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刀具與鋒利性的關(guān)系
同一把刀,同樣的刃磨方法,為什么小角度刃磨要鋒利得多?(僅僅從“劈”的力學(xué)關(guān)系是根本無法解釋的)同樣的刃磨方法,相同的刃磨角度,同樣的材料和熱處理,為什么不同形狀的刀具鋒利性相差甚遠(yuǎn)?
為什么不銹鋼刀具相對(duì)更難磨?
為什么手的定位誤差最少也有幾毫米,而磨出的刃口卻可薄至數(shù)微米?
為尋找上述問題的答案,請(qǐng)關(guān)注以下分析。
1.怎樣才能使刃口半徑最小?
決定鋒利性的五個(gè)主要因素中,刃角是事先確定的,微鋸齒主要與材質(zhì)有關(guān),清理毛邊屬于后期處理,因此,磨刀時(shí)需要著重解決盡可能減少刃口半徑和產(chǎn)生縱刃紋這兩個(gè)問題。要獲得盡可能小的刃口半徑,關(guān)鍵是要設(shè)法盡量延后刀刃卷口(因?yàn)橐坏┚砜诰蜁?huì)產(chǎn)生毛邊,繼續(xù)磨削只會(huì)使毛邊擴(kuò)大,很難使刃口半徑進(jìn)一步減小)的時(shí)機(jī),為此必須做到如下兩點(diǎn)。
⑴ 局部微力切削各油石顆粒必須以很小的力度切削刀刃,才能防止提前卷口。
⑵ 局部微量切削各油石顆粒對(duì)刀刃的切削量必須很小,否則會(huì)在刃口上產(chǎn)生大量的劃痕,從而降低刃口強(qiáng)度,導(dǎo)致刃口早期卷曲。此外,較大的切削量伴隨的切削力也較大,也是誘發(fā)卷口的重要原因。
要做到以上兩點(diǎn),必須設(shè)法避免應(yīng)力集中,因?yàn)樗鼤?huì)導(dǎo)致局部切削力和切削量劇增,從而過早在刃口出現(xiàn)毛邊和劃傷等缺陷。
2.刃磨過程的緩沖保護(hù)機(jī)制由于油石平整度、粒度均勻性、鋒利性差異、以及與刃口不完全貼合、刃磨角度誤差等限制,要實(shí)現(xiàn)局部微力和微量切削,離不開緩沖保護(hù)機(jī)制。緩沖越有效,刃磨效果也越好,刃口也更容易變薄,反之,則不能使刃口變薄,甚至可能出現(xiàn)刀刃缺口、劃傷等嚴(yán)重缺陷。
⑴ 刀身的彈性變形對(duì)刃口的保護(hù)作用下面對(duì)刀身彈性變形對(duì)刃口的保護(hù)作用進(jìn)行模擬,以說明緩沖保護(hù)機(jī)制的形成機(jī)理及重要作用。
片刀以極微小的力壓在油石上,刃面與油石完全貼合,刀身的變形可忽略不計(jì),這是標(biāo)準(zhǔn)的刃磨狀態(tài)。刀脊高度84.51mm,刀腹中點(diǎn)高度42.26mm,實(shí)際刃磨角度25。(刃角50。),片刀滑動(dòng)摩擦方向?yàn)樽宰笙蛴遥绻冀K持續(xù)輕磨一定可以獲得極薄的刃口。但是由于雙手總會(huì)有一定幅度,且不同步的擺動(dòng),故造成以下五種不同情況。
*一種情況,以很小的力度操作,但雙手都抬高了,實(shí)際刃磨角度也隨之增大,只磨刃口,而磨不到刃面。因操作力度很小,即使偶然發(fā)生這種情況,只要是微量切削,一般不會(huì)造成刀刃提前卷口,但是也限制了鋒利性的提高。
第二種情況,雙手都降低了,實(shí)際刃磨角度隨之減小,不管是否施力,都磨不到刃口和刃面,只能磨內(nèi)側(cè)的刃線,這種情況下雖然會(huì)將刃線磨圓,但是對(duì)刃口沒有損害。
第三種情況,保持刀脊的高度不變,而按刀腹的手因不穩(wěn)定導(dǎo)致力度突然增加,刀腹隨之突然下沉,由于彈性變形,刀腹下沉致使刀尖翹起2.620。,實(shí)際刃磨角度下降到22.210。,增加的力都通過刀身轉(zhuǎn)移給內(nèi)側(cè)的刃線,雖然這會(huì)導(dǎo)致刃線被磨圓而不整齊,但卻有效保護(hù)了刃口。
第四種情況,保持刀腹的高度,而握刀的手不穩(wěn)定導(dǎo)致刀脊翹起,由于彈性變形,刀脊翹起不僅沒有增大刃磨的角度,反而使得刀尖翹起1.323。,刃磨角度減小到23.899。,情況與第三種情況極其相似,也能保護(hù)刃口。(當(dāng)然如果上翹幅度過大,將會(huì)帶動(dòng)刀腹上升,刃磨角度因此增大,對(duì)刃口是有損害的)
第五種情況,由于油石不夠平整,以及粒度不均勻,都會(huì)使刃部不時(shí)受到?jīng)_擊,刀身的彈性變形同樣會(huì)使刃部上翹,從而避開或減輕對(duì)刃口的直接沖擊,有利于提高鋒利性。 |
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