ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ

Процесс чеканки заключается в обработке металла с помощью специального набора чеканов, различных по форме и назначению, и чеканного молотка. В процессе чеканки применяются также подсобные материалы и при­способления. Чеканы представляют собой специально откованные стальные стержни длиной 120 мм. Короче они неудобны, так как не позволяют наносить свободно удары, не травмируя руки. Для специальных работ чеканы могут быть и длиннее.

25. Канфарник: а — круглый, 6 — вось­мигранный

Чекан можно разделить (условно) на три основные части: 1) верхний конец чекана, 2) остов чекана, 3) нижний конец чекана (бой). Остов, как правило, делается восьми­гранным, несколько утолщенный в средней части и зауженный к концам. Причем сечение восьмигранника должно быть прямоугольное, а не квадратное, и рабочая часть его соответственно направлена параллельно большей стороне прямоугольника. При таком сечении легче управ­лять чеканом, когда, не глядя на чекан, а только ощущая его, можно определить положение его рабочей части во время работы. В целом же такая форма обеспечивает большую устойчивость чекана и отсутствие вибраций. Кроме того, она соответствует размерам и форме чело­веческой руки.

В зависимости от назначения различают следующие группы чеканов, имеющих различную форму боя.

Канфарники — чеканыс заостренным рабочим концом в форме тупой иглы. На рис. 25 изображены два варианта канфарников: круглый (а) и восьмигранный (б). Канфарники служат для перевода рисунка с бумаги на металл, а также для отделки фонов точками. Изготовляют канфарник как слесарным способом (круглые), так и на токарном станке (восьмигранные). Проще канфарники изготовлять на станке, но восьмигранная форма удобнее в работе. Материалом может служить углеродистая сталь.

26. Расходники: а — ширина боя до 10 мм; б — ширина боя свыше 10 мм

27. Рабочие части рас­ходника: а — прямого; б — полу­круглого

Расходники, или обводные чеканы(рис. 26, а, б). С по­мощью расходника на металле воспроизводят контур рисунка, обводя его по линии переведенного через копи­ровальную бумагу в виде слегка углубленной четкой сплош­ной линии. На листовом металле линия расходки образуется не только на лицевой стороне, но и на оборотной, что помогает следить за рисунком при выколотке рельефа с изнанки. Широкие (толстые) расходники дают более мягкую линию, острые, наоборот, более четкую.

Расходники бывают прямые — для проведения прямых линии и полукруглые с различным радиусом закругления — для обводки кривых линий. На рис. 27 изображены рабочие части прямого (а) и полукруглого (б) расходника. Оба они заправлены под одним углом, только у прямого расходника грани (1) и (2) образуют ребро (3) прямое, а у полукруглого расходника грань (1) выпуклая, что делает ребро (3) дугооб­разным. Чем меньше радиус обрабатываемой линии рисунка, тем меньше должны быть радиус и размер полукруглого расходника. Очень закругленным расходни-ком работать трудно, поэтому его используют только как пуансон — работают отдельными ударами. Такой расходник не будет двигаться плавно и свободно, а если его двигать с усилием, то линия получится состоящей из отдельных отпечатков по форме данного расходника.

Изготовление расходников довольно сложно и требует большого мастерства. Сначала делается поковка из стали, затем ее хорошо отжигают, обрабатывают напильниками и шлифуют. Готовый расходник обязательно проходит закалку и отпуск. После термической обработки рабочую часть расходника дополнительно полируют. Остов должен быть прямоугольным в сечении. Такое сечение остова чекана лучше позволяет управлять им во время работы. Расходники с рабочей частью более 10 мм делаются также с увеличенной рабочей частью, как облые и лощатники. Такой расходник показан на рис. 27, б.

Полукруглые расходники изготовляются в паре с пря­мыми. Это делается для сопряжения прямых и кривых линий при переходе одной линии в другую во время обводки рисунка. Чаще употребляются расходники с углом 90°. Совсем острым делать расходник не следует и лучше после термической обработки слегка притупить его мелкой шкур­кой. Он меньше будет резать металл, лучше скользить, легче чеканить. Для работы необходимо иметь набор рас­ходников всех размеров (от самого маленького до большо­го) от острого до округлого, переходящего постепенно в облый чекан.

