Шар в шаре на токарном станке

Ф. Маликов (г. Воронеж)

Файл с книжной полки Несененко Алексея OCR: Несененко Алексей июль 2003

Стереоснимок. Внутри шара — двенадцатигранник с отверстиями, а в нем двенадцатигранная остроконечная звезда.

В журнале «Наука и жизнь» № 9, 1981 г. была опубликована заметка «Додекаэдр в шаре». В ней рассказывалось о сложной, виртуозной работе, выполненной на токарном станке: из одной заготовки выточен шар с заключенным в него двенадцатигранником. На эту заметку откликнулся преподаватель Воронежского политехнического института Ф. П. Маликов. Он прислал в редакцию свои «токарные загадки» и рассказал, как ему удалось их изготовить.

Далеко по свету разнеслась слава об индийских и китайских изделиях из слоновой кости. Особенно поражают виртуозностью обработки китайские резные шары, которые европейцы привозили в прошлом веке из Кантонского порта. Внутри шара с ажурно-рельефной поверхностью находились шары меньших размеров, тоже ажурные. Все они были изготовлены из одного куска кости. Такие изделия, получившие название «шар в шаре», делали в основном для вывоза за границу. Европейцы называли их «дьявольскими шарами».

Изготовление «шара в шаре» распадалось на восемь операций, выполняли их соответственно восемь мастеров. Работа над одним комплектом занимала около двух лет.

Тринадцать разных «шаров в шаре». В середине — шар-заготовка.

«Кольцо в кольце». Каждая цепочка выточена из одной заготовки.

В начале шестидесятых годов токарь горьковского завода «Красное Сормово» И. Н. Годяев привез из Японии шар с заключенными внутри многогранниками. Ему подарили его японские рабочие в знак дружбы. Шар выточен из слоновой кости и разрисован цветными драконами. Целый год японские граверы выскребывали эти многогранники штихелями.

Шар-заготовка вначале точится грубо по шаблону, а затем обтачивается резцом в поворотной оправке, закрепляемой в резцедержателе станка. На рисунке штриховкой показана втулка, которая зажимается в резцедержателе.

Прежде чем обрабатывать «шар в шаре», необходимо рассчитать и вычертить на бумаге задуманные фигуры. Обработка выполняется двумя резцами и зенкерами. Инструмент подается в нужных направлениях — по оси и под углом (по лимбам суппорта и задней бабки). Одним резцом, напоминающим отрезной резец с одной передней режущей кромкой, обтачивают звездочки. Он подается под углом. Второй — расточной с двумя режущими кромками, расположенными спереди и под углом. Для обточки шаровой поверхности используется фасонный резец.

На рисунке — схема изготовления шара со звездочкой и четырьмя додекаэдрами внутри. Черным цветом обозначен выбираемый металл.

Для обработки шар зажимается в приспособление, закрепляемое в кулачках токарного патрона. Оно представляет собой цилиндр со ступенчатым отверстием поя Диаметр шара. На наружную поверхность цилиндра навинчивается накидная гайка. Фигура в полости шара определяется числом отверстий. Например, для куба нужно 6 отверстий, для додекаэдра — 12 отверстий и т. д.

Московские токари С. П. Иванов, А. Д. Тюленев, В. Т. Копылов и другие разгадали секрет изготовления «шара в шаре» (мы будем так называть и многогранник в шаре) и стали точить их не из слоновой кости, а из более крепкого материала — латуни, затрачивая на работу не годы и месяцы, а всего лишь 3—5 часов (конечно, без украшения резьбой).

Каждый, кому попадает в руки «шар в шаре», не может остаться равнодушным к искусству мастеров-умельцев. А если вы вдобавок владеете токарным мастерством, вас так и тянет попробовать самому выточить хитроумные шары. Автору этих строк тоже довелось пройти такой путь. Хочу рассказать, что из этого получилось.

