Геометрия заточки в точилках с контролем угла

Геометрия заточки в точилках с контролем угла

Точилка Edge Pro вышла на рынок 27 лет назад. С тех пор точилки с контролем угла прошли большой путь. К сожалению, в заточном сообществе (как российском, так и мировом) есть много неправильного понимания геометрических аспектов заточки на таких точилках. Некоторые аспекты переоцениваются, другие наоборот недооцениваются или вообще не берутся в расчет.
Я проанализирую геометрию заточки на существующих точилках разных разновидностей. Я не стану касаться никаких технических сторон точилок, кроме тех, что определяют геометрию заточки. Анализ будет сугубо научным, с формулами и цифрами, но я постараюсь объяснить предельно понятно.
Зачем все это нужно? Многое, что я скажу ниже, является контр-интуитивным. Чтобы научиться правильно пользоваться своей точилкой, нужно понимать, что реально происходит с геометрией режущей кромки.

Определимся с понятиями
Когда я пишу 'нож имеет подвод или угол заточки такого-то вида', всегда имеется в виду геометрия, получаемая на точилке в контексте объяснения, а не то, каким его заточили ранее.
Я рассматриваю класс точилок, которую называю 'точилки с контролем угла' (англ. 'guided sharpeners'), их часто называют 'точилки с фиксированным углом' (англ. 'fixed-angle sharpeners').
Обратите внимание, что эти термины не включают словосочетание 'угол заточки'. Чтобы сказать что-то определенное об углах заточки, применяют два термина, которые звучат по-русски одинаково, но означают совсем разные вещи.

1) Постоянный угол заточки [по всему лезвию] (англ. even или constant sharpening angle) - сильный принцип, означающий, что угол заточки РК не меняется по всему лезвию - в каждой точке он один и тот же в пределах выбранной погрешности.
2) Постоянный угол заточки [в любой момент времени] (англ. consistent sharpening angle) - слабый принцип, означающий, что для каждой отдельной точки РК угол остается прежним на протяжении всей заточки - при этом разные точки могут иметь разный угол заточки.

Угол заточки - строгий термин, означающий угол между центральной плоскостью ножа и подводом, измеренный в плоскости сечения, перпендикулярного касательной в выбранной точке РК.

Рисунок 1. Угол заточки Альфа

Как мерять угол заточки угломером
Очень часто заточник воспринимает значение, которое читает на угломере, как угол заточки. Это интуитивно, но нет ничего более далекого от действительности.
Угломер показывает реальный угол заточки при выполнении ряда жестких требований. Если хоть одно из них не выполняется, должна быть внесена поправка, либо измерение должно быть проведено более правильно.
1) Центральная плоскость ножа (белая прямая на Рисунок 1) совпадает с 'горизонтом' точилки. Таких ножей практически не встречается. К счастью, требуемая поправка будет одинаковой для всей РК с одной стороны ножа.
2) Измерение выполняется в плоскости сечения, перпендикулярного касательной (фиолетовые прямые на Рисунок 1).
Условие 2 особенно важно, так как является причиной многих ошибок. При невыполнении этого условия угломер будет показывать не угол Альфа из Рисунок 1, а угол Бета из Рисунок 2, который не несет никакой смысловой нагрузки.

Рисунок 2 Угол измерения Бета
В реальной ситуации это будет выглядеть так. Брусок и находящийся с ним в одной плоскости угломер покоятся на РК, образуя прямой угол. Угломер будет показывать угол заточки в этой точке (с поправкой на горизонт).


А теперь брусок и угломер покоятся на РК, образуя острый угол. Угломер будет показывать неверное значение.


Чтобы показать приблизительно верное значение угла заточки, нужно развернуть угломер, чтобы он образовал прямой угол с РК, оставаясь в плоскости бруска.


Существует мнение, что угол заточки неминуемо меняется по мере удаления от 'центра' точилки. По большей части это - миф, причиной которого является интуиция, подкрепленная неправильным использованием угломера.
Ниже на фотографиях - прямо-таки классика жанра. Ставим 'ноль' по центру, а потом измеряем сбоку. Угол меняется на 1.45 градуса. Даже без использования угломера, интуиция подсказывает, угол меняется. Если представить систему 'горизонтальная штанга - вертикальная штанга' в виде треугольника, где штанги - это гипотенуза и катет, то гипотенуза растет, а катет остается неизменным, значит угол между ними тоже должен меняться.

Это создает парадокс. Большой фрагмент ножа как на фотографии выше имеет прямую РК. Брусок, двигаясь по прямой РК, создает подвод, который будет является одной плоскостью, а, следовательно, угол заточки на нем постоянный во всех точках по определению.
На самом же деле никакого парадокса нет - как показано выше, на второй фотографии измеряется не угол заточки. Сам факт удаления от центра не приводит к изменению угла заточки.

Классификация точилок с контролем угла
Перед тем как перейти к анализу геометрии, дам краткую классификацию точилок с контролем угла. Все серийные и кастомные точилки делятся на два больших класса по способу ориентации точильного камня: с апексным держателем и с горизонтальным держателем.
1) Апексный держатель закреплен находится на штанге, которая перемещается в шарнирном узле, зафиксированном в одной точке пространства.
2) Точилки с горизонтальным держателем обеспечивают необходимые меры для того, чтобы держатель бруска всегда оставался в плоскости горизонта.

Каждый класс в свою очередь делится на три семейства по удержанию и позиционированию ножа:
1) Зажимные губки.
2) Столик с неподвижным ножом.
3) Столик с подвижным ножом.
Кроме того, есть гибриды.
Все серийно производимые точилки относятся к классу с апексным держателем (из-за простоты дизайна). Обратите внимание, что в нем вы найдете точилки, совсем непохожие на апексоиды, например Wicked Edge с вертикальным позиционированием клинка. Тем не менее, у всех таких точилок направляющая с бруском пересекает одну точку пространства, что делает их геометрически эквивалентными.
Горизонтальные держатели более сложны в изготовлении и используют весьма изощренные решения, чтобы с одной стороны достичь своей цели, и чтобы точилка осталась легкой в использовании. Горизонтальный держатель будет рассмотрен в конце статьи.

Отклонение от центра точилки и заточка длинных ножей

Как было показано выше, прямой фрагмент РК имеет ВСЕГДА имеет постоянный угол заточки. Это справедливо для любой точилки, только если она не спроектирована с ошибками. В общем случае даже позиционирование клинка в точилке не играет никакой роли. Даже если он перекошен, угол заточки по всей длине РК прямого лезвия будет константой (хотя она и будет отличаться при разном позиционировании).
Рассмотрим точилку апексного типа. Для простоты описания будем считать, что мы смотрим на точилку сверху вниз, шарнирный узел (если он есть) расположен сверху, а нож с низу. Сделаем допущение, что у точилки есть ось симметрии, которая проходит сверху через шарнирный узел, а снизу через РК перпендикулярно касательной. Пусть в этой точке угол заточки будет α.

Теперь будем рисовать воображаемые РК, которые теоретически должны давать угол заточки α в данной конфигурации. Прямая РК - в самом низу.
Если провести циркулем вокруг шарнирного узла, мы получим самую верхнюю кривую. Во всех ее точках угол заточки так же будет α. Можно представить этот случай как заточку диска, на оси которого находится шарнирный узел. Поскольку диск симметричен, угол заточки будет неизменен.
Две эти траектории называются геодезическими. Между ними можно построить множество геодезических, которые будут описывать РК с углом заточки α. Но не стоит воспринимать все это пространство как массив точек, имеющих угол заточки α. Это массив изгибов РК, имеющих угол заточки α.

Суть заключается в том, что длинные ножи, имеющие прямую или изогнутую РК, по форме близкой к геодезической, отличаются завидным постоянством в угле заточки вне зависимости от размера точилки и длины штанги. А вот с короткими ножами все сложнее. Короткие ножи скорее всего будут иметь сильную кривизну. Маленькая точилка будет иметь геодезическую малого радиуса, поэтому с большой вероятностью будет обеспечивать постоянный угол. Большая точилка будет иметь геодезические большого радиуса, поэтому постоянного угла не будет.
Отклонение от центра точилки не оказывает геометрического влияния до тех, пор пока конструкция точилки предотвращает прогиб ножа. И маленькие, и большие точилки одинаковым образом поддерживают постоянный угол заточки для длинных ножей. Маленькие точилки лучше подходят для заточки коротких ножей с сильным изгибом.

Вертикальные люфты

Вертикальный люфт ключевых узлов точилки приводит к небольшому изменению угла заточки. То же самое происходит при использовании брусков разной толщины (без переюстировки).
Поскольку вертикальные люфты дают существенно больший вклад, чем горизонтальные, любая точилка геометрически сводится к простому угольнику.


Штанга с точильным камнем - это горизонтальный катет. Любое вертикальное отклонение приводит к изменению вертикального катета, причем не важно где это отклонение произошло - у точильного камня или у шарнирного узла. Изменение угла определяется простой формулой арктангенса.

Δα = arctan ( Δx / L)
Где L - расстояние от РК до шарнирного узла, Δx - размер люфта

Теперь достаточно подставить типичные размеры точилки и проследить влияние в цифрах.
Люфт в 1 мм приводит к изменению угла около 0.2? для большой точилки, 0.3? для средней и 0.5? для маленькой. Если оценить люфт китайского апекса в 2 мм, то при его габаритах, это даст погрешность порядка 0.6?.

Люфты и разная толщина брусков безусловно вносят вклад в угол заточки. Но большие точилки справляются с этим гораздо лучше.

Неплоскопараллельность бруска

От точильного бруска как правило требуют, чтобы он был плоский. Ведь толщину броска можно игнорировать, если пользоваться компенсатором толщины. Что еще нужно? А что если брусок имеет разную толщину по углам? Я часто вижу, как наши покупатели перед покупкой проверяют бруски лекальной линейкой. Это безусловно похвально. Но ни один покупатель до сих пор не проверял камень штангенциркулем. Давайте посмотрим на математику.

Имеем брусок прямоугольной формы, распиленный кривовато, и в разных углах толщина немного разная. Такой брусок будем называть неплоскопараллельным в противовес плоскопараллельным брускам, две стороны которого а) плоские б) идеально параллельны друг другу.