28. Облый чекан (бобошник): а — рабочая часть обло-го чекана; б — разно­видности форм рабочей части

29. Лощатники: а — с расширенной рабо­чей частью; б — с прямой рабочей частью

30. «Боевые» концы фак­турных чеканов и рисунок фактур

Чеканы с продолговатым, овальным, бобовидным боем называются облыми или бобошники(«обло» — кругло, древнее русское слово). Это очень большая и разнообразная группа чеканов. Они так же, как и расходники, имеют самые разнообразные закругления рабочей части и размеры. Облые чеканы служат в основном для выколотки рельефа. Они имеют мягкую округленную форму рабочей части (рис. 28, а), и поэтому при выколотке рельефа из листового металла ими можно произвести наибольшую вытяжку рельефа. Изготовление облых чеканов в основном анало­гично изготовлению расходников. Особое внимание нужно обратить на изготовление рабочей части. На ее поверх­ности не должно быть ломаных переходов. Как правило, общая форма облой части должна быть продолговатой, но не обязательно правильно овальной; она может быть и прямоугольной со скругленными углами. На рис. 28, б пока­заны разновидности форм рабочей части облого чекана, из которых видно, что ни на одной из приведенных форм нет острых углов. Все они смягчены, что необходимо при выколотке рельефа.

Группа чеканов с более или менее плоским «боем» называется лощатниками(от глагола лощить). Применяются они для лощения (выравнивания) поверхности, для проработки рельефа с лицевой стороны, шрифтовых ком­позиций, опускания фона и т. д. Лощатники бывают глад­кие или шероховатые и соответственно след от них на металле получается гладкий, как бы кованый, или шерохо­ватый (матовый) — мягкий. Рабочая часть гладкого лощатника должна быть несколько выпуклой с немного округлен­ными углами по всему периметру рабочей части (рис. 29, а, б). Если же углы недостаточно округлены, то во время работы будут оставаться отпечатки рабочей части лощатника на обрабатываемой поверхности металла в виде лесенки, что нежелательно. Фоновые лощатники с матовой фактурой, как правило, бывают небольшого размера и с прямой плоскостью. Чеканы-лощатники с нанесенной на них фактурой не должны быть большого размера, если обрабатывается плоская поверхность, так как при большой площади опоры плохо передается факту­ра на обрабатываемый металл. Если же приходится обра­батывать выпуклую поверхность, можно брать фактурный лощатник и большего размера.

Технология изготовления лощатников такая же, как и облых чеканов. Они могут быть (рис. 29, б) прямыми или с расширенной рабочей частью (рис. 29, а). Такая рабочая часть целесообразна для чеканов толщиной более 7 — 8 мм в средней части остова чекана. Это делается для удобства в работе, экономии материала и выбора более рационального способа изготовления. Следует добавить, что подобная форма рабочей части (для крупных чеканов) позволяет обрабатывать труднодоступные места и в некоторых случаях заменяют «сапожок». Начинающие чеканщики почти всегда делают ошибку при изготовлении подобных чеканов, делая слишком тонкую шейку и большую рабо­чую часть. «Шейкой» называется самая тонкая часть чекана в месте перехода рабочей части к остову. После закалки чекан с тонкой шейкой часто ломается после первых же ударов. Нормальное соотношение размеров шейки соот­ветственно к длине и ширине рабочей части не должно превышать 1 : 2, т. е. если шейка 6X7 мм, то рабочая часть будет приблизительно 12X14 мм (лучше меньше).

Фактура на поверхность рабочей части лощатника может наноситься с помощью канфарника пурочника, острого расходника, трехгранного надфиля, личного на­пильника, уже насеченного чекана или пуансона и другим способом. На рис. 30 показаны некоторые схематические рисунки фактур: У — фактура, изготовленная набивкой небольшим (150 — 200 мм) личным напильником (набивка производится хаотически); 2 — фактура набивается с по­мощью пурочника небольшого размера; 3, 4, 5, 6, 7 — фактура, сделанная с помощью трехгранного надфиля, острого расходника и канфарника; 8 — делается надфилями с последующей шлифовкой, употребляется для проведения дорожек; 9 — набивается пурочником с большим радиусом закругления, после набивки мелкой шкуркой смягчить образовавшиеся ребра, которые образуют рисунок, напоминающий соты пчел (такой чекан служит для прове­дения различных дорожек при чеканке орнамента); 10 — строенный пурочник, делается с целью ускорения набивки фона.

Перечисленные три группы чеканов — расходники, облые и лощатники — являются основными. С их помощью делают расходку рисунка (начальная стадия чеканки), выколотку рельефа (последующая стадия чеканки) и окончательную обработку чеканного рельефа. Поэтому очень важно при изготовлении чеканов этих трех групп выдержать взаимо­переход одной группы чеканов в другую. Так, например, если нужно произвести самую глубокую расходку или самую глубокую выколотку на каком-то участке листового металла, применяют чеканы от самой округлой, мягкой фор­мы до самого острого чекана, переходя постепенно от одного к другому. На рис. 31 показан постепенный переход от острого расходника до плоского лощатника. Их можно распределить таким образом: 1 — 4 — расходники; 5 — 10 — об­лые и 11 — 12 — лощатники.

Кроме перечисленных имеются еще много других чеканов специального назначения. Чеканы с круглой, сферической головкой называются пурочннками(пурошни-ками). Они служат для выколотки сферических полу­круглых форм при чеканке с изнанки или для получения ямочной фактуры при работе с лицевой стороны. Пурочни-ки можно выточить на токарном станке с последующей слесарной обработкой. На рис. 32 изображены два пуроч­ника: один (а) выточен на токарном станке (диаметр боя до 10 мм), другой (б) изготовлен кузнечно-слесарным способом (размер его боевого конца более 10 мм).

Существуют еще чеканы, называемые круглыми, или прямыми, обжимками.

У круглой (или прямой) обжимки рабочие части имеют вогнутую сферическую поверхность различного диаметра и глубины. На металле они образуют выпуклый сферический отпечаток в виде шарика. Эта обжимка обычно употребля­ется для проглаживания выколоченной пурочником полу­сферы. Обжимка берется в этом случае несколько боль­шего диаметра, чем выколоченная полусфера. При правиль­ном применении этой обжимки можно на плоскости метал­ла выколотить и прогладить сферу большую, чем половина шара. Круглая обжимка обычно делается по глубине меньше половины шара. Такой обжимкой легче работать, она не засекает металл при работе. При работе ею делают круговые движения.

Лунку прямой обжимки при изготовлении следует слег­ка «завалить» к краям, что обеспечивает чистоту работы.

Обжимки необходимо делать более прочными в рабочей части, так как при работе они испытывают противодей­ствующие силы, которые направлены на разрыв сферы или лунки чекана и часто, не выдерживая нагрузки, разруша­ются. Остов обжимки делается утолщенным от боевого конца чекана. Если прямую обжимку несколько видоизме­нить, получаются косые обжимки.Они могут быть и левы­ми и правыми и служат в основном для прочеканки «веревочек», т. е. витого шнура. На рис. 33, а, б показаны круглая (прямая) обжимка и ее изображение в плане, а также две косые обжимки.

31. Постепенный пере­ход одного чекана в другой

32. Пурочник: а — диаметр боя до 10 мм; б — диаметр боя свыше 10 мм; в — сапо­жок

К чеканам специального назначения относится чекан типа «сапожок».Он служит для образования поднутрений на рельефе, для прочеканки труднодоступных мест, т. е. узких и глубоких мест рельефа. Сапожек — не совсем обыч­ный чекан благодаря своей изогнутой форме. Его кон­структивные особенности заключаются в усилении всей изогнутой части, где толщина чекана самая большая, тогда как другие чеканы усилены в средней части. Усиле­ние этой части вызвано большим напряжением металла во время работы сапожком. Следует обратить внимание также на его рабочую часть, которая представляет собой лощат-ник прямоугольной формы. Если провести осевую линию через остов сапожка, то она должна пройти через середину прямоугольника, как доказано на рис. 32, в. Закаливается чекан так же, как и все чеканы из углеродистой стали, но отпуск следует делать несколько больший, т. е. до 340 — 360°С (до появления синего цвета побежалости). Этот вид чекана лучше всего изготовлять из специальной стали. К специальным чеканам относятся и фигурные чеканы,или пуансоны.На их рабочей части граверной техникой выполнены фрагменты орнамента (завитки, листы, цветы, розетки, буквы, цифры и др.). Древнерусские чеканщики применяли также пуансоны с изображением рук, глаз и т. п.

Вообще пуансоны изготовляют в тех случаях, когда необходимо чеканить большое количество одинаковых деталей изображения.

Изготовление пуансонов для работы по листовому металлу аналогично изготовлению чеканов. Пуансоны из­готовляют из круглого прутка, диаметр которого берется несколько большим, чем максимальный размер изображае­мой детали (для образования конусов). Заготовку можно брать и квадратную, но в любом случае рисунок пуансона размещается в определенном направлении, чтобы легче ориентировать пуансон во время набивки. Нужно учесть только одну особенность. Во время набивки каких-либо деталей пуансоном вся его рабочая поверхность одновременно участвует в работе. Набивку производят отдельными и сильными ударами. Поэтому пуансоны надо делать более прочными, с большим утолщением в средней части остова.

Рисунок на пуансоне должен размещаться строго по оси. Если сместить рисунок в какую-либо сторону, пуансон будет гнуться в противоположную сторону от смещения и во время удара вызывать нежелательные вибрации.

33. Обжимки: а — косые; 6 — круглая

34. Специальные чеканы: а — пуансон на дубовый лист; б — полукруглая сечка; в — прямая сечка

Закалку производить лучше сразу всего пуансона, а от­пуск делать раздельный. Рабочую часть отпустить до появления соломенного цвета, а остальную, постепенно увеличивая к верхнему концу, до фиолетового и синего.

На рис. 34, а изображен пуансон на дубовый лист. Он размещен параллельно длинным сторонам пуансона.

Острозаточенные чеканыпо форме такие же, как и расходники, с прямой и полукруглой рабочей частью, называются сечками(рис. 34, б, в). Они применяются для просекания фона ажурных чеканных работ из листа.

Здесь следует указать на особенность заточки рабочей части сечки. Чтобы сечка нормально работала, ее надо заточить односторонне, как показано на рисунке, и ставить во время работы более прямой стороной к рисунку. В противном случае от наклонного положения сечки будет поднутряться контур просекаемого рисунка. Угол заточки должен быть небольшим, но с более наклонной стороны, у самой режущей кромки делается округление, чтобы сечку не заклинивало и ею можно было работать так же, как расходником, т. е. длинными ударами молотка. На рис. 34, б, в отмеченные цифрой 1 точки показывают рабочую сто­рону, которой сечка ставится к просекаемому рисунку.

Все перечисленные виды чеканов различаются по раз­мерам. Для мелких ювелирных работ употребляются чека­ны, изготовленные из тонких стальных прутков сечением в 3 — 4 мм. Для работ средней величины применяются чеканы толщиной (в средней части) до 6 — 8 мм, при чеканке крупных декоративных композиций с большими формами, высоким рельефом толщина чекана может дости­гать 20 — 25 мм и больше. Крупные чеканы, т.е. толщиной 15 — 20 мм и больше, обычно делают несколько длиннее (более 170 мм), но по тем же принципам, что и средние.

Изготовление чеканов, толщина которых более 7 — 8 мм, довольно трудоемко. Для облегчения делают кузнечный штамп хотя бы для рабочей части чеканов. Форма рабочей части крупных расходников, облых чеканов и лощатников довольно сложна и поэтому применение штампа здесь необходимо. На рис. 35 показан простейший вариант приспособления, на котором можно штамповать только рабо­чую часть чекана. Сначала изготовляют образец чекана и производят его термическую обработку. Затем изготовляют две стальные плиты (лучше из жаропрочной стали 5ХНМ) и, нагрев их до светло-красного каления, быстро кладут под пресс, а между плит — образец чекана. Сильным уда­ром пресса делают отпечаток чекана на верхней и нижней плите. После этого обе плиты (вместе с образцом) медленно охлаждают, потом разнимают обе половины и производят разметку под сверление для направляющих колонок на верхней плите и сверлят ее насквозь. Соединив с помощью образца обе плиты вместе, сверлят через отверстие в верх­ней плите нижнюю плиту, но сверлом меньшего диаметра, чем требуется под колонки. Малое сквозное отверстие будет служить для выколотки колонок. Затем сверлом большего диаметра вторично сверлят отверстия диамет­ром, равным диаметру колонок (но не насквозь) в нижней плите. Так как отпечаток образца получится не полным, необходимо после сверления отверстий плоскости плит, на которых образовалось углубление по форме чекана, минимально прострогать «как чисто». После этого гравер­ным инструментом доводят глубину обеих половинок до нормы. В верхней плите в центре нарезают резьбу под хвостовик. Производят термическую обработку верхней и нижней плит и собирают штамп, поставив колонки и хво­стовик.