Розрахунки
Три способи виготовлення цвяхів із латуні. Як зробити обладнання для виробництва цвяхів своїми руками.

Три способи виготовлення цвяхів із латуні. Як зробити обладнання для виробництва цвяхів своїми руками.

Що може бути простіше цвяха, запитаєте ви, - цьому скріпі тисячі років! Але не все так просто, якщо придивитися уважніше. Сьогодні випускають десятки, якщо не сотні різновидів цвяхів – буквально на усі випадки життя.

То де всі вони застосовуються?

Види цвяхів

Протягом століть кожен цвях був унікальний і дорогий, його кував чи відливав коваль. Гвоздильні машини з'явилися лише років 200 тому, тому цвяхи стали дешевими - і можна було запровадити для них перші стандарти. Сучасні цвяхи мають довжину 6-310 мм і товщину 0,8-8,8 мм, виготовлені зі сталі, у тому числі нержавіючої, з міді, латуні, бронзи, алюмінію та навіть пластику. Поверхня часто захищена від корозії цинком, хромом, латунню чи міддю.

Все різноманіття цвяхів споріднює спосіб кріплення - удар молотком.

Але тут теж є зміни: з'явилися цвяхові пістолети, або нейлери, пневматичні та електричні. У бетон та цеглу спеціальні цвяхи із загартованої сталі вбиває будівельний пістолет, який використовує енергію пального газу або порохового заряду.

Звичайний будівельний цвях. (1)

Наймасовіший, із низьковуглецевої сталі. На поверхні капелюшка - насічка, щоб зменшити прослизання молотка. Такі цвяхи випускають довжиною до 310 мм, ними збивають тимчасові риштовання або ліси. Більшість будівельних цвяхів оцинковані гальванічним чи термічним способом. Перші краще використовувати для внутрішніх робіт, другі – для зовнішніх. Для будівель у місцях з високою вологістю годяться цвяхи з кислототривкої сталі, їх роблять довжиною 75 і 100 мм.

Мідний цвях (2)

Конструктивно такий самий, як і будівельний, тільки зі сплаву міді. Застосовують там, де потрібна довговічність у десятки та сотні років – мідні покрівлі, корозійно-небезпечні умови експлуатації, дерев'яне суднобудування. Приємний зовнішній вигляд приваблює меблярів і декораторів, для яких невеликі мідні цвяхи роблять кованими у формі текс: плоский еліпсоподібний капелюшок і пірамідоподібний стрижень, що переходить в вістря. Єдиний недолік – вони досить пластичні. Там, де потрібна більш висока міцність з'єднання за такої ж корозійної стійкості, використовують цвяхи з латуні.

Гвинтовий цвях, він же – палетний. (3)

Випускається з повним, на всю довжину стрижня, та неповним гвинтом із дроту квадратного перерізу. Створює надійне з'єднання, його використовують для виготовлення піддонів, контейнерів, кріплення дощок для підлоги - тобто таких конструкцій, які під впливом змінної вологості або навантажень схильні до згинів. Міцність кріплення в чотири рази перевершує звичайний будівельний цвях, а технічно виконувати таке з'єднання простіше, ніж закручувати шуруп.

Дюкерт-цвях.

Відрізняється малим розміром капелюшка, в якому часто є поглиблення для кращого утримання вістря збійника. Використання добійника дозволяє уникнути деформації дерев'яної поверхні молотком на останньому ударі. Поверхня капелюшка - нерівна, щоб до неї краще чіплялася шпаклівка. Такі цвяхи використовуються там. де кріплення має бути малопомітним, - вагонка, дверна та віконна лиштва, плінтуси.

Гребінчастий, він же йоршений, рифлений, кільцевий цвях. (4)

На стрижні нанесені поперечні насічки, що перетворюють цвях на якусь подобу гарпуна. З плоским або конічним капелюшком. Дають дуже міцну сполуку, використовуються при виробництві тари. Витягнути такий цвях кліщами або цвяхом практично неможливо. У порівнянні зі звичайним цвяхом дає вп'ятеро міцніше з'єднання. Для роботи з твердими матеріалами виготовляється із загартованої сталі.

