Заточка инструмента

Рис. 1. Микрогеометрия режущей кромки: а - после заточки и доводки; б - тупая кромка; в - восстановление остроты кромки снятием с фески абразивом части металла (заточка)

Любой режущий инструмент (ножи, стамески, ножницы) в процессе работы изнашивается и затупляется, то есть на его острие (режущей кромке) увеличивается радиус затупления (рис. 1). Как известно, для нормального резания лезвие инструмента должно иметь гладкую поверхность и толщину лезвия на острие всего 6...8 мкм. Затупленный же инструмент при работе перестает резать, зато начинает крошить и мять материал, в результате чего качество обрабатываемой поверхности ухудшается, а необходимое для резания усилие возрастает. Из-за этого, кстати, чаще травмируются не острым инструментом, а тупым. Так что любой уважающий себя мастер просто обязан уметь затачивать и править домашний инструмент (ножи, ножницы, сверла) на электроточиле или вручную.

Самой быстрой и удобной считается заточка и правка инструмента на электроточиле, на валу которого установлены абразивные и доводочные круги. Для обеспечения необходимого угла заточки инструмента на электроточиле необходимо предусмотреть подвижной упор (рис. 2).

Приступая к заточке, помните, что сверху абразивные круги обязаны быть закрыты кожухом, а зазор между упором (подпятником) и абразивным кругом поддерживают в пределах 1,5...3 мм.

Для освоения правильной техники заточки инструментов начинающим мастерам придется немного потрудиться, чтобы приобрести некоторый опыт в работе с наждачным кругом. В первую очередь следует правильно подобрать абразивный круг, имеющий зернистость и твердость, подходящие для данной работы. Помните, чем крупнее зерно, тем производительнее процесс заточки, но тем больше шероховатость обработанной поверхности. Абразивные круги с мелким зерном быстрее забиваются (засаливают) и начинают поджигать лезвие. Обычно эти круги применяют для окончательной доводки острия, то есть удаления с его поверхности микронеровностей.

Рис. 2. Электроточило с подвижным упором

Выбирая для заточки круг той или иной твердости, учитывают, что если круг чересчур тверд для инструмента, он быстрее забивается и чрезмерно нагревает (поджигает) лезвие, а когда круг слишком мягок, он быстрее изнашивается, теряя первоначальную форму.

Для определения твердости материала инструмента в домашних условиях часто используют напильник с мелкой насечкой. Делают это так. Напильником просто пытаются заточить лезвие инструмента. Если напильник просто скользит по лезвию, не снимая металла, твердость металла инструмента и напильника совпадает и составляет примерно 61...62 HRC. Такая твердость у ножей, стамесок и т.д. бывает редко. Если напильник часть металла с лезвия все-таки снимает, твердость лезвия инструмента достаточно хорошая - 58...60 HRC (это обычная твердость инструмента). Когда же напильник снимает металл с лезвия достаточно легко, твердость режущей части инструмента неудовлетворительная - менее 40...45 HRC. При этом начинающий заточник должен знать, что кухонный нож или стамеску, сделанную из некачественной или из незакаленной стали, имеющей твердость ниже 40 HRC, заточить практически невозможно, да и работать таким инструментом трудно, так как он затупится сразу же после заточки.

Отличными режущими свойствами обладают кованные шарикоподшипниковые стали ШХ15, хирургическая сталь 40X13 (нержавейка для кухонных ножей), инструментальная сталь У8...У11А, легированные стали 9ХС, 9ХФ, Р18, твердость которых после термообработки достигает 58...60 HRC.

Для заточки бытового и деревообрабатывающего инструмента применяют абразивные круги марки ЭБ (электрокорунд белый) на керамической связке К, у которых зернистость 40...25, а степень твердости СМ1 (средняя мягкость №1).

Когда подходящий круг закреплен, выбирают угол заточки инструмента, руководствуясь теми соображениями, что при уменьшении угла заточки режущие свойства инструмента возрастают, а вот прочность его лезвия, особенно при ударах и соприкосновениях с твердыми телами, снижается. С учетом вышесказанного для того или иного инструмента практикой рекомендованы определенные углы заточки, приведенные в таблице.

Углы заточки инструментов и твердость их лезвий

Как видно из таблицы, чем тверже обрабатываемый материал, тем больше угол заточки, причем это правило справедливо даже для обычных кухонных ножей. Кстати, у ножей, предназначенных для тех или иных целей, не только разная заточка, но и свое сечение клинка (рис. 3).

Рис. 3. Сечение клинков ножей и ножниц: а - нож для овощей и хлеба; б - нож для корнеплодов; в - нож для мяса; г - охотничий нож; д - ножницы по металлу

Итак, угол заточки инструмента (стамески, ножа электрофуганка) известен. Теперь на электроточиле придется закрепить упор (см. рис. 2) так, чтобы обеспечить этот угол при заточке. Вращение абразивного камня не должно сопровождаться вибрацией и биениями. При наличии последних проводят правку круга (куском абразива типа КЗ). Конечно, заточку ведут при вращении круга навстречу режущей кромке лезвия.

Умение снять фаску на режущем инструменте, то есть сформировать его лезвие, основная предпосылка для правильной заточки инструмента. Во время снятия фаски инструмент берут в правую руку, а левой рукой слегка прижимают лезвие (ниже места заточки, конечно) к абразивному кругу. В процессе заточки следят, чтобы фаска стачивалась равномерно в одной плоскости по всей ширине режущей части инструмента, для чего эту режущую часть постоянно "водят" по наждаку вправо-влево. Периодически инструмент охлаждают в воде, не допуская возникновения цветов побежалости на лезвии, то есть перегрева последнего.

Вначале при заточке лучше применять упор, а когда придет опыт, надобность в упоре отпадет сама собой.

Рис. 4. Электроточило с опорной пластиной

Обычный кухонный нож не очень сложно заточить и без упора, но клинок ножа в руках надо держать достаточно твердо, постоянно контролируя процесс формирования фаски, которую равномерно снимают с обеих сторон лезвия, не допуская его перегрева. Заточникам-новичкам хочу порекомендовать для заточки ножей совсем простенький упор в виде пластины (рис. 4). Во время работы обух клинка опирается на пластину, помогая заточнику удерживать лезвие в одном и том же положении относительно абразива (в этом случае угол заточки контролируется самим заточником).

Затачивание инструмента на электроточиле считают законченным, когда на лезвии не останется щербин и других изъянов, а на режущей кромке лезвия образуется сплошная линия заусенца, то есть тонкого валика из частиц задранного металла. Такой заусенец легко обнаружить на ощупь большим пальцем правой руки, если провести им по "касательной" к режущей кромке. Заусенец также можно увидеть, рассматривая "на свет" лезвие инструмента по направлению к режущей кромке. Не следует, конечно, после заточки обламывать этот заусенец, так как в этом случае на режущей кромке наверняка образуются зазубрины, которые потом будет трудно вывести. Чтобы избавиться от заусенца, на точило устанавливают абразивный круг с более мелким зерном. В результате после заточки фаски заусенец становится совсем незаметным.

Рис. 5. Доска с врезанными брусками и оселками: 1 - брусок для заточки ЭК 50 СМ1 8К; 2 - брусок для правки типа ЭК25 СМ1; 3 - оселок типа ЭК4 ВТ 8К

Правку и доводку режущей кромки производят пастой ГОИ, нанесенной на твердый войлочный круг. Заметьте, что при доводке инструмента его лезвие располагают по ходу вращения войлочного круга (от обуха клинка к лезвию), а не навстречу кромкой. Завершение доводки определяют по появлению у режущей кромки тонкой блестящей линии шириной 0,5...1 мм и исчезновению заусенца (он должен быть сточен). Для предупреждения образования у заточенного инструмента после доводки "ложного жала" из заусенца, лезвием с нажимом проводят по твердой древесине. После этого снова осуществляют доводку. Остроту заточки инструмента обычно проверяют, слегка проводя лезвием по листу бумаги. Острое лезвие режет бесшумно, а тупое мнет, не режет.

