Методы и способы изготовления художественных изделий

Отчет по производственной практике

Художественная обработка металлов известна со времен глубокой древности. метал ювелир литье гравировка

Художественная обработка металлов — искусство малых форм. Благодаря красоте материала, талант и техническое мастерство исполнителя позволили придать изделиям изысканность, высокую художественную ценность, особую выразительность.

Изделия, созданные мастерами, призваны служить не только в качестве украшений и предметов быта; они способны нести в себе воспитательное начало: удовлетворять эстетические потребности человека, формировать его художественный вкус культуру, пробуждать интерес к творчеству.

Древние умельцы из поколения в поколение бережно передавали свои знания и практические приемы работы, что позволило сохранить и довести до наших дней искусство декоративной и художественной обработки металлов.

Художественная обработка металла включает: фигурное литье, ковку, чеканку, гравировку, высечение ажурных узоров, создание эмалей и другие приемы.

Основные цели работы:

1. Изучение способов обработки металла: чеканка, литье, ковка.

2. Разработка технологии изготовления индивидуального задания по ковке и литью.

3. Изучение и описание этапов изготовления изделия.

Для достижения поставленных целей необходимо провести анализ полученной информации и обосновать выбор технологического решения по изготовлению изделия.

1. Основная часть

1.1 Методы и способы изготовления художественных изделий

История материальной культуры зафиксировала удивительные изделия из металла, выполненные мастерами прошлого: литые колокола и скульптурные монументы, кованые ограды и оружие, сосуды и светильники, и многое другое. В каждый такой предмет вложен труд мастера-ремесленника, знающего приемы обработки золота и серебра, бронзы и железа, умеющего подчеркнуть в изделии особенности материала, необходимые для решения художественной задачи.

Современная технология заменила многие ручные приемы обработки металла промышленными способами. Но для изготовления уникальных и малосерийных изделий ручные способы обработки сохраняются и передаются новым поколениям мастеров и художников.

Основные способы обработки металла следующие:

Литье — древний и очень распространенный способ изготовления изделий путем заливки расплавленного металла в специальные формы. Остывшую отливку зачищают и дорабатывают (рисунок 1).

Рисунок 1 — Каслинское литье

14 стр., 6641 слов

Виды художественной обработки металлов

... Красное-на-Волге. Виды художественной обработки металла. Художественная ковка На территории ... Изготовление просечных изделий ... литье, чеканка, зернь, скань, чернь, разные виды эмали, резьба, гравировка. Способы художественной обработки различных металлов ... художественной ковке применяется масса новых технологических приемов, но до сих пор, как и сотни лет назад, металл нагревают в горне, изделия куют на ...

Ковка — один из способов обработки металлов давлением, связанный с кузнечным ремеслом (рисунок 2).

В отличие от драгоценных металлов, которые поддаются холодной ковке, железо требует нагревания до температуры более 1000 °С, когда его можно гнуть, деформировать, чтобы получить конструкцию или элементы орнамента заданных формы и размеров.

Рисунок 2 — Художественная ковка

Ковке близка техника просечки, когда из тонкого листового металла (жести) вырубают ажурные орнаменты.

Чеканка — выбивание рельефа в тонком металлическом листе или пластине (рисунок 3).

Чеканку выполняют ударами молотка по специальному стальному стержню, получая необходимый объем на пластине или объемный предмет.

Рисунок 3 — Чеканка по меди

Скань — оригинальная ювелирная техника создания узоров из гладкой или крученой проволоки (свитой в веревочки).

Такой орнамент может стать накладным украшением предмета из металла, дерева, камня или из него можно изготовить ажурные вазочки, шкатулки, ювелирные украшения (рисунок 4).

Скань часто дополняют металлическими шариками (зернью), которые обогащают поверхность орнамента. Напаянная на поверхность предмета из металла скань образует контурный рисунок для перегородчатой эмали или вставки цветного камня.

Рисунок 4 — Скань

1.1.1 Кузнечное дело

Интерес к кузнечному делу постоянно возрастает. Кованые изделия всегда неповторимы и могут украсить любой интерьер.

Основные сведения о металле

При ковке изделий мастерам приходится иметь дело с материалами (сталями различных марок, цветными металлами, сплавами), которые имеют самые разнообразные физические, механические и технологические свойства.

Наиболее широко в кузнечных работах используется сталь — сплав железа с углеродом. В зависимости от количества углерода стали подразделяются на низкоуглеродистые (до 0,25 %С), среднеуглеродистые (0,25—0,6% С) и высокоуглеродистые (0,6—2 % С).

Повышение содержания углерода увеличивает твердость, и закаливаемость стали, но снижает теплопроводность и ковкость.

Из цветных металлов в кузнечном деле используют в основном медь и алюминий, а также их сплавы, например латуни (Л90, Л80, Л68, Л62 и др.), бронзы (БрОЦ4-3 и др.).

Все металлы и сплавы имеют поликристаллическое строение, то есть состоят из отдельных прочно сросшихся друг с другом зерен металла, между которыми располагаются в виде тонких прослоек неметаллические включения оксидов, карбидов и других соединений. Зерна, в свою очередь, также имеют кристаллическое строение, их размеры составляют 0,01—0,1 мм.

При ковке деформация протекает главным образом вследствие скольжения зерен относительно друг друга, так как связь между ними слабее, чем прочность самих зерен.

В результате ковки зерна металла вытягиваются в направлении течения металла, что ведет к образованию мелкозернистой строчечной структуры (чем мельче зерна металла, тем он прочнее).

Одновременно вытягиваются неметаллические включения, что можно наблюдать даже невооруженным глазом.

Размеры зерна, а, следовательно, и прочностные свойства металла в значительной степени определяются температурным режимом ковки. Поэтому ковать металл следует в определенном интервале температур, чтобы измельченные в процессе деформирования зерна затем снова не выросли под действием высокой остаточной температуры. Каждый кузнец, чтобы получить из стали качественное изделие и придать ему соответствующие свойства с помощью термообработки, должен разобраться в диаграмме состояния железо — углерод. Рассмотрим фрагменты диаграммы, на которой по оси ординат отложена температура сплава, по оси абсцисс — содержание углерода в процентах (рисунок 5).

