Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Энциклопедия Технологий и Методик
 
Технологии по работе с металлом
 
Гравирование

Художественная гравировка

(часть 1)

Любой вид гравирования — это нанесение углубленного изображения на изделия из металла, кости, камня, дерева, стекла. В наше время углубленный рисунок на различных материалах можно очень быстро получить с помощью химического и электрического гравирования, но эти высокопроизводительные способы все же не смогли вытеснить резцовое гравирование. Прежде всего потому, что гравировка, выполненная металлическими резцами, отличается красотой и четкостью линий, особой теплотой, которая свойственна только рукотворным изделиям.

Сегодня мы поговорим о гравировании, в котором изображение наносится на металл.

Художественная гравировка по металлу

Резец, которым выполняется гравировка, должен быть намного прочнее и тверже обрабатываемого металла. В крито-микенскую эпоху древние граверы изготовляли резцы из бронзы. И хотя их упрочняли особым способом, они все же были недостаточно твердыми и быстро тупились при обработке золота, серебра и меди. Тем не менее благодаря упорству и искусному владению этими примитивными инструментами древние мастера создавали настоящие шедевры декоративно-прикладного искусства. Любуясь в музеях дошедшими до нас изделиями, украшенными изящной гравировкой, наши современники чаще всего не подозревают, что созданы они несовершенными инструментами.

Позднее, когда появилось железо, выкованные из него резцы заменили бронзовые. Они были тверже бронзовых, но незначительно. И лишь после того как в VII веке до нашей эры мастера Древней Греции научились закалять железо, твердость резцов приблизилась к современной.

Резцы, которыми выполняются граверные работы, сейчас называют штихелями. В переводе с немецкого «штихель» означает «резец».

Современный штихель состоит из трех деталей: клинка, рукоятки и кольца. Рукоятку, имеющую грибовидную форму, вытачивают на токарном станке из древесины твердых пород — бука, березы и других. Чтобы рукоятка не растрескивалась, на нее надевают латунное или стальное кольцо. В торец со стороны кольца в ручку вбивают хвостовик клинка. Снизу, примерно на уровне нижней грани клинка, часть рукоятки срезают, чтобы граверу удобно было держать инструмент под нужным углом к поверхности металла.

В наборе штихелей все рукоятки должны иметь одинаковые размеры. Длина клинков вместе с хвостовиками тоже постоянная. А вот сечения все разные. По их характеру штихели делятся на несколько основных видов: грабштихель, шпицштихель, мессерштихель, фляхштихель, болтштихель, шатирштихель (другое его название — фаденштихель). Кроме основных типов штихелей, используются дополнительные. Например, так называемый фасочный штихель имеет довольно большой угол режущей части (100°), позволяющий прорезать неглубокую, но широкую канавку.

Граверные инструменты, в том числе клинки штихелей, изготавливают из легированной стали ХО5, ХБ5 и из инструментальной стали У8, У12А, У10 и др. Очень прочные и износостойкие инструменты можно выковать из обойм отслуживших шарикоподшипников. Несмотря на различие сечений, все клинки делаются одинаково. Каждый клинок должен иметь плавный изгиб, благодаря которому кончик его будет слегка приподнят. Верхняя грань клинка называется спинкой, нижняя — задней гранью. В передней части клинка выбирают продолговатую наклонную или дугообразную заточку, так называемый аншлиф. Рабочую часть штихеля затачивают под определенным углом в зависимости от того, какой металл будут им гравировать. Для олова угол заточки клинка 30°, бронзы, латуни, меди, алюминия — 45°, стали — 60°. После заточки резца между аншлифом и режущими кромками клинка образуется площадка — носок. Чем меньше носок, тем удобнее наблюдать за режущей частью клинка и за процессом резания при гравировании.

Со стороны, противоположной режущей части клинка, вытачивают или выковывают хвостовик для насадки на рукоятку. После опиливания напильником и шлифовки клинки закаливают. Закаливается прежде всего рабочая режущая часть клинка. Клинок берут щипцами за хвостовик и нагревают на огне до красного каления. Затем быстро вынимают из огня и плавно опускают в масло или воду. Обычно после закаливания металл становится очень твердым, но хрупким, склонным к выкрашиванию. Поэтому его нужно отпустить, то есть снять возникшее в нем межкристаллическое напряжение. Клинок нагревают на легком огне до появления на его поверхности желто-соломенного цвета, а затем опускают в воду.

1. Штихель, его детали и названия отдельных частей: а — площадка носка (носок); б — аншлиф; в — спинка; г — кольцо; д — рукоятка; е — задняя грань.
2. а — грабштихель; б — мессерштихель; в — фасочный штихель; г, д — шпицштихели; е, ж, з — флахштихели; и, к, л — болтштихели; м — шатирштихель.
3. Молоток и зубильце.
4. Инструменты для правки и декоративной отделки металла: а — шабер; б — рифель; в — лощильник, г — матик; д — пуансон.

Рассмотрим более подробно самые распространенные виды штихелей, применяемых в гравировании.

Грабштихель — резец с треугольным, ромбовидным или квадратным сечением, предназначенный в основном для нанесения контурных линий различной ширины во время предварительной разметки рисунка на металле.

Мессерштихель — резец с ножеобразным клинком. Резцы этого типа в поперечном сечении имеют форму вытянутого остроугольного треугольника, как у полотна обычного ножа. Отсюда и немецкое название — «мессер» означает «нож». Этим резцом выполняют на металле тонкие, почти волосяные, сильно углубленные линии. Для жесткости спинка мессерштихеля должна быть шириной не менее 2,5 мм.

Шпицштихель — резец, имеющий в сечении форму остроконечного треугольника, у которого две боковых стороны представляют собой дуги. «Шпиц» означает «острый». Спинка у шпицштихеля плоская, а боковые грани выпуклые. Этот универсальный резец применяется для самых разнообразных граверных работ. Им размечают рисунок, прорезают контуры изображения, подрезают остроугольные элементы гравировки. Шпицштихель используют также для выполнения на металле различных надписей каллиграфическим шрифтом. Углубляя или выводя ближе к поверхности кончик резца, регулируют ширину прорезаемой канавки. Но наиболее широкие линии получают при гравировании боковой поверхностью штихеля.

Флахштихель — резец, у которого задняя грань плоская и всегда параллельна спинке. «Флах» означает «плоский», «ровный». Флахштихелем гравируют канавки с плоским дном шириной от 0,5 до 5 мм. Применяется он и для удаления металла при углублении фона.

Болтштихель — это круглый или полукруглый резец. Его боковые поверхности цилиндрические. Болтштихелем можно вырезать в металле желобки шириной от 0,1 до 5 мм, гравировать криволинейные углубления узоров, шрифтовых надписей, моделировать выступающие элементы изображений. Болтштихелем выбирают углубленные участки фона. Тонкие болтштихели можно сделать из стальных игл и спиц различной толщины. Поскольку клинок из иглы не может быть достаточно жестким, его насаживают на удлиненную рукоятку. Кстати, удлиненные рукоятки применяются также для коротких клинков всех типов штихелей.

Шатирштихель (или фаденштихель) — штриховый резец. Если на нижней грани флахштихеля нарезать продольные бороздки с острыми гребнями, получится шатирштихель. При проведении кончиком такого резца по металлу на его поверхности образуются параллельные штрихи. Оба названия этого штихеля отражают особенности инструмента. «Шатир» означает «тушевать, оттенять», так как штихель используется при нанесении на металл теней и полутонов в штриховых гравированных рисунках. «Фаден» означает «нить» — резцом можно проводить нитевидные штрихи.

Хранить штихели нужно на деревянной подставке. Наиболее распространены круглые подставки с вращающимся деревянным диском, который позволяет быстро найти нужный инструмент. Можно также сделать несколько подставок для каждого вида штихелей. В одной подставке можно держать, например, шпицштихель, в другой болтштихели и т. д. Подставки размещают на рабочем столе с правой стороны.

Если в процессе гравирования нужно выбирать металл на большой площади и на большую глубину, вместо штихелей применяют более производительные зубильца и сечки.

Зубильца имеют те же сечения, что и штихели. Изделие или деревянную колодку с изделием закрепляют в тисках, лучше поворотных. Короткими ударами молотка по ударной части зубильца продвигают его в намеченном направлении. Толщину срезаемой стружки регулируют наклоном зубильца относительно поверхности гравируемого изделия. Особенно большие участки выбирают сечкой — широким зубильцем, имеющим одностороннюю заточку. Углубления с ровной поверхностью выбирают зубильцем с таким же сечением, как у флахштихеля, а с криволинейной поверхностью — как у болтштихеля. Если металл выбирается на большую глубину, то для черновой выборки можно вначале применить круглое зубильце, а затем выровнять углубленную площадку плоским зубильцем.

Молоток, применяемый в граверных работах, должен быть удобным и достаточно легким (80—100 г), с круглым сечением рабочей части и плоским или сферическим бойком.

Необходимо иметь инструменты для корректуры и декоративной отделки металла.

Шабер применяется для чистовой отделки металлических поверхностей и для удаления случайных порезок и царапин. Наиболее ходовые шаберы — трехгранные и четырехгранные. Если не удастся купить шабер, его можно сделать из трехгранного или четырехгранного напильника, сточив с рабочей части насечку и соответствующим образом заточив.

Рифель. Для опиливания металла гравер применяет напильники и надфили. В труднодоступных местах со сложными криволинейными поверхностями металл опиливают надфилями различных сечений с изогнутым полотном — это и есть рифели. 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. Рабочая часть лощильника должна быть тщательно отполирована. Удобные и надежные сферические лощильники можно сделать из шариков от подшипников. Шарик приваривают к стальному стержню, который затем насаживают на деревянную рукоятку.

Пуансоны и матики применяются на завершающем этапе граверных работ. Пуансонами выбивают в металле простейшие элементы узора в виде лепестков, елочек и всевозможных завитков. Рельефное изображение на рабочей части пуансона вырезает сам гравер. Перед вырезанием металл пуансона отпускают, а потом закаляют вновь. 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.

Затачивание граверных инструментов

Вначале каждый резец затачивают на мелкозернистом бруске, смоченном водой или маслом, затем на оселке. Окончательно доводят и полируют режущие кромки на кожаном ремне с пастой ГОИ. Так же затачивают зубильца, сечки и пуансоны. Угол заточки пуансонов должен составлять 90° к его оси. Чтобы заточка получилась точной, используют деревянный брусок с вырезом. Пуансон прижимают к вырезу и, передвигая брусок по поверхности оселка, затачивают инструмент.

1. а — подставка со штихелями; б — шаровые тиски; в — штатив с лупой; г — зажимное приспособление в разобранном виде.
2. Кожаная манжетка и подушка.
3. а — чертеж шаровых тисков; б — крепление пластинок на колодке; в — различные виды колодок; г — тиски с плоским основанием.

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 толщиной примерно 5 мм. Затем вдавливают в него разогретую деталь. Как только сургуч застынет, приступают к гравированию.

Тиски также применяются для закрепления изделий и деталей при гравировании. Их устанавливают на специальных подушках с песком. Шаровые тиски — наиболее удобные и универсальные. Они представляют собой чугунный шар, в котором выфрезерован паз. В пазе размещено зажимное приспособление, состоящее из двух пластин. На одной из пластин укреплены два направляющих стержня с надетыми на них пружинами. Благодаря пружинам пластины после освобождения зажимаемых в них деталей возвращаются в исходное положение. Прежде чем зажать в тисках какую-либо деталь, внизу между пластинами вставляют металлическую прокладку, соответствующую ее габаритам. Зажимной винт тисков имеет кольцо, в которое вставляют штырь, если необходимо более прочно зажать гравируемую деталь.

Установленные на кожаной кольцевой 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, а небольшие детали закрепляют в тисочках с плоским основанием, которые устанавливают на круглой кожаной или брезентовой подушке.

Изготовление подушки и манжеты. Гравировальную подушку изготавливают из кожи, брезента или дерматина. Наиболее прочная и надежная подушка — кожаная. Для ее изготовления можно использовать, например, куски кожи от старых сапог. Из кожи вырезают два круга, которые сшивают прочными суровыми нитками лицевой стороной внутрь, отступив от краев примерно на 5 мм. При этом оставляют несшитым небольшое отверстие, через которое выворачивают получившийся мешочек лицевой стороной вверх. Затем еще раз прошивают по краям, оставив незашитым лишь такое отверстие, в которое с небольшим усилием мог бы войти кончик воронки. Мешочек замачивают в теплой воде (примерно 40—50°) на 20 минут. Затем вынимают из воды и отжимают. Через воронку насыпают промытый и хорошо просушенный речной песок. Наполнив подушку песком как можно полнее, зашивают отверстие. После высыхания кожа сожмется и подушка станет тугой. Этим же способом изготавливается кожаная манжета, служащая опорой шаровым тискам.

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.

В первой части мы рассказали вам об инструментах и оборудовании мастера-гравировщика. А на следующем занятии мы поговорим о самом процессе гравирования.

 

 

Автор: Г.Я. Федотов
http://www.patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

..

оооооооооооооооооооооооо