202-12 刀裏

2007/10/23 18:33

刀裏就是鋼面的另一面，用直尺靠在刀裏，可以看出刀裏是內凹的。

鉋台與刀裏接觸的這個斜面，可以看出往前方凸出，如同栱形水壩一般的凸圓形。當鉋削木材時，切削抗力會循這個圓弧往兩邊傳遞到雙手上。

    在台灣，應該大部分人都看過水壩，也許也注意到壩體有兩種，分別為直霸及拱壩，直霸通常建於湖潭而拱霸則建於河谷，這兩種不同的設計取決於蓄水量，蓄水量越大壩體承載的壓力就越大。直霸的水壓集中在壩體的中央，因此蓄水量受限且壩體必需很厚實，例如嘉義的蘭潭和仁義潭，台南的珊瑚潭、虎頭埤等；拱霸都是往蓄水區凸出成圓拱型，壩體結構深入兩邊山壁中，其水壓則由中央往兩邊傳導至山壁承載，例如德基水庫、曾文水庫等。

    水壩和鉋刀有何關聯？

    鉋刀鋼面的另一面稱為刀裏，正確的刀裏應該是內凹的，其中一個目的是減少研磨時的摩擦面積，但更重要的目的是將切削抗力分散並且傳導到手上，就如同拱霸的原理一樣。如果刀裏一如直霸，是一個直的平面，當鉋削時，切削抗力均集中在鉋刀中央，而不是傳導到手上，那就必須更費力的抓緊鉋刀，效率也就越差越容易累。

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202-10 刀口整理

2007/10/21 22:24

  2010/09/29訂正，紅字第一項{報銷}應訂正為{鉋削}，抱歉。

    由於鉋刀刀刃呈傾斜40-45度角，因此當整理誘導面時，會因為鉋台越來越薄而使得刀口的縫隙越來越大，以至於抵銷前裂現象的力量大減，因此當鉋刀使用數年後刀口就需要總整理一次。就個人經驗，粗鉋刀口可以大一些；約0.5mm，這樣比較適合鉋削毛料比較不會塞縫，細鉋則約為0.3mm，因此當刀口漸次變寬到2mm以上時就會特別感到費力，這是因為全部的前裂抗力都由壓鐵抵銷的緣故，也就是切削角越大越費力的因素。

    在202-4 壓鐵整理、202-5 手鉋切削角、202-7 刀口、202-8 前裂現象等文中談到前裂現象的各項因素，其中抵抗前裂現象最有效益的應該是近距離的刀口，只是因為這個因素沒有辦法隨機調整而讓我們忽略。

    整理刀口時須先準備一塊長度與刀口寬度相同，寬度約10 -12mm，厚度約3 -4mm的石櫧(又稱赤皮，鉋台的材料)，鋸切成鳩尾狀，大的一端在鉋頭，將這一塊修補的材料直接靠在誘導面描繪位置，距離刃口約0.3mm左右，再以修邊機修底，用手工修鳩尾的部分，再將修補材上膠粘牢，待膠乾後整理誘導面。

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202-9 鋼面磨斜角

2007/10/17 18:01

    在202-3鋼面整理一文中談到鋼面必須保持完整的平面，另有一個主張是將鋼面抬高，就如同壓鐵的磨法一般。這個理論基礎是正確的，它的作用是增加切削角的角度【請參閱手鉋切削角一文】，假設原來的鉋刀嵌槽的設計是45度(原始的切削角)，當鋼面抬高10度時，實際的切削角就變成55度，抬得越高就越接近立鉋的功能。

    就實用功能來分析，當鋼面抬高研磨時，必然會產生一個新的斜面，就是上述10度的斜面，如此一來，壓鐵敲到刀鋒前端時就無法與鋼面密接，以致於失去壓鐵的功能性，增加切削角的目的與壓鐵的目的相同，卻又同時相牴觸時，就有必要檢討改變切削角的利害得失。因此這個方法只有運用在單刃鉋刀尚稱合理，不過這個新斜面會造成下一次刀具整理研磨時的困擾，必須多磨一些時間才能將斜面磨除。



