автореферат диссертации по искусствоведению, специальность ВАК РФ 17.00.06
диссертация на тему: Взаимовлияние эстетических, технологических и функциональных аспектов художественной гравировки охотничьего оружия

Полный текст автореферата диссертации по теме "Взаимовлияние эстетических, технологических и функциональных аспектов художественной гравировки охотничьего оружия"

На правах рукописи

Ломаева Людмила Геннадьевна

Взаимовлияние эстетических, технологических

и функциональных аспектов художественной гравировки охотничьего оружия

Специальность 17 00 06 «Техническая эстетика и дизайн»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□озотоэто

Ижевск 2007

003070970

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Удмуртский государственный университет», г Ижевск

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Драгунов Михаил Евгеньевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Черных Михаил Михайлович

кандидат технических наук, доцент Земцов Михаил Иванович

Ведущая организация

ОАО «Концерн «Ижмаш»»

Защита состоится 24 мая 2007 года в//' часов на заседании диссертационного совета МГУПИ Д 212 119 04 в Московском государственном университете приборостроения и информатики по адресу 107996, г Москва, ул Стромынка 20, зал заседаний Ученого совета

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПИ

Автореферат разослан « ¿С » у//у^, ¿ 5 2007 г.

7

доктор технических наук, профессор

Ученый секретарь диссертационного совет

Соколова М Л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время изготовление охотничьего оружия малыми сериями и по индивидуальным заказам представляет собой существенный элемент маркетинговой политики крупных оружейных фирм Используемая в декоре таких образцов ручная художественная гравировка должна обладать высокими художественно-эстетическими свойствами, создавать узнаваемость и индивидуальность фирменного стиля и при этом не наносить ущерба эксплуатационным показателям оружия При проверке прочности оружия - испытании патронами и последующей эксплуатации, существует проблема выпадения всекаемых и насекаемых драгоценных металлов Эта проблема может решаться как за счет внедрения технологических мероприятий, повышающих устойчивость элементов всечки и насечки драгоценных металлов к инерционным нагрузкам, так и за счет выявления наиболее напряженных зон, неблагоприятных для использования подобных технологических приемов

Искусствоведческий анализ с описанием применяемых граверных техник великолепно оформленного коллекционного оружия проводили ТТигрт, М МоЫЬ, из отечественных авторов Е Г Копейко, Е Ф Шумилов Необходимость научного подхода к оформлению оружия художественной ручной гравировкой подчеркивается в ряде работ данных авторов, в частности в работе Е Ф Шумилова «Искусство ижевских оружейников» Поэтому необходим метод выделения зон, неблагоприятных для расположения элементов всечки драгоценных металлов на затворной коробке охотничьего ружья с вертикальным расположением стволов и разработка на этой основе рекомендаций по проектированию граверной композиции Результат работы обеспечит высокие художественно-эстетические свойства оружия в сочетании с требуемой стойкостью элементов декора к воздействию нагрузок и функциональными характеристиками

Цель работы Комплексный анализ художественной гравировки оружия во взаимосвязи ее художественно-эстетических, технологических аспектов и напряженного состояния гравируемых деталей при выстреле

Для реализации данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выделение отличительных признаков мировых и отечественных школ художественной гравировки оружия и их взаимосвязи с технологическими приемами и функциональными •характеристиками охотничьего оружия,

2 Анализ процесса гравирования, как средства достижения художественного эффекта во взаимосвязи с технологическими аспектами,

3 Выявление напряженных зон, неблагоприятных для расположения элементов всечки драгоценных металлов на затворной коробке охотничьего ружья с вертикальным расположением стволов,

4 Разработка рекомендаций по проектированию граверной композиции, с учетом технологических аспектов гравировки и картиной распределения напряженных зон по поверхности затворной коробки ружья

Научная новизна

1 Системно проанализирован дизайн охотничьего оружия в единстве художественно-эстетических факторов, технологических приемов и функциональных аспектов художественной гравировки На основе этого сформулированы признаки, выделяющие ижевскую школу художественной гравировки оружия в мировом граверном искусстве

2 Установлено, что система проектирования дизайна граверной композиции на оружии должна включать

а) анализ напряженного состояния затворной коробки,

в) выбор техник гравирования с учетом распределения напряжений,

с) подбор техник с учетом художественно-эстетических критериев

3 Разработаны дополнения к расчетной модели нагружения затворной коробки классического охотничьего ружья, рекомендованной ОСТ ВЗ-5Э04-82, которые

учитывают момент от силы инерции ствольного блока во вращательном движении в плоскости стрельбы

4 В результате теоретического анализа напряженного состояния с использованием доработанной модели нагружения затворной коробки определены максимальные значения напряжений при стрельбе наиболее мощными эксплуатационными патронами серийно выпускаемого охотничьего оружия (калибров 12/76, 12/89) Установлено, что их уровень составляет

от 194,5 до 256,3 МПа

5 Установлено граничное значение расчетного напряжения в затворной коробке 240 МПа, превышение которого приводит к появлению дефектов всечки драгоценных металлов, определены зоны с напряжением ниже 240 МПа, где следует располагать элементы декора с применением техник всечки и насечки драгоценных металлов

6 На основе классической модели силового взаимодействия режущего клина с обрабатываемым материалом (качественная конструкционная сталь 50 (ГОСТ 1050-88), литейная сталь 50Л (ГОСТ 977-88))*, разработана модель процесса резания при ручном гравировании, в результате анализа которой теоретически обоснован оптимальный диапазон угла заострения граверного инструмента, составляющий 43-47°

Практическая значимость

1 Предложены практические рекомендации по использованию техник гравирования с учетом напряженного состояния затворной коробки, позволяющие оптимизировать художественно-проектную работу

2 Разработанный метод проектирования дизайна граверной композиции, включающий анализ теоретического распределения напряжений в затворной коробке охотничьего ружья, обеспечивает высокое качество и художественно-эстетический уровень оформления с использованием граверных техник всечки и насечки драгоценных металлов

* снято ограничение срока действия ИУС 11-12-94

3 Оптимальные параметры угла заострения граверного инструмента, позволяют повысить качество прорезки при создании художественных эффектов на поверхности гравируемых деталей ружья

4 Результаты проведенных исследований внедрены в курс обучения основам композиции в Школе ружейного мастерства им Л М Васева, теоретически обоснованные параметры заточки граверного инструмента реализованы в виде практических рекомендаций при подготовке граверов Теоретические положения работы также могут быть использованы в учебном процессе заведений высшего и среднего профессионального образования, специализирующихся по художественному оформлению оружия, художественной обработке металла, декоративно-прикладному искусству

Достоверность и обоснованность результатов

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, обоснована публикациями в открытой печати и достаточным объемом экспериментальных работ Они подтверждены применением результатов работы в условиях ружейного производства Ижевского механического завода, что подтверждено актом внедрения, апробированы в учебном процессе подготовки граверов в школе ружейного мастерства им Л Васева

Апробация работы

Результаты работы докладывались на семинаре посвященном 70-летию со дня рождения гравера Авеля Лекомцева (15 03 2003), Ижевск, Школа ружейного мастерства ФГУП «ИМЗ», научно-технической конференции с международным участием «Информационные технологии в инновационных проектах» (2003 г), Ижевск, ИжГТУ, семинаре кафедры «Технология промышленной и художественной обработки металлов» (2006г), Ижевск, ИжГТУ, семинаре кафедры ТИ-4 «Компьютерный дизайн» (2006 г), Москва, МГУПИ, научно-технической конференции «Технология художественной обработки металлов» (2006 г ), Ижевск, ИжГТУ

Публикации

Основное содержание работы опубликовано в 10 печатных работах, в том числе в двух зарубежных изданиях и рецензируемом научном журнале «Вестник ИжГТУ»

Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 134 страницах машинописного текста, списка литературы, 12 таблиц, 10 композиций, 9 схем и 93 рисунков

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, определена научная новизна и практическая значимость, проанализированы подходы к решению и показаны направления исследований

В первой главе представлен анализ истории художественного декора на оружии, его трансформации и развития в процессе конструктивного совершенствования огнестрельного оружия

На основе анализа работ отечественных и зарубежных литературных источников и практических потребностей оружейной промышленности выявлены художественно-эстетические проблемы гравировки оружия, на основе которых сформулированы цель и задачи работы

Во второй главе рассмотрены конструкционные особенности деталей ружей, подверженных художественному оформлению - затворной коробки, шарнира и защелки цевья, казенной части ствола, существенные с точки зрения построения граверной композиции Рассмотрены материалы, применяемые для их изготовления и оформления

Анализируются художественно-эстетические проблемы гравировки охотничьего оружия Дана классификация типовых элементов художественной гравировки оружия На базе анализа общепризнанных граверных школ -центрально - европейской, английской и итальянской, эволюции оружейного

декора, традиций в построении композиции, стиля орнамента, сюжета, технологий их исполнения, выявлена совокупность стилевых и технологических факторов, образующих понятие «школа художественной гравировки оружия»

Проекция этих понятий применена к ижевской школе художественной гравировки оружия

На основе выявленных факторов, которые в своем взаимодействии формируют единство стилевых и технологических приемов, адаптированных к особенностям геометрии декорируемых конструктивных элементов, вводится понятие «функция художественной гравировки оружия»

На основе проведенного анализа стилистических особенностей граверных композиций украшенных ижевских охотничьих ружей, выделены в качестве доминирующих акцентирующая и художественная функции Выделенные функции реализуются за счет специфических технологических приемов

- создание изобразительных эффектов ледяных кристаллов (техника «мороз»),

- многоцветное изображение (всечка сплавов благородных металлов с различным содержанием компонентов)

В третьей главе рассматриваются технологические проблемы художественной гравировки оружия Технологический прием гравирования является средством достижения художественного эффекта В работе установлена взаимосвязь между создаваемыми изобразительными эффектами гравировки и граверными техниками Она положена в основу классификации граверного инструмента, дополненной ранее существующей в ювелирной практике По полученным результатам исследования выстроена классификация технологических приемов гравировки, используемых для создания художественных эффектов

Одним из технологических приемов, выделяющих ижевскую граверную школу, является техника всечки драгоценных металлов и их сплавов Существуют два вида всечки линейная и плоскостная

Техника плоскостной всечки представляет собой следующую паслеаавательносгь операций (табл. 1 ):

Таблица 1

Последовательность, операций выполнения Всечки драгоценных металлов

№ Операция Рисунок

1 Прорезка контуров рисунка на глубину 0,2-0,5 мм

2 Выборка и подготовка полостей ЯИкТ' ^

3 Прорезка борозд в подготовленных полостях

4 Произведения зацепов в форме наклонных наколов

5 Всечка драгоценного металла

6 Зачеканивание __

7 Зачистка фона

Основным критерием качества выполняемой всечки служат ; чистота и четкость контура после зачистки, прочность закрепления драгоценного металла.

Качество достигается правильной геометрией режущего инструмента.

Технологические операции при выполнении ручной гравировки представляют собой процесс снятия металла режущим инструментом. Процесс резания при

гравировании имеет как общие черты с процессом механической обработки на металлорежущих станках, так и определенные особенности.

На основе классических зависимостей теории резания разработана математическая модель процесса резания при гравировании, При этом процесс резания делится на два этапа:

1. Врезание (усилие направлено вдоль оси резца) (рис.!),

2. Прорезка (усилие руки направлено параллельно поверхности гравируемой детали) (рис. 2),

Рис. 1. Действие сил на резец, когда Иг направлена вдоль резца

Из условия равновесия сил (рис. 1;2) усилие, действующее на элемент стружки со стороны передней поверхности резца, определяется как

R=Pt/(4x(sin(ftH-/í)+ / х cos(«j + /3)) + В х (cos(o> + / х sin (м + ¡i))), (1)

Рис. 2. Действие сил на резец, когда Fr направлена параллельно обрабатываемой поверхност]

А = cosy И В = sin у

Sin ЦТ

где т — предел текучести материала при сдвиге ( ),

S - площадь поперечного сечения снимаемого металла (мм2),

у - угол скалывания (°),

Если Fr направлена вдоль резца, то

Fr = R ;; SmÍP + ^ + Z Х C0S(Р + Ш) (3)

cos га

а сила Р, действующая на обработанную поверхность, как

Р, = Лх (cos(ft) + р) + f xsm(ra + р)), (4)

Р, = Rx(cos(a> +р)-f xsm(o} +р))+Rxsmo)x(sm(a> +р)+f xcos(o> +р)) (5)

Если Fr направлена параллельно поверхности, тогда усилие резания определится как

Fsr = /?х (sm(ra + р) + f xcos(co + р)) (6)

Передний угол у при работе граверным инструментом зависит от угла заострения Р и угла наклона резца СО

у = 90° - (р + со) (7)

Полученные зависимости можно использовать для исследования влияния углов р и со на величины F, и Ру

В качестве переменных взяты углы ои р потому, что эти величины определяются и варьируются самим гравером Р - получается при заточке граверного инструмента, со - варьируется положением руки гравера при прорезке Теоретически исследованы следующие зависимости

Рг =Б(Р ,ш ); р—30° - 60° Ру= ИСР ,ю ); со—10° -30°; у = 30°; Г = 0,2 /коэффициент трения/.

Графическая интерпретация зависимостей [3-7] приведена на рисунках 3 (а; б) и 4 (а; б), где величины Рг и Ру выражены в долях от усилия Р,

Рис. 3. Влияние угла заострения р и угла наклона резца со на усилие Ру, действующее на обработанную поверхность

А) При врезании

Б) При прорезке

1Р*

•20°

-С •п.

ао

10"

30

45

1Ра

-

- й= ю"

III! II

а)

ВО

30

45

ВО

Рис 4 Влияние угла заострения Р и угла наклона резца относительно обрабатываемой поверхности ш на силу резания Ррез

А) При врезании _ Б) При прорезке

Ррез,

0,5

"¿К

— «ибм^

1

30

45

Ррез,

30

0,5

«5. ®0°

- с -20°

6 ю8

30

45

ВО

Как следует из графиков, приведенных на рисунках 3 и 4, при уменьшении угла заострения Р уменьшается сила резания Рг, как при врезании, так и при прорезке канавки. Влияние угла заострения Р на величину силы, действующей на обработанную поверхность Ру несколько различно при врезании и прорезке. При врезании при уменьшении угла заострения Р величина Ру становится более стабильной при изменении угла наклона резца О) При прорезке с уменьшением угла Р возрастает усилие Ру, что при определенных условиях может привести к затягиванию резца в материал. В то же время с увеличением угла Р усилие Ру

может принять отрицательное значение, что соответствует эффекту выталкивания резца.

Как в том, так и в другом случае следствием будет неравномерность глубины и ширины прорезаемой канавки, что отрицательно сказывается на эстетическом впечатлении от гравировки.

Минимальный раднус при гравировании завитков орнамента определяется из условия размещения треугольника сечения режущей части резца плоскостью «В-В», совпадающей с поверхностью iгравируемой детали, в криволинейной части канавки (см. рис. 5), При этом уменьшение заднего угла а будет увеличиваться высота % сечения, это ограничивает нижний предел радиуса гравирования.

В работе проанализировано влияние геометрии режущей части угла ф на величину радиуса R дуги завитка при гравировании орнаментов (рис.5), определены минимальные радиусы дуги R в зависимости от угла профиля режущей кромки ф и заднего угла а (таб. 2).

Рис. 5. Зависимость радиуса дуги К от угла профиля режущей кромки ф и заднего угла а

R= t / (tg^ ■ tgq>/2)

•к

,o

ч

<р

1x1

Таблица 2

Минимальные радиусы дуги Я в зависимости от угла профиля режущей кромки ф и заднего угла а

ф а

10° 20° 30°

30° 24 5,6 2,2

60° 11,1 2,6 1,0

90° 6,4 1,5 0,6

Результаты теоретического анализа показали, что оптимальным углом заточки р для соблюдения условия равномерности ширины в интервале от 0,1 до 1 мм, без повреждения кромки, и глубины в интервале от 0,1-1 мм прорезаемой канавки при прорезке дуги до минимального значения 0,6 мм и прорезке прямых линий, является угол заострения 43-47°, что подтверждено практическими наработками ижевских граверов

В четвертой главе проведен анализ напряженно-деформированного состояния затворной коробки при построении граверной композиции

Для прогнозирования мест расположения опасных (с точки зрения возможности появления дефектов граверного оформления) зон рассмотрена модель нагружения затворной коробки (рис 6) и распределение напряжений в интервале от 194,5 до 361,4 МПа (рис 7)

Для определения нагрузок, действующих на затворную коробку при выстреле, использована расчетная модель, рекомендованная ОСТ ВЗ-5304-82, которая дополнена моментом от силы инерции ствольного блока во вращательном движении в плоскости стрельбы

Рис 6 Модель нагружеиия затворной коробки при выстреле, дополненная моментом от силы инерции ствольного блока во вращательном движении в плоскости стрельбы

1/3 и

Плечо

Максимальное линейное ускорение

\у

А/„

Максимальное угловое ускорение

_ х ртач х Н

(8)

(9)

Силы и моменты, действующие на затворную коробку - Сила инерции ствольного блока

/*"... =

ть Х Х Рт М..

- Момент силы инерции ствольного блока

""(Х^* Рта\ Х Л

м.

■ Распределенная нагрузка от сил инерции вращательного движения

. ^ х Рх н хт>х(£,+Х)

<7, :

К< х 1ъ

(10)

(П)

(12)

Момент сил инерции вращательного движения

м - 2 » х рх Я х х х + )

При анализе напряжений затворная коробка рассматривалась как жестко закрепленная балка переменного сечения (рис 8), работающая в условиях изгиба и растяжения Распределение расчетных нормальных напряжений по сечениям коробки ружья Иж-27 при стрельбе эксплуатационными патронами калибра 12/76 приведено в табл 4 и на рис 7

Рисунок 7 Распределение расчетных нормальных напряжений по сечениям коробки п 1Э4 5 347 6 361 4 256 3 МПа

0 33

=7"

,Т"0 38

Таблица 3

Распределение нормальных напряжений по сечениям коробки

Сеч Нормальное растягивающее напряжение (о0), Па Нормальное изгибающее напряжение, создаваемое моментом силы инерции ( о„|), Па Нормальное изгибающее напряжение, создаваемое тангенциальными силами инерции (о„2) Па Суммарное напряжение, Па

1 0,33 106 118,2 106 76,0 106 194,53 106

2 0,28 106 211,2 Ю6 136,1 106 347,58 106

3 0,38 106 219,7 106 141,3 10ь 361,38 106

4 0,34 106 155,8 106 100,2 10" 256,34 10"

Сопоставление размеров зон на поверхности затворной коробки, в которых возникает выпадение всекаемого металла с распределением напряжений по высоте сечения позволило установить значение расчетного

нормального напряжения, соответствующего деформациям затворной коробки, при которых напряжения во всекаемом металле превышают предел текучести При проектировании граверной композиции для областей с использованием техник всечки и насечки должно соблюдаться условие

<т<Н (14),

где [а], — напряжение в затворной коробке, соответствующее достижению предела текучести во всекаемом металле

Рисунок 8 Расположение сечений по корпусу затворной коробки ружья Иж-27 по принципу рассмотрения балки переменного сечения

априорной информации о границах зоны на поверхностях затворной коробки, в которой наблюдается появление дефектов всечки драгоценных металлов после испытаний стрельбой и в процессе эксплуатации, с теоретическим распределением напряжений показало Использование техники всечки драгоценных металлов целесообразно в зонах, где расчетное напряжение не превышает 240 МПа

В пятой главе проведен анализ художественно-эстетических свойств граверных композиций с применением техники всечки драгоценных металлов При этом учтены технологические аспекты и напряженно-деформированное состояния затворной коробки Предложен алгоритм

проектирования граверной композиции, с проверкой на реализуемость в известных граверных техниках, включающий в себя этап проверки выполнения условия [14] Разработаны рекомендации по построению композиции Показаны практические примеры реализации результатов работы

Заключение

Анализ признаков, идентифицирующих общепризнанные мировые школы художественной гравировки оружия, и стилевых и технологических особенностей работ ижевских граверов-оружейников позволил выделить, как самостоятельную, современную ижевскую школу, которую отличают

а стиль, выработанный под влиянием русской пейзажной живописи,

Ь доминирующие технологические приемы технология всечки «ласточкин хвост», получение цветовых эффектов за счет варьирования составом сплавов драгоценных металлов, техника «мороз»,

с акцентирующая и организующая художественно-эстетические функции

Художественные эффекты, создаваемые ручной гравировкой базируются на определенных технологических приемах Для технологических приемов, выделяющих ижевскую школу, решающими качественными критериями являются «чистота» кромки, равномерность ширины и глубины прорезаемых линий Качество прорезаемых линий напрямую зависит от геометрии режущего граверного инструмента

На основе классической модели силового взаимодействия режущего клина с обрабатываемым материалом разработана модель процесса резания при ручном гравировании

Анализ разработанной модели показал, что решающее значение для обеспечения «чистоты кромки», равномерности ширины прорезаемых канавок и штрихов, получения минимальных радиусов завитков играет такой конструктивный параметр граверного инструмента как угол заострения

На основе проведенного исследования получены следующие выводы

1 Эстетика создаваемых художественных эффектов на поверхности деталей, изготовленных из используемых в оружейном производстве сталей (качественные конструкционные стали 30 - 50 (ГОСТ 1050-88), литейная сталь 50JI (ГОСТ 977-88)), значительно повышается при использовании режущего граверного инструмента, угол заострения которого равен 43-47°

2 Процесс проектирования дизайна граверной композиции на оружии с использованием всечки драгоценных металлов и их сплавов должен включать

а) анализ напряженного состояния затворной коробки,

в) выбор техник гравирования с учетом распределения напряжений,

с) подбор техник с учетом художественно-эстетических критериев

3 При оценке уровня напряжений при выстреле необходимо учитывать момент, создаваемый распределенной инерционной нагрузкой от вращения в плоскости стрельбы, напряжения от которого составляют до 65% от нормальных напряжений, обусловленных действием силы инерции, возникающей при отдаче оружия

4 Максимальные значения напряжений при стрельбе наиболее мощными эксплуатационными патронами серийно выпускаемого охотничьего оружия (калибров 12/76, 12/89) составляют от 194,5 до 361,4 МПа

5 Ширина зоны деформаций затворной коробки, приводящих к появлению дефектов всечки, составляет до 10 мм от верхней кромки боковин затворной коробки

6 Использование техники всечки драгоценных металлов целесообразно в зонах, где расчетное напряжение не превышает 240 МПа

Разработанный на основе полученных результатов метод расчета и изменения параметров проектирования дизайна граверной композиции, включающий этап проверки на соответствие используемых граверных техник и границы зоны допустимых напряжений, позволяет обеспечить высокие

художественно-эстетические свойства и их сохранение в процессе эксплуатации оружия Предложены варианты реализации этого метода

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1 ЛомаеваЛГ Мастер Ижевской школы// Оружие, 2003 №3, с 54-57

2 Ломаева Л Г Мастер Ижевской школы // Оружие, 2003 № 4, с 52- 54

3 Ломаева Л Г Вклад ижевских мастеров в развитие технологического аппарата оформления оружия//Сборник по итогам конференции «Информационные технологии в инновационных проектах», Ижевск 2003

4 ЛомаеваЛГ Путь мастера//Калашников, 2004 №10, с 38-43

5 Ломаева Л Г, Драгунов M Е Художественное оформление оружия проблемы влияния художественно-эстетических факторов, техники гравирования и функциональных особенностей оружия // Сборник памяти Ф Ю Свитковского Выпуск 2 Ижевск - Екатеринбург Институт экономики Уро РАН, 2004, с 88-92

5 Ломаева Л Г Школа мастерства // Калашников, 2006 №6, с 76-80

7 Драгунов M Е, Ломаева Л Г Анализ напряженно-деформированного состояния затворной коробки при построении граверной композиции // Социально-экономические системы исследование, проектирование, оптимизация www http //kampi ru/sets №7(23), 2006, 5л

8 Ломаева Л Г, Драгунов M Е Подход к проектированию граверной композиции с учетом нагрузок, возникающих при выстреле // Вестник ИжГТУ 2007 №1, с 69-71

9 Shilin V , Dragunov M , Lomaewa L La tradizione délia scuola russa// ARMI MAGAZINE, 2004, №7, pp 192-197 (итальянский)

10 Shihn V , Dragunow M , Lomajewa L , Skrobanek A Von den Freunden lernen / / Visier 2004, №9, ss 110-113 (нем )

Отпечатано с оригинал-макета заказчика

Подписано в печать 29 03 2007 Формат 60x84 1/16 Тираж 100 экз Заказ № 528

Типография ГОУВПО «Удмуртский государственный университет» 426034, Ижевск, ул Университетская, 1,корп 4

Оглавление научной работы автор диссертации — кандидата технических наук Ломаева, Людмила Геннадьевна

Введение

Глава 1. История развития и современный взгляд на постановку проблем художественного оформления охотничьего огнестрельного оружия

1.1 . Краткий обзор литературы и современные требования, предъявляемые к художественному оформлению оружия ручной гравировкой

1.2 . Терминология, связанная с художественной гравировкой оружия.

1.3. Аспекты, связанные с художественной гравировкой оружия.

Выводы, цель и постановка задач исследования.

Глава 2. Художественно-эстетические проблемы гравировки оружия

2.1. Особенности конструкции и топологии деталей ружья, подвергающихся оформлению художественной гравировкой.

2.1. 1 Материалы, применяемые для оформления оружия ручной гравировкой.

2.2 . Типовые элементы художественной гравировки оружия.

2.3. Генезис и стилевые особенности основных мировых школ художественной гравировки оружия.

2.3.1 Английская школа.

2.3.2 Центрально-европейская школа (Германия и Австрия). .44 2. 3.3. Итальянская школа.

Выводы.

2.4. Генезис, стилевые особенности и направления русского стиля оружейного декора

2.4.1. Русский оружейный декор в XVII столетии.

2.4.1. Тульская школа оружейного декора.

2.4.2. Ижевская школа оружейного декора.

2.4.2.1. Техника «Мороз».

2.4.2.2. Выполнение цветных картин сплавами драгоценных металлов

2.4.2.3. Метод закрепления цветных и драгоценных металлов «ласточкин хвост».

2.4.3. Выводы.

Глава 3. Анализ технологических средств и методов реализации граверной композиции

3.1. Классификация технологических приемов ружейной гравировки, используемых для достижения художественных эффектов.

3.2. Анализ геометрических параметров граверного инструмента

3.2.1. Инструмент, используемый для нанесения штрихов.

3.2.2. Режущий инструмент, используемый для всечки сплавов драгоценных металлов.

3.2.3. Инструмент, используемый для выполнения барельефного изображения.

3.2.4. Инструмент, используемый для выполнения рельефного изображения.

3.3. Анализ процесса резания при гравировании.

3.4. Влияние геометрии режущей части на величину радиуса дуги завитка при гравировании орнаментов.

Выводы по 3 главе.

Глава 4. Анализ напряженно-деформированного состояния затворной коробки при построении граверной композиции

4.1. Эмпирический анализ напряженно-деформированного состояния затворной коробки классического охотничьего ружья.

4.2. Моделирование нагружения затворной коробки при выстреле.

4.3. Определение нагрузок, действующих на затворную коробку при выстреле.

4.4. Анализ напряженного состояния затворной коробки.

4.5. Зоны неблагоприятные для расположения всечки с точки зрения особенностей строения деталей.

Выводы по 4 главе.

Глава 5. Анализ художественно-эстетических свойств граверных композиций с учетом технологических аспектов и напряженно-деформированного состояния затворной коробки

5.1 Оптимальные варианты проектов граверного оформления с применением драгоценных металлов и их сплавов.

5.2 Варианты проектов с возможным появлением дефектов граверного оформления.

5.3 Рекомендации по построению граверной композиции на поверхности коробки ружья.

Заключения, выводы.

Апробация результатов работы.

Введение диссертации2007 год, автореферат по искусствоведению, Ломаева, Людмила Геннадьевна

Актуальность работы. В настоящее время изготовление охотничьего оружия малыми сериями и по индивидуальным заказам представляет собой существенный элемент маркетинговой политики крупных оружейных фирм. Используемая в декоре таких образцов ручная художественная гравировка должна обладать высокими художественно-эстетическими свойствами, создавать узнаваемость и индивидуальность фирменного стиля и при этом не наносить ущерба эксплуатационным показателям оружия. При проверке прочности оружия - испытании патронами и последующей эксплуатации, существует проблема выпадения всекаемых и насекаемых драгоценных металлов. Эта проблема может решаться как за счет внедрения технологических мероприятий, повышающих устойчивость элементов всечки и насечки драгоценных металлов к инерционным нагрузкам, так и за счет выявления наиболее напряженных зон, неблагоприятных для использования подобных технологических приемов.

Искусствоведческий анализ с описанием применяемых граверных техник великолепно оформленного коллекционного оружия проводили T.Turpin, М. Nobili, из отечественных авторов Е.Г. Копейко, Е. Ф. Шумилов. Необходимость научного подхода к оформлению оружия художественной ручной гравировкой подчеркивается в ряде работ данных авторов, в частности в работе Е.Ф. Шумилова «Искусство ижевских оружейников». Поэтому необходим метод выделения зон, неблагоприятных для расположения элементов всечки драгоценных металлов на затворной коробке охотничьего ружья с вертикальным расположением стволов и разработка на этой основе рекомендаций по проектированию граверной композиции. Результат работы обеспечит высокие художественно-эстетические свойства оружия в сочетании с требуемой стойкостью элементов декора к воздействию нагрузок и функциональными характеристиками. 5

Цель работы. Комплексный анализ художественной гравировки оружия во взаимосвязи ее художественно-эстетических, технологических аспектов и напряженного состояния гравируемых деталей при выстреле.

Для реализации данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Выделение отличительных признаков мировых и отечественных школ художественной гравировки оружия и их взаимосвязи с технологическими приемами и функциональными характеристиками охотничьего оружия;

2. Анализ процесса гравирования, как средства достижения художественного эффекта во взаимосвязи с технологическими аспектами;

3. Выявление напряженных зон, неблагоприятных для расположения элементов всечки драгоценных металлов на затворной коробке охотничьего ружья с вертикальным расположением стволов;

4. Разработка рекомендаций по проектированию граверной композиции, с учетом технологических аспектов гравировки и картиной распределения напряженных зон по поверхности затворной коробки ружья.

Научная новизна

1. Системно проанализирован дизайн охотничьего оружия в единстве художественно-эстетических факторов, технологических приемов и функциональных аспектов художественной гравировки. На основе этого сформулированы признаки, выделяющие ижевскую школу художественной гравировки оружия в мировом граверном искусстве.

2. Установлено, что система проектирования дизайна граверной композиции на оружии должна включать: а) анализ напряженного состояния затворной коробки, в) выбор техник гравирования с учетом распределения напряжений, с) подбор техник с учетом художественно-эстетических критериев.

3. Разработаны дополнения к расчетной модели нагружения затворной коробки классического охотничьего ружья, рекомендованной ОСТ ВЗ-5304-82, которые учитывают момент от силы инерции ствольного блока во вращательном движении в плоскости стрельбы.

4. В результате теоретического анализа напряженного состояния с использованием доработанной модели нагружения затворной коробки определены максимальные значения напряжений при стрельбе наиболее мощными эксплуатационными патронами серийно выпускаемого охотничьего оружия (калибров 12/76, 12/89). Установлено, что их уровень составляет от 194,5 до 256,3 МПа.

5. Установлено граничное значение расчетного напряжения в затворной коробке 240 МПа, превышение которого приводит к появлению дефектов всечки драгоценных металлов, определены зоны с напряжением ниже 240 МПа, где следует располагать элементы декора с применением техник всечки и насечки драгоценных металлов.

6. На основе классической модели силового взаимодействия режущего клина с обрабатываемым материалом (качественная конструкционная сталь 50 (ГОСТ 1050-88); литейная сталь 50Л (ГОСТ 977-88))*, разработана модель процесса резания при ручном гравировании, в результате анализа которой теоретически обоснован оптимальный диапазон угла заострения граверного инструмента, составляющий 43-47°. г

Практическая значимость

1. Предложены практические рекомендации по использованию техник гравирования с учетом напряженного состояния затворной коробки, позволяющие оптимизировать художественно-проектную работу. снято ограничение срока действия 11УС 11-12-94

2. Разработанный метод проектирования дизайна граверной композиции, включающий анализ теоретического распределения напряжений в затворной коробке охотничьего ружья, обеспечивает высокое качество и художественно-эстетический уровень оформления с использованием граверных техник всечки и насечки драгоценных металлов.

3. Оптимальные параметры угла заострения граверного инструмента, позволяют повысить качество прорезки при создании художественных эффектов на поверхности гравируемых деталей ружья.

4. Результаты проведенных исследований внедрены в курс обучения основам композиции в Школе ружейного мастерства им. JI.M. Васева, теоретически обоснованные параметры заточки граверного инструмента реализованы в виде практических рекомендаций при подготовке граверов. Теоретические положения работы также могут быть использованы в учебном процессе заведений высшего и среднего профессионального образования, специализирующихся по художественному оформлению оружия, художественной обработке металла, декоративно-прикладному искусству.

Достоверность и обоснованность результатов

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе, обоснована публикациями в открытой печати и достаточным объемом экспериментальных работ. Они подтверждены применением результатов работы в условиях ружейного производства Ижевского механического завода, что подтверждено актом внедрения, апробированы в учебном процессе подготовки граверов в школе ружейного мастерства им. JI. Васева.

Апробация результатов работы г

Основные положения диссертационной работы докладывались:

1 .Семинар к 70-летию выдающегося гравера Авеля Лекомцева

15 марта 2003 г. Школа ружейного мастерства ФГУП «Ижевский механический завод»

2. Научно-техническая конференция с международным участием «Информационные технологии в инновационных проектах»

Ижевский государственный технический университет 2003г.

3. Семинар кафедры «Технология производственной и художественной обработки металлов» Ижевский государственный технический университет 2006г.

4. Семинар кафедры ТИ-4 «Компьютерный дизайн» Московский государственный университет приборостроения и информатики 2006 г.

5. Научно-техническая конференция «Технология художественной обработки металлов» Ижевский государственный технический университет 2006г.

Публикации

Основное содержание работы опубликовано в 10 печатных работах, в том числе в двух зарубежных изданиях и рецензируемом научном журнале «Вестник ИжГТУ».

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 134 страницах машинописного текста, списка литературы, 12 таблиц, 10 композиций, 9 схем и 93 рисунков.

Заключение научной работыдиссертация на тему "Взаимовлияние эстетических, технологических и функциональных аспектов художественной гравировки охотничьего оружия"

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Ломаева Л.Г. Мастер Ижевской школы // Оружие, 2003 №3, с. 54-57.

2. Ломаева Л.Г. Мастер Ижевской школы // Оружие, 2003 № 4, с. 52- 54.

3. Ломаева Л.Г. Вклад ижевских мастеров в развитие технологического аппарата оформления оружия//Сборник по итогам конференции «Информационные технологии в инновационных проектах», Ижевск 2003.

4. Ломаева Л.Г. Путь мастера // Калашников, 2004 №10, с. 38-43.

5. Ломаева Л.Г., Драгунов М.Е. Художественное оформление оружия: проблемы влияния художественно-эстетических факторов, техники гравирования и функциональных особенностей оружия // Сборник памяти Ф.Ю. Свитковского. Выпуск 2. Ижевск - Екатеринбург. Институт экономики Уро РАН, 2004, с.88-92.

4. Ломаева Л.Г. Школа мастерства // Калашников, 2006 №6, с. 76-80.

7. Драгунов М.Е., Ломаева Л.Г Анализ напряженно-деформированного состояния затворной коробки при построении граверной композиции // Социально-экономические системы: исследование, проектирование, оптимизация. www:http://kampi.ru/sets. №7(23), 2006, 5л.

8. Ломаева Л.Г., Драгунов М.Е. Подход к проектированию граверной композиции с учетом нагрузок, возникающих при выстреле // Вестник ИжГТУ 2007 №1, с. 69-71.

9. Shilin V., Dragunov М., Lomaewa L. La tradizione della scuola russa // ARMI MAGAZINE, 2004, №7, pp.192-197 (итальянский).

131

10. Shilin V., Dragunow M., Lomajewa L., Skrobanek A. Von den Freunden Iernen./ / Visier 2004, №9, Ss 110-113 (нем.).

Заключение

Анализ признаков, идентифицирующих общепризнанные мировые школы художественной гравировки оружия, и стилевых и технологических особенностей работ ижевских граверов-оружейников позволил выделить, как самостоятельную, современную ижевскую школу, которую отличают: a. стиль, выработанный под влиянием русской пейзажной живописи; b. доминирующие технологические приемы: технология всечки «ласточкин хвост», получение цветовых эффектов за счет варьирования составом сплавов драгоценных металлов, техника «мороз»; c. акцентирующая и организующая художественно-эстетические функции.

Художественные эффекты, создаваемые ручной гравировкой базируются на определенных технологических приемах. Для технологических приемов, выделяющих ижевскую школу, решающими качественными критериями являются «чистота» кромки, равномерность ширины и глубины прорезаемых линий. Качество прорезаемых линий напрямую зависит от геометрии режущего граверного инструмента.

На основе классической модели силового взаимодействия режущего клина с обрабатываемым материалом разработана модель процесса резания при ручном гравировании.

Анализ разработанной модели показал, что решающее значение для обеспечения «чистоты кромки», равномерности ширины прорезаемых канавок и штрихов, получения минимальных радиусов завитков играет такой конструктивный параметр граверного инструмента как угол заострения.

На основе проведенного исследования получены следующие выводы:

1. Эстетика создаваемых художественных эффектов на поверхности деталей, изготовленных из используемых в оружейном производстве сталей (качественные конструкционные стали 30 - 50 (ГОСТ 1050-88); литейная сталь 50JI (ГОСТ 977-88)), значительно повышается при использовании режущего граверного инструмента, угол заострения которого равен 43-47°.

2. Процесс проектирования дизайна граверной композиции на оружии с использованием всечки драгоценных металлов и их сплавов должен включать: а) анализ напряженного состояния затворной коробки, в) выбор техник гравирования с учетом распределения напряжений, с) подбор техник с учетом художественно-эстетических критериев.

3. При оценке уровня напряжений при выстреле необходимо учитывать момент, создаваемый распределенной инерционной нагрузкой от вращения в плоскости стрельбы, напряжения от которого составляют до 65% от нормальных напряжений, обусловленных действием силы инерции, возникающей при отдаче оружия.

4. Максимальные значения напряжений при стрельбе наиболее мощными эксплуатационными патронами серийно выпускаемого охотничьего оружия (калибров 12/76,12/89) составляют от 194,5 до 361,4 МПа.

5. Ширина зоны деформаций затворной коробки, приводящих к появлению дефектов всечки, составляет до 10 мм от верхней кромки боковин затворной коробки.

6. Использование техники всечки драгоценных металлов целесообразно в зонах, где расчетное напряжение не превышает 240 МПа.

Разработанный на основе полученных результатов метод расчета и изменения параметров проектирования дизайна граверной композиции, пп включающий этап проверки на соответствие используемых граверных техник и границы зоны допустимых напряжений, позволяет обеспечить высокие художественно-эстетические свойства и их сохранение в процессе эксплуатации оружия. Предложены варианты реализации этого метода.

Список научной литературыЛомаева, Людмила Геннадьевна, диссертация по теме "Техническая эстетика и дизайн"

1. Аствацатурян Э. Оружие народов Кавказа. М.: Хоббикнига, 1995.

2. Аствацатурян Э., Монахов С., Шокарев Ю. Старинное оружие. НПП «Менатеп-траст» АО. Изд. «Прогресс» 1993.

3. Берман В.Д. Шедевры тульских оружейников. М.: Планета, 1981.

4. Бутурлин С. А. Стрельба пулей, в 2 тт. Наша охота, 1913.

5. Бобров В. Ф. Основы теории резания металлов. М. «Машиностроение», 1975.

6. Вульф A.M. Резание металлов. Л. «Машиностроение», 1973.

7. Гринер В. В. Ружье. М.: «Природа и охота», 1888.

8. Дейнерт Б. Искусство стрельбы дробью М.: КОИЗ, 1931.

9. Изметинский Н.Л. Леонард Васев. Ижевск: УИИЯЛ УрО РАН, 2002.

10. Ю.Изметинский Н.Л., Михайлов Л.Е. Ижевское оружие. Т. 1. Ижевские ружья. Ижевск: Удмуртский университет, 1995.

11. Копейко Е.Г. Охотничье оружие 1(2003)12.0хотничье оружие 2(2003)13.Охотничье оружие 3(2003)

12. М.Охотничье оружие 4-5(2003)

13. Охотничье оружие историческая серия (выпуск 3)16.0хотничье оружие историческая серия (выпуск 5)

14. Лямин И.В. Художественная обработка металлов. М., 1988.18.0ружие как искусство. Авторское холодное оружие. Авторысоставители Г. Соколов, С. Белов. М.: Сканрус, 2002. 19.0ружие « Холодное. Авторское. Художественное» «Клинки России 2001»

15. Оружие «Холодное. Авторское. Художественное» «Клинки России 2002»

16. Павловский Б.В. Художественный металл Урала XVIII-XIX вв. Свердловск, 1982.

17. Подгорный Н. Учебный курс «Резьба. Мозаика. Гравирование». «Феникс» 2000.

18. Русский художественный металл. М., 1958.

19. Селиванкин С.А., Власов И.И., Гутов JI.A. и др. Технология ювелирного производства. Машиностроение 1978.

20. Тарасюк JI. И. Старинное огнестрельное оружие в собрании Эрмитажа. Европа и Северная Америка. JL: Искусство,. 1971.

21. Тихомирова Е.В., Мартынова Т.В. Золотой век русского оружейного искусства. М.: «Восхождение», «Скрижали С», 1993.

22. Тойбл К. Ювелирное дело М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.

23. Тульское оружие XVII-XX вв. М., 1980.

24. Федотов А.И., Улановский О.О. Граверное дело. Л. Машиностроение, 1981.

25. Флеров А.В. Материаловедение и художественная обработка металлов. М. Высшая школа 1981 г.

26. Флеров А.В. Художественная обработка металлов. М.: Высшая школа, 1976.

27. Шнейдер Г.А. Основы художественной обработки металла. Минск,1986.

28. Шумилов Е.Ф. Искусство ижевских оружейников. Ижевск: Удмуртия,1987.

29. Barthold W. Jagdwaffenkunde. Berlin: VEB Verlag Technik, 1979.

30. Brownell F. & son. The Art of Engraving. A Book of Instructions. Publishers, Inc. Montezuma, 1997.

31. Dallas D. Purdey. Gun and Rifle Makers. The Definitive History. London: Quiller Press, 2000.

32. Dolinek V., Durdik J. Historische Waffen. Hanau: W. Dausien, 1995.

33. Durdik J., Mudra M., Sada M. Alte Handfeuerwaffen. Praha: Artia, 1977.

34. FritzeH.-J., ArfmannP. Suhler Waffenkunst.: Zur Geschichte der Suhler Feuerwaffenherstellung. Bd 1. Suhl: Peter Arfinann Verlag, 1998.

35. Gaier C., Sabatti P. The art of gun engraving. Knickerbocker press, 1999.

36. Hansen T. Jagdschmuck: Waffengravuren aus Osterreich. Linz: Landesverlag, 1989.

37. Kunstlerische Waffengravuren Ferlacher Meister. Schwabisch Hall: Journal-Verlag Schwend

38. Lugs J. Handfeuerwaffen: Systematischer Uberblick iiber die Handfeuerwaffen und ihre Geschichte. 2Bde. Berlin: Militarverlag der DDR, 1982.

39. Nobili M. E. II grande Libra delle encisioni. Milano: II Volo srl, 1989

40. Nobili M. E. Fucili d'autore: Armi da caccia e da collezione. Milano: II Volo srl, 1992.

41. Nobili M. E. Austrian and German guns and rifles. Milano: II Volo srl, 2000.47.Perazzi 2003

42. Tate D. British gun engraving. Huntington Beach, CA: Safari press Inc., 2000.

43. Turpin T. Custom firearms engraving. The techniques and treasures of the world's greatest artists. Iola, WI: Krause Publications, 1999.

44. Wilson R.L. Steel canvas. The art of American arms. Random House, Inc., 1995.