Гравирование

Гравирование — древнейший способ обработки материала резанием. С камня, кости, дерева или металла резцом, направляемым рукой мастера, снимаются частицы материала, и следом на поверхности возникает изображение. С самых истоков в характере резьбы наметились две основных техники. Плоскостное гравирование означает, что изображение выполнено углубленными линиями на плоскости. Рельефная обронь — выпуклая резьба, в старину на Руси ее называли "обронь", или "обронная работа". Это название пошло от слова "обирать" (убирать) фон.

Ручное резание (художественное гравирование) — технически довольно сложный вид искусства. Быстрых успехов добьется тот, кто уже умеет пользоваться слесарным инструментом, кто знаком с работой на металлообрабатывающих станках. Создание некоторых предметов невозможно, например, без использования сверлильных и токарных станков, без умения нарезать резьбу или, скажем, паять.

Инструмент гравера.

Прежде всего несколько слов о рабочем месте. Резать можно за любым столом, лишь бы он был достаточно прочен. Очень важно подобрать правильное освещение: мягкий свет - естественный или искусственный - должен падать спереди. Резкий свет, отраженный от металла, быстро утомляет зрение, глубокие черные тени на рельефе мешают работать.

Главным инструментом гравера является штихель — стальной резец, насаженный на деревянную грибовидную ручку. В зависимости от назначения штихеля различаются по форме поперечного сечения и по ширине. Для плоскостного и объемного гравирования в основном требуется четыре основных типа: шпицштихель, мессерштихель, фляхштихель и болштихель (рис. 1). На первых порах для занятий плоскостным гравированием достаточно изготовить два шпицштихеля и один мессерштихель.

Рис. 1. Основные типы штихелей (слева направо): шпицштихель, мессерштихель, фляхштихель, болштихель.

Шпицштихель — самый ходовой резец, применяется при выполнении любых граверных работ: для нанесения рисунков и орнаментов, для гравирования шрифтов и монограмм, для выполнения всевозможных разметок и подчисток.

Мессерштихель — узкий, ножевидный, используется для гравирования тонких и глубоких линий, для передачи тональных отношений в рисунках, необходим для выполнения особо мелких и точных работ.

Для объемного гравирования необходимо изготовить несколько плоских (флях) и полукруглых (бол) штихелей, а также специальные зубильца, повторяющие по форме, но в увеличенном виде ручные резцы.

Фляхштихель — резец с плоской режущей гранью шириной от десятых долей до нескольких миллиметров.

Болштихель — полукруглый резец с радиусом скругления режущей грани различной величины в зависимости от выполняемой работы.

Штихеля данного рода применяют как для "обирания" фона (например, в декоративных блюдах), так и для "лепки" формы в медальерных барельефных композициях. Под медальерные штихеля для удобства подкладывают небольшую латунную пластинку, позволяющую работать штихелем наподобие рычага (рис. 2).

Рис. 2. Схема работы флях- и болштихелями через подкладку.
Нижняя грань резца и большой палец правой руки опираются о подкладку, указательный и средний пальцы левой руки удерживают ее на гравируемой пластине. Под углом около 70° штихель направляется к обрабатываемой поверхности и с опусканием руки вниз одновременно продвигается вперед, срезая металл.
Опорная подкладка имеет с одной стороны скос. Разные по высоте боковые грани позволяют в процессе работы выбирать наиболее благоприятную для резания точку опоры в зависимости от глубины реза.

Чтобы облегчить и ускорить выборку большого количества металла, пользуются зубильцами (рис. 3). Если же отдельные мелкие элементы композиции трудно вырезать на необходимую глубину штихелями и зубильцами, используют фигурные пуансоны. По ним ударяют молотком и осаживают металл. Пуансоны, как и штихеля, изготавливают из инструментальной стали и подвергают термической обработке. Наиболее ходовые пуансоны имеют квадратное сечение 6х6 мм и длину около 75 мм. В зависимости от назначения бойку пуансона придают соответствующую форму.

