"ТАЙНЫ МИКРОТЕХНИКИ", глава 2: ЕЩЕ РАЗ О ПОДКОВАННОЙ БЛОХЕ
Готовилась Харьковская областная выставка мастеров народного творчества. Мне также предложили представить на нее несколько своих первых работ. Один из многочисленных отзывов о моих работах заканчивался так: «Могли бы Вы подковать блоху?»
Известно, выражение «подковать блоху» стало крылатым с тех пор, как русский писатель Н. С. Лесков написал «Сказ о тульском косом Левше и о стальной блохе». В сказе показано превосходство наших отечественных мастеров, способных «подковать любую аглицкую блоху», над зарубежными. И выражение «подковать блоху» стало нарицательным, его употребляют для характеристики какой-нибудь особо тонкой работы, выполненной на грани фантастики.
Позже в статье «О русском Левше» Н. С. Лесков писал: «Левша есть лицо мною выдуманное». Но писателю не поверили, как и не верят сейчас. Тем более, сам автор сказа о Левше несколько ранее признался, что сказ записан им со слов «старого оружейника, тульского выходца». Большинство исследователей считают, что сказ о Левше имеет глубоко реальную основу. Так, в 1785 году по велению фаворита Екатерины II князя Потемкина в Англию были направлены два тульских оружейника Сурнин и Леонтьев, которые должны были научиться у англичан оружейному делу. Оказалось, что англичане сами удивились умению и мастерству русских оружейников. Русским мастерам предложили остаться в Англии. Леонтьев остался, а Сурнин вернулся на родину, отказавшись от баснословной суммы денег. Екатерина II назначила его «руководителем всех дел, оружия касающихся», на одном из тульских заводов.
Сведения об этих двух мастерах можно найти в книге В. Н. Ашуркова «Тульские мастера оружейного дела», а также в «Оружейном сборнике», изданном в 1905 году С. А. Зыбиным - начальником мастерской Тульского оружейного завода.
В статье «Об одной цеховой легенде» писатель В. Шкловский пишет: «Россия спасла Европу от Наполеона. Поэтому генерал Платов действительно был принят в Лондоне с таким восторгом, который во много раз превосходил все описанное Лесковым».
Кроме того, как замечает в одной из своих исследовательских работ литературовед Б. Бухштаб, в 1872 году в журнале «Русский вестник» одновременно были напечатаны «Соборяне» Лескова и мемуары Бурнашева - журналиста, часто писавшего в то время о русских умельцах.
Конечно, Лесков читал эти мемуары. Более того, установлено, что писатель был лично знаком с Бурнашевым, который мог рассказать ему не одну историю о русских умельцах.
Все это говорит о том, что описанный Н. С. Лесковым Левша - лицо далеко не сказочное, он имел своих прототипов, искусству которых нельзя не удивляться.
...За неимением металлической блохи я решил подковать обычную, натуральную. За блохой пришлось обратиться на кафедру паразитологии одного из научно-исследовательских институтов.
Сначала обработал блоху в спирте, потом высушил. В таком виде она может сохраняться в сухом месте сотни лет, ибо блоха покрыта твердым органическим веществом - хитином, по прочности не уступающим такому материалу, как, например, текстолит, а по стойкости против окисления на воздухе - почти всем распространенным металлам, за исключением золота и платины.
Теперь о подковах. Сначала остановил свой выбор на обычной рафинированной меди, по случайности оказавшейся у меня. Раскатал ее отполированным миниатюрным роликом на стальной отполированной пластине. Когда медь была настолько тонка, что в отдельных местах начала просвечиваться, миниатюрными офтальмологическими ножницами отрезал полоску-заготовку шириной в человеческий волос. Конечно, ножницы для этого были хорошо отточены. Заготовку выровнял, опять легонько прокатал и приклеил с одного конца клеем БФ-2 на плексигласовую пластинку, служившую рабочим столиком. Плексиглас был выбран в качестве «наковальни», чтобы резец при обрезке подковы не тупился. Кроме того, свет из конденсора микроскопа более четко высвечивает на прозрачной плексигласовой подкладке контур подковы.
Какие применялись инструменты? Для такой работы не нужны ни молоток, ни нож, ни напильник. Имея тонкие пробойцы в виде стальных иголок, можно слабым, едва ощутимым усилием пальцев создать, в перерасчете на 1 квадратный сантиметр площади, огромное давление, такое, какому могут позавидовать в любой современной заводской кузнице.
Основным инструментом при изготовлении подковы был резец, напоминающий по форме обыкновенное зубило.
Прежде чем вырезать подкову, в заготовке предварительно делались отверстия для ухналей (гвоздей). И лишь потом, привязываясь к отверстиям, вырезалась подкова. Сделать подкову для блохи так, как это делается обычно для лошади, нельзя. Ибо в готовом виде подкова настолько слаба по жесткости, что даже переложить ее без повреждения с места на место нелегко. При таких размерах медь очень пластична и по твердости напоминает маргарин. Перемещается подкова электростатическими силами при полном исключении каких-либо механических манипуляций пинцетами или специальными державками. То есть подкова переносится с места на место тонкими иголками, к которым она сама «прилипает», практически не имея веса. Образно говоря, эта работа в воздухе, без звуков и механических усилий. Даже едва заметный изгиб или местная деформация подковы неисправимы. Ибо приложение любого усилия не может быть односторонним. Выравнивая в одном месте, будешь изгибать в другом. Так как ощущение жесткости подковы находится ниже минимального порога чувствительности пальцев рук, ее изготовление и обработка ведутся лишь при визуальном контроле.
Подковы ввиду их ничтожной массы полностью находятся под воздействием электрических зарядов, из-за чего они при обработке могут сами переворачиваться, становиться на ребро, цепляться за резец, словно смазанные клеем. Став на ребро, подковка внезапно исчезает из виду. Обычно все кончается тем, что подковка (или гвоздик), «улучив удобный момент», под воздействием электрических зарядов прыгает в сторону и исчезает из поля зрения. Во избежание этого пластинка плексигласа, на которой обрабатывается подковка или подковывается блоха, смачивается керосином. После работы керосин смывается чистым бензином.
Отверстия в подковках делались тонкой иглой-пробойником, изготовленной из перезакаленной стали. При подобных размерах «сухость» стали не только безвредна, но и желательна, так как при последующем изготовлении инструмента металл на микроскопическом кончике все равно остается достаточно пластичным. Закаленные до общепринятой твердости инструментальные стали при микроразмерах слишком пластичны и не способны дать острую и прочную кромку. Твердые сплавы в данном случае тоже малопригодны, так как сделать из них иглу при требуемом угле заточки (не больше 9°) очень трудно.
И наконец, об ухналях. Толщина гвоздиков не должна превышать в среднем 6-7 микрон, то есть 0,006- 0,007 миллиметра. Острый конец такого гвоздика имеет толщину в пределах 2 микрон - 0,002 миллиметра. Гвозди изготовлялись из высококачественных стальных шпилек, концы которых специально затачивались на абразивных брусках разной зернистости с последующей полировкой на твердой коже с втертым в нее крокусом. Кончики шпилек после этого отрезались маленькими ножницами с твердосплавной режущей кромкой. Миниатюрная режущая кромка по сравнению с гвоздем выглядит все равно очень широкой, словно стальная блестящая дорога, на которую положили обыкновенный гвоздь. Поэтому для точности гвоздь отрезался в два приема. Сначала примерно, а потом - точно.
Во время этой операции в руку берется небольшой магнит, который должен касаться ножниц. В таком случае отрезанный гвоздик, отскочив в сторону, вновь возвратится назад. Он «прилипает» к ножницам недалеко от кромки или на ней, обычно в области наибольшего сосредоточения магнитных сил и электростатических зарядов, что следует учитывать при поиске.
Если кромки очень острые и плотно прилегают друг к другу при срезе, то гвоздь не «прыгает», а остается на месте. Это объясняется тем, что в данном случае вопреки классическим инженерным понятиям сопромата «сухая» каленая сталь дает, подобно воску, обыкновенный пластический срез. Эта пластичность объясняется микроскопическим объемом материала, в котором происходит разрушение, и теми громадными давлениями, которые возникают при микрообработке и, по самым скромным расчетам, могут достигать в пересчете на 1 квадратный сантиметр нескольких сотен тысяч тонн.
Как подковывалась блоха? Сначала она была приклеена к стеклянной пластинке слабым раствором канифоли з спирте. На стекло была нанесена капелька такого раствора, и на нее положена блоха. Раствор, высыхая, «прихватывал» блоху к стеклянной пластинке, которая в дальнейшем служила постоянной подложкой.