Разница в толщине по разные стороны от штанги не оказывает влияния. Разница в толщине в ближнем и дальнем торцах (от шарнирного узла) приводит к тому, что плоскость рабочей поверхности камня наклоняется относительно эталонного камня. Насколько сильно меняется угол, определяется уже знакомой формулой.

Δα = arctan ( Δx / L)
Где L - размер бруска, Δx - размер люфта

Смотрим в цифрах для апексного формата.

Для того, чтобы получить точность угла заточки 0.1?, плоскопараллельность не может превышать 0.3 мм. Такие допуски, например, у Boride.

Если у вас есть коллекция апексных камней, возьмите штангенциркуль и проверьте их. Думаю, вас ждут сюрпризы. Особенно если у вас есть камни 'домашнего распила'.

Седловидность бруска

Седловидность бруска дает вклад по двум пунктам:
1) Во-первых, в центре и по краям брусок имеет разную толщину, и вклад в угол заточки дает вертикальный люфт.
2) Во-вторых, камень перестал быть плоским, поэтому угол заточки гуляет по самому бруску, и вклад дает 'неравномерность толщины'.
Два вклада нужно суммировать.

Уже при седле в полмиллиметра ошибка в угле заточки достигает 0.5?.

Седловидность имеет колоссальное влияние на точность угла заточки. Не допускайте даже незначительного седла на ваших камнях, иначе качество заточки значительно снизится.

Кривизна направляющей штанги

Когда я рассказывал про вертикальные люфты, я показал, что в принципе точилки могут их иметь, сохраняя точность в угле заточки. Это избавляет создателей точилок от необходимости использовать по-настоящему прецизионные детали. Но одна деталь - направляющая штанга - требует бескомпромиссного качества. Если направляющая штанга имеет небольшой изгиб, двигаясь в шарнирном узле, она будет менять угол заточки.
Насколько сильно? Зависит от того, вертикальный изгиб или горизонтальный. Вертикальный изгиб штанги в 1? в рабочем диапазоне приводит к изменению угла заточки в 1?. Чтобы было понятно - такой изгиб не увидеть без приборов, такая штанга будет свободно кататься по стеклу (популярный метод тестирования керамических мусатов). И при этом она будет давать серьезный вклад в точность заточки.

А вот горизонтальный изгиб не влияет ни на что. Точилки с закрепленными держателями камней должны иметь заводскую или пользовательскую юстировку, чтобы изгиб штанги лежал в плоскости точильного бруска. Точилкам со подвижными держателями (например Wicked Edge) приходится использовать дорогие стержни с очень серьезными допусками.

Крен бруска

Мы подошли к самому сложному и самому интересному. Точильный брусок может двигаться вперед-назад по штанге, сама штанга может двигаться влево-вправо. Брусок соприкасается с подводом ножа, делая свою работу. Чтобы обеспечить контакт бруска с лезвием по всей его длине, мы неизбежно наклоняем брусок. В авиации такой поворот называется 'крен'.
Расчет влияния крена - уже более сложная задача, так как она формулируется в трех, а не двух измерениях.

Δα = arcsin(sin(β /cos(Θ - Θ
Где β - угол крена бруска, Θ - угол наклона центральной оси бруска относительно плоскости ножа, Θ можно считать целевым углом заточки.

Давайте смотреть в цифрах. В таблице ниже указано изменение угла заточки при разных целевых углах и разных значениях крена.

Не правда ли, цифры удивляют? Если мы наклоняем наш брусок в пределах 5?, влияние не ощущается. Однако по мере увеличения крена, влияние нарастает катастрофически быстро. В какой-то момент брусок накреняется настолько сильно, что угол заточки достигает 90? (правый нижний угол таблицы).
Вы спросите, зачем так сильно накренять брусок? Ну, например, если нож имеет форму Керамбит с сильным изгибом, то брусок придется накренять. Придать такому ножу неизменный угол заточки вдоль всего подвода практически невозможно на всех современных точилках с неподвижным ножом.

Точилки на базе рабочего столика
Главная претензия к точилкам на базе рабочего столика - это неточность позиционирования ножа. Если нет технических средств точного позиционирования ножа после переворота, погрешность неизбежна. Представьте, что после переворота нож сместился чуть вверх - смотрим раздел 'вертикальный люфт'. А если нож вернулся под другим углом - смотрим раздел 'крен бруска'. Все вместе это может давать серьезную погрешность.
У точилок с рабочим столиком кривая обучение гораздо длиннее, чем у точилок с поворотным механизмом. На Edge Pro Apex приходится учиться не бояться двигать нож, следить за вылетом РК и за креном бруска. На Hapstone нужно учиться работать с трехточечным упором. Но как бы мы ни были изобретательны, неточность позиционирования ножа остается фундаментальной проблемой этого класса точилок.