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202-4 壓鐵整理

2007/10/15 20:16

壓鐵與鉋刃相關位置

壓鐵研磨角度

鉋花折斷原理

    壓鐵是克服逆紋的主要機構，雖然刀口也是因素之ㄧ，然而刀口會隨著誘導面整理的次數而越來越寬，反而是不易掌握的部份，因此除非是單刃鉋，否則還是以壓鐵較容易整理。

    在切削角一文中提到角度由0度起至90度止，切削力由張力逐漸轉變為剪力，前裂現象也由大變小，這就是壓鐵的功能。鉋刀的切削角通常介於40至45度之間，如果壓鐵也磨成40度，相加之後約為80度上下，這個角度雖然不是切削角，但是因為鉋削逆紋時，壓鐵幾乎貼近到刀鋒線上(實際上有距離，但是已經達到目視無法辨識的程度)，這樣的狀況下，還是刀鋒在切削木材，但是鉋花捲起還來不及產生前裂現象之前，就被壓鐵的高角度的剪力所阻斷(剪力，就是剪斷作用)，我們就是利用這個現象來克服逆紋的。

    因此，壓鐵不是不必研磨，只是它不若刀鋒那麼鋒利也不必經常研磨而已。當鉋削時鉋花磨擦壓鐵，一定會造成壓鐵的磨耗，用久了壓鐵一樣會凹陷，此時就必須研磨。研磨壓鐵的方式與鉋刀相同，與刀刃接觸這面必須絕對平直，才能與鋼面完全貼平，這一點取決於磨刀石是不是絕對平直（請參閱磨刀石一文）。壓鐵的平面整理好之後，才開始研磨斜面，角度一樣是25-30度左右，當粗石磨好之後，在細石研磨時，將角度抬高到約40度，然後「研磨鋒利」，雖然實際上壓鐵並沒有參與鉋削的作用，確實也沒有鋒利的必要，在此如此建議的目的是避免捲刃沒有確實磨除，反而會承擔損壞鉋刃的風險。

2009/01/22補述

    另一種說法是：壓鐵研磨平整後，將壓鐵豎立為90度(與切削角呈90度)在粗石上刮數下，讓壓鐵前端成一個垂直的斷面。這個方式我也用過，克服逆裡的效果也不錯。

    今天特別再研讀高曼鉋刀習作的文章，其中一篇題及鹿港司研磨的壓鐵方式，茲簡述如下：壓鐵兩邊略為磨圓，前端亦是磨成垂直的斷面。壓鐵略為磨圓的目的是避免壓鐵受到壓樑的壓力，迫使壓鐵兩端翹起，翹起形成的空隙容易塞鉋花，我以前沒有將壓鐵磨圓的習慣，看來會塞鉋花應該是這個因素。今天整理鉋刀，特別將壓鐵兩端略為磨圓，中間一端維持直線，以配合鉋刀的形狀，試鉋之後克服逆理效果不錯。從事鉋刀製作55年的老師傅，經驗應該是最點可靠的。

    至於前述抬高40度角，研磨鋒利的方式，依然保留作為對照之用，希望有學術界拿來做論文研究。

另請參考202-13篇

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202-8 前裂現象

2007/10/10 14:20

    小學時候大概每個人都有用小刀剖開鉛筆取出筆蕊的經驗，回想一下這個情景，小刀不必剖到最末端鉛筆就自動剖成兩半。可能多數人會認為這是因為小刀的厚度把鉛筆撐裂的，這對了99％，但是還有一個很小而不受注意的的因素，就是前裂現象。這個前裂現象在鉋削木材時會產生極為嚴重的不良後果。

    當鉋刀切削到木材時，鉋花沿著切削角（鋼面）往上與木材分離，此時產生的力量會促使刀鋒前端產生撕裂木理的現象，就是所謂的前裂現象。前裂現象在順木紋鉋削時不會撕裂木紋，這是因為順紋鉋削時紋理撕裂的方向往上，因此並不會影響到鉋削面的平整性。如果是逆木紋鉋削，因為木理是往下，因此前裂現象會循纖維走向往下撕裂木理。




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202-7 刀口

2007/10/09 23:59

    刀口位於鉋台誘導面讓刀刃突出誘導面的缺口，刀口的寬度則是指刀刃進刀後，刀鋒前緣與刀口之間剩下的距離。

    刀口是鉋花的出口，但是除了這個功能之外，一般人都忽略刀口還有一個更重要的功用，特別是單刃鉋（只有刀刃沒有壓鐵的鉋刀），甚至於與誘導面的重要性並駕齊驅。當逆紋理鉋削時，我們都知道要將壓鐵盡量打往刀鋒口，以便克服逆理，刀口也有這個功能，當刀口距離越短時鉋花的前裂距離越短，所以就越能減少逆理的撕裂現象。

