Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

Граверное дело
Учебник

       

48. Шкалы и шрифты, применяемые в гравировании

Основная область применения шкал (штриховых мер) — это приборостроение, контрольно-измерительные приборы и измерительные системы прецизионных станков, агрегатов и машин. Точность отсчета по этим мерам зависит от расстояния между штрихами, соотношения между шириной штриха и интервалом шкалы и качества штриха. Расчет элементов штриховой меры производится с учетом разрешающей способности глаза наблюдателя.

В точном приборостроении шкалы, сетки и подобные им изделия в зависимости от допусков подразделяют на три группы: точные — при допуске на линейные размеры менее 0,01 мм, средние — при допуске в интервале 0,1 — 0,01 мм и грубые — при допуске свыше 0,1 мм.

В зависимости от ширины штрихов их делят на пять групп: с шириной штриха не менее 20, 10, 5, 1,0 и 0,1 мм (субмикрометрические).

Под штриховой мерой понимают деталь, на поверхности которой нанесены отметки (штрихи), изображающие ряд последовательных чисел, соответствующих измеряемой величине. Иногда штриховой мерой называют меру, длина которой определяется расстоянием между штрихами, нанесенными на поверхность заготовки. Штрихи должны быть прямыми, параллельными, одинаковой ширины и располагающимися под прямым углом к краю плоскости шкалы; концы штрихов должны быть острыми, без вмятин и возвышений.

Применяются разнообразные штриховые меры, отличающиеся по виду рисунка, материалу заготовок, точности и конфигурации штрихов. Наибольшее распространение получили брусковые, ленточные и проволочные штриховые меры.

По назначению штриховые меры подразделяются на рабочие и образцовые. Образцовые штриховые меры служат для воспроизведения и сохранения единицы измерения длины, а рабочие меры — для непосредственного измерения линейных размеров. Штриховые меры могут иметь различные площади поперечного сечения и различную длину в зависимости от величины контролируемых изделий.

По точности штриховые меры можно классифицировать в зависимости от точности оборудования, на котором они используются. Штриховые меры, применяемые в станкостроении, делятся на три группы: 1) допуски штриховых мер нулевого класса составляют 30 — 40% допусков станков класса С; 2) допуски штриховых мер первого класса составляют 60 — 94% допусков станков класса С или 30 — 50% допусков станков класса А; 3) допуски штриховых мер второго класса составляют 60 — 83% допусков класса А или 30 — 42% допусков станков класса В.

Штрихи штриховых мер имеют треугольную (рис. 85, а) или прямоугольнукг (рис. 85, б) форму. Любая штриховая мера характеризуется следующими показателями: делением — расстоянием между серединами близлежащих штрихов; толщиной штриха и допуском на толщину штриха; длиной штриха.

Штрихи штриховой
меры

Рис. 85. Штрихи штриховой меры треугольной (а) и прямоугольной (б) формы

Требования, предъявляемые к штриховым мерам, используемым в металлообрабатывающих станках, следующие:

  1. Штрихи должны иметь постоянную ширину по всей длине и правильную геометрическую форму.
  2. Края штрихов должны быть ровными, контрастными и параллельными.
  3. Ширина штрихов после увеличения должна быть не менее 0,01 мм.
  4. Грани штрихов должны быть матовыми, рассеивающими свет.
  5. Поверхность, на которой нанесены штрихи, должна иметь максимальный коэффициент отражения, быть зеркальной и плоской.
  6. Коэффициент линейного расширения материала заготовки должен быть близок к коэффициенту линейного расширения материала, на котором крепится шкала.
  7. Поверхность со штрихами должна находиться в нейтральном слое заготовки и не должна испытывать напряжения при монтаже на станке.

Основным недостатком металлических штриховых мер является их низкая отражательная способность (50 — 60%) и трудность оцифровки каждого штриха. К недостаткам стеклянных штриховых мер можно отнести изменение размеров меры во времени из-за старения стекла, сложность монтажа штриховых мер в металлической оправе, трудность получения точных геометрических размеров заготовок.