Точилки с зажимными губками
У точилок с зажимными губками (Wicked Edge, KME, Профиль и т.п.) своя нерешенная проблема. Это несимметричность установки ножа в зажиме. Нож в зажиме неизбежно (по теории вероятности) не будет центрирован, а значит будет немного накренен в сторону. Это приведет к тому, что две стороны лезвия будут заточены под немного разными углами. Согласно отзывам на форумах, речь идет о разнице до 4?.
Некоторые производители выпустили 'средства решения проблемы': разного рода авто-подстраивающиеся губки, которые, по всеобщему мнению, столь же эффективны, как пятое лезвие в бритвах Gillette Fusion ProGlide Power, призванное полностью удалить последний волосок. Ну как бы что-то делает, но проблему не решает.
Это значит, что пользователям, если им не плевать на геометрию ножа, придется долго и нудно перепроверять угломером симметричность сторон, перезатягивать зажим при необходимости, снова перепроверять. Поточив одним камнем - снова перепроверять.

Заточка гибких ножей
Если при контакте бруска с гибким ножом последний прогибается под давлением, немедленно остановитесь и осмыслите что вы делаете. Ваш нож двигается по трем степеням свободы, каждая дает вклад в угол заточки, плюс еще крен бруска. Вы уверены, что вам нужна такая заточка? Гибкие лезвия можно точить только на точилках с подвижным ножом. Не нужно пытаться точить в зажимных точилках только потому, что вы отдали кучу денег за нее.

Точилки с горизонтальным держателем
Не помню от кого я впервые услышал поговорку 'Если кто-то захочет изобрести точилку с контролем угла заточки, у него получится Апекс'. Все серийно производимые точилки - это апексы. Вторая штанга, поворотник, подвижный столик - это ровным счетом ничего не меняет. За последнее время появился только один новый подход, который не вписывается в концепцию апекса. Это 'парящие' горизонтально держатели для камней. Отдавая должное создателям за попытки внедрить что-то по-настоящему новое, давайте все же разберемся что это дает.
Держатель брусков всегда находится в плоскости 'горизонта'. Можно ли утверждать, что это гарантировано дает постоянный угол заточки? Интуиция подсказывает, что так и есть. Нож закреплен, значит он под одним углом к горизонту. И если камень находится в плоскости горизонта, угол не может меняться.
Логическая ошибка заключается в том, что горизонтальный держатель не держит брусок в плоскости горизонта. Пройдемся по вышесказанным разделам.
1) Вертикальные люфты ключевых элементов точилки - вносят вклад
2) Разная толщина брусков - не вносит вклад
3) Неплоскопараллельность - вносит вклад
4) Седловидность - вносит вклад
5) Крен бруска - вносит вклад
6) Неточность позиционирования ножа на столике - вносит вклад
7) Несимметричность ножа в зажиме поворотника - вносит вклад
8) Гибкое лезвие - вносит вклад

Горизонтальный держатель решает лишь одну проблему - разную толщину брусков. Получается, что такая точилка - своего рода очень дорогой компенсатор толщины брусков.

Будущее
Мне кажется, что у точилок с контролем угла будет два вектора развития.

1) Юзабилити. Расцвет точилок с поворотниками и неоспоримый закат фирмы Edge Pro показывают, что покупателям нужны качественный результат и удобство в использовании, а на постоянство угла заточки им плевать. Новые точилки предложат средства борьбы с описанными выше проблемами, возможность заточки нестандартных ножей и инструментов, больше удобства и возможностей по юстировке.

2) Постоянный угол заточки. Я считаю, что ключом станет ограничение числа степеней свободы. Например, если сделать горизонтальный держатель брусков, который не будет вращаться, и совместить его с подвижным столиком, плюс сделать средство борьбы с неравномерной толщиной, большинство проблем будет решено. Но скорее всего, такая точилка будет очень неудобной.

Дельно. Спасибо.

Спасибо, развивайте тему

А по-моему если
2) Разная толщина брусков - не вносит вклад

то и 3 и 4 пункты также не вносят вклад

3) Неравномерность толщины - вносит вклад
4) Седловидность - вносит вклад

Спасибо за труд

Originally posted by Евгений РК:

А по-моему если
2) Разная толщина брусков - не вносит вклад
то и 3 и 4 пункты также не вносят вклад

3) Неравномерность толщины - вносит вклад
4) Седловидность - вносит вклад

Спасибо за труд

Спасибо!

3) В горизонтальном держателе камней (в существующих точилках) горизонтом является апексный бланк, а не рабочая сторона бруска. Если брусок неплоскопараллелен, рабочая сторона не параллельна бланку и горизонту.
Если в точилке применен какой-то технический подход, делающий горизонтом именно рабочую сторону (как в точилке Lansky) - только в этом случае Неравномерность толщины перестает давать вклад.

4) Седловидность будет давать вклад всегда, нужно лишь сделать важную поправку. Из двух описанных факторов в "горизонтальной точилке" будет оказывать влияние только фактор 2. Первый фактор не оказывает влияния. Соответственно "горизонтальные точилки" страдают от седловидности чуть меньше, чем апексные.

Большое спасибо топикстартеру за тему! Очень полезно и наглядно!

P.S. Вы разместили статью ещё где-нибудь? Не дадите ссылочку, а то мало ли - ганзу иногда глючит, а такой наглядный материал хотелось бы "держать под рукой".

спасибо RuChef за очень полезную тему для меня, а возможно и для других...
Давайте и я немного поучаствую, так как именно делаю точилки с постоянным углом.
1-вариант Лобстер или Минилобстер.
нож находится под углом в 20 гр, штанга с абразивом тоже находится под каким то углом, но угол заточки зафиксирован и является неизменным, а сам абразив опускается и подымается с этим углом, дабы проточить рк с кривой геометрией.
по мне - самое сильное изменение угла заточки происходит при переходе к острию и то, чем короче лезвие а переход покруче то мы там получим большие изменения. В зависимости от того под каким креном абразив будет работать...
но абразив с разной толщиной по краям и седловидность и даже прогиб будут иметь, наверное, мизерное отклонение.
позиционирование ножа, тоесть крен самого ножа дадут изменения естественно.
но там тоже предусмотрены разные магниты и зажимы.
2- Криволапка
здесь реализовано то, что при переходе к острию крен ножа близок нулю, что означает заточка под одинаковым углом по всей длине лезвия любой формы.
Тоже самое и на Шарнирных реализовано, что на больших абразивах, что апексными сверху.

Это все теория а практика подскажет, что для того чтоб идеально все было, нужны штанги диаметром 100мм, заточка с одной установки до конца процесса и т.д. Но это все излишнее ибо точности здесь такой не нужно.

Почему я это все написал- Хотелось бы все таки рассмотреть поглубже эту тему с высновками- что же всетаки нужно решать на будущее, а то я уже как то успокоился...
P.S.
На Шарнирной я поначалу был сделал фиксированный абразив, но потом поставил его на подшипники, ибо слишком уж осторожно надо вести заточку- неудобно

Originally posted by Bogdan Manjko:

Давайте и я немного поучаствую, так как именно делаю точилки с постоянным углом.

Спасибо Косте за тему и Вам за участие.
У меня есть просьба, все комментарии по конкретным точилкам, сопровождайте пожалуйста фоткой точилки и наброском узла и углов о которых идет речь (не обязательно чертежом, достаточно ручкой от руки на листочке и фотографию сюда). Я думаю, что не единственный, у кого все конструкции перемешались в голове. Ваши визуальные пояснения будут как нельзя кстати для понимания ваших описаний. Кстати, Костя свои объяснения снабдил отличными визуальными пояснениями, именно поэтому я решился писать пожелания в чужой теме.

Еще раз спасибо за интересную тему!

------
Тот, кто правильно указывает на мои ошибки, - мой учитель.
Тот, кто правильно отмечает мои верные поступки, - мой друг.
Тот, кто мне льстит, - мой враг.
/Сунь Цзы/

"Существует мнение, что угол заточки неминуемо меняется по мере удаления от 'центра' точилки. По большей части это - миф, причиной которого является интуиция, подкрепленная неправильным использованием угломера."

"Как было показано выше, прямой фрагмент РК имеет ВСЕГДА имеет постоянный угол заточки. Это справедливо для любой точилки, только если она не спроектирована с ошибками. В общем случае даже позиционирование клинка в точилке не играет никакой роли. Даже если он перекошен, угол заточки по всей длине РК прямого лезвия будет константой (хотя она и будет отличаться при разном позиционировании)."

Возьмите нож от фуганка,с кромкой сформированной на плоскошлифовальном станке, зажмите (установите. закрепите) его в "правильно" спроектированную точилку, настройте угол так. что бы брусок ходил по плоскости фаски этого ножа.
Затем двигайте его от центра к краям - он будет четко прижиматься к фаске на всех участках. даже если нож закрепить под углом (развернут) .
А потом попробуйте точить этот нож.Потом напишите. почему брусок , пока не точишь - прижимается к фаске везде(угол не меняется), а когда начинаешь точить угол меняется на разных участках прямого участка -извиняюсь за каламбур.Как только Вы начнете точить(а не рассматривать это в статике) - у Вас угол начнет меняться, и меняться по разному, на разных участках.Изменения будут зависеть от расстояния до узла скольжения до участка лезвия, где стачивается металл - чем больше расстояния от центра узла скольжения - тем меньше меняться будет угол.На точилках типа апекс - угол всегда меняется при заточке. Как только перестали точить - он перестает меняться.

Originally posted by A.V.X.1960:

А потом попробуйте точить этот нож.Потом напишите. почему брусок , пока не точишь - прижимается к фаске везде(угол не меняется), а когда начинаешь точить угол меняется на разных участках прямого участка -извиняюсь за каламбур.Как только Вы начнете точить(а не рассматривать это в статике) - у Вас угол начнет меняться, и меняться по разному, на разных участках.Изменения будут зависеть от расстояния до узла скольжения до участка лезвия, где стачивается металл - чем больше расстояния от центра узла скольжения - тем меньше меняться будет угол.На точилках типа апекс - угол всегда меняется при заточке. Как только перестали точить - он перестает меняться.

Похоже, вы пытаетесь сказать, что чем больше консоль, тем большую нагрузку должны воспринимать все узлы, а значит больше прогибы при одинаковом давлении. Здесь я соглашусь при условии, что точилка довольно хлипкая, клинок гнется, а нажимаем с усердием. При повторе того же опыта на негнущейся точилке и жестком клинке с заточкой без нажима, думаю все будет как в теории...

------
Тот, кто правильно указывает на мои ошибки, - мой учитель.
Тот, кто правильно отмечает мои верные поступки, - мой друг.
Тот, кто мне льстит, - мой враг.
/Сунь Цзы/

2 RuChef.Объясните , где я не прав, пожалуйста.Правильно ли я понимаю ,почему плывет угол на апексе при наличии седла.Считаем , что кромка в точке "В" и клинок - горизонтально.Тогда видим, что когда брусок прикасается к кромке серединой седла - угол = альфа, а когда концом - бетта и очевидно , что они не равны.Но это ведь верно , если точка "А" фиксирована , как в апексе.А если взять точилку Крыша-2 С.Зыкова, то точка "А" свободна и это компенсирует разность углов.Ведь именно поэтому 2) Разная толщина брусков - не вносит вклад.Понятно, что на практике может и не так, но ведь теоретически седло не должно вносить вклад.

нет, разная толщина брусков не вносит вклад означает, что угол не меняется при использовании разных брусков. Если на профиле нужно подстраивать угол после каждой смены бруска, то на "крыше" это происходит автоматически, т.к. угол задается "базой", т.е. самой крышей.

А выработка бруска в середине ни к чему хорошему точно так же не приводит, особенно на финише.

А я и раньше это знал Хорошо изложено!

Фундаментально написано, спасибо, как же давно хотелось увидеть что-то подобного охвата и в одном описании. Не все постулаты видятся однозначно бесспорными, но как ориентир и отправная точка для обсуждения - бесценно, по-моему.
Сомнения у меня вызывает мысль, что "Сам факт удаления от центра _не_ приводит к изменению угла заточки". Геометрия здесь нам возражает. По сути, в случае апекса имеем прямоугольный треугольник с углами в точках: РК - упор вертикальной штанги - узел скольжения - с гипотенузой по штанге бруска. Чтобы угол по всей РК был одинаковым, катет "РК - упор" должен тоже оставаться неизменным, чего на практике почти не бывает, он всегда меняется пропорционально расстоянию от оси шарнира. Постоянным (в смысле 1 из предложенных определений) угол на РК может получиться только при условии, что точим клин правильной круглой формы. При заточке клинков любой другой формы "разбег" от оси шарнира неизбежен, вопрос только в его размерах, которые на ножах популярных размеров обычно пренебрежимы. Поэтому угол у нас получается постоянным только в понимании 2.

Originally posted by Евгений РК:

2 RuChef.Объясните , где я не прав, пожалуйста.Правильно ли я понимаю ,почему плывет угол на апексе при наличии седла.Считаем , что кромка в точке "В" и клинок - горизонтально.Тогда видим, что когда брусок прикасается к кромке серединой седла - угол = альфа, а когда концом - бетта и очевидно , что они не равны.Но это ведь верно , если точка "А" фиксирована , как в апексе.А если взять точилку Крыша-2 С.Зыкова, то точка "А" свободна и это компенсирует разность углов.Ведь именно поэтому 2) Разная толщина брусков - не вносит вклад.Понятно, что на практике может и не так, но ведь теоретически седло не должно вносить вклад.

Очень хороший вопрос. Ошибка рассуждений заключается в том, что альфа и бета не являются углами заточки. Это углы наклона штанги с держателем. Но режущую кромку формирует не штанга и не держатель, а брусок. Когда брусок плоскопараллелен и покоится без крена, мы вправе делать допущение, что угол наклона штанги - это и есть угол заточки. Когда брусок - криволинейная поверхность или призма, это допущение уже нельзя делать. В этом случае угол заточки в любой выбранной точке будет определяться касательной к поверхности бруска. Визуально это выглядит так:

На вашей картинке нарисован более экстремальный вариант, поэтому он особенно интересен. Если аналогичным образом нарисовать касательные, то угол заточки в точке альфа будет около нуля, а в точке бета достигнет 90 градусов.

В случае горизонтальных точилок принципиально ничего не меняется. В точке альфа и точке бета касательные к поверхности бруска не соответствуют горизонту.

Сходную логическую ошибку можно сделать с креном, взяв вместо плоских брусков трианглы. "Раз мы точим не плоскостью, а уголком, значит и крен не играет роли." Однако у ребра триангла тоже есть радиус, в точке соприкосновения будет пятно контакта, будет касательная плоскость, и эта плоскость будет накренена и испортит углы.

Originally posted by Andrew3000:

Фундаментально написано, спасибо, как же давно хотелось увидеть что-то подобного охвата и в одном описании. Не все постулаты видятся однозначно бесспорными, но как ориентир и отправная точка для обсуждения - бесценно, по-моему.
Сомнения у меня вызывает мысль, что "Сам факт удаления от центра _не_ приводит к изменению угла заточки". Геометрия здесь нам возражает. По сути, в случае апекса имеем прямоугольный треугольник с углами в точках: РК - упор вертикальной штанги - узел скольжения - с гипотенузой по штанге бруска. Чтобы угол по всей РК был одинаковым, катет "РК - упор" должен тоже оставаться неизменным, чего на практике почти не бывает, он всегда меняется пропорционально расстоянию от оси шарнира. Постоянным (в смысле 1 из предложенных определений) угол на РК может получиться только при условии, что точим клин правильной круглой формы. При заточке клинков любой другой формы "разбег" от оси шарнира неизбежен, вопрос только в его размерах, которые на ножах популярных размеров обычно пренебрежимы. Поэтому угол у нас получается постоянным только в понимании 2.

