прутами колосника должны быть как можно тоньше (не более 1-2 мм), так как пламенный кузнечный уголь при горении распадается на очень мелкие частички и будет весь просыпаться через большие отверстия. Струя воздуха должна подаваться сбоку, немного под углом вниз, а не снизу как у печей. Это обусловлено тем, что струя сильная и при подаче снизу будет выдувать мелкие частички угля из горна, которые будут разлетаться довольно далеко.

Старый пылесос

Необходим для поддува воздуха в кузнечный горн при работе «на выдув».

Молот

Это обычный молоток. Но не такой как слесарный, у которого один конец тоньше. Молот - это молоток, у которого оба конца одинаково плоские. В отличие от кувалды молот имеет меньший вес (от 800 грамм до 2 кг) и короткую ручку для работы одной рукой. Молот следует выбирать, исходя из собственных физических возможностей, чтобы работать им долго и не уставать. Очень важно, чтобы молот был сделан из хорошей стали, лучше использовать старый советский. Китайские молоты могут расколоться после нескольких ударов, а у некоторых в процессе эксплуатации появляются бороздки на рабочей поверхности, что свидетельствует о низком качестве металла.

Основным отличием кузнечных тисков от слесарных является металл, из которого они изготовлены. Кузнечные тиски изготовлены из инструментальной стали, по ним можно бить, не опасаясь расколоть тиски.

Длинные ручки необходимы для работы с мелкими заготовками. Плюсом будет фиксирующее кольцо, которое скрепляет ручки «в замок», что позволяет не сжимать их с силой при работе с заготовкой.

Другие инструменты являются неспециальными или обычными слесарными.

Это оборудование для полноценной кузни может разместиться в углу, на площади менее 1 квадратного метра, так как наковальню и горн можно двигать. Если планируется работать в закрытом помещении, то в месте установки горна следует также дополнительно изготовить вытяжку. Если кузня разместиться во дворе или под навесом, то вытяжка не нужна, при активном горении кузнечный горн выделяет мало дыма.

Уголь для ковки нужен «пламенный». Отличить его можно по весу. Куски этого угля даже очень большие - очень лёгкие. Он сильно разгорается, быстро сгорает и даёт большую температуру необходимую для нагрева заготовок до температуры ковки. Выбирать следует большие и средние куски. Маленькие быстро прогорают и не дают нужной температуры.

Для кузнечных работ необходимо большое число разнообразных инструментов и приспособлений. Основной опорный кузнечный инструмент - наковальня (рис. 8).

Современные наковальни изготовляют из стали 45Л методом литья массой от 10 до 270 кг. Наковальни бывают разных типов: безрогие, однорогие, двурогие . Наиболее удобна и универсальна в работе так называемая двурогая наковальня , приведенная на рис. 8, а (справа). Верхняя горизонтальная шлифованная плоскость у наковальни называется лицом, или наличником, на ней выполняются все основные кузнечные работы. Боковые грани наковальни образуют с лицевой поверхностью угол 90°, ребра наковальни должны быть довольно острыми, без сколов и заминов. На ребрах проводят гибку и раздачу материала, а также некоторые вспомогательные операции.

Конический рог наковальни предназначен для радиусной гибки полос и прутков, а также для раскатки и сварки кольцевых заготовок.

С противоположной стороны от рога расположен хвост , используемый для гибки и правки замкнутых прямоугольных изделий. В районе хвоста квадратное отверстие размером 35X35 мм, которое применяется для установки подкладного инструмента - нижняков. Около рога расположено круглое отверстие диаметром 15-25 мм для пробивки отверстий в заготовках.

Снизу у наковальни лапы , необходимые для крепления наковальни (с помощью скоб) к деревянному стулу или металлической подставке. В качестве стула обычно используют массивный чурбан или пень (дубовый, кленовый, березовый) диаметром 500-600 мм. Когда нет возможности подобрать необходимый чурбан, то берут металлическую или деревянную бочку, набивают песком, глиной, землей, хорошо утрамбовывают, сверху кладут толстую деревянную прокладку, на которую и крепят наковальню.

Легкие переносные (походные) наковальни имеют специальные ножки.

Наковальни продаются в хозяйственных магазинах. Если наковальню купить не удалось, то на первое время ее можно заменить куском рельс или массивным прямоугольным металлическим бруском.

Большое внимание следует уделить установке стула, который должен стоять вертикально и не вибрировать. Для этого стул закапывают на глубину не менее 0,5 м, а землю вокруг него хорошо утрамбовывают. Высота стула зависит от роста кузнеца и обычно составляет 600-700 мм. Самая удобная для работы высота, когда кузнец, стоящий рядом с наковальней, не наклоняясь, достает до наличника слегка согнутыми пальцами.

Качественная наковальня издает высокий и чистый звук при легком ударе молотком, а молоток при этом отскакивает со звоном.

Для мелких работ кузнецы применяют наковальни небольших размеров или специальные наковальни - шпераки (рис. 8, б). Одни шпераки устанавливаются своими четырехгранными хвостовиками в квадратное отверстие наковальни, другие, имеющие удлиненную вертикальную стойку, вбиваются заостренным концом в деревянный чурбан или в землю.

К ударному инструменту относят молотки-ручники, боевые молоты и кувалды (рис. 9). Ручник - основной инструмент кузнеца, с помощью которого он кует небольшие изделия или управляет процессом ковки с молотобойцами.

Обычно ручники имеют массу 0,5-2 кг, но часто кузнецы применяют и более тяжелые молотки массой до 4-5 кг. Рукоятки ручников делают из древесины лиственных пород деревьев (граба, клена, кизила, березы, рябины, ясеня). Рукоятки должны быть гладкими, без трещин, удобно лежать в руке, длина их 350-600 мм.