Покрівельний, він же толевий, цвях(5) відрізняють менша довжина стрижня зі збільшеним порівняно із звичайними будівельними цвяхами перетином. Плоский капелюшок великого діаметру сприяє кращому утриманню м'якого рулонного або листового матеріалу - толю, у руберойду, будівельного картону. Усі покрівельні цвяхи оцинковані.

Трефовий цвях. (6)

Відрізняється тим, що для кращого утримання деревини по всій довжині стрижня формуються поздовжні канавки. Вони можуть бути суцільними або з поперечними перемичками. Такими незвичайними цвяхами кріплять рулонні матеріали на кшталт толю та руберойду.

Шиферний цвях.

На досить довгий стрижень насаджено збільшений капелюшок з оцинкованої сталі, під який перед забиванням надягають гумову шайбу. Таким чином забитий цвях герметизує отвір від попадання води і не створює небезпечної напруги в листі шиферу при температурних коливаннях. Довжину слід вибирати з урахуванням висоти хвилі шиферу - цвях забивають лише у гребінь хвилі.

Шпалерний цвях.

Гладкий циліндричний стрижень довжиною 12-20 мм з декоративним капелюшком. Застосовують такий цвях для обшивки м'якими матеріалами.

Цвях для кріплення гіпсокартону- Різновид покрівельного цвяха. Його стрижень тонший, а голівка - широка, що не змінює пористий матеріал, але в той же час надійно утримує його. Такі цвяхи добре підходять для кріплення ДВП та будівельного картону. На стрижні або його частині може бути нанесена кільцева насічка, що покращує зчеплення з дерев'яною основою під гіпсокартоном.

Фінішний цвях. (7)

Використовують для кріплення вагонки, лиштви тощо тонких деталей, поверхню яких небажано псувати виглядом капелюшків цвяхів. Тому головка дуже маленька, і вона утоплюється в поверхню деревини. Сталевий стрижень може бути оцинкованим, обмідненим або латунованим, зрідка трапляються і бронзові фінішні цвяхи.

Цвях з подвійним капелюшком (дуплет). (8)

Його використовують для тимчасового кріплення, наприклад, опалубки та розбірних конструкцій типу парників. Верхній капелюшок полегшує витягування без пошкодження всієї конструкції, а нижній надійно тримає прибиту деталь.

Цвях з головкою овального перерізу.

Такий переріз зменшує ризик розколу деревини вздовж волокон – якщо орієнтувати велику вісь овалу вздовж них. Їх застосовують як паркетні, для кріплення наличників - коли капелюшок потрібно заглибити під поверхню деревини.

Декоративні цвяхи. (10)

Використовують переважно для обробки м'яких меблів. Капелюшки можуть бути круглими, квадратними та фасонними, з литим або тисненим орнаментом. Фантазія дизайнерів майже безмежна.

Чобітний цвях(9) - для кріплення підошви, підборів та інших деталей взуття. У підошовного цвяха циліндричний латунний або сталевий стрижень із вістрям овального перерізу, головка – конічна. Для кріплення набійок використовуються чотиригранні цвяхи, їх ще називають ручний текс. Мають форму усіченого клину прямокутного поперечного перерізу.

Формувальний цвях.

Єдиний зовсім тупий цвях, стрижень взагалі не загострюється. Використовуються при з'єднанні ливарних форм для розливання металу, виготовляється з низьковуглецевої сталі.

Ухналь – підковний цвях. (11)

Види цвяхів для різного застосування.

Як робили цвяхи стародавні люди? Перші цвяхи винайшли ще за первісних часів, їх робили з твердих порід дерева, скріплюючи між собою дерев'яні деталі житла чи інших будівель. Виготовляли цвяхи з інших природних матеріалів, використовуючи для цього кістки риб або гострі шипи рослин. У Боровичському районі існує музей цвяха, в якому можна побачити цвяхи різних часів, починаючи від дерев'яних, різних розмірів та марок.