Спасибо!
Давайте еще раз разберемся. В вашей схеме "РК - упор вертикальной штанги - узел скольжения" угол в точке РК является углом заточки, когда брусок по центру. (Рисунок 1). Когда вы смещаете штангу в сторону, угол в РК становится углом бета на рисунке 2, а это не угол заточки. Чтобы бету превратить в альфу, нужно использовать формулу в разделе "крен бруска". Если вы внимательно посмотрите на точилке, что происходит с бруском при отведении штанги в сторону, то вы увидите легкий крен бруска при контакте с ножом. Именно этот крен полностью компенсирует удлинение нижнего катета.

ОК , понятно, спасибо. Т.Е. разницу толщины скользящая точка А скомпенсирует, а криволинейность - нет

Originally posted by oldTor:

Большое спасибо топикстартеру за тему! Очень полезно и наглядно!
P.S. Вы разместили статью ещё где-нибудь? Не дадите ссылочку, а то мало ли - ганзу иногда глючит, а такой наглядный материал хотелось бы "держать под рукой".

Спасибо! Размещу на RuChef на выходных. Надеюсь, исправления уже накопятся.

Originally posted by Евгений РК:

ОК , понятно, спасибо. Т.Е. разницу толщины скользящая точка А скомпенсирует, а криволинейность - нет

Надо переименовать "Неравномерность толщины" в неплоскопараллельность. А то два термина "Неравномерность толщины" и "Бруски разной толщины" путаются.

Originally posted by Bogdan Manjko:

спасибо RuChef за очень полезную тему для меня, а возможно и для других...

Богдан, можете прислать фотографии ваших точилок на белом или сером фоне? Я вставлю их в общую карту.

RuChef
Говоря о постоянстве угла на идеально прямой кромке, Вы забыли про узел скольжения(на классических Апексах).
Не стал долго описывать, просто зарисовал, надеюсь понятна мысль...

Так, как точка опоры гуляет по окружности вперед - назад при повороте штанги вправо влево, то и угол должен гулять. Дельту изменения наверное даже посчитать можно.

Originally posted by vovchiklj:

Говоря о постоянстве угла на идеально прямой кромке, Вы забыли про узел скольжения(на классических Апексах).
Так, как точка опоры гуляет по окружности вперед - назад при повороте штанги вправо влево, то и угол должен гулять. Дельту изменения наверное даже посчитать можно.

Да. Влияние есть. Это ценное замечание, большое спасибо.

RuChef:

Богдан, можете прислать фотографии ваших точилок на белом или сером фоне? Я вставлю их в общую карту.

Originally posted by RuChef:

Это ценное замечание,

На рускнайфе была подобная тема, где диванные теоретики рисовали картинки и доказывали с пеной у рта, что угол не меняется на точилках типа апекс и лански.Тему эту я не нашел, её ,кажется , удалили.
Вот рисунок, на котором показан принцип изменения угла на точилках подобного типа. ус1 и ус2 - узлы скольжения(точка опоры штанги).Эти узлы стоят на разном расстоянии от кромки, первоначальный угол 1 выставлен одинаковый и пока мы не точим- он не меняется. Как только мы начнем точить - стачивать металл - брусок начнет опускаться и угол начнет увеличиваться.Когда мы доточим до середины лезвия и перестанем точить - углы перестанут меняться.При заточке на ус1(угол3) он будет меньше. а при заточке на ус2(он ближе к кромке)-больше-угол 2.Изменение угла зависит от расстояния до узла скольжения.На точилке с узлом типа апекс - когда при повороте этого узла точка опоры перемещается в пространстве - он меняется еще и от этого. Причем по разному на сторонах лезвия. Поэтому надо двигать нож по столику. Или не двигать - если устраивают погрешности.Чем ближе к узлу скольжения участок лезвия. тем больше получается угол в сранение к начальному углу. выставленному перед началом заточки.Это легко проверить. если расположить нож сначала перпендикулярно стойке и поточив, а потом развернуть под 45гр - на закруглении и кончике фаска будет точиться уже, так как кончик стал ближе к узлу скольжения.Угол будет меняться равномерно только на закруглении ножа, и только в том случае. если штанга узла скольжения будет стоять в центре окружности, частью которой является закругления лезвия и заточник будет снимать равномерно металл. Так как если он в одном месте снимет больше металла - угол там будет больше.Если точку опоры штанги установить бесконечно далеко - то изменения угла заточки будут бесконечно малы. На практике при заточке коротких лезвий практически не заметны изменения,и этими изменениями можно пренебречь.Ваш научный труд - спорный, мягко говоря, и зря Вы его опубликовали - не вводите людей в заблуждение.

Угол на прямом участке, если рк стоит строго перпендикулярно, или параллельно осей вертикального штока угол меняться не будет и точка. А основные проблемы на переходе к острию.
Для того, чтоб получить постоянный угол- надо острие подводить под абразив и иметь возможность подъема абразива без изменений угла.
На апексоиде это весьма сложно, ибо там на кривизне рк нужно подводить под абразив так, чтоб точка контакта была на одинаковом расстоянии и уровне.
Как я вижу - это попросту невозможно...
Решение с перестановкой узла скольжения - в некоторой степени решает проблему с изменением, может большего и не надо.

Изменения угла заточки при переходе к острию несет за собой основную проблему- настроить позицию ножа для его поправки так, чтоб снимался маркер по всей длине, проблема еще та и об этом все молчат...

Хотел что-то краткое подобное запостить по результатам своего исследования поведения WickedEdge, но не стал ввиду малого распространения приспособления.
Сильно удивился, когда после первой заточки Страйдера получил широченные подводы около кончика, с углом явно сильно меньшим выставленного 40*.
До геодезических линий не добрался, но путём несложных геометрических прикидок, понял, что более-менее приемлемого результата можно добиться при совпадении радиуса вращения брусков с радиусом кривизны перехода от прямой РК к кончику лезвия.
В этих целях нужно фиксировать лезвие в тисочках так, чтобы переход от прямой РК к окружности до кончика находился по центру губок.
Также, нужно прикинуть позиционирование лезвия по вертикали.
На прилагаемом фото - стрелка и линия, которые должны совпадать.

В результате, при помощи простого позиционирования "на глазок" добился приемлемого постоянства ширины подводов, а то по первой было, как на втором фото.

PS: радиус вращения бруска - проекция на плоскость лезвия - направляющей бруска, от точки крепления направляющей в шарнире до точки перехода от прямой РК к окружности.

А что такое УС2? У меня на апексе один узел скольжения. А с одним узлом угол меняться не будет, по крайней мере на прямом участке ножа.

Красивая и хорошая точилка... Эта точилка будет точить под постоянным углом без изменений...
Противовес еще и даст возможность прекрасной работы на финише.
Единственную проблему я вижу в клещах- там фиксация ножа не надежная и нож может менять положение во время заточки...

А у такой точилки как обстоят дела?

Сами прикиньте, исходя из того, что окружность, которую описывает брусок относительно вертикальной оси при заточке конкретного ножа при заданной фиксации, в идеале, должна совпадать с окружностью кривизны лезвия от кончика до точки перехода в прямую РК. Т.е. у них должны совпадать центр и радиус в плоскости проекции лезвия.
На прямом участке РК угол в любом случае будет постоянным, с учётом, конечно, люфтов и т.п..
Лично мне, как раз импонирует небольшой люфт - можно слегка залинзить подводы.

Вы не правы- эта точилка точит без изменений любую форму клинка

Вы не правы- эта точилка точит без изменений любую форму клинка

Если она вращается относительно постоянной (не плавающей) вертикальной оси, то по определению, не может.
Точилка, которая будет независимо от ножа выдерживать постоянный угол, должна "программироваться" под форму РК. Я прикидывал разработку такой хреновины, но забил, там нужно "фотографировать" геометрию лезвия до начала заточки.

Тот факт, что угол по мере снятия металла с РК будет меняться, описанной модели заточки не противоречит, скорее, ее уточняет в еще одном аспекте. В каких пределах это влияние проявляется, и как его минимизировать - вот вопрос. Но на него ответить без расчетов и экспериментов вряд ли получится. Хотя, раз уж пошли копать на полный штык, может, и до этого дойдем.

Originally posted by NT2009:
но забил

И это правильно. Копировальный станок - уже реальность. Нереальной стоимости.

Hatuey:

И это правильно. Копировальный станок - уже реальность. Нереальной стоимости.

По идее, можно обойтись парой-тройкой связанных шатунов настраиваемой длины. Любители математики могут поразвлечься))

NT2009
Обратите внимание, что поворотный узел не закреплен, его можно вращать и перемещать как угодно

Интересная дискуссия.
На практике, ширина первой фаски (микроподвода) хорошего ножа должна равняться меньше 20 микрон (0,02 мм).

На точилке (клоны Apex Edge), создать такую геометрию (форму) режущей кромки попробовать можно, но что получится?

Если сильно увеличить, то будет вот как-то такая картинка: кривая и в дефектах режущая кромка + нерабочая геометрическая форма фасок ножа.
Выглядит это как-то так.
Сделали "заточку".

Очень быстро возникла проблема - нож перестал резать.
Касательно возможности создания правильных углов при заточке. При создании ровной плоскости сразу вылезли ямы - следы работы на приспособлении-станке.

Вторая проблема. Приспособления - клоны Edge Pro Apex бесконтрольно разрушают режущую кромку. Специалисты физики могут поразвлечься. Пользователь точилки на камень только подул, а рычаги многократно усилили воздействие этого дуновения. Много видеороликов, как с помощью весов измеряют силу давления. Простая физика из школьной программы сила = масса * на ускорение. Как весами измерите ускорение на протяжение доли секунд??? Дальше еще интереснее - Сила, векторная величина, то есть формулу правильнее было бы записать следующим образом:

F\ = m * a\

Вектор силы направлен туда же, куда и ускорение. Сделайте динамическую модель микромира. Как нож соприкасается с абразивом. Почему японцы работают на выпуклых (округлых) поверхностях....