![]()
Геометрия заточки в точилках с контролем угла
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. Угол заточки - строгий термин, означающий угол между центральной плоскостью ножа и подводом, измеренный в плоскости сечения, перпендикулярного касательной в выбранной точке РК.
Каждый класс в свою очередь делится на три семейства по удержанию и позиционированию ножа:
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). 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.
Вертикальный люфт ключевых узлов точилки приводит к небольшому изменению угла заточки. То же самое происходит при использовании брусков разной толщины (без переюстировки). Δα = arctan ( Δx / L) Теперь достаточно подставить типичные размеры точилки и проследить влияние в цифрах.
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) 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 дает вклад по двум пунктам: 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.
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. 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.
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'. Δα = arcsin(sin(β 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).
Горизонтальный держатель решает лишь одну проблему - разную толщину брусков. Получается, что такая точилка - своего рода очень дорогой компенсатор толщины брусков.
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.
|
6-4-2018 02:13
Herm
Дельно. Спасибо.
|
6-4-2018 08:38
Emiliokazanova
Спасибо, развивайте тему
|
6-4-2018 08:59
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 Спасибо за труд |
6-4-2018 10:16
RuChef
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. 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. |
6-4-2018 10:28
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". |
6-4-2018 13:12
Bogdan Manjko
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. 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...
|
6-4-2018 13:34
Евгений_Е
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! ------ |
6-4-2018 13:55
A.V.X.1960
"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)."
|
6-4-2018 14:19
Евгений_Е
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... ------ |
6-4-2018 15:38
Voy50
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. |
6-4-2018 15:46
Hatuey
А я и раньше это знал
![]() ![]() ![]() |
6-4-2018 16:00
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. |
6-4-2018 16:00
RuChef
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. |
6-4-2018 16:12
RuChef
Спасибо! |
6-4-2018 16:12
Евгений РК
ОК , понятно, спасибо. Т.Е. разницу толщины скользящая точка А скомпенсирует, а криволинейность - нет
|
6-4-2018 16:15
RuChef
Спасибо! Размещу на RuChef на выходных. Надеюсь, исправления уже накопятся. |
6-4-2018 16:18
RuChef
Надо переименовать "Неравномерность толщины" в неплоскопараллельность. А то два термина "Неравномерность толщины" и "Бруски разной толщины" путаются. |
6-4-2018 16:23
RuChef
Богдан, можете прислать фотографии ваших точилок на белом или сером фоне? Я вставлю их в общую карту. |
6-4-2018 20:04
vovchiklj
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. |
6-4-2018 20:31
RuChef
Да. Влияние есть. Это ценное замечание, большое спасибо. |
6-4-2018 21:00
Bogdan Manjko
|
6-4-2018 21:06
Hatuey
![]() ![]() ![]() |
6-4-2018 22:01
A.V.X.1960
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. |
6-4-2018 22:24
Bogdan Manjko
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. |
6-4-2018 22:39
Bogdan Manjko
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...
|
6-4-2018 22:42
NT2009
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. |
6-4-2018 22:44
Redpigeon
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.
|
6-4-2018 23:21
Bogdan Manjko
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... |
6-4-2018 23:21
NT2009
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. |
6-4-2018 23:27
Bogdan Manjko
Вы не правы- эта точилка точит без изменений любую форму клинка
|
6-4-2018 23:34
NT2009
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. |
6-4-2018 23:43
Andrew3000
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.
![]() |
6-4-2018 23:44
Hatuey
И это правильно. Копировальный станок - уже реальность. Нереальной стоимости. |
7-4-2018 00:06
NT2009
По идее, можно обойтись парой-тройкой связанных шатунов настраиваемой длины. Любители математики могут поразвлечься)) |
7-4-2018 11:23
volneb
NT2009
Обратите внимание, что поворотный узел не закреплен, его можно вращать и перемещать как угодно |
|