29 стр., 14013 слов

Художественная ковка металла

... детали и тонкости в частности художественной ковки металла. Задачи курсового исследования: 1.Подобрать, проанализировать, ... температуры. Каждый кузнец, чтобы получить из стали качественное изделие и придать ему соответствующие свойства с помощью термообработки, должен разобраться в диаграмме состояния железо ... всего украшалась головка ключа, в рисунок которой вплетались растительные и животные ...

Рисунок 5 — Диаграмма состояния железо — углерод

Выше линии GS все стали имеют структуру аустенита — однородного твердого металла, состоящего из одинаковых по составу и строению зерен.

При нагревании углеродистых сталей до температуры ниже критической линии РS=723 градуса С в них не происходит изменений структуры.

Нагрев заготовок. Это важная и ответственная операция, от которой зависят качество изделия и стойкость инструмента. Ковку, как правило, проводят, нагрев металл до так называемой ковочной температуры с целью повышения его пластичности и снижения сопротивления деформированию. Температурный интервал ковки зависит от химического состава и структуры обрабатываемого металла.

Следует также учитывать, что при нагреве углеродистых сталей происходит выгорание углерода с поверхностного слоя изделия на глубину до 2—4 мм, ведущее к снижению прочности и твердости стали, к ухудшению ее закаливаемости.

Ковать заготовку следует только тогда, когда она равномерно прогреется. Для каждой марки стали имеется свой температурный интервал ковки, то есть определены температуры начала ковки Тн и ее конца Тк. В результате нагрева металла несколько выше температуры Тн металл приобретает крупнозернистую структуру, его пластичность снижается. Нагрев металла до еще более высокой температуры приводит к неисправимому браку — пережогу, в результате чего металл при ковке разрушается.

При ковке заготовок, нагретых ниже температуры Тн, возможно образование трещин. Поэтому при ковке следует помнить пословицу: «Куй железо, пока горячо» (рисунок 6).

То есть ковать металл необходимо в температурном режиме Тн—Тк (заштрихованная зона на диаграмме состояния железо — углерод).

Температуру нагретого металла можно определить по цветам каления и побежалости, а марки стали (таблица 1).

Рисунок 6. — Горячая ковка

Топливо. Для нагрева заготовок кузнецы применяют различные виды топлива: твердое, жидкое и газообразное.

Чаще всего для нагрева заготовок в кузницах используется каменный уголь. Причем желательно, чтобы уголь был черного цвета, блестящий, размеры его кусков приблизительно должны соответствовать размерам грецкого ореха. Кузнецы так и называют такой уголь — орешек. Часто применяется и кокс, который имеет высокую температуру сгорания. Можно использовать и дрова лиственных пород деревьев (дуб, ясень, береза и др.).

Однако самым хорошим топливом является древесный уголь, бывший основным кузнечным топливом вплоть до середины XVIII в.

В настоящее время в кузнечных цехах широко применяются электропечи и печи, работающие на жидком или газообразном топливе.

Горны и печи. Основа стационарного горна —стол, где устраивается очаг для нагрева заготовок. В кузнице горн обычно устанавливают по центру стены, противоположной входу (основной стены).

Высота стола горна определяется ростом кузнеца, удобством переноса заготовки из горна на наковальню и принимается равной 700— 800 мм; обычные размеры поверхности стола 1Ч1,5 или 1,5Ч2 м. Если предполагается изготавливать крупные предметы, такие, как ворота, решетки, то горн устанавливают на некотором расстоянии от стены и стол делают увеличенных размеров. Поверхность стола горна выкладывается из кирпича, пиленого камня, железобетона. Постамент делается в виде ящика, стенки которого сложены из бревен, досок, кирпича или камня, а внутренность заполнена битым мелким камнем, песком, глиной, горелой землей.

Таблица 1. — Зависимость цвета каления заготовки от температуры нагрева

Цвет каления

Температура, єС

Цвет каления

Температура, єС

Темно-красный

600

Оранжево-желтый

1000

Тускло-красный

650

Светло-желтый

1100

Вишнево-красный

700

Соломенно-желтый

1150

Светло-красный

800

Лимонный

1200

Густо-оранжевый

900

Белый различной яркости

1400

Центральное место стола занимает очаг, или горновое гнездо (иногда предусматриваются два очага).

Горн, предназначенный для художественной ковки, обычно делается с центральным расположением очага. Размеры гнезда определяются назначением горна и размерами нагреваемых, заготовок. Центральное гнездо имеет в плане круглую или квадратную форму размером 200Ч200 или 400Ч400 мм и глубиной 100-150 мм.

Над стационарным горном для сбора и отвода из кузницы дыма и газов устанавливается вытяжной зонт. Размеры нижнего входного отверстия зонта обычно соответствуют размерам стола горна. Зонты, как правило, изготовляют из листового железа толщиной 0,5 — 1,5 мм.

Рисунок 7. — Стационарный металлический горн

На рисунке 7 представлен стационарный металлический горн (слева): 1-вытяжная труба; 2-зонт; 3-бачок с водой для охлаждения инструмента; 4-рычаг для регулирования подачи воздуха; 5-воздухопровод; 6-заслонка; 7-конический наконечник; 8-фурма; 9-литой стол; 10-очаг; типы зонтов (справа): а,б-дымоход в стене; в-наружный боковой дымоход; г-наружный центральный дымоход

Как правило, зонты укрепляют над горном на высоте 500—600 мм от стола (рис. 3).

Однако не всегда такая высота расположения зонта способствует максимальному удалению отходящих газов. Поэтому для лучшего улавливания дыма высоту зонта приходится определять опытным путем, учитывая особенности горна, например силу дутья.

В некоторых случаях зонты оснащаются опускающимися крыльями. Недостаток металлических зонтов — быстрое их прогорание.

Рисунок 8. — Стационарный горн с кирпичным зонтом

Стационарный горн с кирпичным зонтом (рисунок 8): 1-бачок с водой; 2-водоохлаждаемая фурма; шахтный газовый горн (справа)

Более надежны и долговечны зонты, сложенные из огнеупорного кирпича (рисунок 8).

Однако такие зонты значительно тяжелее металлических, и для их устройства необходима металлическая рама из уголков или швеллеров, а иногда и дополнительные подпорки по углам.

Переносные горны применяются для нагрева заготовок небольшого размера. Переносной горн состоит из металлической рамы, на которой сверху крепится стол с очагом и вентилятором для подачи воздуха. Вентилятор приводится во вращение от ножной педали. Можно для нагрева заготовок использовать паяльную лампу, которую ставят в небольшую ямку, а рядом складывают печурку из огнеупорного кирпича (рисунок 9).

Рисунок 9. — Переносные горны с паяльной лампой

Рабочее место кузнеца, оборудование, инструмент и приспособления

Для кузнечных работ необходимо большое число разнообразных инструментов и приспособлений. Основной опорный кузнечный инструмент—наковальня (рисунок 10).

Рисунок 10. — Рабочее место кузнеца. Наковальни и шпераки (рисунок 10): а — безрогая, однорогая и двурогая наковальни (1 — лицо; 2 — квадратное отверстие; 3 — хвост; 4 — скобы; 5 — стул; 6 — лапы; 7 — конический рог; 8 — незакаленная площадка; 9 — круглое отверстие); 6 — шпераки (1 — вставляемый в наковальню; 2 — вбиваемый в землю; 3 — для мелких работ); в — переносная наковальня; г — наковальня, укрепленная на стуле

Современные наковальни изготовляют из стали 45Л методом литья массой от 10 до 270 кг. Наковальни бывают разных типов: безрогие, однорогие, двурогие. Наиболее удобна и универсальна в работе так называемая двурогая наковальня. Верхняя горизонтальная шлифованная плоскость у наковальни называется лицом, или наличником, на ней выполняются все основные кузнечные работы. Боковые грани наковальни образуют с лицевой поверхностью угол 90°, ребра наковальни должны быть довольно острыми, без сколов и заминов. На ребрах проводят гибку и раздачу материала, а также некоторые вспомогательные операции.

Конический рог наковальни предназначен для радиусной гибки полос и прутков, а также для раскатки и сварки кольцевых заготовок.

С противоположной стороны от рога расположен хвост, используемый для гибки и правки замкнутых прямоугольных изделий. В районе хвоста квадратное отверстие размером 35Ч35 мм, которое применяется для установки подкладного инструмента — нижняков. Около рога расположено круглое отверстие диаметром 15—25 мм для пробивки отверстий в заготовках.

Снизу у наковальни лапы, необходимые для крепления наковальни (с помощью скоб) к деревянному стулу или металлической подставке. В качестве стула обычно используют массивный чурбан или пень (дубовый, кленовый, березовый) диаметром 500—600 мм. Когда нет возможности подобрать необходимый чурбан, то берут металлическую или деревянную бочку, набивают песком, глиной, землей, хорошо утрамбовывают, сверху кладут толстую деревянную прокладку, на которую и крепят наковальню.

Легкие переносные (походные) наковальни имеют специальные ножки. Если наковальню купить не удалось, то на первое время ее можно заменить куском рельс или массивным прямоугольным металлическим бруском.

Большое внимание следует уделить установке стула, который должен стоять вертикально и не вибрировать. Для этого стул закапывают на глубину не менее 0,5 м, а землю вокруг него хорошо утрамбовывают. Высота стула зависит от роста кузнеца и обычно составляет 600-700 мм. Самая удобная для работы высота, когда кузнец, стоящий рядом с наковальней, не наклоняясь, достает до наличника слегка согнутыми пальцами.

Качественная наковальня издает высокий и чистый звук при легком ударе молотком, а молоток при этом отскакивает со звоном.

Для мелких работ кузнецы применяют наковальни небольших размеров или специальные наковальни — шпераки (рисунок 10,б).

Одни шпераки устанавливаются своими четырехгранными хвостовиками в квадратное отверстие наковальни, другие, имеющие удлиненную вертикальную стойку, вбиваются заостренным концом в деревянный чурбан или в землю.

Рисунок 11. — Ударный инструмент

Ударный инструмент (рисунок 11): 1-с шаровым задком; 2,4-с клиновидным односторонним задком; 3,6-с двусторонним продольным задком; 5-с двусторонним поперечным задком

К ударному инструменту относят молотки-ручники, боевые молоты и кувалды (рисунок 11).

Ручник — основной инструмент кузнеца, с помощью которого он кует небольшие изделия или управляет процессом ковки с молотобойцами.

Обычно ручники имеют массу 0,5—2 кг, но часто кузнецы применяют и более тяжелые молотки массой до 4—5 кг. Рукоятки ручников делают из древесины лиственных пород деревьев (граба, клена, кизила, березы, рябины, ясеня).

Рукоятки должны быть гладкими, без трещин, удобно лежать в руке, длина их 350—600 мм.

Боевые молоты — это тяжелые молотки массой 10—12 кг, которыми молотобойцы работают двумя руками. Головки боевых молотов бывают с односторонним клиновидным задком, а также с двусторонним задком (продольным или поперечным).

Нижняя рабочая поверхность головки (бой) предназначена для основной ковки, а верхний клиновидный задок — для разгона металла вдоль или поперек оси заготовки. Рукоятка молота изготовляется из тех же пород деревьев, что и у ручника; длина рукоятки подбирается в зависимости от массы головки молота, роста молотобойца и достигает 70—95 см.

Кувалда — тяжелый (до 16 кг) молот с плоскими бойками применяется при тяжелых кузнечных работах, где требуется большая ударная сила.

При работе боевыми молотами используют три вида ударов: легкие (локтевые), средние, или плечевые (удар с плеча), сильные (навесные), когда молот описывает в воздухе полный круг. Навесными ударами работают молотобойцы при проковке заготовок большой массы и при кузнечной сварке массивных деталей.

Для улучшения качества изготовляемых изделий и повышения производительности кузнецы часто применяют различный подкладной инструмент, устанавливаемый под молот или на наковальню. Для работы под молот используются простые и фасонные кузнечные зубила, пробойники, гладилки и раскатки (рисунок 12).

На наковальню устанавливаются подсечки, конусные оправки, вилки для гибки, гвоздильни, различные скобы и приспособления для специальных видов ковки.

Рисунок 12. — Подкладной инструмент

Подкладной инструмент (рисунок 12): а-зубила (1-для поперечной рубки холодного металла; 2-для поперечной рубки горячего металла; 3-для продольной рубки; 4-для рубки по радиусу; 5-для фасонной рубки); б-пробойник (изготовляют с круглым, квадратным и другими сечениями бородки); в-прошивни (1-конические; 2-цилиндрические); г-гладилки; д-раскатка

Применяется и парный подкладной инструмент, к которому относятся обжимки, подбойники, гвоздильни с шляпочными молотками, специальные штампы для фигурных изделий.

Рукоятки подкладного инструмента делают из дерева, толстой проволоки или упругого троса. Длина рукояток 500— 600 мм. Деревянные рукоятки забивают во всад головки не расклинивая. Это делают для того, чтобы вибрация и удары не передавались через рукоятку. Проволочную рукоятку закручивают вокруг головки в горячем состоянии, а рукоятку из троса заклинивают и запаивают во всаде.

Большую помощь при ковке художественных изделий окажет и массивная стальная плита — форма размером в плане примерно 300Ч400 мм и толщиной 150—200 мм, по четырем боковым граням которой имеются углубления различной конфигурации и размеров: полукруглые, треугольные, прямоугольные и т.д. Плита необходима при ковке различных фасонных элементов и применяется вместо подкладных штампов. На торцовых поверхностях формы имеются сквозные круглые, квадратные, треугольные и фасонные отверстия для пробивки отверстий при помощи специальных пробойников или пуансонов.

Для изготовления крупных художественных изделий типа оград, балконных решеток, козырьков, подъездов понадобится большая и толстая плита, на которой производятся сборка и правка изделий. В плите предусматриваются сквозные отверстия для установки штырей, болтов, упорных угольников и различных приспособлений для фасонной гибки профилей, сборки конструкций и других технологических операций.

Сборку художественных изделий сложной формы (с выпуклой поверхностью) удобно производить на плитах с соответствующей формой поверхности. Для сварки крупных изделий необходимо иметь специальные стеллажи.

Для работы с раскаленным металлом, конечно же, необходимы клещи. По форме губок клещи делятся на продольные, поперечные, продольно-поперечные и специальные. Кузнечные клещи должны быть легкими, с пружинящими рукоятками, для надежного удержания поковок во время работы рукоятки клешей могут стягиваться специальным кольцом — шпандырем (рисунок 13 (а) ).

Рисунок 13. — Кузнечные клещи

Кузнечные клещи (рисунок 13) (а) и стуловые тиски (б): 1-рукоятка; 2-зажимное кольцо; 3-заклепки; 4-губки; 5-заготовка; 6-петля

Для измерения заготовок и изделий в кузнице применяют стальные линейки длиной 250, 500 и 1000 мм, металлические метры, штангенциркули, угольники и др. Кроме того, кузнецы-художники при выполнении массовой продукции широко используют различные шаблоны и калибры, изготовленные из проволоки и листовых материалов. Контрольно-измерительный инструмент (рисунок 14): а — штангенциркуль; б — кронциркули; в — нутромеры; г — комбинированный измерительный инструмент. Необходимо отметить, что весь необходимый для ковки инструмент должен располагаться на специальном столике в непосредственной близости от рабочего места кузнеца. Высота стола 600—800 мм. Кроме основного и вспомогательного инструмента, в кузнице всегда размещается ящик для сухого песка, стойка для хранения инструмента, емкости для воды, ящик для угля, стеллажи для хранения инструмента и металла, верстак для слесарной обработки изделий и т. д.

Рисунок 14. — Измерительный инструмент

Хорошо, когда мастерская кузнеца-художника просторная, светлая, включает в себя несколько комнат для отдельных видов работ: эскизно-графических, слесарно-сборочных и кузнечно-сварочных. Кроме этого, желательно помещение для складирования материала, различных полуфабрикатов и др.

Для эскизно-графических работ понадобятся большие столы, так как некоторые элементы приходится прорисовывать в натуральную величину, кульман для вычерчивания отдельных узлов и деталей, а также различные подставки для планшетов, шкафы для хранения эскизов и рисунков.

Помещение для слесарно-сборочных работ снабжается слесарным верстаком с тисками, сверлильным станком, точилом и другим оборудованием, необходимым для сборки и отделки кованых изделий.

Размещение оборудования и инструмента в кузнице (рисунок 15): а — кузница на одну наковальню (1 — вентилятор; 2 — горн; 3 — стол для инструмента; 4 —бачок с водой; 5 — наковальня; 6 — шкаф для инструмента; 7— точило; 8—верстак; 9 — кузнечные тиски; 10 — ящик для угля); 6 — кузница на две наковальни (I — наковальня; 2 — стол для инструмента; 3—4 — рабочие столы; 5 — шкаф; 6 — бочка с водой; 7 — горн; 8 — вешалки для клещей; 9 — точило; 10 — пневматический молот; 11—ручные ножницы; 12 — правильная плита; 13 — стуловые тиски; 14 — стеллаж для заготовок

Расположение основного и вспомогательного оборудования, а также инструмента в более крупной кузнице показано на рисунке 15, б. У дальней стенки предусмотрен горн на два огня. Для размещения клещей на горне имеются вешалки — приваренные к столу стальные скобы. Слева и справа от горна ставят бачки с водой емкостью 30-40 л каждый. На расстоянии 1,5-2 м от горна устраивают две наковальни, а между ними — столики, на которые кладут кузнечный инструмент. Расстояние между наковальнями не менее 2,6-3 м. Наждачное точило располагают у стенки на достаточно большом расстоянии от наковальни. Современные кузнечные мастерские обычно снабжаются небольшим пневматическим молотом с массой падающих частей 50, 75 или 100 кг.

1.1.2 Металлопластика

Металлопластика — это один из древних видов художественной обработки металлов. Художественные произведения, выполненные в технике металлопластики, по своему внешнему виду напоминают чеканку из листа, но, по существу, значительно различаются — прежде всего, толщиной листового металла. Для чеканки используют листы толщиной от 0,5 мм и более, а для металлопластики применяется фольга или тонкие листы толщиной до 0,5 мм. Наиболее часто употребляемые — от 0,2 до 0,4 мм. Более тонкие листы легко прорываются, а более толстые трудны в работе, так как требуют значительных усилий для деформации и применяются только для крупных декоративных произведений, не требующих детальной проработки формы.

Однако главное отличие металлопластики от листовой чеканки заключается в самом технологическом процессе и в наборе инструментов. При чеканке форма образуется за счет удара молотком по чекану, а при металлопластике используется специальный инструмент:

1. линейник, или контурная стека, для выдавливания контура рисунка. Для проведения тонких линий применяется линейник с диаметром рабочего конца 1 мм, более широких — 2—3 мм. Конец должен быть закруглен и хорошо отполирован;

2. стеки давильные различной формы: плоская узкая (для выдавливания узких линий); плоская широкая (гладилка для выравнивания фона);

3. выдавка конусная — ее концом выдавливают узкие канавки, кроме того, выдавка конусная служит для выдавливания углублений различной формы для вставки камней; выдавки шарообразные — с шариком (различного диаметра) на рабочем конце — для проведения кривых, спиралей, а также выдавливания круглых углублений;

4. пуансоны различной формы для обработки фона (нанесения фактуры).

Из вспомогательных инструментов необходимы:

1. толстое стекло размерами 20X30 см (для мелких и средних работ);

2. кусок линолеума такого же размера;

3. мягкие подкладки из войлока, драпа, фетра или сукна;

4. деревянная доска (для просекания на ней отверстий пробойником или кольцевым просечником).

Работа начинается с отжига металлической заготовки (оловянные заготовки отжига не требуют).

Отрезанную от листа заготовку осторожно нагревают до слабо бурого каления и медленно охлаждают. Цинковую пластинку бывает достаточно отжечь один раз перед началом работы, а медь, латунь, жесть, а иногда и алюминий приходится отжигать в процессе работы два-три раза.

Рисунок предварительно выполняется на бумаге в натуральную величину в линейной (контурной) манере, затем снимается на кальку и в перевернутом зеркальном изображении переводится через копирку на металл. Появившийся на металле после отжига налет окиси хорошо воспринимает рисунок. Если он все же плохо виден, то пластинку следует предварительно загрунтовать жидким раствором белой акварели или гуаши и затем переводить на нее рисунок. Можно рисунок нарисовать от руки на пластинке карандашом.

Сам процесс металлопластики обычно начинается с обводки рисунка линейником (контурной стекой).

Для этого кусок обыкновенного желтого гладкого линолеума прикрепляют к столу кнопками и, положив на него пластинку с нанесенным на нее рисунком, обводят по всем линиям линейником, выдавливая канавку на необходимую глубину. Затем пластинку переворачивают лицевой стороной кверху и на линолеуме той же стекой параллельно контуру, отступая на 1 мм, проводят вторую линию (дубль-контур).

Затем пластинку переносят на стекло, положив лицевой стороной кверху, широкой стекой (гладилкой) выравнивают фон вокруг рисунка. После этой операции рельеф увеличивается, и рисунок ясно выступает над фоном.

При выполнении более сложных по рельефу композиций выдавливание ведут последовательно, начиная с тех элементов рельефа, которые должны иметь наибольшую высоту и после каждого выдавливания (подъема) рельефа на линолеуме производят выглаживание фона на стекле.

Рисунок 16 — Металлопластика по меди

Применение металлопластики очень разнообразно: можно декорировать всевозможные предметы для интерьера (рисунок 16).

Особенно хорошо металлические рельефы сочетаются с деревом. Тонируя металл, можно добиться гармоничного сочетания цвета и фактуры дерева. Готовый рельеф заполняется специальной мастикой, чтобы он не помялся, или гипсовым раствором. Можно также применять обыкновенную оконную замазку. К деревянной основе рельеф прикрепляется мелкими гвоздиками по краям или сажается на клей.

1.1.3 Чеканка

Чеканка — этот обширный раздел художественной обработки металла охватывает разнообразные изделия, различные по своему художественному принципу: от рельефных орнаментальных до горельефных и круглых фигурных композиций, от линейно-графических двухмерных решений, близких к гравировке, до объемно-скульптурных (трехмерных).

Чеканная техника применима и для выполнения простейших операций (набивка фактуры), и для тончайшей лепки человеческих лиц и фигур. Художественная чеканка делится на два самостоятельных вида работ, имеющих различия в технологии: плоская чеканка и чеканка по литью, оброну. В первом случае из листовой заготовки средствами чеканки создают новое художественное произведение; во втором случае только выявляют и завершают художественную форму, ранее уже созданную скульптором и отлитую в металле (или вырезанную из металла техникой оброна).

Сущность процесса чеканки заключается в обработке материала посредством специального стержня — чекана, который ставится вертикально и по верхнему концу которого наносят удары молотком. В результате удара нижний, рабочий конец: (бой) оставляет отпечаток на материале. Постепенно перемещая чекан, и каждый раз ударяя по нему молотком, материалу придают желаемую форму, как бы лепят ее.

Для успешного процесса чеканки необходимо, чтобы обрабатываемый материал обладал определенными пластичностью и вязкостью, способностью изменять форму под действием силы.

Материалом для чеканки из листа служит листовой металл различной толщины. Наиболее ходовыми считаются листы толщиной от 0,4 до 1 мм. Однако для крупных, монументальных произведений применяют и более толстые листы, например красную медь толщиной до 2 мм, а листовой алюминий — даже до 3 мм.

Основными инструментами для чеканки являются чеканы. Они представляют собой специально откованные стальные стержни длиной 120—170 мм восьмигранного (реже круглого) сечения, несколько утолщенные в своей средней части и утонченные к концам. Такая форма обеспечивает большую устойчивость чекана и отсутствие вибраций. Кроме того, она соответствует размерам и форме человеческой руки и удобна в работе.

При работе чекан держат в левой руке пальцами, опираясь на него безымянным пальцем (мизинец остается свободным).

Локоть должен быть на весу, это обеспечивает подвижность и маневренность руки. Чекан держат не строго вертикально, а слегка наклоняют назад, чтобы его рабочая поверхность (бой) была косо приподнята и вследствие этого при ударе молотком постоянно двигалась вперед. В правой руке держат чеканный молоток, которым наносят ритмичные удары по чекану, продвигая его.

Можно выделить три этапа в освоении техники чеканки: расходка, создание рельефа и отделка (нанесение фактуры).

Расходкой создают контурный рисунок на заготовке, который выполняется расходником. От гравирования расходка отличается тем, что ее углубленные линии гораздо нежнее, мягче, так как лри этом не получается стружек, а металл вдавливается вглубь.

При невысоких (низких) рельефах и изображениях достаточно бывает отмоделировать их только с лицевой стороны. Если выпуклость рельефа должна быть более четкой и высокой, можно поднять рельеф с задней стороны. Чаще контур намечают с передней стороны (расходка) и потом моделируют сзади, так как при таком методе формы будут очень четкие.

Благодаря отделке и нанесению фактуры на моделированном орнаменте или другом рельефе достигается законченность.

Рисунок 17 — Чеканы

Различают несколько групп чеканов (рисунок 17), имеющих различную форму боя в зависимости от их назначения. Канфарники — чеканы с заостренным концом в форме тупой иглы; для мелких работ — более острые, для крупных работ — тупые. Канфарники служат для перевода рисунка с бумаги на металл, а также для отделки фонов точками («канфарнение»).

Расходники, или обводные чеканы — чеканы, при помощи которых на металле воспроизводят контур рисунка, обводя его по точкам канфарника в виде более или менее четкой сплошной линии. Широкие (толстые) расходники дают более мягкую линию, острые — наоборот, более сухую, четкую. Расходники бывают прямые — для проведения прямых линий и полукруглые с различным радиусом закругления — для обводки кривых линий.

Лощатники (от слова «лощить»)—наиболее обширная группа чеканов с более или менее плоским боем. Применяются для лощения — выравнивания плоскостей и ровных поверхностей. Лощатники бывают гладкими или шероховатыми; след от них на металле получается гладкий, как бы кованый, или матовый, шероховатый, мягкий.

Пурошники (пурочники) — чеканы с круглой, сферической головкой для выколотки (подъема) полукруглых форм при чеканке с изнанки или для получения ямочной фактуры при работе с лицевой стороны. Бобошники, или обжимные чеканы,— аналогичные чеканы, но с продолговатым, овальным, бобовидным боем.

Трубочки — чеканы, рабочие части которых имеют вогнутую, полушаровидную поверхность различных диаметров и глубины. На металле образуют выпуклый сферический отпечаток — как бы имитацию зерна.

Рисунчатые чеканы по форме напоминают лощатники, но дают отпечатки — решеточки, полосатость, ямчатость, штриховатость и т. п. Их употребляют для придания соответствующих фактур, обработки фонов и т. п.

Специальные чеканы применяют для узкоспециальных целей, например сапожок — для получения поднутрений на рельефе, или веревочка — его отпечаток создает иллюзию витого шнура.

На рабочей части фигурных чеканов, или пуансонов, граверной техникой выполнены фрагменты орнамента (завитки, листы, цветы, розетки) или буквы и цифры.

Сечки — остро заточенные чеканы, подобны зубилам с плоским и полукруглым лезвием; применяются для просекания фона при ажурных работах из листа.

Перечисленные группы чеканов различаются также по размеру и толщине. Так, для мелких ювелирных работ требуются чеканы, откованные из тонких стальных прутков сечением 3—4 мм. Для обычных (средних) работ применяют чеканы толщиной (в средней части) до 6—8 мм, а при чеканке крупных, декоративных композиций с большими формами толщина чекана достигает 15—20 мм и более. Такие крупные чеканы при работе держат в кулаке (как зубило).

Иногда для выколотки высоких больших форм применяют деревянные чеканы.

При чеканке объемных, полых изделий (сосудов, скульптур и т. п.) для выколотки отдельных участков формы изнутри применяются длинные изогнутые чеканы — так называемые «крюки» и «трещотки». Они представляют собой массивные стальные стержни, изогнутые под прямым углом.

Рисунок 18 — Чеканка

Кроме чеканов чеканщик применяет молоток. Современная, специфическая форма чеканного молотка выработалась в процессе многовекового усовершенствования и отбора. С одной стороны он имеет плоскую поверхность (квадратную или круглую) для нанесения удара по чекану, а с другой стороны шарообразный пли полукруглый конец — для выколотки углублений в листовом металле. Особенностью чеканных молотков является также специальная форма их рукояток и насадка. Рукоятка слегка плоская, изогнута и утолщена к концу. Такая форма легко и удобно ложится в ладонь и не утомляет руку при многочасовой непрерывной работе.

1.1.4 Литье

Литьё — это технологический процесс изготовления отливок, заключающийся в заполнении литейной формы расплавленным материалом (литейным сплавом, пластмассой, некоторыми горными породами) и дальнейшей обработке полученных после затвердевания изделий.

Рисунок 19. — Литой памятник Екатерине II

Из истории художественного литья

Археологические исследования доказали широкое распространение и высокий уровень культуры литейного производства в средние века. В VI — VII вв. произошло выделение специалистов-ремесленников, занимающихся художественным литьем из бронзы и драгоценных металлов. Начиная с IX — Х вв. применяется литье по восковой модели. В XI в. появились каменные литейные формы.

Помимо производства литых украшений для знати и среднего сословия (ювелирное производство) литейщики удовлетворяли многочисленные бытовые нужды населения, особенно в период образования Киевской Руси. В это время отливали котелки, палицы, кресты, иконки складные, бронзовые зеркала (рисунок 20), паникадила, колокола, многие из которых сохранились до настоящего времени.

Рисунок 20. — Литые бронзовые зеркала

Застывая, металл сохраняет форму того сосуда, в который был залит в жидком виде. Эту особенность металла человек использовал при получении изделий любых, самых замысловатых форм способом литья. Литье позволяет наиболее целесообразно распределять металл в изделии: делать отдельные части детали толще или тоньше в зависимости от нагрузки, которая падает на эти места.

Наша страна издавна славилась искусными литейщиками. В Московском Кремле стоят Царь-пушка массой 40 т (рисунок 22), отлитая Андреем Чоховым в конце XVI в., и Царь-колокол (рисунок 21) массой 200 т, изготовленный знаменитыми литейщиками Иваном и Михаилом Моториными в первой половине XVIII в. Во многих странах мира известны изделия из художественного чугунного литья Каслинского завода на Урале.

Рисунок 21. — Царь-колокол

Рисунок 22. — Царь-пушка

Одно из главных качеств литейного материала — способность растекаться, или, как говорят металлурги, жидкотекучесть. Металл или сплав в жидком состоянии должен быть подвижным и невязким, легко заполнять любую сложную форму, быстро проникать в ее тончайшие извилины. Из сплава с хорошей жидкотекучестью можно получить отливку с тонкими стенками. Если металл растекается медленно, «лениво», то из него тонкостенную отливку не получишь: он застынет, прежде чем заполнятся все извилины формы.

Самый древний способ литья — литье в песчано-глинистые формы, или, как говорят, литье в землю (рисунок 23).

До сих пор этим способом делают до 85% отливок. Однако этот способ, хотя его и считают простым, требует большой предварительной работы.

Рисунок 23. — Литье в землю

Сначала в модельном цехе из дерева или металла делают модель будущей отливки. Она должна быть несколько большего размера, чем отливка, с учетом усадки металла при охлаждении. Модель (как и будущая форма) разъемная и состоит из двух половинок. В землеприготовительном отделении литейного цеха из земли и различных добавок готовят формовочную смесь. Если у отливки должно быть внутреннее отверстие или полость, то необходимо приготовить еще одну смесь — для стержней. Назначение стержней — заполнить те места в форме, которые в детали соответствуют отверстиям или полостям.

Формовочные и стержневые смеси готовят из специальных песков и глин и связующих материалов — растительных и минеральных масел, искусственной смолы, канифоли и т. д. Готовые смеси поступают к формовщикам, задача которых — изготовить литейные формы. Для этого на металлическую плиту — подмодельную доску — ставят одну половину модели разъемом вниз. Затем на плиту ставят металлический ящик без дна — опоку так, чтобы половина модели оказалась внутри него. Опоку плотно набивают формовочной землей и переворачивают. Теперь половинка модели лежит в опоке разъемом вверх. На эту опоку формовщик ставит еще одну и скрепляет их штырями.

На половинку модели в нижней опоке ставится вторая половинка так, чтобы края их точно сошлись, Затем формовщик устанавливает в верхнюю опоку два деревянных конуса (на их месте в готовой форме останутся два отверстия для заливки металла и для выхода воздуха и газов) и плотно заполняет ее формовочной смесью.

Теперь осталось вынуть из земли деревянную модель. Для этого опоки разъединяют и из каждой вынимают половинки модели. В земле остаются четкие отпечатки двух половин детали. Их, а также заранее приготовленный стержень покрывают особой краской, чтобы жидкий металл не «пригорел»— не прилип к стенкам формы. В форму вставляют стержень и прорезают в земле канавку, соединяющую отверстие для заливки металла с полостью формы,— литниковый ход. Наконец, верхнюю опоку снова кладут на нижнюю, соединяют их, и форма готова. Когда она немного подсохнет, в нее можно заливать металл.

Чугун для литья приготовляют в специальных печах, очень простых по конструкции и обслуживанию,— вагранках. Если отливки стальные, то сталь для них плавят в конверторах, мартеновских и электрических печах. Для расплавления цветных металлов существуют свои плавильные печи.

Жидкий металл заливают в форму из ковша, который движется вдоль ряда опок, а иногда опоки на конвейере движутся мимо ковша. Когда металл застывает, отливку вынимают из формы. С помощью наждачных станков, пескоструйных или дробеструйных аппаратов отливку очищают от приставшей формовочной земли.

Рисунок 24. — Литье серого чугуна

Вместе с тем давно уже появились и успешно используются другие, более совершенные способы литья. Один из них — литье в кокиль — толстостенную металлическую форму, состоящую из двух половин, в одну из них перед заливкой металла вставляют стержни (рисунок 25).

Затем обе половины кокиля скрепляют между собой и заливают жидкий металл. Здесь он очень быстро затвердевает, и уже через несколько минут можно вынимать деталь и заливать новую порцию металла. С помощью одного кокиля получают сотни и тысячи одинаковых отливок.

Однако таким способом можно получать отливки только из металлов или сплавов, обладающих хорошей жидкотекучестью. Для плохо-текучих металлов, например для стали, применяют литье под давлением. Жидкий металл под давлением сжатого воздуха или поршня хорошо заполняет любую сложную форму. Однако обыкновенный кокиль большого давления не выдерживает и разрушается. Поэтому формы для литья под давлением пресс-формы делают из прочной стали. Литье под давлением называют иногда пресс-литьем. Этот процесс полностью механизирован. Машины для литья под давлением выпускают по нескольку тысяч отливок за смену. На них можно получать отливки с тонкими стенками из материалов, обладающих низкой жидкотекучестью.

Рисунок 25. — Литье в кокиль

Еще в начале прошлого столетия появилось литье по выплавляемым моделям, сделанным не из дерева или металла, а из легкоплавкого воскообразного (парафин, стеарин) вещества. Такую модель покрывают огнеупорной оболочкой и заформовывают в опоку. Горячий металл расплавляет воск и заполняет оболочку, в точности повторяя форму модели.

При этом способе модель не надо извлекать из формы: она сама выплавляется. Это удобно и позволяет получать очень точные отливки. А кроме того, этот процесс легко автоматизировать.

Так же широко распространено центробежное литье, с помощью которого делают отливки, имеющие форму тел вращения,— трубы, шестерни, зубчатые ободы и т. д. Металл заливают во вращающуюся металлическую форму, центробежная сила прижимает его к стенкам формы и позволяет получать отливки высокого качества.

1.1.5 Ювелирное мастерство

Изготовление ювелирных изделий — одно из древнейших ремесел в многовековой истории человечества.

Ювелирное искусство возникло в глубокой древности. До нас дошли тончайшие украшения, пышно декорированные разнообразные кубки и чаши, изготовленные из золота за несколько тысячелетий до нашей эры.

Вторая половина 19-го столетия, и особенно рубеж 19 и 20-х веков, была временем исключительного расцвета русского искусства, и в том числе периодом значительных успехов отечественного ювелирного дела, когда 4,5 тысячи фирм, фабрик и мастерских практически на 95% обеспечивали внутренний рынок ювелирных товаров. Работы мастеров лучших из них, трудившихся на ювелирные дома Сазикова, Оловянишникова, Феберже (рисунок 26), Болина, Овчинникова и других, бесспорно, стали одним из символов блестящей поры Серебряного века русской художественной школы.

Рисунок 26. — Яйцо Фаберже

Ювелир начинает изготовление изделия с подготовки материала для работы, а заканчивает полной его обработкой. Ювелирная мастерская должна быть просторной и светлой и оборудована так, чтобы потеря драгоценного материала сводилась к минимуму.

Ювелирное искусство — один из древнейших и широко распространенных видов декоративно — прикладного искусства. В нем находит воплощение присущее человеку стремление к красоте. Ювелирные изделия — предметы украшения и быта из благородных металлов в сочетании с драгоценными, полудрагоценными и поделочными камнями, а также художественных изделий из недрагоценных материалов, выполненных с большим мастерством и отвечающих высоким эстетическим требованиям.

Для ювелирного искусства характерно тонкое понимание особенностей материала, умелое выявление его декоративных свойств и высокое мастерство художественного исполнения. Мастера-ювелиры стремятся к тому, чтобы ожил камень, заиграл металл, засверкало стекло.

Рисунок 27. — Ювелирное искусство

Ювелирное искусство возникло еще в глубокой древности. В 7 веке до нашей эры в Древней Греции зародилось искусство глиптики — резьбы по камню (геммы).

В Древнем Риме большой популярностью пользовались разнообразные изделия с драгоценными камнями.

Золото и серебро издавна использовали во всех видах древнерусского искусства. В России в 11-13 веках ювелиры Киева и Новгорода с большим мастерством обрабатывали созданные природой различные цветные камни.

К ювелирным товарам (от голл. Juweell — драгоценный камень) относят изделия, изготовляемые из драгоценных металлов и камней, а также из некоторых других материалов высокохудожественной обработки.

Материалы являются одним из факторов, влияющих на формирование потребительских свойств (функциональных, эргономических, гигиенических, а главное — эстетических) и качества ювелирных товаров.

Основными материалами для изготовления ювелирных товаров являются благородные и цветные металлы и их сплавы, драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни, янтарь, перламутр, синтетические камни, а также стекло, эмаль, кость, рог, папье-маше и пластические массы.

Благородные металлы отличаются особой химической стойкостью, тягучестью и красивым внешним видом. Они имеют плотную кристаллическую решетку, обладают хорошим блеском, высокой плотностью, устойчивостью к атмосферным влияниям, а также пластичностью и сплавляемостью с другими металлами. Все это значительно «усиливает» эстетические свойства ювелирных товаров.

Для изготовления изделий в чистом виде эти металлы не применяют, так как они сравнительно мягки и обладают малой механической прочностью. Поэтому используют сплавы благородных металлов с другими металлами. По сравнению с чистым металлом сплавы обладают лучшими механическими свойствами, более низкой температурой плавления и определенным оттенком. Металлы, входящие в состав таких сплавов, называют лигатурными. Состав сплавов строго регламентируется государственными стандартами и называется лигатурой.

К благородным металлам относят золото, серебро, платину, а также металлы платиновой группы (палладий, родий, рутений, иридий и осмий).

Ювелирные изделия декорируют различными способами — золочением и серебрением, оксидированием, анодированием, гравировкой, чернением нанесением художественной эмали, инкрустированием, чеканкой.

2. Разработка технологии изготовления индивидуального задания

Задание на тему «Ручная ковка» спроектировать технологический процесс изготовления изделия кузнечные клещи.

В кузнечном деле используется очень много инструментов, но, наверное, наибольшим разнообразием видов обладают клещи. От них зависит и удобство, и качество и безопасность работы. Такое разнообразие объясняется тем, что приходится ковать поковки разного сечения и размера, кроме того, приходится использовать различные приемы ковки. Клещи следует изготавливать из сталей, которые не воспринимают закалку. Клещи состоят из двух клещевин соединенных заклепкой, выполняющей роль оси. Клещевины имеют конструктивные элементы: ручки и рабочие части, называемые губками, которыми захватывают заготовки. По форме губок клещи делятся на продольные, поперечные и специальные. Клещи являются продолжением руки кузнеца, поэтому они должны быть легкими и удобными, рукоятки — пружинистыми, губки — плотно прилегать по заготовке.

2.1 Пооперационная таблица

Эскиз операции

Операция

Прием

Инструмент

Изготовление детали клещевина

1

Нагрев заготовки диаметром 16мм, длиной 450 мм

Кузнечный горн

2

Отрубка заготовки

Переход

Подкладка и кузнечный топор

3

Осадка конца заготовки

Проход

Кувалда

4

Высадка части через которую проходит ось

Переход

Кувалда

5

Гибка

Проход с подачей

Рог наковальни

Изготовление заклепки и сборка клещей

6

Нагрев заготовки

Кузнечный горн

7

Отрубка заготовки

Переход

Подкладка и кузнечный топор

8

Проколка

Проход

Кузнечное шило, ручник

9

Сборка

Готовые клещевины и заклепка

2.2 Описание технологических процессов

Технологические операции

Инструменты и материалы

1.

Разработка эскиза изделия

Карандаш, бумага

2.

Изготовление мастер-модели

Брусок модельного воска, эскиз, резаки по воску

3.

4.

Изготовление литейных форм

Мастер- модель; опока; формовочная смесь(кристоболит, высокопрочный гипс-гидрат гипсового камня CaSO 4 · 2H2 O, кремнезем-двуокись кремния SiO2 , модифицирующие вещества )

5.

Заливка металла в опоку

Опока, вибрационный стол, муфельная печь

6.

Очистка отливок

Холодная вода

Заключение

В процессе разработки данного проекта были приобретены навыки по моделированию, проектированию и изготовлению художественного изделия. Рассмотрены различные способы изготовления изделия, и получены знания по выбору оптимальной технологии.

В процессе работы были получены знания по теме «Ручная ковка» и, используя эти знания и умения, был разработан технологический процесс изготовления кузнечных клещей.

Список использованных источников

[Электронный ресурс]//URL: https://liarte.ru/otchet/hudojestvennoe-izgotovlenie-izdeliy/

1. Ледзинский В. С. Мир художественного металла. : учеб. пособие / В. С Ледзинский — Москва «Жираф», 2001г. — 193с.

2. Ковешникова Н. А. Дизайн: история и теория : учеб. пособие для студентов архитектурных и дизайнерских специальностей / Н. А. Ковешникова. — Москва «Омега-Л», 2009г. — 224 с.

3. Новиков В.П. Книга начинающего ювелира/В.П. Новиков. — Санкт-Петербург, 2001.- 416 с.

4. Хворостов А.С. Чеканка Инкрустация. Резьба по дереву : учеб. пособие / А.С. Хворостов. — Москва «Просвещение», 1985г. — 176 с.

5. Бек Ю.И. Мир художественного литья: История технологии.

6. Орловский Э.И. Ювелирное дело

7. 2. Никифоров Б. Т., Колотиенко С. Д. Металлы и сплавы для художественных и ювелирных изделий: учеб. пособие для вузов / Б.Т. Никифоров, С. Д. Колотиенко — Ростов н/Д.: Издательский центр ДГТУ, 2001. — 170 с.