    因此，當誘導面整理很多次之後----正確的說是『幾年』之後，刀口會隨著鉋台厚度變薄而增寬（鉋刃是斜裝的），必須在刀口前緣再補上一塊木料，以便將刀口的距離縮短。

    單刃鉋因為沒有壓鐵來阻擋前裂現象（壓鐵的功能雖然與刃口距離的功能相同，但是原理不同），因此必須更加注意刃口距離。



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202-5 手鉋切削角

2007/10/08 08:33

 

    手工鉋刀是以鉋刃鋼面作為切削機構，其他的相關附件及條件都是輔助切削功能而存在，例如誘導面是讓切削更精準更有效率的因素，壓鐵則是克服逆紋理的決定因素之ㄧ。

    切削角自0度開始至90度止，切削作用由張力漸次轉變為剪力，切削抗力由小變大，撕裂現象由大變小。以45度角為分野整理如下：

張力、切削、切削抗力小、省力、逆紋前裂深＜45度＜剪力、刮削、切削抗力大、費力、逆紋前裂淺。

   

    鉋刀買回來，其切削角已經不能改變，有時想要找不同角度的鉋刀也不可得，尤其現代，森林資源匱乏，材料取得已經不若30年前，以前有底子的工具店是依據木工使用的材料訂做工具的，例如做衣櫥的木工，用的是檜木扁柏，與作椅子的木工用肖楠櫸木，其鉋刀、鋸子的研磨角度都不同。

    前述森林資源匱乏加上工業化，以致木工無法選擇單一樹種，進口樹種已經擴及全球各地，軟硬韌脆都有，十數年來工具的研磨或裝配角度應該都傾向以略硬的材料為準，以適應不同樹種的共容性。

    我量我的鉋刀，都約於45度之間，推測是省力與前裂現象兩項相對因素的折衝。

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202-6 刀刃角

2007/10/08 10:37

圖一、如果是不特定使用的材料，建議以30度為準，才不會因為小角度鉋硬木時刀刃馬上崩解。

一、合適的刀刃角

    手鉋的刀刃角是指鋼面到研磨面的夾角，以25度到30度之間為準，角度越小切削抗力越小、越不耐久、越容易崩解、越省力，因此角度的決定因素取決於材料的硬度。

    當研磨小角度時雖然鋒利，但是沒有辦法應付節疤等較硬的材質，刀具容易崩解缺角，因此如果使用的材料不是固定樹種的話，建議都以大角度研磨，雖然費力但是可以應付大多數的材料。

二、研磨時抬高角度的迷思

    這個問題已經碰觸數十年，結果經常是見仁見智。

    圖二綠色線段為一般的研磨面。

    當研磨細石時將刀刃角度抬高只研磨刀尖部份（長的紅色線段），這樣的主張目的是縮短研磨的時間，例如將研磨次數由100下減低到50下，這部份是事實，的確比較快，原因是只研磨刀尖接觸面減少好幾倍，必定比整個斜面研磨減少許多摩擦力以及磨刀石的損耗。

    問題來了，當原始角度為30度時，研磨角度一抬高，必定就產生鉋削費力的相對狀況。為了解決這個問題，就必須將原始角度降低，這可能又遷涉到小角度鉋到節疤會崩解的問題。

    其次，當刀刃不鋒利重新研磨時，就必須磨到藍色線段的位置，由於先前研磨細石抬高角度的關係，刀鋒會磨耗較多，距離就是長短兩條紅色線段的中間部分（圖為示意，實際上沒有這麼大），這個部份在重新整理時都必須磨掉才能使刀具鋒利。如此就意味著第二次粗石的研磨時間會比正常的情況更久，而粗石的損耗又比細石多。

    當第一次細石研磨縮短的時間與第二次整理粗石研磨的時間相加，會不會比兩次都用標準角度研磨來的快？這恐怕值得探究。其次，第一次研磨節省的細石（因為只磨刀尖）與第二次整理所增加損耗的粗石（因為粗石反而磨得多）相加，會不會比標準角度來的省？其三，抬高角度以致刀鋒後退的量與標準角度之間的刀具損耗，也是成本的增加。兩相權宜取其輕，該選哪邊？還是見仁見智。

   

    上兩項說詞有沒有明顯的差距？沒有，事實上連感覺都感覺不到。這篇文章的用意是希望國人能夠養成循理而行的習慣，理論是技術進步的前導，循序會使技術的路更順暢，看看我們的十字路口，綠燈車輛還需要閃避紅燈車輛，曲曲折折不是很累嗎？

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