Рис. 6. Положение стамески при заточке на абразивном бруске: а - правильно; б - неправильно

Для заточки и правки инструмента вручную необходимы бруски с номером зернистости от 40 до 16 и твердостью СМ1, СМ2, СТ1, а для доводки понадобятся оселки с номером зернистости 6...4 и твердостью ВТ или 4Т. Чтобы было удобнее работать, бруски и оселки врезают (утапливают) в деревянную доску, покрытую олифой или водостойким лаком (рис. 5). Сначала инструмент затачивают на крупнозернистом бруске типа ЭК50СМ1 8К до образования заусенца на режущей кромке. Ручная заточка утомительна и трудоемка, но вспомним наших предков, которые ею только и пользовались, причем достигали отличных результатов. Затачиваемый инструмент держат так, чтобы фаска всей плоскостью прилегала к бруску (рис. 6). Заточку осуществляют ровными и плавными движениями, ведя лезвие по бруску вперед или назад или по кругу. Работу продолжают до тех пор, пока на кромке лезвия не образуется тонкий заусенец. Если затачивают стамеску или другой инструмент "с одной фаской", с появлением заусенца переходят к правке и доводке режущей кромки. У ножей, режущая кромка которых образована двумя фасками, после заточки до заусенца одной фаски переходят к обработке другой фаски. Как уже говорилось ранее, обе фаски затачивают равномерно до тех пор, пока заусенец не станет едва заметным. Во время заточки бруски обязательно смачивают водой, что улучшает процесс заточки (вместо воды подойдут или керосин, или смесь глицерина с этиловым спиртом). Далее режущую кромку инструмента правят на бруске с номером зернистости 20...16. После правки производят доводку оселком.

Хочу сказать, что доводку кухонных ножей обычно не проводят, а вот для остального режущего инструмента она обязательна.

Для доводки инструмента обычно используют бруски размером 200x50x20 мм, изготовленные из электрокорунда или карбида кремния (номер зернистости абразива 6...4, твердость ВТ). Сначала круговыми движениями бруска шлифуют заднюю грань режущей кромки, постепенно снижая давление оселка (последний располагают под углом 1...2° к плоскости задней грани). При создании доводочной фаски шириной 0,2...0,5 мм переходят на доводку передней грани, затем снова начинают обрабатывать заднюю грань. В заключение доводку режущей кромки проводят на кожаном ремне, натертым пастой ГОИ.

Рис. 7. Заточка бруском режущего инструмента

Существует и другой прием заточки и правки инструмента, когда лезвие инструмента остается неподвижным, а заточку ведут, совершая бруском по фаске круговые движения (с определенным нажимом) до образования заусенца на режущей кромке. Брусок в этом случае держат твердо, плотно прижимая его грань к плоскости фаски, ни в коем случае не заваливая режущую кромку (рис. 7).

Имейте в виду, что рабочая грань любого бруска должна быть максимально плоской. Для придания граням такой формы бруски притирают с микропорошком на чугунной плите, смазанной маслом. И помните, что легче поддерживать остроту лезвия, чем производить заточку и правку вконец затупленного инструмента. Кстати, для поддержания остроты лезвия кухонных ножей рекомендуется следующий способ: по лезвию затупившегося ножа проводят ребром твердосплавной пластины Т15К6 (такие пластины используются для токарных резцов). При этом пластину держат с наклоном 1...2° к фаске, чтобы она при движении снимала часть металла с фаски. У ножа, конечно, так обрабатывают фаски с обеих сторон лезвия. Понятно, такую заточку осуществлять быстро и легко. Но как только радиус затупления превысит 60 мкм (см. рис. 3), восстанавливать режущую форму лезвия придется с помощью абразива.

И последнее. Никогда не стригите ножницами шлифовальную шкурку для восстановления режущих свойств ножниц. Эффект будет временным, да и лезвия потеряют нужную форму. Просто иногда достаточно только подогнуть лезвия, после чего ножницы начинают вновь нормально резать.