Боевые молоты - это тяжелые молотки массой 10-12 кг, которыми молотобойцы работают двумя руками. Головки боевых молотов бывают с односторонним клиновидным задком, а также с двусторонним задком (продольным или поперечным). Нижняя рабочая поверхность головки (бой) предназначена для основной ковки, а верхний клиновидный задок - для разгона металла вдоль или поперек оси заготовки. Рукоятка молота изготовляется из тех же пород деревьев, что и у ручника; длина рукоятки подбирается в зависимости от массы головки молота, роста молотобойца и достигает 70-95 см.

Тяжелый (до 16 кг) молот с плоскими бойками применяется при тяжелых кузнечных работах, где требуется большая ударная сила.

Все ударные инструменты должны быть максимально надежны, при этом особое внимание уделяется креплению рукоятки с головкой. Форма отверстия в головке молота - всада, куда вставляется рукоятка,- делается эллипсообразной и имеет двусторонний уклон 1:10 от середины к боковым граням. Это облегчает всаживание рукоятки в головку молота и обеспечивает надежное ее закрепление после забивки клина. Практикой установлено, что самыми надежными являются металлические за-ершенные клинья, которые входят на глубину, равную 2 / 3 ширины головки молота, и забиты под углом к продольной оси кувалды (молота).

При работе боевыми молотами используют три вида ударов : легкие (локтевые), средние, или плечевые (удар с плеча), сильные (навесные), когда молот описывает в воздухе полный круг. Навесными ударами работают молотобойцы при проковке заготовок большой массы и при кузнечной сварке массивных деталей (рис. 10).

Для улучшения качества изготовляемых изделий и повышения производительности кузнецы часто применяют различный подкладной инструмент , устанавливаемый под молот или на наковальню. Для работы под молот используются простые и фасонные кузнечные зубила, пробойники, гладилки и раскатки (рис. 11). На наковальню устанавливаются подсечки, конусные оправки, вилки для гибки, гвоздильни, различные скобы и приспособления для специальных видов ковки.

Применяется и парный подкладной инструмент , к которому относятся обжимки, подбойники, гвоздильни с шляпочными молотками, специальные штампы для фигурных изделий.

Рукоятки подкладного инструмента делают из дерева, толстой проволоки или упругого троса. Длина рукояток 500-600 мм. Деревянные рукоятки забивают во всад головки не расклинивая. Это делают для того, чтобы вибрация и удары не передавались через рукоятку. Проволочную рукоятку закручивают вокруг головки в горячем состоянии, а рукоятку из троса заклинивают и запаивают во всаде.

Рассмотрим некоторые особенности подкладного инструмента.

Начнем с подкладного инструмента под молот. Зубила кузнечные подразделяются на зубила для рубки нагретых и холодных заготовок. Зубила для холодной рубки делают более массивными, с углом заточки ножа 60°, ножи у зубил для горячей рубки делаются более тонкими, с углом заточки 30° (рис. 11, а).

Форма ножа у зубил для художественной ковки делается либо прямолинейной, либо с кривизной в одной плоскости (или даже в двух плоскостях).

Зубила с прямым ножом изготовляют как для поперечной рубки, так и для продольной, с односторонней заточкой или двухсторонней. Нож зубила для поперечной рубки расположен параллельно оси рукоятки, а нож зубила для продольной рубки - перпендикулярно ручке. Односторонняя заточка зубила применяется в том случае, когда требуется получить рез с перпендикулярным торцом, а если у изделия допускается наклонный торец или нужна фаска, то необходимы зубила с двухсторонней заточкой. Зубила с притуплённым ножом используют для нанесения различных орнаментов на изделия.

Зубила с кривизной ножа в горизонтальной плоскости служат для вырубки из листового материала различных криволинейных элементов, например цветов, акантовых листьев.

Фасонные зубила с двойной кривизной ножа применяются для вырубки каких-либо элементов из объемных заготовок.

Кузнецы при работе зубилом обязаны иметь в виду следующее: чтобы нож не тупился, под заготовку необходимо подложить прокладку (железный или медный лист). Кстати, прокладка предохранит лицо наковальни от повреждения.

При отрубке от заготовки части следует соблюдать некоторые правила. Так, начальные и завершающие удары по зубилу нужно наносить весьма осторожно: вначале - чтобы зубило правильно врезалось в заготовку, в конце - чтобы отрубаемая часть не улетела и не поранила кого-либо. Место, где производится отрубка, необходимо огородить сеткой.

Пробойники предназначены для пробивки отверстий, различных углублений в сравнительно тонких заготовках и для орнаментации изделий. В зависимости от формы пробиваемых отверстий сечение бородки (рабочей части пробойника) может быть круглым, овальным, квадратным, прямоугольным или фасонным (рис. 11, б).

Для пробивки отверстий в толстых заготовках применяют прошивни и специальные пуансоны, которые отличаются от пробойников тем, что не имеют рукояток и удерживаются клещами (рис. 11, в).

Из кузнечной практики известно, что для облегчения извлекания прошивня из пробиваемого отверстия в предварительно намеченное углубление подсыпают немного мелкого угля (в процессе прошивки газы, образующиеся из угля, способствуют выталкиванию инструмента).

Гладилки служат для выравнивания неровностей на поверхности поковки после обработки ее молотом. Гладилки бывают с плоскими и цилиндрическими рабочими поверхностями различных размеров и формы. Для выравнивания больших плоскостей обычно применяют гладилки с рабочей поверхностью размером 100X100 мм, для выравнивания небольших поверхностей - гладилки размером 50X50 мм. Гладилки с цилиндрической поверхностью необходимы для выравнивания галтелей и радиусных поверхностей (рис. 11, г.).

Раскатки предназначаются для ускорения раздачи (удлинения) металла вдоль и поперек оси заготовок, а также для выбивания цилиндрических пазов на заготовках и для орнаментации изделий (рис. 11, д).

Познакомимся с подкладным инструментом, установленным на наковальню. Такой инструмент снабжается хвостовиком квадратного сечения, который вставляется в соответствующее гнездо в наковальне (рис. 12).

Подсечки применяют для рубки заготовок при помощи ручника. Заготовку накладывают на лезвие подсечки и, ударяя по ней ручником, отрубают необходимую часть. Угол заточки лезвия подсечки 60°. Следует помнить, что рубку заготовки нельзя доводить до конца, чтобы не испортить лезвие подсечки. Вначале проводят глубокую подрубку заготовки, а окончательное отделение части заготовки производят на краю наковальни легким ударом ручника.

Конусные оправки служат для расширения отверстий в поковке, раздачи колец и выполнения гибочных операций.

Вилки используют для гибки и завивки заготовок. Кроме того, к подкладным инструментам относятся различные оправки для ковки уклонов, гибки и кузнечной сварки звеньев цепи.

Парный подкладной инструмент включает в себя нижний инструмент (нижняк) , который хвостовиком квадратного сечения вставляется в отверстие наковальни, и верхний инструмент (верхняк) , имеющий рукоятку для держания (рис. 13, а).

К этой группе относят обжимки (для придания предварительно откованной заготовке правильной цилиндрической, прямоугольной или многогранной формы) и подбойки (для продольной или поперечной раздачи металла). Для специальных художественных работ применяются особые штампы с рельефами типа листьев, пик, розеток и т. п.

К подкладному инструменту можно отнести и гвоздильную плиту со специальными сквозными отверстиями разных размеров для высадки головок гвоздей, болтов и закрепок (рис. 13, б).

Для придания головке гвоздя, болта или заклепки необходимой формы (сферы, призмы, квадрата, шестигранника) применяют специальные шляпочные молотки.

Большую помощь при ковке художественных изделий окажет и массивная стальная плита - форма размером в плане примерно 300X400 мм и толщиной 150-200 мм, по четырем боковым граням которой имеются углубления различной конфигурации и размеров: полукруглые, треугольные, прямоугольные и т. д. Плита необходима при ковке различных фасонных элементов и применяется вместо подкладных штампов. На торцовых поверхностях формы имеются сквозные круглые, квадратные, треугольные и фасонные отверстия для пробивки отверстий при помощи специальных пробойников или пуансонов (рис. 14).

Для изготовления крупных художественных изделий типа оград, балконных решеток, козырьков, подъездов понадобится большая и толстая плита, на которой производятся сборка и правка изделий. В плите предусматриваются сквозные отверстия для установки штырей, болтов, упорных угольников и различных приспособлений для фасонной гибки профилей, сборки конструкций и других технологических операций.

Сборку художественных изделий сложной формы (с выпуклой поверхностью) удобно производить на плитах с соответствующей формой поверхности. Для сварки крупных изделий необходимо иметь специальные стеллажи.

Для работы с раскаленным металлом, конечно же, необходимы клещи. По форме губок клещи делятся на продольные, поперечные, продольно-поперечные и специальные. Кузнечные клещи должны быть легкими, с пружинящими рукоятками, для надежного удержания поковок во время работы рукоятки клещей могут стягиваться специальным кольцом - шпандырем (рис. 15, а).

Если клещи плотно не захватывают заготовку, то губки клещей нагревают в горне и, захватив ими заготовку, обжимают ручником.

Для зажима раскаленных заготовок служат стуловые тиски (рис. 15, б) и различные струбцины. Крепятся такие тиски мощными шурупами, болтами или заклепками на основной опоре слесарного верстака или на отдельном стуле - массивном бревне, хорошо закрепленном в полу кузницы. Верхний уровень губок обычно располагают на высоте 900-1000 мм от уровня пола.

Для измерения заготовок и изделий в кузнице применяют стальные линейки длиной 250, 500 и 1000 мм, металлические метры, штангенциркули, угольники и др. Кроме того, кузнецы-художники при выполнении массовой продукции широко используют различные шаблоны и калибры, изготовленные из проволоки и листовых материалов (рис. 16).

Для ухода за горном кузницы понадобятся угольная лопата, кочерга, пика или ломик для пробивки спекшегося угля, метелка для очистки горна от мелкой угольной и шлаковой пыли, брызгало для смачивания угля при спекании купола (шапки) над очагом, щипцы для угля.

Необходимо отметить, что весь необходимый для ковки инструмент должен располагаться на специальном столике в непосредственной близости от рабочего места кузнеца. Высота стола 600-800 мм.

Кроме основного и вспомогательного инструмента, в кузнице всегда размещается ящик для сухого песка, стойка для хранения инструмента, емкости для воды, ящик для угля, стеллажи для хранения инструмента и металла, верстак для слесарной обработки изделий и т. д.

Хорошо, когда мастерская кузнеца-художника просторная, светлая, включает в себя несколько комнат для отдельных видов работ: эскизно-графических, слесарно-сборочных и кузнечно-сварочных. Кроме этого, желательно помещение для складирования материала, различных полуфабрикатов и др.

Для эскизно-графических работ понадобятся большие столы, так как некоторые элементы приходится прорисовывать в натуральную величину, кульман для вычерчивания отдельных узлов и деталей, а также различные подставки для планшетов, шкафы для хранения эскизов и рисунков.

Помещение для слесарно-сборочных работ снабжается слесарным верстаком с тисками, сверлильным станком, точилом и другим оборудованием, необходимым для сборки и отделки кованых изделий.

Кузница на одну наковальню показана на рис. 17, а. У стены напротив входа устраивается горн с вентилятором. На расстоянии 1,5-2 м от горна устанавливается наковальня, которую следует располагать так, чтобы ее рог находился слева от кузнеца, когда он стоит спиной к горну. Вокруг наковальни предусматривается достаточно свободного места для работы молотобойца. Рядом с наковальней расположен бачок с водой для охлаждения кузнечного инструмента и закалки изделий. Кузнечный инструмент размещается на металлическом столике с двумя полками. Верхняя полка предназначена для часто используемого инструмента (молотков, зубил, клещей, и т. д.), нижняя - для инструмента, применяемого реже. Для удобства работы кузнец кладет инструмент на столик так, чтобы рукоятки его выступали за край столика.

