Текст книги "Гравировальные работы. Техники, приемы, изделия"

Автор книги: Юрий Подольский

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 12 страниц) [доступный отрывок для чтения: 5 страниц]

Заточка инструмента

Одна из причин брака при гравировании – неправильная заточка резцов. И поскольку штихели, зубильца и другие режущие инструменты, применяемые в граверной работе, часто тупятся, гравер должен уметь затачивать и направлять свой инструмент. Заточенный штихель хорошо врезается в металл и сравнительно легко повинуется давлению правой руки, двигаясь в нужных направлениях при гравировании. При малейшем выкрашивании штихеля необходимо немедленно прекратить работу и заново заточить его, так как неисправный штихель может срываться с гравируемой линии и давать глубокие царапины (так называемые зайцы). К тому же при тупом штихеле гравер рискует поранить левую руку, постоянно находящуюся напротив режущей кромки инструмента.

Процесс заточки довольно сложен и требует определенных знаний и навыков. Примерно на ⅓ длины клинка со стороны спинки штихеля на наждачном точиле делается срез (аншлиф), высота лезвия рабочей части должна составлять 1,5–3 мм. При таком срезе конец штихеля не загораживает линии рисунка во время гравировки, а площадь заточки рабочей части уменьшается. После заточки резца под определенным углом между аншлифом и режущими кромками клинка образуется площадка, называемая носком. Чем меньше носок, тем удобнее наблюдать за режущей частью клинка и процессом резания при гравировании. Чем больше аншлиф, тем меньше носок штихеля. На боковых ребрах среза снимается фаска (во избежание пореза пальцев).

Режущую кромку образует площадь заточки (лобовая площадка) со стенками и лезвием (основанием) клинка. Обычно угол заточки составляет 45°. Меньший угол вызовет зарывание штихеля в металл, а больший – проскальзывание по направлению клинка. В то же время угол заточки штихеля зависит от твердости металла: для олова, свинца и гарта угол заточки клинка штихеля должен составлять 30°, для бронзы, латуни, меди, алюминия – 45°, для стали – 60°.

Приступая к правке штихелей, прежде всего производят их грубую обработку на карборундовом круге, обязательно с охлаждением, так как сильный нагрев вызывает отпуск металла, а следовательно, и уменьшение твердости и стойкости инструмента. После придания штихелю правильной конфигурации приступают к окончательной правке его на бруске типа «индий» или «арканзас».

Обязательное условие – плоская заточка штихеля (без выпуклостей и закруглений). При заточке на бруске локоть правой руки должен быть на весу, а кисть – сильно (под углом 45°) прижимать площадку к камню. Затачивают штихель со стороны спинки, следя за тем, чтобы не пережечь режущую кромку. Применяют мелкозернистые бруски, поверхность которых смачивают жидким машинным маслом или керосином. После заточки со штихеля снимают заусенцы (на глянцевом оселке или плотноструктурном кремнистом сланце).

Шлифовально-полировальные бруски нужно содержать в чистоте и порядке. Обычно такой брусок заправляют в деревянную колодку, в нижней плоскости которой закреплены стальные шипы, надежно удерживающие брусок на столе и исключающие его сдвиги при правке штихеля. Делают это для того, чтобы граверу удобнее было затачивать штихель, придерживая резец двумя руками.

Брусок при правке штихелей смачивают глицерином или керосином. Это способствует полировке режущей кромки штихеля и устраняет опасность его отпуска. Флахштихель и болтштихель при заточке на бруске передвигают продольными движениями от себя (рис. 7, а), а мессерштихель и шпицштихель – справа налево и слева направо (рис. 7, б).

Рис. 7. Заточка штихелей на бруске: а – флахштихеля и болтштихеля; б – мессерштихеля и шпицштихеля.

Бруски для правки штихелей с течением времени срабатываются, на их рабочей поверхности образуются неровности, канавки. Для удаления таких неровностей периодически производят правку рабочей поверхности брусков. С этой целью подбирают чугунную плиту с ровной рабочей поверхностью (типа разметочной), обильно смачивают ее смесью керосина с крупным абразивным зерном и, нажимая дефектной стороной бруска на плиту, производят им круговые движения. По мере выравнивания рабочей части бруска размер зерна абразивной смеси уменьшают. Это делают до тех пор, пока не удалят все неровности и поверхность бруска не станет гладко-бархатистой. Такую операцию производят обычно один-два раза в год в зависимости от степени износа абразивного бруска.

Подготовка изделий к гравированию

Граверу очень часто приходится иметь дело со шрифтами, копировать рисунки и всевозможные геометрические фигуры, поэтому ему необходимы навыки в рисовании и черчении. Занятия по рисованию обычно начинаются с изображения самых простых штрихов и шрифтов с постепенным переходом к более сложным.

Геометрические построения

В процессе граверных работ довольно часто приходится производить разметку некоторых геометрических фигур. Для этого необходимо усвоить простые геометрические построения, практикуясь сначала на бумаге.

Разметка заготовок. Для симметричного расположения текстов и других изображений на заготовках надо разделить прямую на два или несколько равных отрезков.

Чтобы разделить отрезок АВ (рис. 8, а) пополам, нужно ножку циркуля поставить в точку А и радиусом, несколько бóльшим половины длины прямой, провести дугу. Затем тем же радиусом из точки В сделать засечки на дуге в точках С и D. Прямая линия, соединяющая точки С и D, перпендикулярная отрезку АВ, пересечет его в точке О и разделит на два равных отрезка АО и ОВ. Таким же образом можно разделить пополам отрезки АО и ОВ и т. д.

Рис. 8. Простейшие геометрические построения: а – деление прямой на два равных отрезка; б – нахождение центра и радиуса дуги; в – построение квадрата, вписанного в окружность; г – построение квадрата со стороной заданной длины; д – приближенное построение эллипса по заданным осям; е – построение треугольника, вписанного в окружность; ж – построение треугольника со сторонами заданной длины; з – построение ромба со сторонами заданной длины.

Нахождение центра и радиуса дуги. Иногда в граверной практике применяют дугообразные заготовки, на которые необходимо нанести угловые деления, а центр, нужный для точной установки таких заготовок, не всегда известен. Определение центра также бывает необходимым и для других геометрических построений. Для нахождения центра и определения длины радиуса любой дуги применяют следующий способ. На заданной дуге отмечают три произвольные точки А, B и С и соединяют их прямыми (рис. 8, б). Делят отрезки AB и CB пополам и через их середину проводят взаимные перпендикуляры до их пересечения в точке О, которая и будет центром дуги. Расстояние r от точки О до дуги будет искомым радиусом.

Построение квадрата. Построить квадрат несложно, но иногда его размещение обусловлено рядом дополнительных условий. Для построения квадрата в таких случаях существует несколько способов. Рассмотрим два из них, наиболее простые.

Первый способ: сторона квадрата не обусловливается определенным размером (рис. 8, в). Для построения такого квадрата прежде всего следует вычертить окружность произвольного радиуса. Точки пересечения окружности с двумя взаимно перпендикулярными диаметрами (A, C, B и D) соединяют прямыми, в результате чего получается квадрат, диагонали которого равны диаметру окружности.

Второй способ – построение квадрата со стороной заданной длины (рис. 8, г). На произвольно взятой прямой откладывают отрезок АВ, равный заданной длине L. Из точек А и В проводят дуги радиусом, равным заданной длине, которые пересекутся в точке С. Из точки С тем же радиусом делают засечку на продолжение дуги AC и получают точку D. Соединяют точку D с точкой А прямой, которая пересечет дугу ВС в точке Е. Из точки С радиусом, равным CE, делают засечки на продолжении дуг (в верхней части) AC и BC и получают точки К и Т. Соединив точки А и К, К и Т, Т и В прямыми линиями, получают квадрат требуемого размера.

Построение эллипсов. Если заданы значения горизонтальной АВ и вертикальной CD осей (рис. 8, д), то построение эллипса производят следующим образом. Начертив перпендикулярные прямые, от точки О откладывают на них полуоси. Из точки О радиусом OD проводят дугу вправо до пересечения с горизонтальной осью в точке Е. Затем проводят прямую AD, на ней от точки D откладывают отрезок, равный BE (разность между горизонтальной и вертикальной полуосями) и получают точку Е1. К середине отрезка прямой АЕ1 восстанавливают перпендикуляр и продолжают его до пересечения с горизонтальной полуосью в точке О1 и вертикальной полуосью в точке O2. Величину отрезка О1О откладывают вправо от точки О на горизонтальной оси и получают точку О3, а величину отрезка ОО2 откладывают вверх от точки О на вертикальной оси и получают точку О4. Точки О1 и О3 являются центрами концевых дуг, а точки О2 и О4 – центрами верхней и нижней серединных дуг эллипса. Радиусами концевых дуг будут отрезки О1А и О3В, а радиусами верхней и нижней серединных дуг будут отрезки О2D и О4С. Построив все четыре дуги, сопряженные в точках К, L, М и N, получают эллипс.

Построение треугольников. Для построения правильного треугольника, вписанного в окружность (рис. 8, е), надо разделить радиус OD пополам и точки пересечения М и N линии деления с окружностью соединить хордами с точкой Е, в результате чего получится равносторонний треугольник EMN.

Если даны размеры всех трех сторон треугольника, то построение треугольника с заданными размерами сторон происходит так. Отложив на прямой одну из сторон АВ треугольника (рис. 8, ж), растворами циркуля, равными последовательно длинам двух других сторон, проводят дуги из концов прямой АВ. Точка пересечения С будет вершиной треугольника. После проведения линий AC и СВ получится заданный треугольник.

Построение ромба. Если даны стороны ромба и его большая диагональ, то ромб можно построить следующим образом. На прямой откладывают величину большой диагонали АВ (рис. 8, з), затем, поставив ножку циркуля в точку А, описывают дуги радиусом, равным стороне ромба, над линией АВ и под ней. То же делают и из точки В. Дуги пересекутся в точках С и D. Соединив точки A, С, В и D, получают ромб.

Шкалы, применяемые в гравировании

Основная область применения шкал (штриховых мер) – это приборостроение, контрольно-измерительные приборы и измерительные системы прецизионных станков, агрегатов и машин. Точность отсчета по этим мерам зависит от расстояния между штрихами, соотношения между шириной штриха и интервалом шкалы и качества штриха. Конечно, гравирование шкал применяется главным образом в промышленности и, казалось бы, к любительским «домашним» работам отношения не имеет. Однако для радиолюбителей, да и для других увлеченных техникой «самодельщиков» подобные навыки весьма востребованы. Кроме того, знание особенностей этого метода может пригодиться и в художественном гравировании. Дело в том, что расчет элементов штриховой меры производится с учетом разрешающей способности глаза наблюдателя, а это позволяет учитывать данные величины, например, при тонкой штриховке фона, теней и т. п.

В точном приборостроении шкалы, сетки и подобные им изделия в зависимости от допусков подразделяют на три группы: точные – при допуске на линейные размеры менее 0,01 мм, средние – при допуске в интервале 0,01–0,1 мм и грубые – при допуске свыше 0,1 миллиметра.

В зависимости от ширины штрихов их делят на пять групп: с шириной штриха не менее 20; 10; 5; 1,0 и 0,1 мм (субмикрометрические).

Под штриховой мерой понимают деталь, на поверхность которой нанесены отметки (штрихи), изображающие ряд последовательных чисел, соответствующих измеряемой величине. Иногда штриховой называют меру, длина которой определяется расстоянием между штрихами, нанесенными на поверхность заготовки. Штрихи должны быть прямыми, параллельными, одинаковой ширины и располагающимися под прямым углом к краю плоскости шкалы; концы штрихов должны быть острыми, без вмятин и возвышений.

Разнообразные штриховые меры отличаются по виду рисунка, материалу заготовок, точности и конфигурации штрихов. Наибольшее распространение получили брусковые, ленточные и проволочные штриховые меры.

По назначению штриховые меры подразделяются на рабочие и образцовые. Образцовые штриховые меры служат для воспроизведения и сохранения единицы измерения длины, а рабочие – для непосредственного измерения линейных размеров. Штриховые меры могут иметь различные площади поперечного сечения и различную длину в зависимости от величины контролируемых изделий.

По точности штриховые меры можно классифицировать в зависимости от точности оборудования, на котором они используются. Штриховые меры, применяемые в станкостроении, делятся на три группы:

• допуски штриховых мер нулевого класса составляют 30–40 % допусков станков класса С;

• допуски штриховых мер первого класса составляют 60–94 % допусков станков класса С или 30–50 % допусков станков класса А;

• допуски штриховых мер второго класса составляют 60–83 % допусков класса А или 30–42 % допусков станков класса В.

Штрихи штриховых мер имеют треугольную (рис. 9, а) или прямоугольную (рис. 9, б) форму. Любая штриховая мера характеризуется следующими показателями: делением – расстоянием между серединами близлежащих штрихов; толщиной штриха и допуском на толщину штриха; длиной штриха.

Требования, предъявляемые к штриховым мерам, используемым в металлообрабатывающих станках, следующие:

• штрихи должны иметь постоянную ширину по всей длине и правильную геометрическую форму;

• края штрихов должны быть ровными, контрастными и параллельными;

• ширина штрихов после увеличения должна быть не менее 0,01 мм;

• грани штрихов должны быть матовыми, рассеивающими свет;

• поверхность, на которой нанесены штрихи, должна иметь максимальный коэффициент отражения, быть зеркальной и плоской;

• коэффициент линейного расширения материала заготовки должен быть близок к коэффициенту линейного расширения материала, на котором крепится шкала;

• поверхность со штрихами должна находиться в нейтральном слое заготовки и не должна испытывать напряжения при монтаже на станке.

Рис. 9. Штрихи штриховой меры: а – треугольной формы; б – прямоугольной формы.

Основным недостатком металлических штриховых мер является их низкая отражательная способность (50–60 %) и трудность оцифровки каждого штриха. К недостаткам стеклянных штриховых мер можно отнести изменение размеров меры во времени из-за старения стекла, сложность монтажа штриховых мер в металлической оправе, трудность получения точных геометрических размеров заготовок.

К стеклянным штриховым мерам, которые обычно состоят из двух пластин (на одну нанесены на одинаковом расстоянии друг от друга штрихи, а другая, покровная, служит для защиты этих штрихов от повреждения во время эксплуатации), предъявляются следующие требования.

1. Пузырность в границах главной рабочей зоны на глубине до 4 мм от поверхности, на которую нанесены деления, должна соответствовать классу 1Б, на глубине от 4 до 8 мм – классу 2Б, на глубине свыше 8 мм – классу 3Б. За пределами главной рабочей зоны пузырность не нормируется. Под главной рабочей зоной понимают зону поверхности, прилегающую к штрихам и знакам шкалы.

2. В зоне штрихов и знаков не допускаются царапины и точки.

3. В главной рабочей зоне и вне зоны штрихов допускается не более 10 точек размером до 0,006 мм, не сосредоточенных в одном месте, не более трех царапин толщиной 0,0015 мм и длиной до 1,5 мм и не более двух царапин толщиной 0,002 мм и длиной до 0,5 мм. Все дефекты контролируются приборами, имеющими увеличение не менее 100.

4. Толщина штрихов (0,005 ± 0,001) мм. Разность по толщине вдоль штрихов допускается до 0,001 миллиметра.

5. Допуск на расстояние между двумя штрихами зависит от длины штриховой меры L и равен ±(2 ± 0,002) микрометра.

6. Концы штрихов, обращенные к цифрам, должны лежать на одной прямой, перпендикулярной штрихам, с отклонением не более ±0,02 миллиметра.

Для контроля угловых перемещений применяют круговые штриховые меры, называемые лимбами, которые представляют собой металлическую или стеклянную заготовку, на одну поверхность которой нанесены на равном друг от друга расстоянии штрихи. Для прецизионных лимбов погрешность деления не должна превышать 2’’. Цена деления и погрешность лимба зависят от области его использования и от диаметра заготовки. Наибольший допуск на угловые деления не должен превышать ¼ цены деления. Обычно цена деления лимбов лежит в пределах от 20’ до 1°.

Каждый 5-й и 10-й штрихи штриховой меры оцифровывают; иногда цифры проставляют на каждом миллиметровом штрихе. При рассмотрении шкалы невооруженным глазом высота цифр выбирается равной полуторакратной величине интервала с округлением до 0,5 мм, но не менее 2 мм. При рассмотрении шкалы под микроскопом высота цифр равна 0,6–0,8 длины малого штриха. Так, наименьший размер цифр на серебре составляет 0,2 мм, а на нейзильбере и латуни – 0,3 миллиметра.

Допуски на ширину штрихов, рассматриваемых невооруженным глазом, устанавливают исходя из способности глаза замечать смещение одной линии относительно другой, равное 0,012 мм. При рассмотрении штрихов через микроскоп допуск уменьшается на увеличение системы.

Толщина штрихов, интервал шкалы (деление шкалы) и допуски на толщину штрихов выбирают в зависимости от способа отсчета и материала заготовки. Длина же штриха зависит от интервала шкалы. Причем, как правило, штрихи 5-го и 10-го делений должны быть длиннее штрихов других делений. Допуск на расхождение в длинах штрихов допускается не более 5 %.

Нанесение изображения на заготовку

Перед тем как приступить к работе, гравер должен проверить остроту инструмента, при необходимости заточить (довести) режущие кромки штихелей и подготовить вспомогательные установочно-крепежные приспособления. Затем производят нанесение рисунка и разметку текста на металле.

Сначала надо вырезать заготовку (пластинку) из латуни или бронзы толщиной 4–6 мм и опилить ее до нужного размера по наружному контуру. После этого заготовку укладывают на каленую плиту или наковальню и с помощью гравировального молотка легкими ударами по выпуклым местам (с обратной стороны заготовки) выправляют лицевую (оформляющую) поверхность пластинки, делая ее немного овальной по всей поверхности для удобства припиливания и полировки. Затем заготовку пластинки закрепляют в тисках или на деревянной подставке и припиливают личным напильником ее поверхность, следя за тем, чтобы между зубьями напильника не осталась стружки, которая может сделать глубокие трудновыводимые риски. После припиловки поверхность пластинки тщательно зачищают наждачной шкуркой с мелом и полируют войлочными кружками, смазанными пастой ГОИ. Убедившись, что поверхность пластинки заполирована без рисок, ее кладут на гравировальную подушку, не снимая с деревянной подкладки. Затем поверхность пластинки промывают водой и насухо протирают сухой ватой. Сразу после этого на ее поверхность пальцами наносят тонкий слой белил и растирают их до тех пор, пока не высохнет краска и не получится матовая ровная поверхность на металле. Это делается для того, чтобы получить более четкий рисунок при разметке карандашом.

На закрашенную поверхность металлической пластины остро отточенным карандашом наносят рисунок (рис. 10) как от руки, так и по лекалу, или копируют его нижеприведенными способами. После этого рисуют карандашом весь необходимый текст (с учетом всех описанных приемов, обеспечивающих правильность и симметричность его расположения), а затем устраняют возможность стирания карандашных линий в процессе гравирования. Для этого поверхность с рисунком закрепляют быстросохнущим лаком. После этого производят разметку шпицштихелем или гравировальной (разметочной) иглой. Во время разметки окончательно корректируют нарисованное, а карандашный рисунок превращается в слегка процарапанные линии и штрихи на поверхности металла. Затем, если есть уверенность, что блики, отражающиеся от поверхности металлической пластины, не будут в процессе работы слепить глаза, краску можно стереть ватным тампоном, смоченным в растворителе.

Копирование изображения. Копирование какого-либо рисунка, факсимиле или другого изображения является важным этапом в граверной работе. Существует несколько методов копирования. Самое распространенное и простое копирование производят следующим образом. Берут кальку или папиросную (рисовую) бумагу, промасливают ее, равномерно протирая пальцем по всей площади веретенным маслом и, после того как бумага станет максимально прозрачной, накладывают на оригинал. Затем тщательно закрепляют бумагу кнопками и остро отточенным мягким карандашом точно переводят на нее рисунок. Этот способ копирования применяют в тех случаях, когда требуется сохранить точный размер оригинала в зеркальном (обратном) виде.

Рис. 10. Порядок построения узоров из элементов народного орнамента.

При необходимости перевода оригинала на металл в прямом изображении производят так называемое двойное копирование: сначала копируют с оригинала на папиросную бумагу, затем переворачивают ее лицевой стороной вниз и вторично обводят карандашом контур рисунка, после чего переводят его на металл.

Нередко граверу приходится сталкиваться с рисунками, которые должны быть строго симметричны. Для изображения такого рисунка достаточно воспроизвести его правую или левую сторону, затем согнуть бумагу по отмеченному центру и протереть ее сверху твердым предметом. Изображение рисунка переходит на другую сторону и воспроизводит его вторую половину с идеальной симметричностью.

Независимо от способа копирования рисунка приемы перевода его на металл всегда одинаковы. Для изготовления, например, клише на латунной пластинке, прежде чем приступить к переводу рисунка на металл, нужно лекальной линейкой проверить прямолинейность рабочей поверхности. Убедившись в ее хорошем качестве, поверхность покрывают тонким слоем белой акварельной краски или цинковыми белилами, растирая их круговыми движениями пальца. После высыхания краски к пластине прикладывают папиросную бумагу с рисунком (с учетом прямого или зеркального изображения) и, покрыв ее какой-нибудь плотной бумагой, протирают тыльной стороной рукоятки штихеля. Рисунок воспроизводится на металле. Остается хорошо отточенным шпицштихелем произвести разметку рисунка, т. е. его оконтуривание по переведенному графитному рисунку.

Для более четкого перевода рисунка на металл существует еще один способ подготовки его поверхности. Суть метода заключается в следующем: заготовку покрывают белой краской уже известным приемом, но после высыхания пластину подогревают и прикладывают к ней кусочек чистого пчелиного воска, который, расплавляясь, покрывает всю окрашенную рабочую поверхность тонким слоем. Графит с рисунка на бумаге, приложенной к такой поверхности, переводится особенно хорошо, и копия рисунка получается очень отчетливая. Разумеется, и при этом способе, так же как и в первом варианте, необходимо произвести разметку шпицштихелем.

В граверной работе нередки случаи, когда граверу приходится пользоваться оригиналом, размеры которого не соответствуют размерам будущего изделия, т. е. когда рисунок оригинала больше или меньше требуемого в граверном исполнении и его необходимо увеличить или уменьшить.

Широко применяется способ увеличения или уменьшения размера оригинала с помощью сетки. Вокруг рисунка, подвергающегося увеличению, карандашом вычерчивают рамку тонкими линиями. Делят площадь в рамке пополам по вертикали и горизонтали, а полученные четверти, в свою очередь, делят линиями на восьмушки, шестнадцатые, тридцать вторые и т. д. Для удобства работы точки деления сторон рамки, в которую заключен рисунок, нумеруют по горизонтали и вертикали цифрами. Затем на бумаге чертят подобную рамку, увеличенную или уменьшенную в нужное число раз относительно оригинала, и делят ее на такое же число клеток. После этого рисунок перерисовывают по частям, перенося поочередно изображение из каждой клетки оригинала в соответствующую клетку на бумаге. Чем больше число клеток в сетке, тем точнее получится переводимый оригинал. На рис. 11 показано изображение, увеличенное в два раза относительно оригинала. Если оригинал необходимо сохранить, рекомендуется скопировать рисунок на бумагу и построение сетки производить по копии.

Рис. 11. Оригинал и изображение, увеличенное в два раза.

Легче всего подготовить, т. е. нарисовать, откорректировать, увеличить (или уменьшить), нужный рисунок с помощью компьютера. Готовое изображение просто распечатывается на принтере в нужном масштабе. Совершенно несложно распечатать и зеркальное отображение – большинство графических редакторов позволяют «развернуть» изображение. Для переноса распечатки на металл между бумажной копией и окрашенной поверхностью пластины прокладывают копировальную бумагу и переводят рисунок с помощью остро отточенного твердого карандаша. Можно воспользоваться и, например, зубочисткой, но она, в отличие от карандаша, не оставляет заметных следов на бумаге, и в этом случае есть риск пропустить некоторые штрихи и линии.