Обзор по механическим молоткам

Небольшой обзор по типам механических молотков применяемых при работе с листовым металлом, ниже изложено мое виденье данного вопроса.

Состоит из двух частей: собственно сам обзор по типам и затем немного по самоделкам.
Довольно часто при чтении англоязычной литературы попадаются различные названия и термины связанные с механическими молотками: helve hammer, planishing hammer, power hammer, nibblers, Yoder, Eckold Trumpf, Pullmax, Pettingel…

Попробуем разобраться что к чему, но хочу оговорится что мои изыскания за 100% истину принимать не стоит, тем более что данный обзор это вторая редакция причем существенно переработанная.
Изначально из всего этого списка хочу убрать крафтформеры, производства Eckold и им подобные, по причине того что они не попадают под критерий механических молотков. Да они имеют в своем составе электромотор и кривошип, но по принципу действия это скорее электропресс с кучей насадок, по типу ручных шринкеров/стречеров (shrinker/stretcher) позволяющий растянуть или стянуть лист в нужном месте.

Итак приступим к рассмотрению вопроса. По началу я делил молотки по типу их устройства/кинематической схемы, но со временем я понял в несостоятельности своего виденья данного вопроса. После более детального погружения осознал, что более грамотно разделять их по стилям на старый и новый.

Старый стиль это станки придуманные в период паровых машин и запруд на реках, когда через весь цех шел один вал. И от него уже приводились в движение механизмы, родоначальником их является кузнечный молот, поэтому отличительной особенностью является механизм фрикционов – сцепления, а также упругого элемента (пружины/рессоры) позволяющего избежать кинематического замка и поломки станка или приводного вала. К ним относятся по типу конструкции helve hammer и power hammer более известные как Yoder, Pettingel по названию фирм их производивших назовём их Yoder дабы не путаться во всем многообразии.

Helve hammer

Он может делать грубую формовку, подложив под молот подушку с дробью/песком. Разглаживать поставив снизу металлическую матрицу и одев боек из твердой резины или толстой грубой кожи. И стягивать металл, около кромки листа, поставив снизу оправку в виде кольца или со сферической лункой, за счет чего первым ударом (с отступом от края) образуется складка и затем она зачеканивается перемещая рабочую область листа к краю.

пример формовки на мешке с дробью/песком, так как лист тонкий поверх мешка положили кусок толстой резины или кожи

пример стяжки кромки, снизу лежит оправка из твердого пластика со сферической лункой во внутрь

второй вариант, делается в ручную складка и на жестком основании зачеканивается

разравнивание листа, в силу продвинутости станка, верхний боек как и нижний металлический

изготовление сложного ребра жесткости

Yoder
Модель более изящная и как мне кажется функциональная, прогресс все же не стоит на месте.

конструктивно имеется кривошип, на который врещение передается через узел сцепления. далее вращательное движение шатуном передается на пакет рессор, как поступательное.

Для него никаких мешков не требуется, все рабочие поверхности металлические. Стягивание осуществляется при помощи комплекта бойка и матрицы с зубом, стяжка осуществляется в два захода. Сначала делаем складку подачей листа вперед , а затем при обратном движении листа она зачеканивается. При этом необходимо учесть что поверхность после этого становится волнистой. разглаживание поверхности после стягивания кромки, а также растягивание осуществляется плоским верхним бойком и сферическим нижним. Для разравнивания поджим делается меньше, дабы не свести на нет сделанную работу по стяжке. Также возможна регулировка хода бойка, дабы можно было выбрать более оптимальный режим работы с обрабатываемым материалом. Зачастую на одной колонне ставят сразу два станка, на одном стягивать, на другом вытягивать/разглаживать

стягивание кромки листа

разравнивание

вытягивание листа, на примере изготовления крыши автомобиля

Также, думаю, при соответствующей оснастке, возможно делать различные ребра, по аналогии зиг-машины, по поводу возможности просекания отверстий и изготовлении жабер сильно сомневаюсь.

узел сцепления, на новодельных станках его обычно не ставят

К механическим молоткам нового стиля я отношу все остальные не имеющие демпфирующего элемента в своей кинематической схеме, хотя бывают исключения…

planishing hammer

По сути, этот молот, замена человеческих рук, а именно наковальни (dolly) и молотка или гладилки (slapper) и соответственно является аналогом англиского колеса. Основное назначение разравнивание после предварительной формовки/стяжки, либо вытягивание поверхности детали. Верхний боек имеет плоскую поверхность, нижний же в виде сферы с требуемой кривизной. Также верхний боек может быть подпружинен либо сделан из ударопоглащающего материала резины/кожи.

Есть небольшие ручные варианты, для работы в труднодоступных местах, например выведения в ноль вмятин на кузове автомобиля, при этом они делаются разборными, для облегчения доступа к обрабатываемому участку.

В настоящее время за счет появления более мощного пневмоиструмента возможно осуществлять и операции по стягиванию листа, по данная операция больше похожа на работу helve hammer-а, существенным недостатком данного типа молотка является довольно высокий уровень шума, из-за высокой частоты работы бойка и работы самого компрессора, но есть и исключения в виде станков с электроприводом.

стягивание металла

разравнивание

растягивание

Nibblers

Основное назначение раскрой металла, просекание отверстий, изготовление ребер и жабер, для чего они имеют различную оснастку для наиболее известные производители Pullmax, Trumpf

Но за счет применения на них оснастки с Yoder-а появился своего рода комбайн, который может если не все то, почти все. Как мне ведется это родоначальники всех современных моделей механических молотов. По сути все последующие модели других производителей и самодельные станки это копирование данных станков с учетом имеющейся материально-технической базой у изготавливающего и требуемыми функциями и станка. Конструктивно они состоят из кривошипа и механизмов, позволяющих оперативно регулировки хода бойка, регулировать частоту ударов, ну и поджимом в зависимости от толщины листа и выполняемой операции.
Далее рассматривать буду конструктив Pullmax, ну и по самоделкам немного накидаю фото, дабы было видно что обычно делают…

Конструктивно Pullmax делится на два типа P1

и все остальные P2, P3, более детально можно посмотреть в исторической справкеhttp://www.pullmax.at/pxa/history_p.htm

Р1 состоит из кривошипа, являющегося продолжением вала мотора, с фиксированным ходом, но передняя крышка имеет несоосную посадку, как у генератора урал/днепр, но в отличии от первого имеющие фиксацию в трех положениях, для регулировки хода бойка, ну и соответственно нижнюю матрицу можно регулировать по высоте, хочется отметить что P1 выпускался в двух вариантах рам, маленький как я думаю являлся конкурентом Yoder-а, в дальнейшем такого разделения не наблюдал.

Последующие модели получили несколько иную кинематическую схему

как видим в данной схеме, шатун передает возвратно поступательное движение от кривошипа на две тяги, верхняя ось у системы тяг при работе неподвижна, а нижняя к штоку бойка.

при этом возможно добиться такого положения кривошипа, относительно оси бойка, что частота ударов увеличится в два раза.

в зависимости от модели станка, регулировка рабочих параметров может осуществляться одним или двумя рычагами.
все станки обязательно имеют рычаг подъема бойка вверх, при этом он имеют промежуточные значения, но необходимо учесть, что данная ручка при повороте меняет ход бойка. если необходимо осуществлять в более широком диапазоне ход бойка, то возможно изменение положения кривошипа, по аналогии Р1.
ниже фото потрохов двух станков, первый:

и второй:

конструктивно они различаются, первый имеет крепление двигателя на лапах и соединяется с кривошипом муфтой, второй фланцевое, благодаря чему вал электромотора является одной из опор кривошипа.

так как Pullmax рассчитан на работу с большими листами, то на станине имеются ластохвостые направляющие, для установки требуемой фиксирующей/направляющей оснастки

и различная профилирующая/просекающая оснастка

Жабры делаются в два захода сначала просекаются, затем боек опускается вниз и они выравниваются.

при изготовления ребер сложной формы изготавливается шаблон из металла или твердого пластика.

примеры работы
стягивание

растягивание

обратили внимание? Подняли боек, вытащили деталь и потом выключили мотор

ребра, жабры и раскрой

Для желающих сделать что-то подобное ниже приведены сводные таблицы позволяющие, например, зная размер оправки бойка P3, по фото из мануала, прикинуть геометрические размеры механизма

На самодельных станках, либо мелкосерийных гаражных, обычно используется мотор на 1500 об/мин, мощностью 750-1500 Вт, без регулировки скорости, а ход бойка регулируется за счет изменения положения оси верхней головки шатуна в прорези кривошипа, но есть и близкие к пульмаксу конструкции…

самодельные станки особо в конструктив вдаваться не буду, пройдусь по верхам, думаю что как и так понятно.
helve hammer

hammer

зачастую механический молоток требуется в оснащённую мастерскую, когда мастеровым надоедает вручную стягивать металл, зачеканкой, да и места много выделить жалко. В таком случаи делают таких узконаправленных малышей:

механизм сцепления, для молотков старого типа:

варианты с возможностью регулировки хода бойка:

а также, более продвинутая модель, с регулировкой подъема в зависимости от формы детали толщины материала:

PS по пневматическим молоткам описывать самодельные конструкции не стал, так как они довольно просты по конструктиву, но при этом требуют довольно производительного компрессора.