До речі, дерев'яні цвяхи не втрачали своєї актуальності ніколи. На початку 20 століття сільські шевці вміло вбивали у підошви чобіт мініатюрні березові гвоздики. Березові шпильки набухали від води і міцно тримали підмітки.

Відповідь на питання про те, коли і з якого металу робили цвяхи за старих часів, напрошується сама собою. Перші металеві цвяхи стали виготовляти у бронзовому столітті, відливаючи чи виковуючи їх із міді та бронзи, а згодом, у залізному столітті з міцнішого матеріалу – заліза.

Залежно від призначення цвяхи мали свої назви. Наприклад, на будівництво річкових судів застосовувалися “барочні цвяхи”, для морського суднобудування – “корабельні цвяхи”.

У 19 столітті у Європі виробництво цвяхів на заводах здійснювалося вручну кустарним способом (дрібносерійне виробництво із застосуванням ручної праці): металевий прут ковалі доводили в горні до розжарювання, розтягували його на ковадлі та загострювали на кінці. Після цього заготівля біля голівки відрубувалась і в бруску з отвором розплющувалася молотком для надання форми капелюшка.

Цвяхи стали поширеним товаром тільки в перші десятиліття 19 століття з винаходом машин для кованих цвяхів та цвяхів із дроту. У Вікіпедії зазначено, що патент на машину для цвяхів отримано 1790 року. Однак у словнику у Брокгауза і Єфрона ми побачимо іншу дату: "Патент на першу машину для вироблення цвяхів отримав в Англії в 1606 сер Давіс Бульмер", при цьому зазначається, що цей винахід ніяк не позначилося на практиці.

З чого і як роблять нині цвяхи?

Сьогодні вони виготовляються здебільшого зі сталі. Для спеціальних завдань цвяхи роблять із міді, латуні, бронзи, цинку та інших матеріалів. Є приклади використання та більш незвичайних матеріалів. У Німеччині виготовляють сталеві цвяхи з тонким полімерним покриттям. Їхнє застосування виправдане в меблевому бізнесі, завдяки захисному покриттю іржа не псує дорогі дерев'яні вироби. Англійські цвяхи зі склопластику не менш міцні, ніж кріпильні деталі із заліза. Використовують їх також для кріплення деталей меблів, корабельному виробництві та ін. У Японії виробляються цвяхи з пластмаси. Вони дуже міцні та легко вбиваються навіть у дубові дошки.

У сучасному виробництві цвяхів використовуються переважно ротаційні прес-автомати. Продукція – вироби завдовжки від 6 до 400 міліметрів та завтовшки від 0,8 до 8,8 міліметрів. Для виготовлення цвяхів як напівфабрикати використовують дріт з круглим перетином.

Механізм роботи верстата для цвяхів полягає у простому алгоритмі: пристрій відрізає цвях потрібної довжини, утворює капелюшок та формує загострений кінець.

На відео показано процес виготовлення цвяхів на верстаті.

Головоломка розумні цвяхи є класичною, що складається з двох однакових цвяхів.

Зазор, де цвяхи перетинаються, ширше, ніж товщина цвяхів, тому цвяхи можуть бути з'єднані один з одним, а також роз'єднані без застосування сили.

Очевидна простота цієї головоломки робить її чудовою, а вирішення головоломки не настільки очевидним, як здається на перший погляд.

У цій інструкції буде показано, як задати цвяхам правильну форму і, звичайно, як вирішити саму головоломку.

Крок 1: Гнучка машина

Секрет створення цієї головоломки полягає в розумінні того, як зробити 2 цвяхи правильної форми.

Найпростішим способом є створення згинального пристрою, яке складається з двох 7,5 сантиметрових металевих стрижнів і дерев'яного бруска. Стрижні можна зробити з двох болтів, затягнувши їх у лещата і зрізавши головки та частини з різьбленням. Гострі краї, що залишилися після зрізу, необхідно акуратно зашліфувати.

Використовуючи битку на 0,8 см, я просвердлив два отвори в дерев'яному бруску на відстані приблизно 2,5 см. Один отвір був приблизно на 2,5 см глибший за інший - це важливо.

Крок 2: Затискаємо згинальну машинку в лещатах

Металеві стрижні потрібно загнати в отвори, а дерев'яний брусок затягнути в лещата.

Ви можете створити подібний девайс за допомогою різних матеріалів та пристроїв - ідея полягає в тому, що вам потрібні два міцні стовпи, встановлені близько один до одного на нерухому основу.

Крок 3: Цвяхи

Я пробував різні цвяхи, але найбільше мені сподобалися цвяхи стандарту 16D 3 1/2″. Спробуйте створити головоломки з кількох різновидів цвяхів, а також можна зробити із дроту, щоб знайти ідеальний варіант.

Якщо цвяхи будуть покриті антикорозійним мастилом, то краще протерти їх, інакше, поки ви закінчите роботу, все це змащення опиниться на ваших руках.

Крок 4: Згинаємо цвяхи

Міцно затиснувши цвях у плоскогубцях, помістіть його між стрижнів, як показано на малюнку, і згинайте цвях навколо більш довгого стрижня.

Для отримання хороших результатів може знадобитися кілька спроб, але після пари зігнутих цвяхів ви зрозумієте, як це правильно робиться.

Крок 5: Майже готове

Цвяхи мають виглядати так.

Крок 6: Зазор

Ключовим моментом є отримання правильного зазору там, де цвях перехрещується сам із собою.

Зазор повинен бути трохи ширшим, ніж товщина самого цвяха.

При необхідності, акуратно підбийте молотком зігнутий цвях до такого стану, щоб ідентичний цвях не міг пройти крізь зазор.

Крок 7: Робимо ще й ще.

Очевидно, що для однієї головоломки вам потрібні два цвяхи. Але я рекомендую зробити багато головоломок просто тому, що це буде чудовим подарунком для тих людей, з якими ви контактуєте.

Крок 8: Як вирішити головоломку

Спочатку вам потрібно зібрати цвяхи разом. Процес обернений тому, як роз'єднати їх. Рішення знаходиться на другому та третьому малюнку - рух вимагає великого обертання. Два цвяхи повинні обернутися навколо середньої точки, в якій вони стикаються.

Просто пограйте з ними і прикладіть невелике зусилля під різними кутами, і у вас все вийде.

Але, все не так просто, як здається, і для радості розгадування, я рекомендую слідувати фотографіям тільки для того, щоб зібрати цвяхи. А роз'єднати постарайтеся вже без підгляду.

Зігнуті цвяхи — класична головоломка, зроблена своїми руками і яка має порадувати вас та всіх тих, кому ви її подаруєте.

Перший спосіб. Найпростіший. Беремо латунний дріт потрібного діаметра, гострий скальпель або ніж і починаємо відрізати шматок латунного дроту, катаючи його на чомусь твердому. При відрізанні у такий спосіб утворюється кільцевий буртик. Даний спосіб я використовую для кріплення дуже дрібних деталей, де треба зімітувати дрібні цвяхи. Наприклад, петлі керма на шлюпці. У петлі та в основі свердлиться отвір чітко по діаметру дроту, вставляється цвях, а буртик не дає пролітати цвяху через отвір. Щоб цвях не вилітав із основи, його треба трохи вигнути.

Другий спосіб. Цвяхи з капелюшками тайком. Для цього треба зробити невелику пристосу. Потрібно взяти пластину з металу завтовшки 2-3 мм, просвердлити в ній отвір діаметром під дріт, наприклад 0,5 мм. Далі свердлом 1 мм робимо зенковку на глибину конічної частини свердла або трохи глибше. Пристосу готова.

Мал. 1. Зенківка отвору.

Далі треба зробити заготівлі цвяхів. Для цього знадобиться газовий пальник або побутова газова плита, а також харчова сода як флюс. З їх допомогою формуватимемо на кінці дроту потовщення для капелюшків. У невелику кількість соди додаємо кілька крапель води, щоб вийшов розчин рідкої сметани. Занурюємо дріт у розчин соди. Тримаючи дріт вертикально, підносимо до полум'я пальника, у своїй латунь починає плавитися, і згортається певну подібність краплі.

Мал. 2. Формування крапельки на кінчику латунного дроту.

Мал. 3. Крапля на кінці латунного дроту.

Відрізаємо від дроту з краплею необхідну довжину і повторюємо цю операцію необхідну кількість разів. Далі вставляємо заготовки в пристосуванні і молотком розплющуємо верхівку заготовки.

Мал. 4 та 5. Вставляємо дріт у пристосуванні.

Мал. 6. Розплющуємо.

Потім напилком видаляємо зайвий метал.

Мал. 7. Оброблений капелюшок.

У результаті виходить такий цвях.

Мал. 8. Цвях після обробки у пристосуванні.

Після зняття облої отримуємо готовий цвях.

Мал. 9. Цвях на етапі зняття облої затиснутий у цанговий затиск

Мал. 10. Готовий результат

Порада. Перед тим, як формувати кульку на кінці дроту, її треба трохи розтягнути. Діаметр дроту трохи зменшиться і заготовки легко вставляти в пристосуванні.

Третій спосіб. Цвяхи з напівкруглими капелюшками. Тут теж треба буде зробити пристосу, досить складну.

Мал. 11. Пристосування для виготовлення цвяхів із напівкруглими капелюшками

Для початку треба зробити напрямну. Вона виготовляється з довільного металу та довільної довжини. Одна умова, отвір має бути калібрований розгорткою. У цьому прикладі діаметр 6 мм. Далі робимо ковадло. Вона зроблена з хвостовика свердла трохи більшого 6 мм. і проточена розмір отвору направляючої. Кавадла повинна входити в отвір напрямної без люфтів, але не туго. Далі треба зробити пуансони. Вони виготовлені з хвостовиків надфілів. Так як діаметр хвостовиків надфілів менший за отвор напрямної, довелося зробити перехідники, які теж повинні входити в отвір напрямної без люфтів. Все це робиться для того, щоб капелюшки були по центру цвяха. На цьому малюнку 12 капелюшок цвяха з напівкруглою головкою зміщена через знос пристосування.

Мал. 12. Зліва – нормальний цвях, праворуч – дефектний.

Як зробити півколо в пуансоні. Для цього знадобиться кулька від підшипника, діаметр підбирається, напрямна та перехідник пуансона. Відпалюємо хвостовик надфілю, щоб метал став м'яким. На токарному верстаті робимо не глибоку зенковку по центру торця хвостовика, збираємо пуансон і перехідник і вставляємо їх у напрямну. Кладемо кульку на потужну металеву основу і вбиваємо кульку в пуансон. Кулька може луснути, тому їх має бути кілька. Далі на токарному верстаті у пуансона робимо ріжучу кромку, кут не менше 120 градусів. При меншому вугіллі пуансон колотиметься.

Мал. 13 та 14. Пуансони

Коли поглиблення та кут зроблено, робочу сторону пуансону треба загартувати. Твердість пуансона повинна бути такою, щоб при ударі про ковадло край пуансона не змінювалася і не кололася. Розігріваємо робочу частину пуансону до вишневого кольору та тримаючи вертикально, опускаємо у воду. Гартувати треба тільки робочу частину, решта має бути м'яким. Якщо треба, то підкалюємо і ковадло. Зробити робочий пуансон у мене вийшло десь із третього разу. Перший загартував весь, при першому ударі він розколовся. У другого кут висівки надто гострий, теж розколовся. Вийшов лише на третій раз. На рис. 15 лівий пуансон трохи пережарений, ріжуча кромка поколота, але нічого працює.

Мал. 15. Порівняння ріжучих кромок пуассонів.

Використовуючи кульки різного діаметра, отримуємо капелюшки різного розміру. Заготовки для цвяхів та обробку робимо за технологією, описаною вище.