Перед ковкой на кончиках прыгательных ножек (у блохи их две) по шаблону делались отверстия. Шаблон- медная пластинка с заранее сделанными в ней отверстиями. При изготовлении отверстий в подковках применялся тот же шаблон, чтобы совпадали отверстия в «копытцах» и подковках.
С помощью иголочки подковка прикладывалась к «копытцу», другой иголочкой в отверстие вставлялся ухналик.
Пульс заметно мешает выполнению этой операции. Положить же подкову так, как требуется, убрав иголочку-манипулятор, невозможно. Ибо подковка под действием электростатических сил повернется «по своему усмотрению», как правило, в нежелаемую сторону. Поэтому надо уловить момент совпадения отверстий в подковке и «копытце».
Гвоздик должен стоять на самом конце иголки, копируя направление магнитных силовых линий. Это облегчает попадание гвоздика в отверстие. Но возле отверстия электростатическое поле отодвигает кончик гвоздя в сторону. Здесь важно с большим вниманием следить за тем, чтобы не «нажать» на гвоздик преждевременно. Иначе все будет сломано.
...Так была подкована блоха.
Через пять лет, несмотря на то что подковки были покрыты тонким слоем часового масла, они полностью окислились, и блоху пришлось перековать. Ухналики были изготовлены из высококачественной нержавеющей стали, а подковки - из ювелирного золота.
Из всех работ, описанных в этой книге, подковывание блохи после надписей на волосе является самым простым по исполнению. Здесь - ограниченное количество деталей, предельная простота их форм, а значит и минимальные требования при подгонке деталей. Даже портреты, выполненные на зернах, внешне, казалось бы, более грубые, по техническому исполнению во много раз сложнее, ибо в них количество выполняемых операций, связанных между собой размерными соотношениями, во много раз больше, чем требуется при подковывании блохи.
Но зритель, верный старой легенде о подкованной блохе, как о немыслимо тонкой работе, на выставке всегда спешит увидеть ее первой.
Примечание 1:
В первом разделе книги увеличение дается по площади. Оно показывает, сколько натуральных объектов могло бы разместить с я на увеличенном изображении. То есть, например, шахматная доска по отношению к одной ее клетке увеличена в 64 раза, а линейно - лишь о 8 раз.
Следующая глава:
СОТКАНО ИЗ БУКВ
Известно, выражение «подковать блоху» стало крылатым с тех пор, как русский писатель Н. С. Лесков написал «Сказ о тульском косом Левше и о стальной блохе». В сказе показано превосходство наших отечественных мастеров, способных «подковать любую аглицкую блоху», над зарубежными. И выражение «подковать блоху» стало нарицательным, его употребляют для характеристики какой-нибудь особо тонкой работы, выполненной на грани фантастики.
Позже в статье «О русском Левше» Н. С. Лесков писал: «Левша есть лицо мною выдуманное». Но писателю не поверили, как и не верят сейчас. Тем более, сам автор сказа о Левше несколько ранее признался, что сказ записан им со слов «старого оружейника, тульского выходца». Большинство исследователей считают, что сказ о Левше имеет глубоко реальную основу. Так, в 1785 году по велению фаворита Екатерины II князя Потемкина в Англию были направлены два тульских оружейника Сурнин и Леонтьев, которые должны были научиться у англичан оружейному делу. Оказалось, что англичане сами удивились умению и мастерству русских оружейников. Русским мастерам предложили остаться в Англии. Леонтьев остался, а Сурнин вернулся на родину, отказавшись от баснословной суммы денег. Екатерина II назначила его «руководителем всех дел, оружия касающихся», на одном из тульских заводов.
Сведения об этих двух мастерах можно найти в книге В. Н. Ашуркова «Тульские мастера оружейного дела», а также в «Оружейном сборнике», изданном в 1905 году С. А. Зыбиным - начальником мастерской Тульского оружейного завода.
В статье «Об одной цеховой легенде» писатель В. Шкловский пишет: «Россия спасла Европу от Наполеона. Поэтому генерал Платов действительно был принят в Лондоне с таким восторгом, который во много раз превосходил все описанное Лесковым».
Кроме того, как замечает в одной из своих исследовательских работ литературовед Б. Бухштаб, в 1872 году в журнале «Русский вестник» одновременно были напечатаны «Соборяне» Лескова и мемуары Бурнашева - журналиста, часто писавшего в то время о русских умельцах.
Конечно, Лесков читал эти мемуары. Более того, установлено, что писатель был лично знаком с Бурнашевым, который мог рассказать ему не одну историю о русских умельцах.
Все это говорит о том, что описанный Н. С. Лесковым Левша - лицо далеко не сказочное, он имел своих прототипов, искусству которых нельзя не удивляться.
...За неимением металлической блохи я решил подковать обычную, натуральную. За блохой пришлось обратиться на кафедру паразитологии одного из научно-исследовательских институтов.
Сначала обработал блоху в спирте, потом высушил. В таком виде она может сохраняться в сухом месте сотни лет, ибо блоха покрыта твердым органическим веществом - хитином, по прочности не уступающим такому материалу, как, например, текстолит, а по стойкости против окисления на воздухе - почти всем распространенным металлам, за исключением золота и платины.
Теперь о подковах. Сначала остановил свой выбор на обычной рафинированной меди, по случайности оказавшейся у меня. Раскатал ее отполированным миниатюрным роликом на стальной отполированной пластине. Когда медь была настолько тонка, что в отдельных местах начала просвечиваться, миниатюрными офтальмологическими ножницами отрезал полоску-заготовку шириной в человеческий волос. Конечно, ножницы для этого были хорошо отточены. Заготовку выровнял, опять легонько прокатал и приклеил с одного конца клеем БФ-2 на плексигласовую пластинку, служившую рабочим столиком. Плексиглас был выбран в качестве «наковальни», чтобы резец при обрезке подковы не тупился. Кроме того, свет из конденсора микроскопа более четко высвечивает на прозрачной плексигласовой подкладке контур подковы.
Какие применялись инструменты? Для такой работы не нужны ни молоток, ни нож, ни напильник. Имея тонкие пробойцы в виде стальных иголок, можно слабым, едва ощутимым усилием пальцев создать, в перерасчете на 1 квадратный сантиметр площади, огромное давление, такое, какому могут позавидовать в любой современной заводской кузнице.
Основным инструментом при изготовлении подковы был резец, напоминающий по форме обыкновенное зубило.
Прежде чем вырезать подкову, в заготовке предварительно делались отверстия для ухналей (гвоздей). И лишь потом, привязываясь к отверстиям, вырезалась подкова. Сделать подкову для блохи так, как это делается обычно для лошади, нельзя. Ибо в готовом виде подкова настолько слаба по жесткости, что даже переложить ее без повреждения с места на место нелегко. При таких размерах медь очень пластична и по твердости напоминает маргарин. Перемещается подкова электростатическими силами при полном исключении каких-либо механических манипуляций пинцетами или специальными державками. То есть подкова переносится с места на место тонкими иголками, к которым она сама «прилипает», практически не имея веса. Образно говоря, эта работа в воздухе, без звуков и механических усилий. Даже едва заметный изгиб или местная деформация подковы неисправимы. Ибо приложение любого усилия не может быть односторонним. Выравнивая в одном месте, будешь изгибать в другом. Так как ощущение жесткости подковы находится ниже минимального порога чувствительности пальцев рук, ее изготовление и обработка ведутся лишь при визуальном контроле.
Подковы ввиду их ничтожной массы полностью находятся под воздействием электрических зарядов, из-за чего они при обработке могут сами переворачиваться, становиться на ребро, цепляться за резец, словно смазанные клеем. Став на ребро, подковка внезапно исчезает из виду. Обычно все кончается тем, что подковка (или гвоздик), «улучив удобный момент», под воздействием электрических зарядов прыгает в сторону и исчезает из поля зрения. Во избежание этого пластинка плексигласа, на которой обрабатывается подковка или подковывается блоха, смачивается керосином. После работы керосин смывается чистым бензином.
Отверстия в подковках делались тонкой иглой-пробойником, изготовленной из перезакаленной стали. При подобных размерах «сухость» стали не только безвредна, но и желательна, так как при последующем изготовлении инструмента металл на микроскопическом кончике все равно остается достаточно пластичным. Закаленные до общепринятой твердости инструментальные стали при микроразмерах слишком пластичны и не способны дать острую и прочную кромку. Твердые сплавы в данном случае тоже малопригодны, так как сделать из них иглу при требуемом угле заточки (не больше 9°) очень трудно.
И наконец, об ухналях. Толщина гвоздиков не должна превышать в среднем 6-7 микрон, то есть 0,006- 0,007 миллиметра. Острый конец такого гвоздика имеет толщину в пределах 2 микрон - 0,002 миллиметра. Гвозди изготовлялись из высококачественных стальных шпилек, концы которых специально затачивались на абразивных брусках разной зернистости с последующей полировкой на твердой коже с втертым в нее крокусом. Кончики шпилек после этого отрезались маленькими ножницами с твердосплавной режущей кромкой. Миниатюрная режущая кромка по сравнению с гвоздем выглядит все равно очень широкой, словно стальная блестящая дорога, на которую положили обыкновенный гвоздь. Поэтому для точности гвоздь отрезался в два приема. Сначала примерно, а потом - точно.
Во время этой операции в руку берется небольшой магнит, который должен касаться ножниц. В таком случае отрезанный гвоздик, отскочив в сторону, вновь возвратится назад. Он «прилипает» к ножницам недалеко от кромки или на ней, обычно в области наибольшего сосредоточения магнитных сил и электростатических зарядов, что следует учитывать при поиске.
Если кромки очень острые и плотно прилегают друг к другу при срезе, то гвоздь не «прыгает», а остается на месте. Это объясняется тем, что в данном случае вопреки классическим инженерным понятиям сопромата «сухая» каленая сталь дает, подобно воску, обыкновенный пластический срез. Эта пластичность объясняется микроскопическим объемом материала, в котором происходит разрушение, и теми громадными давлениями, которые возникают при микрообработке и, по самым скромным расчетам, могут достигать в пересчете на 1 квадратный сантиметр нескольких сотен тысяч тонн.
Как подковывалась блоха? Сначала она была приклеена к стеклянной пластинке слабым раствором канифоли з спирте. На стекло была нанесена капелька такого раствора, и на нее положена блоха. Раствор, высыхая, «прихватывал» блоху к стеклянной пластинке, которая в дальнейшем служила постоянной подложкой.
Перед ковкой на кончиках прыгательных ножек (у блохи их две) по шаблону делались отверстия. Шаблон- медная пластинка с заранее сделанными в ней отверстиями. При изготовлении отверстий в подковках применялся тот же шаблон, чтобы совпадали отверстия в «копытцах» и подковках.
С помощью иголочки подковка прикладывалась к «копытцу», другой иголочкой в отверстие вставлялся ухналик.
Пульс заметно мешает выполнению этой операции. Положить же подкову так, как требуется, убрав иголочку-манипулятор, невозможно. Ибо подковка под действием электростатических сил повернется «по своему усмотрению», как правило, в нежелаемую сторону. Поэтому надо уловить момент совпадения отверстий в подковке и «копытце».
Гвоздик должен стоять на самом конце иголки, копируя направление магнитных силовых линий. Это облегчает попадание гвоздика в отверстие. Но возле отверстия электростатическое поле отодвигает кончик гвоздя в сторону. Здесь важно с большим вниманием следить за тем, чтобы не «нажать» на гвоздик преждевременно. Иначе все будет сломано.
...Так была подкована блоха.
Через пять лет, несмотря на то что подковки были покрыты тонким слоем часового масла, они полностью окислились, и блоху пришлось перековать. Ухналики были изготовлены из высококачественной нержавеющей стали, а подковки - из ювелирного золота.
Из всех работ, описанных в этой книге, подковывание блохи после надписей на волосе является самым простым по исполнению. Здесь - ограниченное количество деталей, предельная простота их форм, а значит и минимальные требования при подгонке деталей. Даже портреты, выполненные на зернах, внешне, казалось бы, более грубые, по техническому исполнению во много раз сложнее, ибо в них количество выполняемых операций, связанных между собой размерными соотношениями, во много раз больше, чем требуется при подковывании блохи.
Но зритель, верный старой легенде о подкованной блохе, как о немыслимо тонкой работе, на выставке всегда спешит увидеть ее первой.
Примечание 1:
В первом разделе книги увеличение дается по площади. Оно показывает, сколько натуральных объектов могло бы разместить с я на увеличенном изображении. То есть, например, шахматная доска по отношению к одной ее клетке увеличена в 64 раза, а линейно - лишь о 8 раз.
Следующая глава:
СОТКАНО ИЗ БУКВ