Запасной и редко используемый инструмент хранят в шкафу. В углу около горна устанавливают ящик для хранения угля . У стенки размещают стуловые кузнечные тиски , на которых производят высадку, гибку, закручивание. Рядом устанавливают слесарный верстак . В удобном месте хранят сухой песок для засыпки мокрых мест на полу участка и тряпичные концы для обтирки инструмента и других целей.

Расположение основного и вспомогательного оборудования, а также инструмента в более крупной кузнице показано на рис. 17, б. У дальней стенки предусмотрен горн на два огня. Для размещения клещей на горне имеются вешалки - приваренные к столу стальные скобы. Слева и справа от горна ставят бачки с водой емкостью 30-40 л каждый. На расстоянии 1,5-2 м от горна устраивают две наковальни , а между ними - столики , на которые кладут кузнечный инструмент. Расстояние между наковальнями не менее 2,6-3 м. Наждачное точило располагают у стенки на достаточно большом расстоянии от наковальни. Современные кузнечные мастерские обычно снабжаются небольшим пневматическим молотом с массой падающих частей 50, 75 или 100 кг.

Кузнечные участки часто оснащаются передвижными ручными ножницами для резки листового металла, правильной чугунной плитой размером 1500X1000 мм, стуловыми тисками , а в некоторых случаях также слесарным верстаком , настольным сверлильным станком, сборочным столом, стеллажом для заготовок , а иногда и механической ножовкой для отрезки мерных заготовок из проката. Над горном для отвода дыма и газов устанавливают вытяжной зонт. Организация таких кузниц требует довольно длительного времени и больших средств, но организовывать такие кузнечные участки можно просто под открытым небом или под небольшим навесом.

Кузнецы-любители практически всегда испытывают затруднения в приобретении молотов и прессов. В связи с этим мы хотим показать самодельные конструкции молотов . В этих конструкциях удар молота происходит в результате надавливания ногой на педаль, а подъем - при помощи пружин (рис. 18).

Необходимо отметить, что при работе в одну руку многие кузнецы чувствуют, что им не хватает третьей руки для одновременного держания ручника, заготовки и подкладного инструмента. В этом случае можно посоветовать способ, которым пользовались кузнецы-серповики при зубрении серпов. Нагретая заготовка подсовывается под кольцо из троса, которое под действием ножной педали прижимает ее к наковальне. Или заготовка прижимается цепями с грузами. В результате этого левая рука кузнеца освобождается от клещей, удерживающих заготовку, и может держать необходимый подкладной инструмент (зубила, гладилку и т. п.).

Винтовые прессы с ручным приводом применяются для чеканки, гибки, формовки, пробивки фасонных отверстий в листовых заготовках.

Для давильных работ , можно использовать токарный станок (рис. 19), на шпиндель которого закрепляют деревянную (или металлическую) оправку необходимой формы и заготовку-кружок из листового материала.

Круглая металлическая заготовка из листовой меди, латуни, алюминия, низкоуглеродистых сортов стали прижимается к оправке специальным прижимом при помощи задней бабки станка.

Для выдавливания изделия применяются давильники различной конфигурации, которые изготовляют из стали, латуни, бронзы и даже из твердых пород дерева. Длина рукоятки давильника 40-60 см. Рабочий конец оправки имеет шарообразную или скругленную форму.

Давильники при работе опираются на специальные штифты, которые устанавливаются на упоре. Высота упора чуть ниже оси вращения заготовки. Давильник необходимо держать так, чтобы его рукоятка была направлена к подмышке. Перед началом процесса заготовку и инструмент протирают воском или густой смазкой. Выдавливание ведут от центра к краям. Если при формировании изделия на заготовке образуются складки, то ее необходимо отжать, а затем продолжить процесс. После окончания выдавливания края заготовки подрезают резцом, поверхность обрабатывают гладильным давильником, а затем шлифуют и полируют.

Техника безопасности. Все кузнечные работы относятся к работам повышенной опасности, поэтому к одежде кузнецов, а также к инструментам и оборудованию, используемым при ковке, предъявляются особые требования.

Одежда кузнеца делается из плотной ткани, куртка должна закрывать поясную часть, брюки - верхнюю часть ботинок, фартук - грудь (длина фартука немного ниже колен). При работе обязательны рукавицы, головной убор и предохранительный щиток для глаз.

На ударных инструментах и на их рукоятках не допускается наличие трещин, сколов и заусенцев. Пол на рабочем месте обязан быть ровным и сухим, не следует загромождать его заготовками, отходами и изделиями. В бачке для охлаждения инструмента всегда должна быть чистая вода, а в ящике с песком - сухой песок.

На рабочем месте недопустимо присутствие лиц, не участвующих в работе. При выполнении работы надо быть внимательным, не отвлекаться на посторонние дела или разговоры и не отвлекать от работы других.

Инструмент , нагревшийся во время работы, охлаждают водой, а затем просушивают.

Перед ковкой удаляют окалину с заготовки металлической щеткой, скребком или легкими ударами молотка. Поковку берут клещами так, чтобы губки клещей плотно прилегали к ней. Укладывают заготовку на наковальню всей ее поверхностью.

При работе с молотобойцем следят, чтобы он стоял к кузнецу вполоборота, а не напротив него. Команды подают четко, громким голосом и показывают молотком место удара.

Запрещены удары молотом по клещам, ручкам инструмента, холостые удары кувалдой по наковальне. Окончание ковки производят по команде "стой" , а не выносом поковки с наковальни. Класть какой-либо инструмент на поковку или изменять ее положение разрешается только после предупреждения молотобойца.

При рубке металла зубило устанавливают строго вертикально. Рубку производят на краю наковальни, первые и последние удары делают слабыми. Отрубаемый конец поковки следует направлять от себя.

Для основных кузнечных работ (ковки, рубки, гибки и т.д.) используют стационарную наковальню массой более 300 кг.

Для художественной ковки лучше всего приобрести , на торцах которой имеются 2 уступа. Конический уступ называют рогом, а пирамидальный — хвостом.

Ребра — острые, без сколов и за-минов. С целью увеличения прочности лицо наковальни кроют наличником -пластиной из прочной стали. Между лицом и коническим рогом иногда имеется небольшая площадка из незакаленного металла, предназначенная для рубки заготовок. Непосредственно около рога могут располагаться одно или несколько круглых отверстий для пробивания в заготовках отверстий разных диаметров.

Хвост наковальни может быть снабжен квадратным отверстием размером 35x35 мм для установки подкладного инструмента или наковальни-шперака.

Нижняя часть наковальни (башмак) снабжена лапами с 4-мя крепежными отверстиями для скоб или костылей. Основание башмака имеет выемку, в центре которой находится шип, соединяющий наковальню с подставкой (стулом). При помощи стальных скоб, хомутов или костылей наковальня прочно крепится к стулу, в роли которого могут выступать деревянный чурбан или металлическая подставка. В любительских мастерских небольшого размера стул может быть заменен дубовым, кленовым или березовым пнем диаметром 50-60 см либо деревянной подушкой, установленной на металлической или деревянной бочке, заполненной песком, глиной или землей. Песочная или деревянная подушка под наковальней очень желательна, так как она гасит импульс от удара по рабочей части наковальни. Нередко верхнюю грань стула обивают кровельным железом с целью его защиты от окалины и горячих обрубков заготовки, неизменно сопровождающих работу кузнеца. Для глушения шума под наковальню рекомендуется положить резиновую прокладку толщиной около 1 см.
Каждая часть несет определенную функциональную нагрузку и используется в том или ином виде кузнечных работ. Большую часть операций ковки выполняют на лице наковальни.

На роге производят гибку под острым углом прутков различного сечения и полосового металла, а также раскатку и сварку кольцевых заготовок.

На ребре наковальни осуществляют гибку изделий, раздачу материала и другие вспомогательные работы.

Хвост предназначен для правки замкнутых прямоугольных заготовок и гибки под прямым углом. На однорогой наковальне, за неимением хвоста, гибку под углом в 90° производят на ребре.
Наковальню изготавливают методом литья из прочной легированной стали марки 45Л. Поверхность лица обрабатывают до твердости 45-50 HRC, после чего шлифуют. При пробном надпиливании лица должен оставаться едва заметный след. Молоток должен отскакивать от наковальни со звоном. При этом сама наковальня во время ковки должна издавать высокий чистый звук, свидетельствующий об отсутствии трещин.

Так как во время ковки на наковальню приходится большая нагрузка, ее следует как можно надежнее закрепить на стуле. Сам стул устанавливают в строго вертикальном положении, следя за тем, чтобы лицевая поверхность наковальни располагалась горизонтально. Во время ковки стул, а вместе с ним и наковальня не должны вибрировать. Для этого стул закапывают в землю на глубину не менее 50 см. Важно учитывать тот факт, что высота стула над уровнем пола находится в прямой зависимости от роста кузнеца: стул должен доходить до кончика слегка согнутых пальцев стоящего кузнеца. При такой высоте удар молота по рабочей поверхности наковальни приходится горизонтально, а кузнец не тратит дополнительных усилий при ударе, не наклоняется вперед и не поднимает молот слишком высоко. Землю вокруг стула тщательно утрамбовывают. Верхняя поверхность стула или деревянной подушки должна быть ровной. В противном случае наковальня будет "прыгать" под молотком.
Наковальню устанавливают в 1,5-2 м от кузнечного горна. Рабочие поверхности наковальни и должны располагаться приблизительно на одной высоте, что облегчит перенос заготовки с одного приспособления на другое. Вокруг наковальни необходимо оставить свободное место, необходимое для работы кузнеца и его помощников (молотобойцев).
Если кузнец работает один и чувствует, что ему не хватает рук, чтобы удержать одновременно заготовку, ударный и подкладной инструменты, то он может взять на вооружение хитрость предков. Кузнецы былых времен изготавливали цепной трос с ножной педалью на одном конце и грузом на другом. Заготовку клали на наковальню или подкладной инструмент и сверху нее накидывали трос. При нажатии на педаль трос прочно фиксировал заготовку на одном месте.
Для мелких кузнечных работ используют небольшие наковальни или специальные наковальни-шпераки. Первые отличаются от обычной наковальни размером и массой. Шпераки же представляют собой приспособления масой до 4 кг, снабженные четырехгранным хвостовиком или заостренным отростком. Шпераки с четырехгранным хвостовиком вставляются в квадратное отверстие хвоста двурогой наковальни. Шпераки с заостренным отростком имеют удлиненную вертикальную стойку и вбиваются прямо в землю или деревянный стул. Форма рабочей части шперака может быть самой разнообразной и зависит от характера выполняемых работ.
Шпераки изготавливают методом ковки из углеродистой стали марок Ст45-50 с последующей закалкой рабочей поверхности до твердости 40-47 HRC.

Основным опорным кузнечным инструментом является наковальня массой 100-150 кг, изготавливаемая из углеродистой стали. Наковальни подразделяют на безрогие, однорогие и двурогие. Наиболее удобной является двурогая (рис. 2). Верхняя поверхность наковальни называется наличником, или лицом, а нижняя - основанием. Верхняя часть и наличник должны быть закалены и отшлифованы, не иметь трещин и вмятин. Иначе на горячей заготовке могут оставаться следы. На лицевой поверхности наковальни имеется квадратное сквозное отверстие размером обычно 30X30 мм для установки инструмента и приспособлений. Заостренная часть наковальни (рог) используется для гибочных работ и разгонки колец, а противоположная плоская часть (хвост) - для гибки под прямым углом.

Существует несколько способов крепления наковален (рис. 3). Традиционным является крепление на деревянной колоде - стуле. Для этого используют заготовки диаметром 500-600 мм твердых пород дерева - дуба, березы и др. Высота стула вместе с наковальней составляет около 75 см, т. е. лицо наковальни должно быть на уровне большого пальца опущенной руки кузнеца. Если нет возможности приобрести цельную колоду, то стул можно выполнить из отдельных брусков, скрепленных стальными обручами. Наковальню к стулу крепят П-образными скобами. Стул можно изготовить из стального уголка размером не менее 70X70 мм. Между стальным стулом и наковальней обязательно кладут резиновую прокладку толщиной не менее 8 мм. Крепят наковальню к стулу П-образными стальными стремянками. Способ крепления ее в домашней кузнице применять на бетонном основании нецелесообразно.

Шпераки также являются опорным кузнечным инструментом, но с меньшей массой, и имеют разнообразные формы. Их обычно изготовляют сами кузнецы для определенного вида работ (рис. 4.)

Способы крепления шпераков также разнообразны: их можно вставлять в квадратное отверстие наковальни, зажимать в кузнечных тисках, а также забивать в деревянный стул.

Основные ударные инструменты - кувалда, ручник (молоток) и всевозможные фасонные молотки (рис. 5).

Кувалда - большой молот массой 4-8 кг, применяется для нанесения сильных ударов и обработки крупных заготовок.

Ручник - ручной молоток массой 1-2,5 кг, является основным рабочим инструментом кузнеца, так как ни одна кузнечная операция не обходится без его применения.

Фасонные молотки - это большая и разнообразная группа инструментов, различающихся массой и формой ударных частей. Изготавливают их сами кузнецы для выполнения конкретных работ.

При изготовлении молотков следует уделить особое внимание двум моментам: при пробивании отверстия для ручки нужно следить за тем, чтобы "всад" имел элипсообразную форму, т. е. расширялся от центра к краям, тогда при расклинивании ручки клином по диагонали она надежно закрепляется в молотке; непременным условием для изготовления молотка является его уравновешенность по массам, т. е. независимо от линейных размеров его рабочих частей (боя и задка) отверстие должно находиться в центре равновесия, масса боя соответствовать массе задка (рис. 6).

Для удержания и перемещения горячих заготовок применяют клещи, различающиеся размерами, а также формой губок, зависящей от формы заготовок, которые они удерживают (рис. 7). Существуют и специальные виды клещей, изготавливаемые кузнецом для определенного вида работ, например для удержания заклепок.

Кроме кувалд, ручников и клещей, для художественной ковки требуется также различный подкладной инструмент.

Зубило и подсечку применяют для рубки металла. Зубила изготовляют двух видов - с тонким лезвием для рубки горячего металла и с более толстым для рубки холодного. Форма рабочей части зубил различна - прямая, округлая, в виде топорика. Кузнечные зубила имеют деревянную ручку, а подсечка - прямоугольный хвостовик, который вставляется в отверстие наковальни.

Пробойник кузнечный (бородок) - инструмент обычно с квадратной или круглой формой рабочей части, служит для пробивания отверстий в горячих заготовках, иногда используют для чеканки по горячему металлу. Для специальных работ может быть изготовлен любой формы.

Раскатка (разгонка) - инструмент разнообразной формы, используют для ускорения вытяжки и расплющивания металла.

Подбойка (обжимка) - приспособление, состоящее из двух частей - верхника и нижника. Верхник имеет деревянную ручку, нижних вставляется в отверстие наковальни. Применяется для придания заготовке круглой, квадратной или многогранной формы, упрощает процесс вытяжки.

Гладилку применяют для выглаживания заготовок после проковки. Рабочая часть шлифованная. Имеет деревянную ручку.

Кроме описанных выше основных кузнечных инструментов, имеется множество вспомогательных приспособлений - различные оправки, наконечники, бородки и т. д., изготовляемые в зависимости от потребностей кузнеца (рис. 8). Во избежание травм деревянные ручки кузнечного инструмента рекомендуется изготавливать из высококачественных пород дерева - ореха, граба, белой акации. Для окончательной обработки изделия и его декорирования кузнец должен иметь широкий набор инструментов для рифления, зернения, всевозможные чеканы (рис. 9).

Кузнечный горн является устройством, служащим для нагревания заготовок. Существует множество его конструкций. Для художественной ковки наилучше пользоваться горнами открытого типа. Они просты по конструкции и позволяют нагревать заготовки любой длины и формы. Топливо для горна - кокс, древесный уголь, антрацит.

Наиболее высококачественным топливом является древесный уголь. Однако большой расход при использовании для горна и трудности с приобретением сдерживают его применение. В горнах современных конструкций целесообразно применять литейный кокс, который по качеству не уступает древесному углю, а в некоторых случаях превосходит его. Конструкция традиционного горна, используемая кузнецами, приведена на рисунке 10. Основой его является стол с очагом и местом для нагреваемых заготовок. Размер стола 1 X 1,5-1,5 Х 2 м, высота произвольная в зависимости от роста кузнеца. Изготовляют его из деревянных бревен или камня. Внутренность заполняют камнем, песком, глиной, жженой землей и хорошо утрамбовывают. Для изготовления стола можно использовать кирпич, бетон, а также сварные металлические конструкции.

Очаг, или горновое гнездо, где сжигается топливо, футеруют огнеупорным кирпичом или изготовляют цельным из шамотной глины. Размер очага в плане произвольный и зависит от размера нагреваемых заготовок, но не более 40 X 40 см, глубиной 10-15 см.

Для сопла используют чугунные втулки или отрезки чугунных труб, изолированные шамотной глиной.

