Текст книги "Основы дизайна. Художественная обработка металла. Учебное пособие"

Сечками называются плоские зубильца различной ширины с заточкой на одну сторону. Углубления с ровной поверхностью выбирают зубильцем с таким же сечением, как у флахштихеля, а с криволинейной поверхностью – как у болштихеля. Если металл выбирается на большую глубину, то для черновой обработки можно вначале применить круглое зубильце, а затем выровнять углубленную площадку плоским зубильцем.

Чеканы – инструмент почти такой же, как и для чеканки, но есть некоторые особенности. Чеканами осаживают металл, выравнивают отдельные участки в углубленной части рисунка, наносят на металл матовый штрих, обводят контуры рисунка и придают требуемую форму отдельным его деталям. Чеканы разнообразной формы обычно изготовляют сами граверы. Наиболее распространены грунтовальные чеканы, которыми осаживают металл между буквами и цифрами. Мотуар (чекан) изготавливают из квадратной заготовки инструментальной стали У8А размером 5×5 мм или 8×8 мм, длиной 80–100 мм, при этом рабочему торцу мотуара придают самые различные формы: круглые, прямоугольные, квадратные, ромбические. Торец мотуара набивают острым керном и термически обрабатывают до твердости HRC 50–54.

В процессе работы мотуар захватывают пальцами левой руки и приставляют его рабочую часть к выбранной поверхности металла в гравируемой детали, затем правой рукой захватывают ручку граверного молоточка и легкими ударами по тыльной части мотуара устраняют неровности в углубленных частях детали. После этого в правую руку берут мастику, а в левую – изделие и делают оттиск, проверяя рисунок. Обнаруженные неровности на рисунке устраняют штихелями.

Клейма для букв и цифр изготавливают из стальной (У8А) заготовки при помощи штихелей, пуансонов («обработчиков»), напильников и надфилей. Прежде всего необходимо изготовить пуансон 1 (зэк), который имеет такую же форму, как и ударное клеймо с зеркальным изображением. Отличие такого пуансона в том, что изображение букв и цифр не рельефное, а углубленное и зеркальное.

Пунсоны изготовляют из стали У8А. на одном конце заготовки пуансона опиливают фаски под углом 30°, оставляя необходимый припуск на обработку, затем надфилями обрабатывают контур выступов внутри цифр и букв. Для контроля в процессе обработки пуансон необходимо периодически опробовать на алюминиевой пластинке.

Клейма используют для обработки различных материалов: стали, меди, сплавов, дерева и т. п. Для стали клейма изготовляют с острым контуром букв или цифр, для мягких сплавов – с притупленным контуром. При этом и скосы стенок клейм могут быть разными. Для клеймения твердых материалов угол конуса делают равным 60°, а для клеймения мягких материалов – 50°. Заготовку клейма центруют пуансоном и слегка ударяют по нему молотком. Полученную на заготовке клейма разметку внутреннего контура углубляют штихелем. Такой способ обработки облегчает и упрощает гравирование клейма (рис. 6.27).

Для облегчения и качественного выполнения сложных орнаментов в процессе гравирования детали применяют специальные клейма (рис. 6.27, а), с помощью которых выполняют отдельные элементы рисунка орнамента. На рисунке (6.27, б) изображена державка, в которой крепят одновременно два или четыре мелких клейма с изображением отдельных частей орнамента. Державка представляет собой цилиндрический боек 1 (оправку) с квадратным наконечником, на котором надета обойма 2. во внутренней части обоймы закреплены болтами 3 и 6 два квадратных клейма 4 и 5. Державку обоймы изготовляют из инструментальной стали 45 и термически обрабатывают до твердости HRC 40–45. Специальные клейма изготовляют тоже из инструментальной стали У8А. Заготовка имеет квадратную форму для того, чтобы удобнее было укладывать в обойму державки при вырезании штихелем и надфилем рисунка орнамента. Клейма, показанные на рис. 6.27, отличаются от обычных буквенных клейм тем, что рабочая часть, как внутреннего профиля орнамента, так и наружного контура обработана под углом 35°, а не 60°.

Подготовив пластинку, чертилкой намечают на ней линии, по которым будет нанесен рисунок орнамента. Клеймо с выбранным элементом орнамента приставляют к линии, и при легком ударе молотка орнамент переносится на гравируемую пластинку (рис. 6.28).

Рис. 6.27. Специальные клейма для высадки отдельных частей орнамента: а – одинарное клеймо; б – державка для набора клейм.

Рис. 6.28. Схема контурных линий средней сложности, применяемых при гравировании орнамента: а – штриховые сопряженные линии орнамента; б, в, г – контурные линии художественного орнамента.

Затем клейма (рис. 6.28, а и б) переставляют в другую часть рисунка и снова ударом по нему молотка производят высадку отдельной части орнамента до тех пор, пока не будет выполнен общий профиль орнамента (рис. 6.28, а). Прежде чем произвести высадку клеймами (см. рис. 6.28) сложных частей орнамента, например листьев дуба или украшений на изделиях, необходимо нанести карандашом тонкие штриховые сопряженные линии по всему контуру рисунка орнамента. После этого осторожно, чтобы не испортить рисунок, ставят клеймо под углом 90° и четким ударом молотка по клейму оставляют четкий рисунок орнамента на пластинке. Сделав одну часть рисунка, вынимают эти клейма из державки (см. рис. 6.28, б) и устанавливают другой набор клейм с рисунками (рис. 6.28, б, в). Такие же приемы используют и при получении кривых линий, сопряженных со спиральными линиями (рис. 6.28, г).

Молоток. Металлический молоток главный ударный инструмент для граверных работ. Он должен быть удобным и достаточно легким (80–100 г), с круглым сечением рабочей части и плоским или сферическим бойком (см. рис. 6.20, позиции 3–4).

Шабер. Для чистовой отделки металлических поверхностей и для удаления случайных порезов и царапин применяют шабер. Наиболее ходовые шаберы – трехгранные и четырехгранные. Их можно изготовить из аналогичных по форме напильников, сточив с рабочей части насечку и соответствующим образом заточив.

Рифель. В качестве вспомогательных инструментов гравер применяет напильники и надфили разных сечений с изогнутым полотном – это и есть рифели. Они применяются для удобства проникновения в труднодоступные места со сложной конфигурацией. Перед тем как придать надфилю задуманную форму, его накаляют на огне докрасна, затем дают медленно остыть и обматывают рабочую часть изолентой, чтобы при гибке не повредить насечку. Хвостовик надфиля зажимают в тисках и очень осторожно изгибают рабочую часть круглогубцами. Готовые рифели закаляют так же, как и клинки штихелей.

Лощильник (или гладилка). Этот инструмент предназначен для полирования отдельных участков металла, особенно после обработки их шабером. Рабочие части лощильников могут иметь разнообразные формы, облегчающие доступ в те или иные фигурные места. Рабочая часть лощильника должна быть тщательно отполирована. Удобные и надежные сферические лощильники можно сделать из шариков от подшипников качения. Шарик приваривают к стальному стержню, который затем насаживают на деревянную рукоятку.

Пуансоны и матики. применяются на завершающем этапе граверных работ. Изготовляют пуансоны из инструментальной стали квадратного сечения толщиной 6,7 и 10 мм. Длина таких прутков составляет соответственно 6,5, 8,5 и 10 см. рабочему концу пуансона придают легкую конусность, а на образовавшемся округлом торце гравируют некое законченное изображение. Это может быть буква, цифра, элемент геометрического изображния (круг, овал и др.). Или стилизованного цветочного (лепесток, листик, завиток) орнамента, а также елочек и всевозможных завитков. Рельефное изображение на рабочей части пуансона вырезает сам гравер. Изображение может быть нанесено позитивно (выпукло) или негативно (углубленно). Приставляя торец пуансона к необходимому участку поверхности, молотком наносят удар по его ударной части. В результате на поверхности получается позитивный или негативный отпечаток вырезанного на торце элемента. Чтобы металл инструментов податливей принимал сообщаемую им форму, желательно перед обработкой пуансоны отжечь, т. е. сделать отпуск, а затем закалить вновь. Применение пуансонов значительно облегчает труд гравера, сокращает срок отделывания мелких деталей изображения.

Матики предназначены для фактурной обработки металлической поверхности, например фона. Рабочую часть матика опиливают в виде усеченного конуса, на торце которого гравируют пересекающиеся углубленные линии. Рельеф на рабочей части матика можно получить и другим способом – торец стержня устанавливают на насечку напильника и ударом молотка получают рельефный оттиск. После механической обработки матики закаливают.

Колодки. Чтобы изделие (или отдельные детали) удобно было гравировать, его закрепляют на деревянных колодках. Если гравируемая заготовка имеет поля, которые потом будут обрезаться, то ее прикрепляют к колодке мелкими гвоздиками. Форма колодок зависит от характера изделий. Небольшие заготовки крепятся на колодках, имеющих форму бруска или цилиндра. Большие металлические пластины крепятся на досках. Для браслета, перстня или кольца выстругивают круглую колодку соответствующего диаметра с небольшой конусностью, благодаря которой надетые на такие колодки изделия удерживаются очень прочно.

Чтобы закрепить на деревянной колодке небольшое изделие, на ее поверхность наплавляют слой сургуча или канифоли толщиной примерно 5 мм. Затем вдавливают разогретую деталь, как только сургуч или канифоль застынут, приступают к гравированию. Предварительно зажав болванку с одетой на нее заготовкой в тисках или другом зажимном инструменте.

Для закрепления объемных изделий профессионалы пользуются специальными шаровыми тисками (см. рис. 6.29, позиция 1 б, позиция 3 а).

Шаровые тиски представляют собой сплошной чугунный шар диаметром около 13 см и массой до 15 кг. Их устанавливают на специальных подушках с песком. Шаровые тиски – наиболее удобные и универсальные. На верхней площадке шара имеется прямоугольный паз, в котором размещено зажимное приспособление, состоящее из двух параллельных пластин. На одной из пластин укреплены два направляющих стержня, на которые надеты пружины. Благодаря пружинам пластины после освобождения зажимаемых в них деталей возвращаются в исходное положение. Прежде чем зажать в тисках какую-либо деталь, внизу между пластинками вставляют металлическую прокладку, соответствующую ее габаритам. Зажимной винт тисков имеет металлическое кольцо, в которое вставляют штырь, если необходимо более прочно зажать гравируемую деталь.

Установленные на кожаной подушке или манжете тиски легко принимают любое положение. Их можно поворачивать, наклонять так, чтобы закрепленное в тисках изделие принимало удобное для гравирования положение. Например, при гравировании кривых линий тиски вместе с изделием равномерно поворачивают навстречу штихелю.

Но шаровые тиски удобны только при гравировании резцом. Если же какие-то участки необходимо обработать зубильцами, то крупное изделие зажимают в поворотных слесарных тисках с деревянными прокладками, предохраняющими его от повреждений. Небольшие детали закрепляют в тисочках с плоским основанием, которые устанавливают на круглой кожаной или брезентовой подушке.

Изготовление подушки и манжеты. Для гравировки мелких изделий необходимо изготовить гравировальную подушку (см. рис. 6.29, позиция 2). Из толстого брезента или кожи необходимо вырезать два круга диаметром 200 мм. Затем, отступив от края на 5 мм, сшить круги, но не до конца. Вывернув на изнанку полученный мешок, снова прошить вдоль края, оставив небольшое отверстие для засыпки песка. Мешочек замачивают в теплой воде на 15–20 минут. Затем вынимают из воды и отжимают. Мешочек немного растянется и после набивки, высыхая, он подсядет и набитая подушечка станет упругой. Песок необходимо взять речной, промыть и просушить его. Засыпать песок в подушку можно с помощью воронки или бумажного конуса. Туго набить подушку и тщательно зашить отверстие. Этим же способом изготавливается кожаная манжета, служащая опорой шаровым тискам (рис. 6.29, позиция 2).

Штатив с лупой. При гравировке мелких деталей пользуются лупой, укрепленной на штативе с массивным основанием. Лупа крепится шарнирами так, чтобы ее можно было расположить на нужном уровне и под любым углом к детали. На рисунке показано устройство простого универсального зажима. Он состоит из четырех кружков, вырезанных из многослойной фанеры или пластмассы. В центре каждого кружка проделано отверстие для зажимного болта. В одной паре кружков, соединенных и зажатых вместе, сверлится отверстие, равное диаметру вертикального стержня подставки, а в другой паре – равное диаметру стержня лупы. Навинчивающуюся на болт гайку врезают в круглую рукоятку (рис. 6.29, позиция 1 в).

Кроме основного и вспомогательного инструмента граверу необходимо иметь ручную спиральнообразную дрель для высверливания отверстий в углубленных местах рисунков или цифр и букв. Такая дрель обычно состоит из деревянной ручки и спирального винта, по которому перемещается ручка. На конце винта дрели закреплен трехкулачковый патрончик с жатым в нем сверлом. Необходимо иметь наковальню массой 10–15 кг, небольшое точило, набор мелких сверл (до 5 мм), набор надфилей, напильников, ножовочный станок, лупу с десятикратным увеличением, металлическую линейку, чертилку, штангенциркуль и микрометр от 0 до 25 мм.

Верстак гравера должен быть установлен вдоль или поперек окон так, чтобы естественный свет падал на рабочее место равномерно и не давал ярких бликов или резких теней. Можно, конечно, работать и на любом устойчивом столе, но лучше изготовить верстак такой предлагаемой конструкции.

На рисунке 6.30 изображен самодельный универсальный ювелирно-граверный верстак. Данный верстак может быть использован не только на предприятии единичного производства, но и на предприятиях ювелирно-граверного производства, учебных мастерских по декоративно-прикладному искусству, так как в его конструкции предусмотрено все необходимое для удобства работы и повышения производительности труда.

Рис. 6.29.: 1 – а – подставка со штихелями; б – шаровые тиски; в – штатив с лупой; г – зажимное приспособление в разобранном виде. 2 – кожаная манжета и подушка. 3 – а – чертеж шаровых тисков; б – крепление пластинок на колодке; в – различные виды колодок; г – тиски с плоским основанием. Рисунок Г. Я. Федотова.

Рис. 6.30. Рабочий стол гравера-ювелира (описание см. в тексте).

Показанный верстак напоминает письменный стол с выступом с правой стороны на столешнице 7 для удобства опоры локтя правой руки, а с левой стороны имеется подъемно-поворотный подлокотник 25, который в процессе работы может выдвигаться и поворачиваться. Подушка подлокотника, изготовленная из поролона и покрытая дерматином или кожзаменителем, закреплена на металлической пластинке, к которой приварен подъемно-регулировачный винт. Подлокотник вращается на оси и крепится подъемно-регулировочным винтом в том или ином положении.

Каркас 1 верстака сварной и изготовлен из стали угловой размером 36×36 мм, а ножки из угловой стали 50×50 мм. Длина верстака 1100 мм, ширина с левой стороны 375 мм, а с правой с учетом выступа 775 мм, высота 875 мм. С боков верстак общит листовым железом толщиной 1–1,5 мм. Крышка 7 (столешницы) изготовлена из фанеры толщиной 25 мм и покрыта линолеум. Длина столешницы 1200 мм, ширина с левой стороны 425 мм, а с правой с учетом выступа 825 мм, общая высота верстака с крышкой 900 мм. Над крышкой с двух боковых сторон укреплены деревянные буртики, а с задней стороны они соединены с полочкой 2, где хранят призмы 4 и 5, инструмент, детали, предназначенные для гравирования. С левой стороны подлокотника 25 имеются два ящика, в которые вставляют настольные коробки 3 и 26 с набором штихелей и граверным инструментом. На правой стороне выступа верстака находится тумбочка с четырьмя деревянными выдвижными ящиками 11, 12, 13 и 15 для хранения чертежей, вспомогательного инструмента и готовых деталей. С левой стороны тумбочки под крышкой имеется выступ, в нижней части которого приварена к каркасу 1 стальная пятимиллиметровая пластина (полочка) для размещения бормашины и ударно-режущего инструмента (молотков, зубильц, чеканов и др.). На передней части полочки закреплена круглая наковальня 14 с резиновой подкладкой внизу во избежание шума при ударе молотком по выправляемой или вырубаемой детали. В центре верстака, напротив сидящего гравера, закреплен с двух сторон винтовыми эксцентриками деревянный финагель 16, предназначенный для обработки на нем деталей. Под финагелем имеется выдвижной сборник 17, в котором собирается стружка.

Подъемно-поворотный стул может не только свободно поворачиваться в обе стороны, но и легко перемещаться вперед и назад за счет того, что в центре трубы 24 (опора для ног) приварена втулка, в которую вставлен палец консоли 23. В отверстие консоли вставлена труба кронштейна 22 (большая консоль), приваренного к втулке треноги 21 стула. При необходимости кронштейн 22 со стулом может перемещаться вперед и назад и закрепляется винтом консоли 22. при работе, сидя на стуле, ножки треноги 21, опираясь на пол, создают опору для корпуса тела работающего, но достаточно работающему встать со стула, как тут же спиральная пружина 20 разжимается и поднимает одновременно сиденье 18 со спинкой 19 и треногу 21 стула. Стул, приподнявшись от пола с помощью пружины 20, легко поворачивается на оси 23 консоли и свободно убирается под крышку верстака.

Для исключения непредвиденных потерь времени в процессе работы рекомендуется особо обратить внимание на раскладку вспомогательного инструмента перед началом работы в такой последовательности, чтобы он всегда был под руками: с правой стороны следует укладывать молотки 9, зубильца, сечки, чеканы, настольную наковальню 8, набор надфилей и напильник 10, а с левой стороны ящик 3 с набором штихелей.

Для освещения обрабатываемых деталей на финагеле 16 необходимо иметь настольную шарнирно-поворотную лампу 6 (сберегающую или обычную на 36 В) с линзой.

На столе показан настольный ящик 3 для хранения чеканов, сечек, зэков, штихелей. Он очень удобен и прост в изготовлении. Коробка и крышка изготовлена из текстолита, а стойки из дюралюминия. Крышка со стойками легко открывается и закрывается, для этого достаточно освободить от зажима барашком планку.

Освещение гравируемой детали может быть естественным и искусственным. Однако в любом случае очень важно, чтобы свет был мягким, поэтому надо избегать освещения прямыми солнечными лучами и лампами большой мощности поверхности гравируемой детали, так как оно утомляет зрение гравера. При ярком солнечном свете окна необходимо занавесить шторами из тонкого светло-голубого полотна, которые поглощают лучи солнца и дают мягкое отражение на гравируемой поверхности.

Кроме того, необходимо избегать бокового освещения. На пути лучей света, идущих с боков, надо ставить полупрозрачные или темные экраны. Для четкой видимости штрихов на гравируемой детали необходимо, чтобы угол между падающими и отраженными лучами света был не менее 90°. Наилучшее освещение можно получить, если между лампой и гравируемой деталью поместить на специальной стойке 1 с подставкой 2 (см. рис. 6.31) стеклянный шар-колбу 3 с прозрачной, голубоватой жидкостью (кипяченой воды 2 л, азотной кислоты 25 г, медного купороса 50 г). Свет, поступающий от электрической лампочки 4, проходя через колбу 3, равномерно и мягко освещает гравируемую деталь 7, лежащую на подушке 6. Для удобства работы настольную подставку 2 с колбой 3 можно поднимать и опускать по стойке, закрепляя барашком 5.

Рис. 6.31. Схема освещения гравируемого изделия с помощью колбы и настольной электролампы.

Стеклянная колба с жидкостью не только задерживает тепло, выделяемое лучами электролампы, но и создает мягкое равномерное освещение всей обрабатываемой поверхности детали. Кроме того, если гравируемая деталь имеет блестящую поверхность, то в этих случаях гравер должен одеть на голову матерчато-резиновый шнурок с козырьком так, чтобы козырек прикрывал глаза от лучей света электрической лампочки.

На рисунке 6.32 показано положение корпуса тела сидящего гравера, локоть левой руки которого положен на подлокотник 4 стола, закрепленный барашком 5, а локоть правой руки – на дугообразный выпуклый выступ столешницы 9 верстака. Для удобства гравирования и опоры левой руки на верстаке с левой стороны имеется выдвижной подлокотник (см. рис. 6.30, 6.32), который может подниматься и поворачиваться в любую сторону. В процессе работы гравер слегка наклоняет корпус тела, пальцами левой руки придерживает гравируемую деталь, лежащую на столешнице 9, а указательным и большим пальцами правой руки, захватывая лезвие штихеля 7, направляет его вперед и, слегка нажимая, врезает в металл (гравирует). При этом ладонь и остальные пальцы руки, опираясь на поверхность детали 6, создают лишь направление указательному и большому пальцам, удерживающим штихель 7.

Для освещения гравируемой детали на полочке 1 столешницы 9 перед сидящим гравером установлена настольная шарнирно-поворотная электролампа 8; с правой стороны на столешнице 9 стола уложены ящик 2 с набором штихелей и молотком 3 с сечками и чеканами.

Температура воздуха в помещении, где работает гравер, должна быть в пределах 15–25 °C. При температуре ниже 15 °C на металлических гравируемых деталях появляется влага при дыхании гравера. Вследствие этого нанесенный карандашом рисунок на детали легко стирается. При температуре выше 25 °C руки гравера становятся влажными, и удержать штихель в нужном положении трудно. Если работа гравера связана с применением кислот, то необходимо иметь отдельный шкаф для склянок с кислотой и вытяжную трубу для отвода вредных газов. Если такого шкафа нет, то необходимо иметь колпак, который должен быть соединен с вытяжной трубой, а помещение необходимо регулярно и тщательно проветривать.

Рис. 6.32. Приемы гравирования с помощью подлокотника и козырька (описание инструментов и приспособлений см. в тексте).