Один из моих знакомых, В. П. Дунаев, начальник технологической лаборатории Воронежского завода имени М. И. Калинина, показал однажды латунный шар, выточенный московскими токарями, и рассказал, как его изготовить. Работа токарей-виртуозов задела мое самолюбие, и в свободное время я встал за старенький токарный станок, чтобы попробовать свои силы. Изготовил больше десятка шаров и испытал при этом преогромное удовольствие. Ни один из шаров своими внутренними фигурами не был похож на другие. Одинаковыми были только начальные заготовки — шары диаметром 46 мм. Материал использовался разный: латунь марки ЛС 59-1, высокопрочный алюминиевый сплав марки В95, прозрачное оргстекло.

Читайте также:  Светильник для ламп днат цена

Над тем, как выполнить ту или иную операцию, приходилось не раз поломать голову. Взять хотя бы шар-заготовку. Она должна быть совершенно круглой с отклонениями диаметра не более 0,1 мм. Выточить такой шар совсем не просто. Потом на его поверхности надо разметить двенадцать отверстий. Значит, нужно придумать делительное устройство. Далее шар требуется закрепить в патроне — тоже проблема. Потом изготовить целый набор специальных резцов, с помощью которых вытачиваются внутренние фигуры. И решить еще десятки и десятки задач, возникающих на каждом шагу.

А сама работа на станке? От токаря требуются огромное терпение, точно рассчитанные движения. Резец подается вручную настолько малыми перемещениями, что стружка получается тончайшей, рассыпающейся в пальцах в порошок.

Чтобы не поломать резец, а он очень тонкий — сечение у вершины не превышает 1 мм 2 , — приходится применить немало ухищрений: подобрать скорость резания, уменьшить подачу, остро заточить лезвие, установить резец выше центра вращения детали, подавать смазочно-охлаждающую жидкость, все время удалять стружку и т. д.

Даже опытные токари обычно задают вопрос: «А когда фигурки отрезают одну от другой, они начнут болтаться в шаре и могут поломать резец и покорежить все внутри. Как тут быть?» Действительно, задача непростая. Для ее решения можно предложить два варианта: или закреплять отделяемые фигурки, или недорезать уголки-перемычки, оставив эту операцию на конец обработки. Наверное, возможны и другие приемы.

Не меньшее любопытство, чем шар, вызывает другая загадка токарного мастерства — «кольцо в кольце». Это название выбрано по аналогии с «шаром в шаре», однако кольцо известно гораздо меньше. На фотографиях показаны отрезки цепи из трех, пяти колец и замкнутая цепь из десяти колец. Все они выточены на токарном станке из сплошного материала (фторопласт, латунь, алюминиевый сплав). Никаких разрезов, перемычек, сварки или пайки нет.

Мы не будем здесь рассказывать, как изготавливается «кольцо в кольце». Пусть читатели над этим подумают сами. Надеемся, что среди них найдутся мастеровые люди, которые знают и более замысловатые токарные загадки. Если будет желание поделиться опытом, присылайте свои творения.

Всем добрый день! В преддверии выходных, хочу подкинуть тему для размышления. Шар головоломка — как это сделать?
Китайские шары — головоломки – декоративные предметы, которые состоят из нескольких концентрических сфер, каждая из которых вращается свободно, но при этом вырезана из той же самой части материала что и предыдущие.

Хотя изначально они делались только из слоновой кости, в наши времена можно найти шары-головоломки из синтетической слоновой кости, смолы, дерева, нефрита и других материалов. Эти детальные произведения искусства обычно состоят из 3-7 слоев, а самый большой шар-головоломка сделан из 42 концентрических шаров, располагающихся один в другом.

В кризисном XVII веке появилась резьба по кости «шар в шаре» (вложенные друг в друга костяные ажурные шары, состоящие из миниатюрных фигурок) – вещь, поражающая филигранностью работы, но, по сути дела, всего лишь изящная и трудоемкая безделушка. На такую работу у мастеров уходили многие годы.

Видимо, у китайцев было такое хобби — делать подобные игрушки: костяной шар с прорезями, в нем другой такой же, в нем третий, и каждый может вращаться в любом направлении.

Изготовление «шара в шаре» распадалось на восемь операций, выполняли их соответственно восемь мастеров.

Так как же все-таки шары-головоломки сделаны?

Для этого необходимо вагон терпения и очень спокойные руки.

Каждый, кому попадает в руки «шар в шаре», не может остаться равнодушным к искусству мастеров-умельцев. А если вы вдобавок владеете токарным мастерством, вас так и тянет попробовать самому выточить хитроумные шары. Автору этих строк тоже довелось пройти такой путь. Хочу рассказать, что из этого получилось.

Читайте также:  Ворота совмещенные с калиткой

Над тем, как выполнить ту или иную операцию, приходилось не раз поломать голову. Взять хотя бы шар-заготовку. Она должна быть совершенно круглой с отклонениями диаметра не более 0,1 мм. Выточить такой шар совсем не просто. Потом на его поверхности надо разметить двенадцать отверстий. Значит, нужно придумать делительное устройство. Далее шар требуется закрепить в патроне — тоже проблема. Потом изготовить целый набор специальных резцов, с помощью которых вытачиваются внутренние фигуры. И решить еще десятки и десятки задач, возникающих на каждом шагу.

А сама работа на станке? От токаря требуются огромное терпение, точно рассчитанные движения. Резец подается вручную настолько малыми перемещениями, что стружка получается тончайшей, рассыпающейся в пальцах в порошок.

Чтобы не поломать резец, а он очень тонкий — сечение у вершины не превышает 1 мм2, — приходится применить немало ухищрений: подобрать скорость резания, уменьшить подачу, остро заточить лезвие, установить резец выше центра вращения детали, подавать смазочно-охлаждающую жидкость, все время удалять стружку и т. д.

Даже опытные токари обычно задают вопрос: «А когда фигурки отрезают одну от другой, они начнут болтаться в шаре и могут поломать резец и покорежить все внутри. Как тут быть?» Действительно, задача непростая. Для ее решения можно предложить два варианта: или закреплять отделяемые фигурки, или недорезать уголки-перемычки, оставив эту операцию на конец обработки. Наверное, возможны и другие приемы.

А теперь смотрим подобную работу, выполненную на торном станке……….

Мастерок.жж.рф

Хочу все знать

В течение многих столетий китайское прикладное искусство было известно во всем мире своей невероятной красотой и изяществом. Если нужно выбрать единственный объект, который лучше всего описывает китайское внимание к деталям, это, конечно же, будет шар-загадка из слоновой кости

Китайские шары — головоломки – декоративные предметы, которые состоят из нескольких концентрических сфер, каждая из которых вращается свободно, но при этом вырезана из той же самой части материала что и предыдущие

Вы можете найти шары, сделанные из синтетической слоновой кости, смолы, древесины, нефрита и других материалов. Эти произведения искусства обычно состоят из 3 — 7 слоев, а самый большой в мире шар — загадка сделан из 42 концентрических шаров

Давайте узнаем, как они делались …

В кризисном XVII веке появилась резьба по кости «шар в шаре» (вложенные друг в друга костяные ажурные шары, состоящие из миниатюрных фигурок) – вещь, поражающая филигранностью работы, но, по сути дела, всего лишь изящная и трудоемкая безделушка. На такую работу у мастеров уходили многие годы.

Видимо, у китайцев было такое хобби — делать подобные игрушки: костяной шар с прорезями, в нем другой такой же, в нем третий, и каждый может вращаться в любом направлении.

Фото 3.

Настоящей жемчужиной среди прочих шедевров, выполненных из слоновой кости, признаны «решетчатые шарики внутри шариков» . Первым шагом в изготовлении этого чуда является превращение куска кости в идеальный шар, после чего в нем на необходимом расстоянии просверливаются несколько отверстий конической формы, чьи вершины сходятся точно в центре шара. Затем мастер с помощью линейки отмечает в каждом отверстии, сколько шариков он хочет выгравировать внутри первого. Теперь он может приступать непосредственно к вырезанию шариков, начиная с лежащего в самом сердце будущего «решетчатого шарика» . Мастеру приходится полагаться лишь на собственное чутье, годы опыта и острое лезвие своего резака, т. к. проделанные отверстия не позволяют ему видеть, что происходит внутри шара. Все последующие шарики также вырезаются изнутри. При этом ошибись мастер хоть на волосок – и вся работа пойдет насморку.

Фото 4.