К стеклянным штриховым мерам, которые обычно состоят из двух пластин (на одной нанесены на одинаковом расстоянии друг от друга штрихи, а другая, покровная, служит для защиты этих штрихов от повреждения во время эксплуатации), предъявляются следующие требования.

  1. Пузырность в границах главной рабочей зоны на глубине до 4 мм от поверхности, на которой нанесены деления, должна соответствовать классу 1Б, на глубине от 4 до 8 мм — классу 2Б, на глубине свыше 8 мм — классу ЗБ. За пределами главной рабочей зоны пузырность не нормируется. Под главной рабочей зоной понимают зону поверхности, прилегающую к штрихам и знакам шкалы.
  2. В зоне штрихов и знаков не допускаются царапины и точки.
  3. В главной рабочей зоне и вне зоны штрихов допускается не более 10 точек размером до 0,006 мм, не сосредоточенных в одном месте, не более трех царапин толщиной 0,0015 мм и длиной до 1,5 мм и не более двух царапин толщиной 0,002 мм и длиной до 0,5 мм. Все дефекты контролируются приборами, имеющими увеличение не менее 100.
  4. Толщина штрихов (0,005 + 0,001) мм. Разность по толщине вдоль штрихов допускается до 0,001 мм.
  5. Допуск на расстояние между двумя штрихами зависит от длины штриховой меры L и равен ±(2 + 0,002) мкм.
  6. Концы штрихов, обращенные к цифрам, должны лежать на одной прямой, перпендикулярной к штрихам, с отклонением не более +0,2 мм.
  7. Толщина штриха и шрифта для обозначения марки завода должны быть не более (0,007 + 0,003) мм.
  8. Знаки должны быть расположены относительно штрихов симметрично с отклонением не более ±0,02 мм.
  9. Штрихи, цифры и обозначения марки завода должны быть заполнены черной краской.

Иногда для измерения перемещений рабочих органов станков, машин и агрегатов применяют измерительные системы со шкалами, имдеющими равные по ширине штрихи, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга, или со шкалами, имеющими до тысячи расположенных на равном расстоянии матовых и прозрачных полос или соприкасающихся канавок. Существуют амплитудные шкалы, состоящие из попеременно чередующихся прозрачных и непрозрачных (в проходящем свете) или неотражающих и отражающих (в отраженном свете) линий одинаковой ширины.

Для контроля угловых перемещений применяют круговые штриховые меры, называемые лимбами, представляющие собой металлическую или стеклянную заготовку, на одной поверхности которой нанесены на равном друг от друга расстоянии штрихи. Для прецизионных лимбов погрешность деления не должна превышать 2". Цена деления и погрешность лимба зависят от области его использования и от диаметра заготовки. Наибольший допуск на угловые деления не должен превышать 1/4 цены деления. Обычно цена деления лимбов лежит в пределах от 1° до 20.

Нониусы, служащие для отсчитывания дробных частей основной шкалы, применяются как для линейных, так и для угловых шкал. Интервал шкалы нониусов в 1/n раза больше (нониус с отставанием) или меньше (нониус с опережением) основной шкалы. При необходимости быстрого отсчета нониусы не применяются, а используются индексы. Форма индекса может быть различной, но чаще всего в виде штриха.

Каждый 5-й и 10-й штрихи штриховой меры оцифровываются, а иногда цифры проставляются на каждом миллиметровом штрихе. При рассмотрении шкалы невооруженным глазом высота цифр выбирается равной полуторакратной величине интервала с округлением до 0,5 мм, но не менее 2 мм. При рассмотрении шкалы под микроскопом высота цифр равна 0,6—0,8 длины малого штриха. Так, наименьший размер цифр на серебре 0,2 мм, а на нейзильбере и латуни — 0,3 мм.

Допуски на ширину штрихов, рассматриваемых невооруженным глазом, устанавливают исходя из способности глаза замечать смещение одной линии относительно другой, равное 0,012 мм. При рассмотрении штрихов через микроскоп допуск уменьшается на увеличение системы.

Толщина штрихов, интервал шкалы (деление шкалы) и допуски на толщину штрихов выбираются в зависимости от способа отсчета и материала заготовки. Длина же штриха зависит от интервала шкалы. Причем, как правило, штрихи 5-го и 10-го делений должны быть длинее штрихов других делений. Допуск на расхождение в длинах штрихов допускается не более 5%.

Сетка представляет собой пластинку, на поверхности которой нанесен рисунок в виде отдельных штрихов и цифр или группы штрихов, расположенных в определенной последовательности в зависимости от назначения сетки. Сетки можно разделить на следующие группы: визирные, служащие для наведения на измеряемый объект; измерительные, по которым производят измерение; комбинированные, выполняющие функции визирных и измерительных сеток.

Визирные сетки широко применяются в контрольно-измерительных приборах для наведения на измеряемый объект, на шкалу измерительной сетки и на штриховую меру. Точность наведения зависит от геометрических размеров рисунка, в частности от толщины штриха, контрастности рисунка, симметричности и площади сравнения.

Для определения предела разрешения и качества изображения приборов используются миры, которые представляют собой штриховые испытательные таблицы с изменяющимися по определенному закону расстояниями между штрихами.

Мира состоит из 25 элементов; каждый из них в свою очередь включает в себя четыре квадрата, в которых нанесены штрихи в четырех различных направлениях. Штрихи миры должны быть абсолютно черные на белом фоне (или белые на черном фоне), причем ширина светлых промежутков между штрихами одного элемента — величина постоянная.

Обычно для контроля приборов применяется набор мир, различающихся масштабом нанесенного на них рисунка. Кроме рассмотренных элементов на мире нанесены две пары параллельных штрихов, расстояние между осями которых (база миры) определяет ее масштаб.

Качество изображения объективов проверяют по фотометрическим сеткам, которые представляют собой заготовку правильной геометрической формы (квадрат, прямоугольник, круг или шестиугольник) с прозрачными отверстиями на непрозрачном фоне. Размер отверстий обычно бывает одинаковым, а распределение их по полю сетки подчиняется определенной математической функции.

Для оценки качества изображения, воспроизводимого на экранах телевизионных систем, применяют таблицы, основные технические требования, к которым следующие: 1) таблицы должны быть выполнены на стекле с непрозрачными покрытиями (лучше всего серебряное покрытие); 2) покрытие не должно иметь дефектов в виде дырок, разводов и включений различных частиц; 3) отклонение ширины и длины штриха от заданного размера должно быть не более ±5%; 4) прозрачность штрихов должна составлять не менее 97 — 99%; 5) края штрихов должны быть ровными с хорошей контрастностью между прозрачными и непрозрачными интервалами; допустимая неровность краев не более 0,001 мм; 6) отклонение углов таблиц от номинальных значений не должно превышать ±10%.

Помимо широко известных универсальных таблиц в последние годы применяются все более сложные таблицы, позволяющие проводить измерение характеристик трубок. Существуют и простые таблицы, состоящие из одной, двух и трех групп штрихов. Такие таблицы имеют различные ширину штриха и число штрихов в группе.

Для проверки качества телевизионного изображения на контрольных устройствах и на экранах телевизионных приемников бытового, промышленного и специального назначения в настоящее время существует более 50 различных по своему виду тестов. Тесты, состоящие из штрихов, цифр и обозначений, расположенных по определенному закону, служат для разложения изображения на 400, 625, 1200 и другое число строк. При этом каждый элемент теста имеет свое целевое назначение. Так, группа клиньев в центре теста и клинья, расположенные по углам, служат для определения разрешающей способности передающих и приемных трубок телевизионных систем. Четкость горизонтальных рядов определяют по контрастности вертикальных клиньев, а вертикальных рядов — по контрастности горизонтальных клиньев.

При гравировании применяется в основном брусковый, рожковый и рукописный шрифты. Поэтому гравёр должен первоначально изучить построение букв и цифр этих шрифтов. Наиболее простой и распространенный из них — брусковый, или, как его иногда называют, палочный или ленточный. Один из видов брускового шрифта изображен на рис. 86. Он имеет буквы, построенные на совершенно ровных, одинаковой толщины линиях — брусках. С изменением ширины букв брускового шрифта в ту или другую сторону изменяется вид этого шрифта.