Воздух в горн подают с помощью меха или электрических центробежных вентиляторов. Использовать мех для дутья нецелесообразно, так как это трудоемкий и малопроизводительный процесс. Для сбора и отвода дыма и газов над горном устанавливают зонт из листовой стали толщиной 1-1,5 мм. Обычно размеры улавливающей части зонта соответствуют размерам стола. Сечение дымового канала должно быть не менее 20 X 20 см. Высота расположения зонта зависит от объема сжигаемого топлива, силы поддува и высоты вытяжной трубы. Подбирают ее опытным путем. Однако не рекомендуется зонт поднимать выше 80 см над уровнем стола.

Конструкция современного стационарного горна приведена на рисунке 11. На сварной металлической конструкции укреплена литая чугунная плита (стол) с отверстием в центре, в которое вставляется съемное чугунное горновое гнездо, имеющее фланцевое соединение для подсоединения воздуховода, донную крышку для удаления золы из зольника и место для установки сменных колосниковых решеток. Воздуховод оборудован заслонкой для регулировки подачи воздуха. В зависимости от необходимости получения пламени определенной конфигурации используют колосники с отверстиями различной формы. Колосники с равномерно расположенными отверстиями дают широкое факельное пламя, равномерно прогревающее заготовку. Дли местного нагрева применяют колосники со щелевидными отверстиями.

Однако следует отметить, что в горнах традиционной конструкции наличие задней стенки не дает возможности нагревать длинномерные заготовки, а в современных стационарных горнах размеры горнового гнезда не всегда позволяют нагреть заготовку сложной формы. Данных недостатков лишен горн, показанный на рисунке 12. Достоинство его конструкции - отсутствие литых заводских чугунных деталей и простота изготовления. Несущий каркас сваривают из стального уголка, стол выполняют из листовой стали толщиной 3-5 мм. В центре стола вырезают отверстие размером 30 Х 30 см, в которое вваривают зольник в форме усеченного конуса с донной крышкой и фланцем для подсоединения воздуховода. Стол футеруют огнеупорным кирпичом, на зольник укладывают подовую доску (колосники), которую можно изготовить из листовой стали толщиной 8-10 мм. Поступающий воздух охлаждает доску, что защищает ее от прогара. Со временем за счет разности температур верхней и нижней поверхностей подовой доски ее коробит. Однако этот дефект легко устраняется выравниванием ее на наковальне.

Зольная камера и подовая доска могут быть и круглой формы. В этом случае колосник изготовляют из стальной полосы толщиной 6-10 и шириной 30-50 мм, которую закручивают в спираль. Зазор между витками должен быть приблизительно равен толщине полосы, а диаметр колосника - необходимых размеров (рис. 13). Топливо в таком горне расположено в одной плоскости. Поэтому размеры рабочей зоны (площадь горения) можно регулировать в широких пределах. С боков зону ограничивают огнеупорным кирпичом, который фиксируют чугунной или стальной рамой. Для получения пламени различной конфигурации используют чугунные колпаки с отверстиями разнообразной формы, как в ранее описанных колосниках. В связи с тем, что в данной конструкции горна отсутствует горновое гнездо, между подом и заготовкой постоянно должно быть топливо. Если поступающий кислород воздухе не успевает перегореть в слое угля, это приводит к образованию большого количества окалины, выгоранию металла, ухудшению пластических и физических его свойств.

Коэффициент полезного действия открытых горнов невысок - 2-5 %. Поэтому в некоторых случаях строят горны закрытого типа или используют так называемые печурки (рис. 14). Печурка представляет собой ряд огнеупорных кирпичей, ограничивающих зону горения (рис. 15). Спереди и сзади оставляют окна для загрузки заготовок. Сверху их также перекрывают кирпичом. Если размеры печурки больше размеров кирпича, то в качестве перекрытия можно использовать металлический лист. При горении каменного угля за счет процесса шлакообразования над очагом горения образуется слой спекшегося угля. Это свойство каменного угля используют кузнецы. Под таким естественным колпаком детали быстрее нагреваются и меньше окисляются.

Кроме стационарных конструкций горнов, широко распространены переносные. Малые размеры, возможность транспортировки, относительная несложность изготовление являются несомненными достоинствами их для использования в домашней мастерской. Однако следует учесть, что переносной горн не рассчитан на нагрев больших заготовок, но для изготовления инструмента и небольших кованых изделий его вполне достаточно. Конструкция переносного кузнечного горна такая же, как и современного с литым чугунным очагом или подовой доской, только меньших размеров (рис. 16). Воздух подается от вентилятора, вращаемого ножной педалью.

Имеются конструкции с ручным приводом вентилятора через многоступенчатый редуктор. Если горн будут использовать в условиях мастерской, то рекомендуется предусмотреть применение также электрического вентилятора, а если необходимость в нагреве металла возникает от случая к случаю, то для изготовления строительных скоб, петель и т. п. можно использовать простейшие нагревательные конструкции (рис. 17). Например, отрезок стальной трубы необходимого диаметра с заваренным дном или металлическое ведро футеруют огнеупорным кирпичом и обмазывают шамотной (огнеупорной) глиной так, чтобы углубление имело форму конуса. На уровне вершины конуса вмуровывают отрезок чугунной трубы (фурмы), к которой подсоединяют патрубок пылесоса. Вместо него можно использовать паяльную лампу, тогда диаметр фурмы должен быть чуть больше диаметра сопла паяльной лампы. Отрезок чугунной трубы размещают на одном уровне с паяльной лампой. Эту конструкцию можно усовершенствовать, если применить чугунные угловые патрубки для паяльных ламп (рис. 18). Для повышения мощности горна, сложенного из кирпича, рекомендуется использовать две паяльные лампы (рис. 19).

В домашней мастерской применяют также стуловые тиски - зажимной кузнечный инструмент, предназначенный для зажима холодных и горячих заготовок, а также удержания приспособлений при выполнении различных кузнечных операций. Кроме тисков, к зажимным инструментам относят всевозможные воротки, ключи и т п., применяемые для закрутки, завивки и других операций (рис. 20) Помимо кувалды, в домашней мастерской могут быть и другие ударные инструменты - различные приспособления, заменяющие кузнецу помощника - молотобойца (рис. 21). В зарубежных источниках приводятся конструкции молотов с ножным приводом (рис. 22).

При отсутствии молотобойца, т. е. при работе "в одну руку", возникает необходимость как-то удерживать заготовку. Держа в одной руке клещи с заготовкой, в другой - ударный инструмент, кузнец не имеет возможности удерживать подкладной инструмент. В таких случаях иногда применяют петлю из троса, которой с помощью педали из доски зажимают заготовку на наковальне (рис. 23). Если позволяют размеры зеркала наковальни, для фиксации заготовки можно применить эксцентриковый зажим, что дает возможность кузнецу освободить руки и выполнять иные необходимые операции (рис. 24).

Если возникает необходимость в изготовлении одинаковых элементов (завитков, меандров и т.п.), применяют стальную гибочную плиту с отверстиями, в которые по заданному рисунку вставляют стержни и по ним огибают разогретую заготовку (рис. 25). Плиту укладывают в раму из стальных уголков, которую желательно крепить на жестком основании или укладывают на наковальне, фиксируя ее в квадратном отверстии.

В кузнице желательно иметь кузнечную форму, представляющую собой массивную плиту с отверстиями и ручьями. Разогретую заготовку кладут на соответствующее место плиты и ударами молотка придают ей необходимую форму (рис. 26).

Контрольно-измерительные инструменты, применяемые в кузнечном деле, подразделяют на универсальные, специальные и шаблоны.

К универсальным инструментам относят линейки, рулетки, штангенциркуль. Для контроля перпендикулярности применяют угольники с углом 90°. Штангенциркулем измеряют наружные и внутренние размеры заготовок.

К специальным инструментам и приспособлениям для измерения поковок в процессе ковки принадлежат кузнечные кронциркули и нутромеры. Кузнечные кронциркули служит для измерения длин и диаметров поковок, нутромер - для определения внутреннего размера (рис. 27). Кроме вышеназванных инструментов, применяются в художественной ковке различные шаблоны, которыми контролируют общую длину, а также основные размеры и форму заготовки.

Фасонные шаблоны различают контурные и профильные. Кроме них, используют также усадочные шаблоны для измерения линейных размеров заготовок с учетом усадки металла после охлаждения.

В кузнечно-слесарной мастерской желательно иметь также инструменты и оборудование, существенно облегчающие работу и дающие возможность применять новые приемы художественной обработки металлов. К ним относятся электросварочный аппарат, сверлильный станок, электрический гибкий вал с набором сменных головок, рычажные ножницы и др.

Каждый кузнец рано или поздно сталкивается с проблемой покупки наковальни. Можно выделить четыре критерия в выборе наковальни. Размер наковальни очень важен, вкратце чем больше вес тем лучше, могу утверждать, что сто килограмм это минимум, в крайнем случае семьдесят. Но важно учитывать и необходимость перемещать наковальню - тогда вес нужно подбирать индивидуально. Вторым критерием является форма наковальни, здесь важно учитывать специфику работы и исходя из нее выбирать форму. Ввиду того, что в наше время наковальня покупается в основном с рук или в вторчермете, ни кто не даст гарантию на качество наковальни.

Субъективным тестом для проверки наковальни на трещины - является звон при ударе по лицу наковальни молотком. Продолжительный и высокий звон говорит нам о том, что в наковальне нет трещин, метал хорошего качества и лицо хорошо закаленно. Важно отметить, что многие старые наковальни изготавливались методом кузнечной сварки, где к литому телу приваривалась пластина более углеродистой стали. Зачастую сама отливка была плохого качества - имеет вкрапления шлаков - и звук такой наковальни будет глухим, что совсем не говорит о плохой наковальне, ведь лицевая пластина может быть из хорошего металла и быть хорошо закаленна. Также важно заметить, что хорошо закрепленная наковальня не звенит при ударе по центральной части, но у нее звенят рога.

И самый главный критерий - это твёрдость наковальни, на этом критерии я хочу остановится более подробно. От твёрдости зависит насколько долго прослужит наковальня. При малой твёрдости, на лице остаются вмятины, а со временем появляется прогиб в месте наиболее активного использования.

Есть несколько доступных способов определения твёрдости. Например острым концом молотка слегка ударить по лицу наковальни, и по наличию и размерам вмятины приблизительно определить твёрдость, а соответственно качество. Но в этом методе есть ряд недостатков - надо иметь большой опыт и использовать один и тот же молоток, в противном случае измерения будут не точны. Так же примерно определить твёрдость можно с помощью напильника - но этот метод так же упирается в наличие опыта.

Но есть ещё один способ измерения твёрдости. Суть метода в сбрасывании с определённой высоты (я предпочитаю 25см) шарика от подшипника (мне удобно использовать 25мм шарик), на лицо наковальни и замера высоты на которую он подскакивает. Чем выше он подскакивает тем выше твёрдость. Шарики от подшипников имеют одинаковую твёрдость, поэтому показатели при использовании разных шариков, будут примерно одинаковыми. Я поступаю следующим образом - приставив к лицу наковальни линейку, сбрасываю с высоты 25см шарик и наблюдаю на какую высоту он подпрыгивает. К примеру на очень хороших наковальнях он подскакивает на высоту 24,5см. Далее в таблице приведено соответствие качества высоте подпрыгивания шарика.

Качество	Звук от удара молотком	Твёрдость	Высота подскакивания
Отличное	Очень звонкая	Отличная	24,5-23,5см
Хорошее	Звонкая	Хорошая	23- 21см
Среднее	Не звонкая	Мягкая	18-16см
Плохое	Глухой	Очень мягкая	12см