Почему нож режет

Botanic
Сообщения: 2544
Зарегистрирован: 02 июл 2015, 01:36
Контактная информация:

Почему нож режет

Сообщение Botanic » 22 сен 2016, 14:39 #1

Путеводитель по заточке/ Часть 1: Теория / Почему нож режет



Почему нож режет

Нож — это длинный и тонкий клин, который раздвигает слои разрезаемого материала тем легче, чем меньший угол рабочей грани (то есть угол заточки) он имеет.

Изображение
Режущая кромка ножа из углеродистой стали (увеличено в 1400 раз).

Взглянув на режущую кромку (далее — РК) «вооруженным» глазом (с помощью мощной лупы или микроскопа) можно убедиться, что она представляет собой узкую грань, имеющую в сечение острый угол.

Воздействуя на рукоять ножа, мы сосредотачиваем усилие на небольшой по размеру площади его лезвие. Чем эта площадь меньше тем давление больше и наоборот: чем «толще» режущая кромка (РК) тем большее усилие мы должны приложить. В месте соприкосновения РК с материалом развивается высокое удельное давление: силы и их моменты, прилагаемые рукой, сами по себе невелики, но в расчете на мизерную площадь режущей кромки приобретают значительные величины.

Это диктует особые прочностные требования к материалу ножа: РК испытывает огромные нагрузки и деформации, особенно если разрезаемый материал не мягкие продукты питания животного происхождения (мясная вырезка или рыбное филе), а твердые сорта древесины или бумага. Да, не удивляйтесь, — бумага, при кажущейся мягкости имеет в своем составе абразивные составляющие, которые способны достаточно быстро затупить нож.


Механизм реза. ход и подача

При резе вы тянете нож на себя или, реже, толкаете от себя- это ход.
Одновременно вы слегка давите на него сверху — это подача. Когда вы рубите — это чистая подача, в ходе которой вы внедряете клин в твердое разрубаемое тело перпендикулярно его поверхности. Подача наиболее «энергоемка» в плане затрачиваемых усилий. Это обязательная составляющая реза: даже когда острый нож как бы проваливается через мягкий материал при «тянущем» движении в сторону подача имеет место по причине веса клинка.

Изображение

Ход более эффективен при резке мягких продуктов — поэтому профессиональный инструмент поваров и раздельщиков имеет длинный клинок, что обеспечивает и больший ход. Он требует меньше энергии, т. е. «ресурсосберегающий», что немаловажно если приходится работать ножом несколько часов подряд.


Пила, серрейтор

Эффективное сочетание хода и подачи реализовано на пиле за счет специфической ориентации участков РК — зубцов. Зубчатые (пильчатые) лезвия, или как их сегодня именуют «серрейтор» позволяют резать (точнее — пилить) даже твердые материалы, а также в разы дольше сохранять режущую способность по мягким веществам за счет того, что такой рез по механизму намного ближе к «микрорубке». Для резки таким клинком необходимо развивать большее усилие, чем при чистом резе, но меньшее чем при рубке.


Микрозуб

Уменьшить «вредные» последствия зуба, такие как увеличение прикладываемого усилия и появление неровной линия среза, позволяет его миниатюризация. Но тут возникает дилемма. Мелким зубом резать не в пример легче и удобнее, чем крупным, наглядный пример чего порезы, нанесенные зубчиками травы или краем бумажного листа. Но такой зуб недолговечен и быстрее заполировывается. Выход был найден еще в Древней Индии: на булатных клинках «микрозуб» создавался за счет выделения на сравнительно мягкой режущей кромке локальных участков цементита высокой твердости. Это позволяло иметь прочный и гибкий клинок в сочетании с высокой режущей способностью. Сегодня сходный метод реализован на некоторых видах высокоуглеродистых коррозионостойких сталей и ряде сплавов титана и кобальта (Стеллит, Талонит), где роль микрозубов" выполняют твердые карбиды, расположенные в вязкой матрице материала клинка. Для повышения режущей способности их даже рекомендуют оставлять недоведенными на мелком абразиве, чтобы не заполировывать крупные микрозубья-карбиды.


Карбидная микропила

Изображение
Режущая кромка из стали 440А (слева) и 440C (справа) — увеличено в 1400 раз. На 440C четко видны мощные карбиды, выполняющие роль "микропилы".


Пилки на РК нет

Строго говоря, пилки на РК при просто грубой заточке нет: механизм реза другой.
Не надо разрыв волокон неровностями кромки обзывать словом "пиление".
Тем, кто знаком со столяркой и знает по какому принципу работает пила, это режет слух.
По сути своей пила --- это многолезвийный инструмент. У которого каждый зубчик --- это маленькое лезвие, которое либо строгает (при продольном распиле) либо перерезает волокна ( при поперечном или косом ).
Хорошо заточенная пила не рвёт волокна и даёт красивую блестящую поверхность.[src]

Но есть схожая вещь - см. теорию кинжальчиков от Дмитрича в Агрессивный рез (принципы). Там тоже не просто грубая заточка - все немного, но сложнее.


____________
Текст - Александр Марьянко. Заточка и доводка ножей. ( Статья из журнала "Прорез" - оно же есть и в книжке "В помощь выбирающему нож") http://www.knifehelp.net/pages/zatochka ... ozhej..php
Фото карбидной пилы - от туда же.
Рисунок - Сергей Митин - Искусство заточки ножей ч.2 (журнал "Прорез")

Botanic
Сообщения: 2544
Зарегистрирован: 02 июл 2015, 01:36
Контактная информация:

Почему нож режет

Сообщение Botanic » 27 окт 2017, 20:54 #2

Параметры реза:


  1. Острота (геометрическая), она же заострение
    То есть именно геометрии, которую можно охарактеризовать углом и радиусом заострения.
    Мерой остроты с точки зрения физики является условный радиус кромки и форма линии РК (огибающая РК - она может быть непрямой).
    Высокая степень остроты не гарантирует высокой стойкости.
    Тесты на способность резать нитки, тонкую бумагу, фольгу с замером усилия на разрезание позволяют оценить по косвенным признакам этот радиус.

  2. Режущая способность
    способность эффективно резать конкретный материал (то есть способность разрезать образец с минимальным усилием или минимальной энергией затраченной на разрезание)
    Резать можно ПЭТ, ПУ, войлок, манилу...

  3. Стойкость режущей кромки (CER)
    способность сохранять свою форму и режущую способность
[src][src]


Острота - четкая геометрия РК, толщина РК\радиус заострения (спуски\подводы и т.д. здесь не учитываются).
Реж. способность - то, как легко справляется с конкретной задачей конкретный РИ.
Стойкость - через какой промежуток времени приходится обновлять заточку.


Вернуться в «Теория»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей