Михаил Ермаков - Основы дизайна. Художественная обработка металла. Учебное пособие
Рис. 6.19. Гравировальный штихель, его детали и название отдельных частей.
Рис. 6.20.: 1. Штихель, его детали и название отдельных частей: а – площадка носка (носок); б – аншлиф; в – спинка; г – кольцо; д – рукоятка; е – задняя грань. 2. а – грабштихель; б – мессерштихель; в – фасонный штихель; г, д – шпицштихели; е, ж, з – флахштихели; и, к, л – болштихели; м – шатирштихель. 3. Молоток и зубильце. 4. Инструменты для правки и декоративной отделки металла: а – шабер; б – рифель; в – лощильных; г – матик; д – пуансон. Рисунок Г. Я. Федотова.
Грабштихель – резец, имеющий в сечении треугольник, прямоугольник или ромб, применяется для гравирования тонких линий во время предварительной разметки рисунка на металле.
Болштихель (растровый штихель) – резец с сечением круга, овала, полукруга или полуовала. Его боковые поверхности цилиндрические. Болштихелем можно вырезать в металле желобки шириной от 0,1 до 5 мм, гравировать криволинейные углубления узоров, шрифтовых надписей, моделировать выступающие элементы изображений. Болштихелем 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.
Флахштихель (плоский штихель) – имеет в сечении прямоугольники и трапеции, его задняя грань плоская и всегда параллельна спинке. «Флах» означает «плоский», «ровный». Флахштихель применяются для обработки плоских и криволинейных поверхностей различной конфигурации. Флахштихелем гравируют канавки с плоским дном шириной от 0,5 до 5 мм. Применяется он и для удаления металла при углублении фона.
Шпицштихель (вырезной штихель) – резец, имеющий в сечении форму остроугольного треугольника, у которого две боковых стороны представляют собой дуги. «Шпиц» означает «острый». Спинка у шпицштихеля плоская, а боковые грани выпуклые. Он применяется при самых разных граверных работах и, пожалуй, является наиболее универсальным инструментом. Им размечают рисунок, прорезают контуры изображения, подрезают остроугольные элементы гравировки в узорах, подправляют незначительные искажения. Ширина верхней грани (спинки) шпицштихеля колеблется от 1 до 4 мм, угол между боковыми гранями также варьируется. Сами боковые грани клинка слегка выгнуты наружу и представляют собой дуги. Спинка делается совершенно плоской. След шпицштихеля на поверхности металла – прорезная канавка. В зависимости от наклона инструмента и прилагаемого к нему усилия получают либо поверхностную, либо углубленную канавку. Боковой поверхностью шпицштихеля можно проводить широкие линии.
Фасетштихель – его боковые грани совершенно плоские и параллельны друг другу. Спинка также плоская и располагается строго перпендикулярно боковым граням. Ширина спинки – 1,5–3 мм. Полотно клинка выполняется в виде двух сходящихся под углом 100° граней. Фасетштихелем проводят не очень глубокие широкие линии.
Шатирштихель (или фаденштихель) – штриховый резец. Если на нижней грани флахштихеля нарезать продольные боковые 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.
В дополнение к перечисленным штихелям можно сделать еще и мессерштихель, он показан на рисунке 6.20, позиция 2 б.
Мессерштихель (прорезной штихель) – 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». Этот резец дает возможность делать тончайшие порезки, почти волосяные, сильно углубленные линии. Для жесткости спинка мессерштихеля должна быть шириной не мене 2,5 мм.
Для резцов подходит углеродистая инструментальная сталь У8, У10 или У12А. Легированная сталь ХО5, ХБ5 хотя и лучше держит заточку, но уступает резцам из углеродистой стали в звонкости штриха при гравировании рукописных шрифтов и монограмм «под глянец». 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. После заточки резца между аншлифом и режущими кромками клинка образуется площадка – носок. Чем меньше носок, тем удобнее наблюдать за процессом резания при гравировании.
Изготовление штихелей начинается с опиловки напильниками прямоугольных стальных заготовок длиной 90–100, шириной 9–10 и толщиной 2–3 мм. Им придается форма, напоминающая в поперечном сечение клин. При окончательной обработке образующие клин боковые грани шпицштихелей делают слегка выпуклыми, амессерштихелей – плоскими. Изготавливая штихеля, надо соблюдать следующие обязательные условия: 1) поперечное сечение резца должно быть одинаковым по всей его длине; 2) нижняя грань резца быть прямой или с незначительным плавным внешним округлением от середины клинка к носку; 3) режущая грань, полукруглая в сечение, должна иметь постоянную ширину или небольшое расширение в сторону режущей кромки.
У незакаленного штихеля сверху делается скос (тогда после закалки легче будет выточить аншлиф на механическом точиле), а с противоположной стороны запиливают ли выковывают плоский язык для насадки для ручки. Готовые резцы не следует полировать: блестящий металл бликами раздражает глаза и в работе полированные штихеля неудобны, выскальзывают из пальцев.
Следующая операция – закалка.
После опиливания и шлифовки клинки закаливают. Закаливается, прежде всего, рабочая режущая часть клинка. Клинок берут щипцами или плоскогубцами за хвостовик и нагревают на огне до красного каления.
Обточенную заготовку резца накалите до светло-малинового цвета (примерно до 800 °C), после чего опустите в машинное масло или воду на две трети ее длины (рис. 6.21).
Чтобы избежать образования хрупкой границы между закаленной и сырой частями клинка, уровень погружения быстро изменяют. Частичная закалка штихеля делается не только потому, что в практической работе резец редко используется более чем наполовину своей длины, но прежде всего для того, чтобы он не сломался при забивке ручки и особенно во время работы. Поломка клинка в хвостовике может привести к серьезной травме руки.
Для снятия напряжения и хрупкости закаленные и зачищенные от окалины штихеля подвергают отпуску. Поместите штихель над слабым огнем (можно в пламени спиртовки или газовой горелки), внимательно наблюдая за цветами побежалости (рис. 6.22). Доведя металл до желто-соломенного цвета, необходимо быстро охладить его в воде. Таким же способом производят закалку и отпуск чеканов и др. режущих инструментов.
Рис. 6.21. Закалка штихеля в масле.
Рис. 6.22. Отпуск штихеля: 1 – заготовка. 2 – плоскогубцы. 3 – газовая горелка.
После отпуска штихеля можно насаживать на деревянные ручки. Удлиненные шейки ручек позволяют подогнать штихель точно по руке. Наиболее удобным в работе будет штихель, носок которого в рабочем положении выступает на большой палец на 15–20 мм. На ручку насаживается предохранительное металлическое кольцо диаметром около 10 мм, по центру шейки высверливают направляющее отверстие. Ручку набивают на резец, зажатый через прокладки в тисках, а затем с нижней части «грибка» скалывают сегмент (см. рис. 6.20, позиция 2).
Затачивание инструмента.
На смонтированных штихелях плоскими наждачными камнями или алмазными надфилями исправляют возможные после термической обработки искажения формы режущей грани. Завершают доводку режущей грани пришлифовкой на микрошкурках и полировкой окисью хрома (паста ГОИ), нанесенной на плотную бумагу или кожу. Все доводочные работы делаются на ровном плоском бруске (см. рисунки 6.20, позиция 4 и 6.23).
При окончательной доводке нужно выдерживать следующие требования: 1) движение резца во время продольной шлифовки и полировки режущей грани делаются только в одном направлении – на себя; 2) штихель при этом равномерно поворачивают вокруг своей оси, чтобы придать режущей грани форму полуэллипса; 3) в ходе доводки режущая грань не должна иметь никакого угла между любой своей образующей и плоскостью абразива, иначе на режущей кромке возникают микрофаски, препятствующие движению резца вперед или выталкивающие его вверх. Фаски образуются в завершающей фазе движения штихеля на себя, если ручка вскидывается вверх.