Самым сложным среди «решетчатых шариков внутри шариков» считаются выполненные на заводе Резьбы по слоновой кости Даси в Гуанчжоу. Вэн Жунбяо – заслуженный работник этой отрасли – в 1977 г. вырезал из слоновой кости 15 см в поперечнике набор из 42 узорчатых шариков, каждый из которых находился в подвижном состоянии внутри другого и был украшен гравированными пейзажами (павильонов и башен, облаков и гор) . Центральный шарик был толщиной в бумажный лист. Вэн Жунбяо – резчик по кости в 4-м поколении. В 1915 г. его отец получил международное признание на международной ярмарке в Панаме, вырезав 25 «резных шариков в шариках»

Читайте также:  Алмазный диск 230 мм hilti

Гуанчжоуский мастер Вэн Жунбяо является потомственным мастером художественной резьбы по кости. Его отец вырезал из куска слоновой кости многослойную шаровую композицию из 28 сферических слоев, при диаметре внешней сферы 10 см. Сам Вэн Жунбяо превзошел отца. Он вырезает внутри шара такого же диаметра 40-45-слойную композицию, причем каждая из сфер может свободно вращаться независимо от соседних.

Фото 5.

Хотя изначально они делались только из слоновой кости, в наши времена можно найти шары-головоломки из синтетической слоновой кости, смолы, дерева, нефрита и других материалов. Эти детальные произведения искусства обычно состоят из 3-7 слоев, а самый большой шар-головоломка сделан из 42 концентрических шаров, располагающихся один в другом. Хотя внутренние шары могут управляться посредством выравнивания отверстий, китайские шары-головоломки получили свое название от людей, которые веками оттачивали свое мастерство в создании таких предметов.

Так как же все-таки шары-головоломки сделаны? Для этого необходимо вагон терпения и очень спокойные руки. Китайские мастера вращают твердые мячи на токарном станке и начинают с прорезывания отверстий по направлению к центру предмета. Затем, используя специальный предмет в форме «L» они начинают отделять шары во внутренней части.

Фото 6.

Китайские шары-головоломки настолько тонкой работы, что могут вырезаться исключительно вручную. Даже самый легкий щелчок рукой может вдребезги разбить внутренние слои, тем самым разрушив работу нескольких дней. Чтобы понять, насколько они хрупки, не рекомендуется пытаться выстроить все отверстия в ряд, так как это может повредить концентрические шары. Но если вам все-таки хочется разгадать эту древнюю головоломку, лучше использовать зубочистки или перо птицы.

Волшебные шары, как они иногда именуются, обычно относятся к предметам с положительным зарядом из-за своего символического украшения и формы бесконечного круга. Слои могут символизировать разное – от четырех направлений компаса до природных элементов, а резной декор на внешнем мяче обычно напоминает дракона или феникса, соответствующие Инь и Янь. Считается, что шар-головоломка, декорированный этими двумя элементами, способен укрепить брак и принести удачу и процветание.

Вот еще вынес мнение из комментов: На самом деле ничего слишком сложного в этом изделии нет. Нарезание собственно концентрических шаров вполне автоматизируется. Приспособления достаточно просты. А вот нарезка узоров требует некоторого усердия, но технически тоже вовсе не сложна. Кстати – начинают не с внешнего, а с внутреннего шара. Внешний же делается не круглым, На нем столько плоских срезов, сколько отверстий – так проще позиционировать и крепить при обработке. Затем сверлятся отверстия самого меньшего диаметра на глубину "до последнего" шара. На обычном сверлильном станке. Затем последовательно увеличивают даметр свёрл и уменьшают глубину "проходки". Получается набор ступенчато-конических отверстий. Приспособление для вырезки шара внутри тоже достаточно простое: стержень с проушиной, по которой перемешается изогнутый по форме нужного щара резак, заточенный с одного конца; на второй конец резака давит пружинка, продвигая его в проушине. При вращении стержня резак постепенно делает всё время расширяющуюся круговую прорезь по образующей шара. При проточке поверхностей через все конические отверстия образуется практически готовый шар. Останется просечь несколько оставшихся перемычек, и можно приступать к гравировке рисуна самом малом шаре фрезой. И т.д. На современном оборудовании можно точить такие шары, как "семечки" щёлкать.

Фото 8.

Фото 9.

Фото 10.

Фото 11.

Оставьте ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *