Материал: Разработка технологии изготовления кольца

Разработка технологии изготовления кольца

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. РАЗРАБОТКА ХУДОЖЕСТВЕННОГО ОБРАЗА ИЗДЕЛИЯ

. ВЫБОР МАТЕРИАЛА

. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

.1 Литьё по выплавляемым моделям

.2 Обработка давлением

.3 Сравнительный анализ технологий

. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

.1 Выбор технологического маршрута обработки

.2 Выбор оборудования и инструментов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Темой курсовой работы является разработка технологии изготовления кольца.

Кольцо - предмет из металла в форме обода, круга, с пустым пространством внутри линии круга. Надевают на пальцы в качестве украшения или символа брака, которым, по обычаю, обмениваются жених с невестой (обручальное кольцо). Кольцо бывает гладкое, с нанесённым рисунком, с каменьями. Перстни и печатки являются разновидностями кольца.

Задачами курсовой работы являются:

.        выбор дизайна кольца отвечающего определенным эстетическим и механическим требованиям.

.        анализ структуры и оценка свойств используемых материалов позволят правильно решать вопросы изготовления кольца и подбора рациональных режимов его обработки.

.        выбор материала для изготовления изделия.

.        выбор оптимальной технологии изготовления.

1. РАЗРАБОТКА ХУДОЖЕСТВЕННОГО ОБРАЗА ИЗДЕЛИЯ

Кольцо как замкнутая окружность символизирует целостность и единство. Оно не имеет ни начала, ни конца, поэтому часто ассоциируется с вечностью и бесконечностью. Его центральное отверстие - это место прохождения небесной силы, божественного дыхания. Кольцо символизирует связь, союз или обет. Вот почему обручальное кольцо используется для обозначения вечного союза двух сердец, как знак супружеской верности, семейного равновесия.

Бесконечность, обернувшаяся вокруг пальца, издавна являлась символом власти. Это знак принадлежности к определенному кругу, особого положения. Владельца кольца можно рассматривать как обладателя собственной вселенной, которую он носит с собой. Потому оно служило непременным атрибутом чародеев, жрецов и королей. Известно, что у царя Соломона был магический перстень, с помощью которого он мог повелевать ангелами, демонами, всеми стихиями и духами природы.

В Древнем Египте кольцо как знак вечности имеет сходство с уложенным в виде окружности шнуром, концы которого завязаны узлом. Часто этот символ присутствует в изображениях богов; так, например, парящий сокол из храма Гора в Эдфу держит в своих когтях этот символ вечности. Предотвращающая беду сила кольца служила защитой фараону. Имена правителей при написании заключались в царское кольцо, так называемый картуш. Простые люди использовали узелковые амулеты в виде кольца, которые должны были защищать от болезней и других несчастий.

Кольца характерные древнему Египту на рисунке 1.

В Китае окружность считается основой мироздания. Кольцо является символом вечности, а также достоинства и власти. Целое кольцо означает благосклонность императора, разомкнутое - его гнев по отношению к подчиненным.

Рисунок 1. Кольца древнего Египта

В древнем Китае существовал обычай присылать одно из таких колец находящимся в ссылке за какой-либо проступок. Если это было целое кольцо, то император был намерен восстановить этого человека на государственном посту, сохраняя его репутацию и не понижая звания. Если же оно было разомкнутым, то это означало, что человек больше не допускался к государственным делам (рисунок 2)

Рисунок 2. Кольцо в Китайском стиле

В индуизме бог Шива в круге языков пламени совершает свой космический танец, олицетворяя жизненный цикл как отдельно взятого существа, семейства, планеты, так и всей вселенной. Это круговой танец природы в вечном процессе созидания и разрушения. Вместе с тем, свет, излучаемый кольцом пламени, символизирует вечную, глубинную мудрость.

У древних греков и римлян железные кольца обозначали авторитет и уважение: их позволялось носить только очень достойным гражданам. А вот для жрецов Юпитера обязательным элементом одеяния были золотые кольца. По-видимому, отсюда и берут начало епископские кольца, обозначающие причастность к божественному служению (рисунок 3).

Рисунок 3. Древнегреческое кольцо

В алхимии (и у гностиков) существует такой известный символ, как змей, кусающий собственный хвост. Он носит название Уроборос. Значение его связано с идеей времени - ход времени сопровождается разрушением, поскольку прошлое как будто безвозвратно теряется, то есть время пожирает само себя.

В скандинавской мифологии с кольцами связаны гномы и карлики, которые их ревностно охраняют. Кольца могут не только нести помощь, но и таить в себе скрытую опасную силу. Так, в «Кольце нибелунгов» речь идет о кольце, которое дарует обладателю власть над миром, несметные богатства, но приносит несчастье и смерть ему самому и его близким.

Волшебные кольца, а также кольца-талисманы часто являются атрибутами сказок и легенд. Герою сказки дается волшебное кольцо, которое при надевании на палец делает человека невидимым (подобно кольцу Гига у Платона), исполняет его желания.

Кольцо, которое будет изготовлено мной, не имеет проработанного рисунка, его дизайн довольно прост. Это кольцо могут носить все, кому оно понравится. Но в нём заложен глубокий смысл. Оно состоит из двух частей разного цвета, которые сплетаются друг с другом. Аналогично судьбам двух людей связанных брачным союзом. На рисунке 4 изображена 3D модель кольца. На рисунке 5 представлена 3D модель одной из двух одинаковых деталей кольца.

Рисунок 4. 3D модель кольца

Рисунок 5. 3D модель детали

2. ВЫБОР МАТЕРИАЛА

Исходя из художественного образа изделия, материалами подходящими для его изготовления являются сплавы металлов, так как эти материалы имеют подходящий цвет и блеск. Так же данному изделию требуется придать ценности, поэтому я пришёл к выводу, что нужно использовать ювелирные сплавы: серебра, золота, платины.

Цвет и блеск определяют внешний вид металла и являются важными для художественных изделий. Этими свойствами характеризуются художественно-эстетические достоинства металлов как материалов, из которых получаются произведения искусства. Каждый металл или сплав обладает определенным цветом. Большинство из них имеет гамму серовато-белых, серебристых тонов иногда более теплых, иногда более холодных. Исключение составляют сплавы золота, имеющие насыщенный желтый цвет. Меняются цвета сплавов и в зависимости от химического состава.

Со временем сформировался ряд серебряных сплавов, которые применяются в основном для изготовления ювелирных украшений, декоративных изделий и столовых приборов и обладают хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами.

Сплав Аg970. В данном сплаве содержание меди очень низкое, поэтому по некоторым свойствам, например, по цвету, устойчивости к потускнению, он очень схож с чистым серебром. Благодаря высокой температуре плавления сплав Аg970 часто используется для изготовления изделий с эмалью (прозрачные краски подсвечиваются более интенсивно). Особенно подходит для ковки, глубокой вытяжки и исполнения тонких филигранных работ.

Сплав Аg925. Этот сплав называется также стерлинговым или стандартным серебром. В нем удачно сочетаются технологические и эксплуатационные свойства, и он широко применяется для изготовления ювелирных украшений. Его цвет и коррозионная стойкость почти такие же, как и у чистого серебра. Сплав подходит для получения черни, возможно, его использование при нанесении низкоплавких эмалей. В этом сплаве сочетаются хорошая способность к формоизменению при обработке и значительная стабильность при эксплуатации.

Сплав Аg900. Данный сплав все чаще применяется для изготовления ювелирных украшений, правда, по своим свойствам он несколько уступает сплаву Аg925. Аg900 подходит для литья, гибки, пайки, ковки и чеканки, но для исполнения тонких филигранных операций и глубокой чеканки он слишком твердый. В качестве основы для нанесения эмали сплав Аg900 не пригоден.

Сплав Аg875. Сплав чаще других используется при промышленном изготовлении ювелирных изделий; из-за высокой твердости труднее, чем другие сплавы, поддаемся механической обработке.

На рисунке 6 представлена диаграмма состояния Ag-Cu.

Рисунок 6. Диаграмма состояния Ag-Cu

Золотые сплавы можно классифицировать по цветовому признаку на желтые, красные, зеленые, белые, розовые и т. д., в зависимости от оттенков. Но сплавы одного цвета могут иметь различную пробу.

Сплав Аu750. Высокое содержание золота в сплавах в значительной степени определяет их свойства: сплавы хорошо полируются, цвет сплавов колеблется от желто-зеленоватого через красноватые оттенки до белого, устойчивы на воздухе. В химическом отношении сплавы уже почти схожи с чистым золотом. Они разрушаются только в царской водке и устойчивы против сильных кислот.

Так как твердость и прочность сплавов Аu750 возрастают с увеличением содержания меди, то по сравнению со сплавами Аu585, сплавы Аu750 значительно легче поддаются обработке, что особенно характерно для сплавов розового цвета. Для тонкой рельефной выколотки, филигранных проволочно-гибочных работ при которых материал подвергается высоким напряжениям, сплавы Аu750 наиболее предпочтительны. Литье и пайка всех сплавов 750-й пробы не представляют трудности.

Сплав Аu585. Является основным сплавом, применяемым для изготовления ювелирных украшений: обладает приятным цветом и хорошим блеском, а твердость и прочность его отвечают требованиям практического применения, к тому же сплав хорошо поддается формоизменению (сплав 585-й пробы в нашей стране введен в 1989 г. взамен 583-й). На воздухе все сплавы данной пробы устойчивы, т.е. практически не тускнеют. Цвет сплавов 585-й пробы может быть самым разнообразным - от красного, желтого или зеленого до белого различной интенсивности и оттенков. Красноватые сплавы еще растворяются в кислотах, а бледно-желтые растворяются очень слабо. Обработка сплавов розового цвета иногда затруднена. Сплавы же красноватого и бледно-желтого цветов, т.е. богатые медью и серебром, легко поддаются пластической деформации. Сплав обладает хорошими литейными свойствами.

Сплав Аu375. По сравнению с АuЗЗЗ его потребительские свойства несколько лучше: цвет полированной поверхности такой же, сплав не так быстро тускнеет и обладает более высокой химической стойкостью Сплавы Аu375 пригодны для всех видов холодной обработки и литья. Цвет сплавов по цветовому тону совпадает со сплавом Аu585 (красное золото). Сплавы Аu375 относятся к тускнеющим на воздухе, что ограничивает их применение. Повышенной коррозионной стойкости добиваются добавлением в сплав палладия, хотя такой сплав имеет более низкие литейные свойства. Сплавы бледно-желтого и розового цветов несколько лучше поддаются пайке; твердость и прочность сплавов розового цвета немного выше. Используются данные сплавы, как правило, для изготовления обручальных колец.

Из шести металлов платиновой группы платина приобретает все большее значение как материал для изготовления ювелирных украшений. В то же время на протяжении многих десятилетий палладий применяется не только для получения белого золота, но и используется как ювелирный материал. Ювелиры применяют эти металлы в виде сплавов.

Рt900 и Рt950. Можно выделить два основных сплава по содержанию платины: Рt900 и Рt950, содержащих соответственно 100 и 50 частей легирующих металлов. Последние (даже в незначительных количествах) оказывают заметное влияние на свойства платины, снижают высокую температуру плавления; повышают коэффициент теплового расширения: повышают вязкость и износостойкость (сплав при этом не должен быть хрупким), улучшают ковкость и пластичность (при обеспечении формоустойчивости); увеличивают прочность упругих деталей.

Сравнивая ювелирные сплавы, я сделал вывод, что наиболее подходящими являются сплавы золота 585 пробы. Они достаточно твёрдые, чтобы изделие не деформировалось при носке. Коррозионностойкие - не реагируют с кожей. Легки в обработке:

-       температура плавления сплава 1063°С, что позволяет использовать стандартное оборудование ювелирной мастерской;

-       легко поддаётся как деформации, так и литью;

-       обладает хорошей спаиваемостью;

-       сплавы этой пробы имеют контрастные цвета (перечисленные ранее), которые удачно подходят к моему дизайнерскому решению.

3. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Существуют отдельные технологии производства ювелирных украшений - для массового и ручного изготовления. Когда-то давно все ювелирные изделия производились только индивидуально, ручным способом. Результатами работы ювелиров прошлых веков можно насладиться в художественных музеях и личных коллекциях. Индивидуальные технологии, которыми пользовались ювелиры для изготовления украшений, требовали длительного времени и огромных вложений труда. Но зато все кольца, серьги и колье были не похожи друг на друга и совершенно особенны.

К сожалению, те времена далеко позади, и сейчас основная масса ювелирных изделий производится по массовым технологиям. Основные «массовые» способы изготовления ювелирных изделий следующие:

-       штамповка,

-       прокатка,

-       волочение (получение нитей для цепей и подобного рода изделий).

Отталкиваясь от художественного образа изделия и выбранного мной материала, подходят следующие методы обработки:

.        Литьё по выплавляемым моделям: печать 3D модели, литьё и сборка частей кольца при помощи пайки

.        Обработка давлением: прокатка, выпиловка и сборка частей кольца при помощи пайки

.1 Литьё по выплавляемым моделям

Литьё ювелирных изделий - самая применяемая технология производства.

Ювелирное литьё, как правило, проводят так: несколько десятков восковых моделей-собирают и припаивают на один стояк. Получается ювелирная «ёлка», которую аккуратно формуют в специальную формовочную смесь и запекают. Для качественного литья ювелирных изделий необходимо, чтобы формовочная смесь спеклась и высохла равномерно, без единой трещинки, а после вытопился и вытек весь воск. Цель - получение формы с пустотами. Далее тщательно перемешанный металлический сплав выливают в форму. После всё остужают, размачивают и удаляют формовочную смесь с отливки. Отрезают отливки с ёлки.

Отливаемые по данной технологии производства ювелирные изделия чаще всего состоят из нескольких деталей. Их скрепляют монтировщики. Части собираются вместе и спаиваются в одно целое, кольца подгоняются до нужного размера, зачищаются огрехи литья и в целом изделию придаётся товарный вид.

Ювелирное литьё, шлифовка и полировка изделий.

До того, как в изделие вмонтируют камень, украшение шлифуют и полируют. Шлифовкавыравнивает профиль поверхности. Полировка (на мягком войлоке) придаёт поверхности зеркальный блеск.

Галтовка- совмещение полировки и шлифовки. Изделия полируют, перемешивая их в барабане с абразивом. Составы абразивов варьируются от скорлупы ореха до высокотехнологичных пластиков. Хотя качество изделия при галтовке получается ниже, чем при последовательном полировании и шлифовании, этот метод достаточно быстр и дёшев. Большинство украшений массовой технологии производства (серебряные изделия, штампованные золотые изделия и недорогие украшения фианитовой группы) обрабатывают только галтовкой.