Рис. 3. Молоточные зубильца для выборки большого количества металла.

Металл для гравирования.

Пластинки для первых работ можно изготовить из листовой латуни, меди, мельхиора. Размер их не должен быть слишком велик, что-нибудь 60х100 мм, толщина от 0,8 до 3 мм.

Выровненные пластинки крепят на деревянные бруски несколько большего размера - так будет удобнее работать. Их набивают гвоздиками или ставят на расплавленный сургуч. (Отверстия под гвозди зенкуют, чтобы шляпки не выступали над поверхностью.) Пластины шлифуют среднезернистой шкуркой с маслом и тщательно протирают. Перед тем как нанести карандашный или переводной рисунок, поверхность металла покрывают тонким слоем белой акварели, темперы или гуаши.

Первая проба резца.

Начальные работы должны быть, естественно, не слишком сложными. И все-таки с первых шагов нужно учиться резать не только прямые линии, но и кривые и окружности. С учетом этого пожелания выбираются подходящие рисунки. Проще начать, пожалуй, с орнаментов, содержащих завитки, розетки, круги.

Рисунки или орнаментальные композиции, предварительно отработанные на бумаге, переводят на загрунтованную поверхность металла. Это нужно сделать с помощью копировальной бумаги. Затем контуры рисунка прорезаются на металле тонким шпицштихелем.

Вначале берутся за маленькие круги, изменяя направление движения резца (по часовой стрелке и против) с переходом на каждый новый круг. Гравирование кривых линий позволяет отрабатывать целый комплекс профессиональных движений: кисть правой руки продвигает штихель вперед, левая рука удерживает и поворачивает пластину навстречу резцу, большой палец правой руки направляет движение резца.

Штихель берется в правую руку так, чтобы его ручка упиралась в ладонь, а большой и указательный пальцы крепко охватывали резец в 15-20 мм от носка. Остальные пальцы поддерживают клинок и ручку штихеля сбоку и несколько снизу. Не нужно зажимать резец мертвой хваткой. Его держат цепко, но чутко, стараясь ощутить кистью малейшие изменении в положении резца по мере следования за узорами. Особенно чутко надо ощущать движение резца при выходе его из металла на поверхность. Не надо стремиться первое время любой ценой удержать штихель от срыва. Первейшая и главная задача начинающего резчика - научиться понимать и чувствовать металл через резец.

С учетом высказанных пожеланий начнем первое практическое занятие. Удобно расставив локти на столешнице, указательным и средним пальцами левой руки придерживаем брусок с металлической пластиной. Пальцы располагаем так, чтобы большой палец правой руки упирался в кончик указательного пальца левой, а носок штихеля проходил бы между расставленными пальцами. Такой прием помогает начинающему граверу удерживать штихель от соскальзывания, а на случай срыва резца предохраняет от ранения левую руку. Штихель вводим на нужную глубину в металл под углом примерно 40 градусов к плоскости, и быстро опустив ручку вниз до угла в 5-10 градусов (до величины угла отрыва), начинаем гравирование. Чтобы не уставала рука и не терялся контроль над резцом, за один заход вначале режут штрихи не более 3 мм длиной. Периодически нужно делать разминку пальцев и проверять остроту резца.

Овладев в определенной мере приемами резьбы, можно попробовать создать какую-нибудь вещь, украсив ее гравировкой. Для начала, например, сделать тарелочку или пепельницу из латуни или меди. Композицию рисунка можно позаимствовать из книг или, что, конечно, лучше, но труднее, сделать самостоятельно, зарисовав, например, какие-нибудь местные достопримечательности. При разработке собственных композиций можно отталкиваться и от смежных искусств - прорезной резьбы по бересте, хохломской росписи и т.д.

Узор гравируют прежде на плоской пластине, а форму тарелочки с загнутыми краями придают позже, по окончании гравирования. Круглую пластину многократно, несильными ударами киянки простукивают по периметру на деревянном "болване" (березовый чурбачок со скругленными краями).

Даже простая утилитарная форма и несложный узор благодаря богатым декоративным свойствам металла могут быть очень интересны. Если же красоту металла подчеркнуть дополнительной обработкой, например, полированием, химическим тонированием, воронением и другими присущими только металлу приемами, то впечатление еще более усилится.

Изготовление штихелей.

Штихеля, как и весь граверный инструмент, делают обычно из углеродистых инструментальных сталей типа У8, У10, У12. Штихеля из легированных сталей марки ХВГ, ХВ5 хотя и лучше держат заточку, но уступают резцам из углеродистой стали в звонкости штриха при гравировании рукописных шрифтов и монограмм "под глянец".

Изготовление штихелей начинается с опиловки напильниками прямоугольных стальных заготовок длиной 90-100 мм, шириной 9-10 мм и толщиной 2-3 мм. Им придается форма, напоминающая в поперечном сечении клин.

Рис. 4. Устройство штихеля.

При окончательной обработке образующие клин боковые грани шпицштихелей делают слегка выпуклыми, а мессерштихелей - 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 правным внешним скруглением от середины клинка к носку;

3) режущая грань, полукруглая в сечении, должна иметь постоянную ширину или небольшое расширение в сторону режущей кромки.

У некаленого штихеля сверху делается скос (тогда после закалки легче будет выточить аншлиф на механическом точиле), а с противоположной стороны запиливают пологий язык для насадки ручки. Готовые резцы не следует полировать: блестящий металл бликами раздражает глаза, да и в работе полированные штихеля неудобны - выскальзывают из пальцев.

Следующая операция - закалка. Резец, нагретый до светло-малинового цвета (около 800 °С), погружают на две трети длины в воду. 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 закаленные и очищенные от окалины штихеля подвергают отпуску. Их равномерно нагревают до светло-соломенного цвета побежалости в пламени спиртовки и быстро охлаждают в воде.

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 за 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.

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, нанесенной на плотную бумагу или кожу. Все доводочные работы делаются на ровном плоском бруске.

При окончательной доводке нужно выдерживать следующие требования:

1) движения 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 (рис. 5).

Рис. 5. Рабочее движение резца в процессе доводки делаются строго параллельно плоскости абразива. Микрофаска образуется на режущей кромке в результате вскидывания ручки.

Дальнейшая доработка резца заключается в корректировке его важнейших рабочих углов.

Угол отрыва, обеспечивающий ход резца на заданной глубине и вывод его из металла в нужной точке, должен составлять для гравирования на плоскости приблизительно 5 градусов. Он корректируется во время доводки режущей грани.

Угол заострения, определяющий в наибольшей степени качество резания, имеет переменную величину и зависит от твердости материала. Для гравирования по латуни он составляет 45 градусов, при работе на твердых сталях может достигнуть 60 градусов (рис. 6). Необходимый угол заострения получают на механическом точиле, а затем резец доводят вручную на мелкозернистых брусках типа "индий" или "арканзас", смоченных смесью равного количества машинного масла и керосина. Во время ручной заточки нужно следить, чтобы не исказилась геометрия режущей кромки. Оставшиеся мельчайшие заусенцы снимают ударом резца о твердую древесину.

Рис. 6. Угол отрыва (альфа) для гравирования на плоскости составляет 4—5°.
Углы заострения для (а) стали 55°, (б) латуни 45°, (в) меди 40°.

Для проверки остроты заточки штихель берут в правую руку и, слегка придерживая его пальцами, острием касаются поверхности ногтя большого пальца левой руки. Если штихель достаточно острый, он будет вонзаться в ноготь от незначительного усилия, если тупой - резец будет проскальзывать по его поверхности. Предупреждаем, резец надо направлять по касательной относительно поверхности ногтя: круто направленный резец не будет скользить, даже будучи очень тупым.

Чтобы облегчить ручную заточку штихеля, надо оставлять минимальную лицевую площадку носка (1,5-2 мм) при выточке аншлифа на механическом наждаке.

Автор: Художник-медальер В. Григорьев (г.Нижний Тагил)
http://patlah.ru

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