Брусковый шрифт

Рис. 86. Брусковый шрифт

Вторым по сложности является рожковый шрифт, показанный на рис. 87. Этот шрифт, как и брусковый, имеет несколько разновидностей.

Рожковый шрифт

Рис. 87. Рожковый шрифт

Третий и самый сложный из наиболее часто применяемых гравёрами шрифтов — рукописный, один из вариантов такого шрифта показан на рис. 88. Название шрифта связано с его писанием от руки с закруглениями и утолщениями линий от нажима пера, соединительными линиями между буквами и т. д. Каждый вид шрифта имеет свое назначение, например для золототиснения применяется чаще всего рожковый шрифт, для клеймения заводских деталей или шильдиков — брусковый, для надверных табличек — рукописный и т.п.

Рукописный шрифт

Рис. 88. Рукописный шрифт

Необходимо практиковаться в изображении как строчных, так и прописных букв. Для твердого усвоения рисования шрифта надо воспроизводить все буквы до тех пор, пока не станет ясно, что рука натренирована в рисовании всех перечисленных шрифтов и любой из них получается каждый раз совершенно одинаковым.

Правила расположения текста. Когда гравёром усвоено написание шрифтов и он без особого труда может быстро нарисовать любые цифры и буквы, можно начинать на бумаге упражнения по размещению текста (в данной книге речь идет в основном о производственном гравировании, поэтому в ней не рассматривается процесс создания композиции текста, что вообще является функцией конструктора или художника). В виде оригинала гравёру вручают уже готовую композицию текста: в натуральную величину, если нужно перевести его на металл в масштабе 1:1, либо с указанием его рабочей площади, размеров знаков (т. е. букв и цифр) или масштаба.

Однако иногда вместо оригинала гравёру могут дать текст, написанный от руки или напечатанный на машинке. В данном случае гравёр сам должен разрешить ряд вопросов, от которых зависит качество выполняемой гравировки, а именно: какой вид и размер шрифта избрать и в каком расположении произвести раз-метку текста на гравируемой детали.

Рассмотрим следующий пример: гравёру дана для изготовления фирменная таблица к какому-либо станку, где должно быть обозначено название завода, города, номер станка, дата и т. д. Прежде чем приступить к разметке данного текста, следует произвести предварительную разметку таблички и найти центр. Это осуществляется путем пересечения таблички диагональными линиями. Если в тексте всего три строки, то для правильного и симметричного их расположения через центр таблички проводят горизонтальную и вертикальную линии. Верхнюю и нижнюю части таблички делят пополам горизонтальными линиями как показано на рис. 89.

Разметка таблички на три строки

Рис. 89. Разметка таблички на три строки

Таким образом, верхняя, средняя и нижняя линии являются местом расположения трех строчек текста. Выбрав брусковый шрифт и определив его размер, приступают к разметке и рисованию текста на заготовке. На верхней строке, как правило, располагают название завода (выделив его более крупным шрифтом), на второй строке — фабричную марку станка и название города, а на третьей — номер станка и дату выпуска.

При разметке любого текста нужно учитывать размер заглавных и уширенных букв, таких как Д, М, Ш, Щ, Ы, Ю и каждую из них по ширине считать за полтора знака. Для симметричной разметки текста считают количество букв в слове и делят их пополам; если слово состоит из 16 букв, то их располагают поровну, по восемь букв с правой и левой сторон от вертикальной центровой линии, отмеченной на табличке. Таким же приемом пользуются и для всех остальных строк.

Нанесение рисунка и разметка текста на металле производится следующим образом. Сначала рисуют карандашом весь необходимый текст (с учетом всех описанных приемов, обеспечивающих правильность и симметричность его расположения), а затем производят разметку шпицштихелем или специальной разметочной иглой. Во время разметки окончательно корректируют нарисованное, а также устраняют возможность стирания карандашных линий в процессе гравирования.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru