Гравирование по металлу.

Share on vkShare on facebookShare on google_plusone

Share on favoritesMore Sharing Services0

Гравирование — один из древнейших способов художественной обработки металлов, при котором специальным инструментом — штихелем — на поверхности заготовок вырезают различные рисунки, орнаменты и монограммы.

В технологии художественного граверного мастерства различают плоскостное гравирование (двухмерное), при котором обрабатывается только поверхность, и обронное гравирование (трехмерное), при котором резцом создается рельеф или даже объемная скульптура из металла.

Рисунок 1. Граверные резцы (штихели)

а — грабштихель; б — мессерштихель; в — шпицштихель; г — больштихель; д — флахштихель; е — шатирштихель

Рис. 3.120. Движения, совершаемые штихелем в процессе работы

Обронное гравирование, в свою очередь, подразделяют на выпуклое (позитивное), когда рисунок или рельеф выше фона, и углубленное, когда рисунок ниже фона, т. е. вырезается с поверхности.

Гравирование бывает ручным и механизированным. Ювелиры после предварительной обработки изделий напильником или шабером производят окончательную отделку изделий штихелем — граверным стальным резцом длиной 120 мм, вставленным в деревянную ручку специальной формы (рис. 1).

Штихели различают по форме клина и его поперечного сечения. Режущая поверхность штихеля имеет типичную форму клина, снимающего стружку с поверхности металла поступательным движением (рис. 2). Отечественная промышленность выпускает следующие виды штихелей: прорезной, вырезной, радиусный, плоский, растровый и т. д.

Рисунок 2. Движения, совершаемые штихелем в процессе работы

Прорезной штихель (мессерштихель) в поперечном сечении имеет клиновидную форму с острой, слегка закругленной режущей кромкой. Радиус закругления 0,1—0,2 мм. Этот вид штихелей имеет шесть размеров и применяется для вырезания волосяных линий большой глубины.

Вырезной штихель (шпицштихель) отличается от прорезного тем, что боковые стенки в поперечном сечении имеют небольшую выпуклость. Этот штихель наиболее распространен: он имеет 20 различных размеров.

Радиусный штихель (больштихель) имеет в сечении, клиновидную форму. Режущая кромка выполнена с радиусом от 0,3 до 1,5 мм. Используется для шрифтовых надписей и чистовой обработки поверхности изделий. Больштихель имеет 20 размеров.

Плоский штихель (флахштихель) имеет плоскую режущую кромку шириной от 0,2 до 3 мм. Применяется для получения широких плоских углублений, а также для чистой обработки ювелирных изделий. Имеет 20 размеров.

Рисунок 3. Штихели, заточенные неправильно {а, б) и правильно (в, г)

Растровый штихель (рунд) имеет плоскую режущую кромку с несколькими зубьями, вследствие чего на поверхности можно сразу получить несколько параллельных углублений. Шаг зубьев от 0,1 до 0,3 мм. Имеет семь размеров.

Изготовляют штихели вручную из инструментальных сталей марок У12 и ХВГ. Кроме этих сталей, можно использовать и шарикоподшипниковые стали.

Большое значение имеет правильная заточка штихеля (рис. 3,г). При затачивании локоть руки надо держать на весу неподвижно, а кисть руки направлять к себе и обратно, плотно прижимая резец к шлифовальному камню, чтобы плоскость резца затачивалась ровно под углом 45^o; таким образом, заточенный резец будет резать металл легко и на нужную глубину. Если угол заточки меньше 45^o, то при гравировании резец будет перемещаться рывками («прыгать»), а при большем угле заточки — скользить по металлу. Рабочая поверхность резца должна быть отшлифована.

При гравировании плоских изделий (плоскостном гравировании) применяют специальную гравировальную подушечку, которая изготовляется следующим образом. Из кожи толщиной 3—4 мм вырезают два круга диаметром 180—200 мм и сшивают их дратвой, отступив от края на 5 мм. При этом круг пришивают не полностью — 30—50 мм от поверхности должны остаться непрошитыми. В непрошитое отверстие насыпают сухой песок и отверстие зашивают.

При обработке детали часто закрепляют в граверную колодку, имеющую высоту 110—120 мм и наружный диаметр 75—80 мм. Колодку и зажимный винт изготовляют из стали. Такая колодка позволяет быстро и точно производить.гравировальные работы.

При обронном гравировании, как правило, с поверхности снимается большая масса металла. Поэтому кроме штихелей применяют гравировальные зубила, так как рубить металл значительно легче и быстрее, чем резать его штихелем.

Гравировальные зубила представляют собой стальные стержни толщиной 6—10 и длиной 120—150 мм. Рабочий конец их должен иметь форму того или иного штихеля. В соответствии с этим различают флахзубило и бользубило.

Кроме штихелей и зубил при обронном гравировании применяют керны (для разметки поверхности), сечки (плоские зубила различной ширины с заточкой на одну сторону), чеканы (стальные стержни для выравнивания фона и набивки фактуры).

Граверные чеканы более массивны, чем чеканы для чеканочных работ, так как работают ими в основном по стальным заготовкам при отделке штампов и пуансонов.

Материалом пуансонов обыкновенно является инструментальная сталь. Разновидностью пуансонов являются зеки — пуансоны, изготовленные в форме букв, на рабочей поверхности которых имеются выпуклые места, что даст на листовых заготовках буквы с вогнутой поверхностью. При ударе по зеке молоточком металл под ней оседает. После этого требуется выгравировать лишь наружные очертания буквы. Маточники отличаются тем, что на их рабочем торце гравируются не цифры или буквы, а части рельефа или элементы орнамента. При обронном гравировании заготовка так:же, как и при плоскостном гравировании, устанавливается на граверной колодке.

Изделия из драгоценных металлов гравируют, как правило только вручную.

Однако для облегчения и ускорения работ при гравировании изделий из сталей (матриц, пуансонов) предварительную обточку наружных поверхностей заготовок, сверление отверстий, снятие фасок, грубое фрезерование углублений и т. п. производят на токарных, фрезерных, сверлильных, шлифовальных и других станках. Часто применяют также бормашину, позволяющую производить грубую выборку металла в матрицах и пуансонах, а также шлифовать плоские кривые поверхности. В массовом производстве граверных изделий применяют гильоширные, гравировально-копировальные, рельефно-копировальные и другие машины.

Гильоширная машина позволяет быстро вычертить на поверхности изделий тончайшие, сложно сплетенные сетки из тонких кривых линий. Гравировально-копировальная машина при помощи специального шаблона резцом производит не только плоскостное гравирование, но и гравирование изделий на необходимую глубину. Более сложной копировальной машиной является пантограф, гравирующий алмазным резцом. Эта машина снабжена специальным приспособлением, при помощи которого можно пропорционально уменьшать рисунок на изделиях. Применение пантографа позволяет воспроизводить фигурные и портретные композиции в уменьшенном размере,. используя в качестве шаблона крупные авторские оригиналы.. Рельефно-гравировальная машина со специальным устройством для преобразования вертикального движения в горизонтальное позволяет при помощи алмазного резца получать плоское светотеневое графическое изображение на металле.

Основным, сырьем для ряда изделий служит так называемая цевка - трубчатая часть кости конечностей крупного рогатого скота. Используя природную цилиндрическую форму, мастера-косторезы искусно вписывают в нее фигурки различных животных, а порой целые сценки по мотивам русских народных сказок и басен. Тому, кто захочет попробовать свои силы в резьбе по кости, мы рекомендуем цевку как хорошо поддающийся обработке и широкодоступный материал. Прежде чем приступить к механической обработке кости, ее нужно обезжирить и отбелить. Хорошие результаты дает простейший способ: распилите кости, удалите костный мозг, затем выварите в течение нескольких часов, добавив в воду немного пищевой соды. Отбелить кость можно и в растворе перекиси водорода (гидроперита), который есть в любой аптеке; На двести граммов горячей воды вполне достаточно двух-трех таблеток гидроперита. Обычно, полежав около суток в таком растворе, кость приобретает чистый белый цвет.   Из отбеленной кости, в зависимости от задуманного изделия, делают заготовки. Распиливать кость можно столярной лучковой пилой, ножовкой с зубьями средней величины, медицинскими пилками. Кость зажмите в тисках, предварительно подложив деревянные прокладки. Во время распиливания пилу время от времени смачивайте мыльной водой или машинным маслом. Если нужно заготовить тонкие пластинки для ажурной или рельефной резьбы, распиливайте кость вдоль слоев. Пластинки, распиленные поперек слоев, со временем покрываются сетью трещин и портят работу. Для объемной скульптуры заготовки обрабатывают косарем - большим тяжелым ножом. Им делают сколы, параллельные слоям или же под небольшим углом к ним. Для целого ряда изделий, имеющих в своей основе тела вращения, заготовки вытачиваются на токарном станке. Хорошие, удобные инструменты во многом предопределяют успех, поэтому в первую очередь нужно приобрести или изготовить самим необходимые инструменты. Для грубой обработки - косарь, наборы стамесок и рашпилей. Для выполнения ажура - лобзик, надфили, сверла, втиральники, клепики. Изготовить втиральник можно из стальной спицы. Отожгите ее, затем надфилем нарежьте крупные и острые насечки и снова закалите. Готовые втиральники насадите на деревянные ручки. Клепики тоже изготовьте из стальной спицы, расплющив ее на конце и придав различную форму. Затачивают клепики так, чтобы рабочие части имели острые фаски. Резьбу выполняют с помощью резцов - штихелей. Металлографические штихели, или штихели для ксилографии (гравюры на дереве), можно с успехом использовать и для цевки, твердость которой сравнительно невелика. Для начала следует изготовить резцы хотя бы трех основных видов. Грабштихель - резец, имеющий в сечении треугольник, прямоугольник или ромб, применяется для гравирования тонких линий. Болтштихель - резец с сечением круга, овала, полукруга или полуовала. Флахштихель имеет в сечении прямоугольники и трапеции. Болтштихель и флахштихель применяются для обработки плоских и криволинейных поверхностей различной конфигурации. Для резцов применяют углеродистую сталь У-6, У-7 или У-10. Обточенную заготовку накалите докрасна (800°C), после чего опустите ее в машинное масло или воду. Закаленный штихель становится излишне хрупким, поэтому его следует отпустить. Поместите штихель над слабым огнем, внимательно наблюдая за цветами побежалости. Доведя металл до соломенного цвета, охладите его в воде. При отсутствии углеродистой стали хорошие резцы можно изготовить из надфилей различного сечения. Режущую часть штихеля заточите под углом 45-30°. Заточку всех резцов я правку их во время резьбы выполняйте только со стороны торца. Рукоятки выточите из древесины березы или бука. На рукоятку набейте металлическое кольцо. Чтобы удобно было держать штихель, рукоятку сколите сбоку. Резец насадите так, чтобы скол оказался внизу. Для гравировки по кости служит коготок. Форма его показана на рисунке. Обработка кости включает в себя различные приемы резьбы: ажурную ("на проем"), рельефную, объемную и гравировку. Изделие может быть выполнено как одним из этих приемов, так и в сочетании, например, объемной резьбы с гравировкой, ажурной резьбы с рельефной и т. д.   Характерная черта ажурной резьбы - сквозной фон, который делает резьбу похожей на тончайшее кружево. Заготовленную для ажурной резьбы пластинку выровняйте напильником и зачистите мелкой шкуркой, добиваясь гладкой поверхности. Рисунок с эскиза, разработанного заранее, переведите на пластинку припорохом. Делается это так. Все линии эскиза проколите шилом, расстояние между проколами 3-4 миллиметра. Из двойного слоя марли сделайте тампон, наполните его темной сухой краской. Эскиз наложите на пластинку и легкими ударами тампона нанесите на него краску. Проникая через отверстия, краска образует на кости пунктирный рисунок, который для четкости можно обвести карандашом. Чтобы во время работы карандашный рисунок не стерся, зафиксируйте его быстросохнущим лаком. В участках, которые предназначены для выпиливания, просверлите отверстия под пилку лобзика. Выпилив полностью лобзиком все участки сквозного фона, подработайте их надфилями и втиральниками.   Стамесками и штихелями придайте ажурной пластине требуемый рельеф. Тонкую окончательную моделировку деталей делайте клепиками. Под готовую ажурную резьбу иногда подкладывают цветную фольгу, бумагу или ткань. Очень красиво смотрится ажурная кость на фоне древесины. Приклеить кость к основе можно клеем БФ-2.   В объемной резьбе замысел во многом зависит от природных форм цевки. Стенки ее сравнительно тонки и не дают возможности сделать фигурки достаточно объемными. Поэтому скульптурные миниатюры из цевки чаще всего представляют собой высокий рельеф со сквозным фоном, выполненным на цилиндрической поверхности.   На боковую поверхность цилиндра перенесите с эскиза основной контур. Стамеской выполните грубую обработку, затем проработайте детали напильниками и штихелями, добиваясь пластической выразительности. Помните, что объемная резьба наиболее сложна, она требует определенных навыков, которые приобретаются кропотливым трудом. Прежде чем приступить к выполнению объемной резьбы, полезно поискать окончательное решение, делая эскизы из белого пластилина.   Техника обработки рельефной резьбы имеет много общего с ажурной. На костяную пластину припорохом переведите рисунок и зафиксируйте лаком. Выберите фон на нужную глубину стамесками и штихелями. Выступающим частям рельефа придайте округлые формы. В заключение проработайте мелкие детали.   При желании готовую работу можно окрасить. Самый распространенный краситель - крепкий чай, придающий кости золотистый оттенок. Желто-соломенной становится кость в настое шафрана, красно-коричневой - в отваре листьев щавеля. Можно попробовать и другие растительные красители, отвары которых дают следующие цвета: кора черной бузины - оливково-зеленый, цветы зверобоя - красный, листья крапивы - зеленый, кора крушины - желто-зеленый, дубовая кора - коричневый, луковая шелуха - золотисто- желтый.   Своеобразную декоративность придает кости гравировка. Поверхность процарапайте по рисунку коготком. Гравировать можно также грабштихелем, дающим тонкую линию. Затем натрите гравировку цветными карандашами. Вместо карандашей можно применить масляные краски. Сотрите краску с гладкой поверхности, чтобы она осталась только в процарапанных углублениях, четко выявляя рисунок. Чаще всего для подцветки гравировки применяют красную, коричневую и черную краски.   Поверхность кости, предназначенной для гравирования, должна быть идеально отполированной. Всякие мелкие малозаметные царапины при натирании красителями сразу же проявятся и испортят гравировку. Поэтому пластинку тщательно зачистите наждачной бумагой, затем отполируйте пемзой или зубным порошком.   Резная кость нередко используется как декоративные вставки и накладки на изделия из других материалов. Необыкновенную звучность приобретает резная ажурная кость в сочетании с ценными породами дерева.

Гравирование - один из древнейших способов художественной обработки металлов и некоторых неметаллических материалов (кости, дерева, камня и др.). Его сущность - нанесение линейного рисунка или рельефа на материал с помощью резца. За многие тысячелетия существования гравировка проникла в самые различные области производства - как художественные (ювелирные украшения, гравюры), так и чисто технические, например производство точных измерительных инструментов и приборов (нанесение делений, градуировка и оцифровка микрометрических и нониусных шкал и т. п.).

Плоскостное гравирование (двухмерное) - способ, при котором обрабатывается только поверхность.

Это широко распространенный прием в художественной обработке металла. Его назначение - декорирование поверхности изделия нанесением простого узора или сложных портретных, многофигурных или ландшафтных композиций, а также исполнение различных надписей и шрифтовых работ.

Возможности плоскостного гравирования очень широки - это рисунок, графика резцом на металле, еще более тонкая и совершенная, чем карандашом или даже пером, так как штрихи резца значительно тоньше и четче линий, проведенных пером (рис.).

Рис. Серебрянный гравированный стакан
конец XVII в. Мастер В. Андреев.

К плоскостному гравированию (которое называют также «гравирование по глянцу» или «гравирование для вида») относится и гравирование под чернь, которое в технологическом отношении мало отличается от обычного - тем, что оно выполняется несколько глубже, а затем выбранный внутро рисунок заполняется чернью (§ 30).

Технология гравирования. Весь процесс плоскостного гравирования складывается из следующих операций:

Подготовка рисунка. Рисунок для перевода на металл выполняют на бумаге в натуральную величину в линейной манере. Все тональные и теневые переходы дают штрихом или точками (пунктиром).

Подготовка металла. Поверхности металлической пластины (или изделия), на которой предстоит выполнять гравирование, соответствующим образом подготавливают. Основная задача подготовки - сделать поверхность чистой, ровной и гладкой. Все случайные риски и царапины тщательно удаляют шлифовкой. Затем поверхность обрабатывают мелкой шкуркой и пемзой.

Поверхность должна быть матовой (шлифованной), а не блестящей (полированной), так как излишний блеск слепит при работе глаза и затрудняет ее. При необходимости иметь гравированный рисунок на полированном поле полировку фона осуществляют после гравирования рисунка.

Перенос рисунка на металл. Поверхность пластины или изделия покрывают тонким слоем белой акварельной краски (или жидко разведенной белой гуашью). Краске дают высохнуть и на нее переносят рисунок или от руки тонко отточенным карандашом, или через копировальную бумагу, обводя линии рисунка так же точно отточенным твердым карандашом. Полученный рисунок покрывают спиртовым лаком или нитролаком, чтобы он не стирался при работе.

Приспособление для гравирования. Для удобства гравирования листовую заготовку, а также мелкие ювелирные изделия и медали предварительно прикрепляют к доске, по размерам превосходящей металлическую заготовку или изделие. Небольшие заготовки прикрепляют к доске на разогретый сургуч или канифоль. Большие пластины прибивают к доске по краю мелкими гвоздями. Объемные предметы зажимают в специальные приспособления: шрабкугель или колодки.

Шрабкугель представляет собой сплошной чугунный шар, диаметром около 130 мм и весом до 15 кг, у которого сверху срезан сегмент. На круглой площадке имеется прямоугольный паз, а в одной из двух стенок паза сделаны отверстия с резьбой, в которые вставлены прижимные винты. Изделие, подлежащее гравированию (или доска с прикрепленной к ней заготовкой), укладывают в паз и прочно прижимают винтами к противоположной стенке паза.

Колодки изготовляют из массивных стальных или чугунных брусков, снабженных специальными раздвигающимися губками. Гравируемый предмет закладывают между губками и прочно зажимают винтами. Чтобы доска с прикрепленной к ней пластиной или колодки удобно и устойчиво лежали на верстаке и в процессе работы легко поворачивались, под них подкладывают кранц - специальную тяжелую, кожаную или парусиновую, круглую подушку диаметром 150-200 мм, туго набитую песком. Под шрабкугель для удобства работы подкладывают специальное кожаное кольцо. Кранцы придают устойчивость и маневренность (поворот) лежащим на них приспособлениям при работе резцом, а также поглощают шум от ударов при работе зубилом.

Граверный инструмент и его употребление. Основным инструментом при плоскостном гравировании является штихель или резец. Общая длина штихеля колеблется от 100 до 130 мм; его изготовляют из лучших марок инструментальных сталей, способных держать заточку. Штихель вставляют в короткую деревянную ручку грибовидной формы, срезанную с нижней стороны для удобства работы.

Хороший резец должен удовлетворять следующим требованиям:

1. он должен быть сделан из первоклассного материала;
2. отшлифован и хорошо заточен.

Обычно используют резцы, которые изготовлены из высококачественной тонкоструктурной стали. Если необходимо изготовить инструмент твердый, с малым износом, то лучше всего для этого взять сталь серебрянку или быстрорежущую сталь; резцы также делают из стали марки У7 и У8. Резцовые заготовки поступают на производство в виде стальных прутков с главными поверхностями (верхняя, нижняя, боковые и лобовая).

Различают следующие основные типы штихелей: Острый резец (шпицштихель (рис., а, б). Его боковые стороны слегка выгнуты наружу, ширина по верху 1-4 мм, угол между боковыми поверхностями может варьироваться. Это наиболее употребительный тип штихеля; он служит для выполнения большинства граверных операций: оконтуривания рисунка, подрезки углов в шрифтовых работах (особенно рукописных, всевозможных подправок и подчисток и т. п.).

Рис. Виды штихелей
а) узкий шпицштихель; б) широкий шпицштихель; в) мессерштихель (ножевой штихель);
г) фасетштихель (фасетный штихель); д) юстирштихель (юстировочный штихель);
е) флахштихель с широкой спинкой; ж) то же, с узкой спинкой; з) болштихель с широкой
спинкой; и) то же, с узкой спинкой; к) фаденштихель (нитяной штихель)

Мессерштихель - ножевой резец (рис., в). Его поперечный разрез соответствует остроугольному треугольнику. Им можно достичь волосяных линий большой глубины: на полоске шириной 1 мм им можно провесить до 10 линий.

Фасетштихель - фасетный резец (рис., г). У него боковые стенки параллельны, а режущие поверхности встречаются под углом 100°. Ширина спинки 1,5-3 мм. Им можно проводить линии относительно широкие и незначительной глубины.

Юстирштихель - котировочный резец (рис., д). Его выгнутые боковые стороны на поперечном сечении образуют острый овал; применяют для юстировки оправных царг, для того чтобы облегчить вставку камня в ювелирное изделие. Поверхность среза шлифуется косо по отношению к главной оси.

Флахштихель - плоский резец (рис., е, ж). Спинка и полотно этого резца всегда параллельны; в зависимости от положения боковых сторон спина может быть шире или уже полотна. Ширина полотна от 0,2 до 5 мм; используют не только для нанесения широких и плоских линий, они незаменимы для ювелиров при доработке и монтировке украшений, выравнивании плоскостей и т. п.

Болштихель - полукруглый резец

(рис., з, и). Полотно может быть уже или шире спинки, но оно всегда полукруглое; ширина полотна от 0,1 до 5 мм; применяется для строгих шрифтов различной ширины, при гравировании углублений, при круглой и полукруглой выборке, а также для доработок украшений.

Фаденштихель - нитяной резец (рис., к) похож на плоский резец. У него на полотне устроено множество продольных желобков; его применяют для декоративных поделок и для оживления рисунков. Кроме различия по форме рабочей части штихели различаются также по характеру и углам заточки, а также по их размерам (номерам).

При гравировании на вогнутых поверхностях или в углублениях применяют гнутые штихели. Для приготовления гнутых штихелей тот или иной штихель нагревают в средней части докрасна и изгибают до необходимой кривизны. Иногда штихелям придают двойную кривизну, но оба изгиба обязательно должны лежать в одной плоскости.

При работе штихель держат в правой руке, в кулаке, так, чтобы его рукоятка упиралась в ладонь, а большой и указательный пальцы поддерживали штихель в рабочем положении. При этом локоть находится на весу и опорой руки служит только большой палец, который в то же время является как бы тормозом и ограничивает проскальзывание штихеля вперед. В то же время указательный палец регулирует силу нажима на ребро штихеля и направляет его по линиям рисунка. Штихель ведут всегда только по прямой линии справа налево, проталкивая его вперед небольшими участками.

При гравировании кривых линий и закруглений поворот штихеля допускается лишь в небольших пределах, а все изгибы линий в соответствии с рисунком осуществляет левая рука, которая поворачивает заготовку, закрепленную в шрабкугеле (или колодке), навстречу резцу. Штихель должен быть хорошо и правильно заточен. Чем мягче металл, тем угол резания делают меньше (острее). При резании мягких материалов (дерево) угол равен 45° для стали он достигает 60-65°. Тупым штихелем работать нельзя - он соскакивает с металла и легко может поранить левую руку, которая постоянно находится перед штихелем. Кроме того, тупой штихель, соскальзывая с металла, портит работу. Острый штихель легко режет металл и берет нормальную стружку не более 0,1-0,2 мм.

Для плоскостного гравирования пригодны почти все металлы и многие неметаллические материалы (кость, дерево, пластмассы, некоторые мягкие породы камня, янтарь и др.). Из металлов лучше всего поддаются гравированию латуни, томпак, пробное серебро, некоторые стали. Хорошо гравируются бронза, цинк, никелевые сплавы; хуже гравировать на чистом золоте, чистом серебре и платине, а также на чистом алюминии.

Иногда для обогащения рисунка на серебряных и золотых изделиях, совместно с гравированием, применяют травление. Для этого изделие покрывают кислотоупорным лаком, на котором стальной иглой наносят рисунок так, чтобы только снять (процарапать) лак и обнажить поверхность металла, затем изделие травят кислотой. Для травления серебра применяют разведенную азотную кислоту, а для золотых изделий - разбавленную водой царскую водку. После травления лак удаляют скипидаром.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: