2015年10月25日 星期日

手工鉋刀連載32.壓鐵與刀鋒的距離


        順木理刨削時壓鐵沒有作用,壓鐵越接近刀鋒其切削抗力越大,使刨削更加費力,建議壓鐵可以離刀鋒約0.3~0.5mm
        逆木理刨削時壓鐵才有作用,此時宜往刀鋒接近至克服逆木理為止。壓鐵調整到目視無法判別與刀鋒的距離時,有時候還不能克服逆木理,此時宜分次微進,避免壓鐵超越刀鋒。

手工鉋刀連載31.壓鐵後續研磨

左為薄壓鐵,是台式鉋刀所採用的方式,在受壓樑擠壓的狀況下兩尖角容易翹起。
又為日本鉋刀較常採用的方式,不受壓樑影響。



1.厚壓鐵後續研磨如果壓鐵厚度足(大於5mm厚以上)不至於受壓樑擠壓而變形,刀鋒可以抬高第二角度研磨至40~50∘。
2.薄壓鐵後續研磨         2.如果壓鐵只是一片4~5mm厚的鐵片摺出壓耳,容易受壓樑擠壓變形,刀鋒則需以鉋刃接觸面為基準,抬高至90∘以粗石輕劃2~3下,讓刀鋒形成一條微小的垂直面。如果以上述抬高40∘研磨雖然功能一樣,但是因為壓鐵太薄,在進刀時受壓樑擠壓,壓鐵兩角會翹起形成空隙,刨削時會塞刨花。
        以上兩種研磨的角度都是克服逆理的必要因素。原則上40∘以上即已足夠,當角度提高到90∘時刨削較費力,這是因應壓鐵太薄的權宜之計。


手工鉋刀連載30壓鐵整理

2015/10/25
        壓鐵也會損耗,是刨花摩擦所造成,但是它不像鉋刀損耗那麼快,一般是大保養時才會整理壓鐵。
        由於壓鐵必須與鋼面完全服貼,所以必須以平整的磨刀石來進行整平的工作,此外研磨時速度不能太快,必須力求平穩將壓鐵整平為第一要務。

    壓鐵的刀口要磨成與刀刃平行,中間要平直,兩邊略圓。整理時先將壓鐵研磨鋒利,刀刃角磨成30∘。

手工鉋刀連載29.壓耳

2015/10/25

        壓耳有兩種形式:
1.鐵或軟鋼在高鍋軟化時將壓鐵打出兩個凹點讓壓鐵背面突出,頂住鉋刃,此種作法早期的壓鐵較常見,當壓鐵壓力不足時不易整修。
2. 現代多數是將壓鐵頂角折彎成為壓耳,以壓耳的角頂住刀刃,這種壓耳在壓力不足時敲打壓耳將壓耳折彎一些即可,如果壓鐵夠厚就不至於產生壓力不足的現象,也不會有整理好的壓鐵在進刀後產生縫隙。

        壓耳的兩點須等高,與刀刃接觸時必須鋒口與壓耳兩點一線都服貼在刀刃的鋼面上。

手工鉋刀連載28.壓鐵

2015/10/25
        壓鐵台語稱為<卡子仔kha̍h-tsí-á >主要功能是固定鉋刃以及克服逆木理。尤其是刀口太寬失去克服逆木理的功能時,壓鐵往刀鋒接近是解決逆木理唯一的方法。
        壓鐵有作用的切削角是介於30~50∘之間的刨削,當切削角大於50∘以上時,割削轉為刮削(張力轉為剪力),壓鐵則失去克服逆木理的作用。

        壓鐵較厚較實用,不但壓著力較為牢靠也較不易變形,當壓鐵變形時容易造成塞刨花的情況。

手工鉋刀連載27 斜口鉋研磨

  2015/10/25
斜口鉋研磨
        斜口刀的斜面必須與誘導面完全吻合,斜口鉋之運用還是需要分成粗、細鉋兩個階段。成形初期以較大切削量削可以節省時間,後期精鉋再使用細鉋削。實作上的困難點是沒有那麼多支鉋刀可供運用,新刀都是細鉋的功能,此時可以酌退壓鐵,刀刃進刀多一些,以暫代粗鉋之功能,待粗削完成再次磨刀調為細鉋使用。
        內、外閂根鉋是互為一組的,整理起來比較費事,建議先整理外閂根鉋,這一支鉋刀的誘導面比較難整理,只要平就好,刀刃隨著誘導面的斜度磨好後,內閂根鉋的誘導面再來配合外閂根整修,最後再將內閂根的刀刃整理成與誘導面平行。當內、外閂根鉋的斜度不吻合時,閂根的接觸面只有兩條線,而不是兩個斜面,這對於牽制板面反翹的牽制力將會不足。閂根是否能夠發揮作用,這個斜面的密合度是關鍵。

        有側面切削功能的鉋刀,如槽鉋的兩側、清底鉋的兩側、斜嘴鉋的尖嘴側,鉋刃側面保留0.3mm平面,其他需往後斜,保留的平面目的是增加刀刃厚度避免崩角,側面往後磨斜是為了避免刮傷材面與降低摩擦力。

2015年10月20日 星期二

手工鉋刀連載25 內鋼面外圓刀研磨


2015/10/20
內鋼面外圓刀研磨
        內鋼面外圓刀具有車刀與內鋼面的雕刻刀,新刀買來內鋼面都只有砂輪成形,鋼面是粗糙的研磨面,如果沒有經過磨刀石研磨過,刃口是磨不鋒利的。
        外側刀具斜面建議一邊順著圓弧左右來回轉一邊順著磨刀石前後移動研磨,其主要目的是讓刀口的圓弧呈勻稱的圓弧線,第一個影響是切削抗力,當圓弧不順造成切削抗力不均勻時,運刀就不容易隨心所欲,切削方向容易偏移,第二是切削面的圓弧不勻稱影響工作物美觀。

手工鉋刀連載24 輔助磨料

帶柄砂輪

研磨棒

2015/10/20
輔助磨料
        帶柄砂輪有許多種形狀、直徑與材質,木工鉋刀以氧化鋁較為合適,顏色自紅豆紅到橙紅色之間,選擇適當的帶柄砂輪做成形整修,夾在直立式鑽床即可研磨,沒有鑽床時則可用手電鑽代替,但要固定妥當。
        因鑽床的轉速不高,加上帶柄砂輪的直徑較小,因此其切削效率不高無法像砂輪機一樣的快速,研磨時不能用力下壓以避免退火和刀具反拋。

    研磨棒有圓形、三角形、方形,也有大小及粒度粗細之分,用途與磨刀石相同。

2015年9月30日 星期三

手工鉋刀連載23 鉋刃研磨

鉋刃研磨  2015/09/30
        台式鉋刃不是等寬等厚的平面刀刃,不太適合使用西式磨刀器,研磨需要一些巧勁。
        鉋刀刃口要維持平直才能將材料鉋平,但是平直的刀刃削板類卻會造成一般所說割角 (kuah-kak)的凹陷刀痕,解決的方式是在細石研磨時,兩角略為加大施力,讓兩角略呈圓弧而中間的刃口維持平直,在鉋削寬板面時刀刃邊角才不至於造成割角凹陷。鉋刃也不能磨成凸圓形,否則板材無法平。
1.                 西式鉋刀研磨可利用磨刀器,刀刃角比較能精確掌握。
2.                 整理的程序是:
3.                 1.將鋼面整平:平刀花線刀用平整的粗、細磨石整平;內鋼面之圓刀(雕刻刀和車刀等)用研磨棒整平;外鋼面的圓刀用平整的、細磨石順著圓弧前後邊磨邊轉整平,不建議用內凹圓的磨刀石研磨,隨圓弧轉磨的刀具圓弧才會柔順
4.                 2.刀刃研磨:平刀用平整的粗磨石研磨刀刃斜面,角度為25~30。刀刃斜面研磨到達刀鋒頂點之後,刃口會開始捲往鋼面,此時以手指由鋼面後端往刀鋒尖端方向輕輕滑過,會感覺到這條粗粗的捲刃,必須磨到整個鋒口都有捲刃粗石才算完成,捲刃不必用粗石磨掉,那只是浪費而已不至於比較快。之後換成細石由斜口先磨,至刀口細緻為止,可以檢視刀口的研磨亮度來判斷。斜面磨好在翻過來磨鋼面,記得第一下由外往內倒著拖回來,避免刀刃往前推時捲刃卡在磨時上而斜著移動割傷手。
5.                 鋼面研磨後捲刃會折到斜面這一邊,再返回來磨斜面,捲刃在如此斜面~鋼面~斜面~鋼面反覆折的情況,就如同折一片薄鐵板,終究會折斷。此時就是刀刃最鋒利的時候。
6.                 內鋼面的圓刀用平整的、細磨石順著圓弧前後邊磨邊轉磨利,車刀及雕刻刀使用鈍化之後可以使用布輪研磨4~5次,比較省時省力,之後還是應該使用手工整順一次以維持圓弧的圓順度。
7.                 外鋼面刀具的斜面在內側,只能用直徑合適的粗石研磨棒研磨,細石研磨棒在台灣不容易買到,一般匠師都利用舊磨石或斷裂的磨石側邊改成不同圓弧使用。研磨的方式與平刀都相同,但是較平刀還難磨得圓順。

8.                 3.刀刃保養:鉋刀每次用完都要退刀將木屑清除乾淨,再以油布擦拭一層薄機油,木屑容易吸收濕氣導致鉋台的環境濕度增加,除了影響木質鉋台之外鉋刃也容易生鏽。噴霧式的除鏽油不適合使用,加壓的噴霧用氣體在揮發時會凝結水氣,如果沒有用油布擦拭保養過,在油乾燥後反而容易生鏽。

2015年9月29日 星期二

手工鉋刀連載22 切削精度

2015/09/29切削精度
        影響木材削的精緻度有切削角、刀刃角、餘隙角、纖維方向、切削厚度、刀口寬度、壓鐵、刀刃鋒利度等因素。以下分述之:
(1)切削角較小切削抗力也較小,切削面也較精緻,但由於木材前裂抗力的影響因此並不是絕對性。應以克服前裂現象做為切削角的選擇依據,這是木材切削最重要的因素。
(2)刀刃角越小分力越大,則越輕快,但容易磨耗,刀刃使用初期磨耗極為快速同時在刀鋒產生細微缺口,隨著缺口累積出刀鋒厚度後才穩定下來,因此在合理的條件下宜採用較大的切削角,這是木材切削第二重要的因素。
(3)餘隙角較大切削抗力較小,但是也影響到刀刃角變小,因此宜以材料硬度來決定餘隙角之大小。由於切削角與刀刃角決定了切削機制,所以餘隙角也被動地確定,切削精度比省力重要。
(4)纖維方向直接影響到切削精度,當順木理削時通常削面都極為光滑,此時可以選擇較小切削角與較小刀刃角(也等同於加大餘隙角),但是當逆木理削時則只能加大切削角與刀刃角,刀口也必須較小、壓鐵較近以克服逆木理。
(5)切削厚度越厚,前裂越深,所以減少切削量有利於切削精度。
(6)刀口寬度越小越可減少前裂現象的發生,西式鉋刀有些有調整刀口的裝置,但台式鉋刀為木製床台,無法調整刀口,且會隨著誘導面的整修而越來越寬,終至失去刀口的功能。
(7) 壓鐵是彌補刀口寬度過寬的構件,壓鐵越接近刀鋒越能克服逆木理但是阻力越大,此時鉋刀容易震動而失去表面精緻度。表面精度下降可藉由砂磨來解決。

(8) 刀刃鋒利度是決定切削精緻度最關鍵的因素,不論各項刀刃角度計算的多麼精細,鈍化的刀是無法出精緻面的,唯有勤於磨刀是保持削面精緻化唯一的方法。

手工鉋刀連載21 西式鉋刃鋼面


2015/09/29西式鉋鋼面(blade face)

        西式鉋刀是全鋼面,細石研磨時速度要慢否則會因毛細現象使刀刃漂浮,鋼面容易磨成凸圓,可以使用壓板壓在刀背,比較容易施力與磨平。

    由於西式鉋刃是全鋼,沒有軟鐵貼附,所以不能打鋼面,否則會敲破。它維持全鋼面沒有像台式鉋刃有內凹,所以會比較難研磨。研磨時速度要更慢才不會形成圓弧形。

手工鉋刀連載20 鋼面整理

鋼面要整得平,磨刀石平整是關鍵。利用機械平台墊砂紙來整平磨石。

粗石整平後,用粗石來整平細石

用一塊壓板壓住刀刃,長度約30~40公分之間,寬度約6~8公分。

壓穩、鴨時之後才開始研磨,速度不要快才不至於搖晃。


2015/09/29鋼面研磨
        鋼面需與壓鐵密接否則會塞鉋花,唯有兩者都是平面才可達到此一要求,因此平整的磨刀石是決定鋼面是否平直的最大關鍵。
        鋼面研磨時以一塊約250*50*10mm的壓板置中壓住刀背,左手握緊壓板左端,右手將刀刃與壓板同時握緊,刀刃接觸磨刀石的四分之三穩定研磨,研磨數十下之後將磨刀石轉向研磨,以減少磨石凹陷,出鋼後再將刀具磨利。壓板以硬木為佳,其壓著力道較軟木緊實。

        鋼面不必經常整理,在打鋼面之後或是刀具磨利幾次之後才整理一次,維持磨刀石的平整度是磨好刀具唯一的訣竅。

手工鉋刀連載19打鋼面

2015/09/29
用鐵鎚邊端的銳角敲打斜面

敲擊點必須在鐵鉆的切點(與鋼面的接觸面)

打鋼面
        打鋼面時將鋼面靠在鐵鉆上,靠在鐵鉆圓角與靠在鐵鉆平面兩種方式都可以,靠圓角難度較高,敲擊點與鋼面必須同時在圓角的切點上才不會破裂,靠在平面比較容易穩定,但是效率會較差些。
        以鐵槌的邊角敲打斜口,鐵槌的邊角必須是稜角,磨損、有缺角、圓潤的鐵槌都容易敲破鋼面。敲打的位置在斜口的中央部位,鐵槌的敲痕與刀口平行,力道控制需要一些經驗累積,太輕沒有效果、太重會敲破鋼面。刀刃必須拿穩,敲擊過程有晃動也會造成鋼面破裂。

        西式鉋刀為全鋼面,沒有打鋼面的需要,且西式鉋刃不是貼鋼也不能打。

手工鉋刀連載18-1鋼面圖

圖上端的3.2.6-1圖號與文章無關,請忽略。
左圖:標準鋼面,中間內凹約0.3mm,左、前、右三邊呈ㄇ字形等高。
中圖:無鋼面,是鋼面前端耗盡之後的形狀,此時應該自反面的斜面敲擊,如同扳金一樣,把內凹的鋼面打出來。不能用砂輪機磨,否則鋼會磨耗掉,只剩下貼附在後面的鐵。缺鋼的鉋刀就報廢了。
右:鋼面內凹如果太少,容易磨成整片的鋼面,這情況與西式鉋刀鑿刀相同,不是不能用,而是研磨時因為毛細現象的影響,鋼面不容易磨平,當鋼面成為外圓弧,壓鐵就無法緊貼鋼面,會塞刨花。此時也要打鋼面,讓鋼面前端高出。

2015年9月3日 星期四

手工鉋刀連載18 台式鉋刀及鑿刀鋼面形狀

18
台式鉋刀及鑿刀鋼面形狀2015/09/03
        標準鋼面:只有刀刃兩側及刀鋒等高,其餘鋼面內凹,鋼面的寬度約只需1~3mm即可,目的在於減少研磨面積以及毛細現象。
        無鋼面:鋼面只剩下側面等高,刀鋒部分的鋼面已經耗盡到達內凹的位置,此狀況刀具無法使用及研磨,此時就需要將內凹的鋼面打出(如同扳金的原理),其難度極高也有打破刀刃的風險,此工序稱為打鋼面台式鉋刃由於所貼的鋼材厚度很薄,無鋼面時不能以砂輪機將鋼面磨出來,否則側邊和刀口比較高的部位會過度研磨,成為只有鐵沒有鋼的現象,打鋼面就是避免這個情況。
        全鋼面:當鋼面研磨久了也可能成為整面出鋼的現象稱為全鋼面,這時的狀況與西式鉋刀的狀態是相同的,全鋼面不是不能用,但是細石研磨時會因毛細現象貼住磨石而不易作業,鋼面容易磨成凸圓形,因此也需要打鋼面,以使刀鋒線處的鋼面高出其他位置。

手工鉋刀連載17鋼面


鋼面2015/09/03
        台式刀刃以貼鋼為主且鋼面只有刃口出鋼其餘內凹。

        西式刀刃以全鋼或折鋼為主且為全鋼面(鋼面沒有內凹)

手工鉋刀連載16西式鉋刀切削角


西式鉋刀切削角2015/09/03

        西式鉋刀切削角的原理與台式鉋刀相同。
        只要鉋刃型式相同,西式鉋刀可以用同一支鉋刀換裝不同刀刃角度的刀片,這是西式鉋刀的優勢。
        茲以12∘反面刃及45∘正面刃兩種鉋刃基準角說明(兩者刀刃不能互換,刀刃也無法反裝)
        12刀刃基準角分別配合2025303530+5∘的刀刃角,則切削角為:
20∘→32(餘隙角為12),適用於極軟材。
25∘→37(餘隙角為12),適用於軟材。
30∘→42(餘隙角為12),適用於中硬木。
35∘→47(餘隙角為12),適用於硬木。
30+5∘→42(餘隙角變更為7) ,適用於中硬木,但較磨耗,這也是<西式鉋刃鋼面研磨第二角度>中建議直接磨成35∘的原因
        45∘正面刃刀刃基準角已經是高角度鉋的功能,因此20∘的刀刃角已不適合,分別以253035∘刀刃角配合,三者切削角不變仍為45∘,但餘隙角分別為201510∘,餘隙角雖影響切削精度與刀具磨耗,但在手工鉋削並不明顯。比餘隙角重要的因素是刀刃角,而刀刃角應由材料硬度來決定。因切削角為45∘,已屬於硬木切削的範圍。
25∘適用在軟材,使用機會較低。
30∘適用在中硬度的材料。
35∘適用在高硬度的材料。

        本單元僅說明切削角,但除切削角之外,影響切削性的因素還有單片刃與雙片刃、壓鐵、刀口等,需一併考慮。

手工鉋刀連載15台式鉋刀切削角


台式鉋刀切削角2015/09/03
        台式鉋刀由於一支鉋台配合一片刀刃,實際作業上比較困難的是鉋刀切削角度固定,刀刃角也不適合隨意更改,也不能換鉋刃,因此也就需要各種不同切削角的鉋刀,以提供不同硬度的削需求。
        近數十年來工具店生產的鉋刀通常以中角度居多,早期製鉋則是以職業需求來製作,例如衣櫃業多用台灣檜木和扁柏,所以偏向低角度鉋;製作椅子盆架的材料以楠木、肖楠、烏心石、樟木居多,大致上用的是中角度鉋,至於作櫸木家具的則會用高角度鉋。

2015年9月2日 星期三

手工鉋刀連載14-1切削角圖

切削角圖

刀刃角加上餘隙角等於切削角
切削角的角度介於38~42度間稱為中角度鉋
這個角度數據不是依據數學或是量角器而來
它有另外一套計算方式

手工鉋刀連載14 切削角


切削角  2015/09/02
        刀刃角加上餘隙角就是切削角,也就是90扣除斜度角之後的角度。一般台式鉋刀的切削角度約在38~42之間;高角度鉋為42∘以上,以高硬度及逆木理條件決定;低角度鉋為38∘以下,以低硬度及順木理為條件決定。高角度鉋是因應硬木及逆木理,宜配合30∘左右的刀刃角;低角度鉋適用於軟木,配合25∘左右的刀刃角。
        以刨削機制來說,低角度鉋最低切削角約為30,是最小餘隙角5加最小刀刃角25的合,薄削則會更低。如果材料是鬆軟無節又在順木理削的條件下,可以將刀刃角再減到20度,除切削抗力更小之外同時又增加餘隙角,會使得削越細緻越省力。

        高角度鉋視材料硬度及逆木理程度決定,一般為5070,必要時也會超過90,由50逐漸抬高至90的切削作用由割削作用漸次轉為刮削作用,張力逐漸減小而剪力逐漸增大。當等於或大於90時純粹只有剪斷作用,立鉋、刮刀就是屬於這類。

手工鉋刀連載13 西式鉋刀餘隙角


西式鉋刀餘隙角  2015/09/02
        西式鉋刀餘隙角(relief bevel)較有變化,西式鉋刀以刀刃基準角為切削角度的計算基準,這個角度不一定是餘隙角,需視研磨條件與鉋刃方向而定。
        反面刃的鋼面是貼著刀刃基準角所以這個角度在刀刃沒有研磨鋼面的條件下就是餘隙角。

        正面刃的刀刃基準角是切削角,餘隙角隨刀刃角而改變,刀刃角增大餘隙角隨之減小。

手工鉋刀連載12 餘隙角


餘隙角  2015/0902
        餘隙角也稱前滑角,作用是減少刀具與材料之間的摩擦,增加刀具壽命,一般的餘隙角約在5~15之間。切削角相同的條件下,餘隙角越大切削面越精緻,但是刀刃角會隨之減小而降低刀具壽命。

        由於斜度角與刀刃角是已經決定切削機制,因此餘隙角在鉋刀中已經被動的限制。

2015年8月26日 星期三

手工鉋刀連載11西式鉋刃鋼面研磨第二角度

11西式鉋刃鋼面研磨第二角度2015/08/26
        西式鉋刀的反面刃有將鋼面略為研磨出一個角度的建議以適用於刨削端面,本來手工平面鉋刀不需要刀背角的設計,這個方法就等同於刀背角(back bevel)的功能,西式鉋刀也直接用刀背角的名稱,刀背角是增加刀具鋼性的目的。
        就切削機構分析,端面不具纖維方向性,這個刨削面是將纖維垂直剪斷,因此需要增加刀刃角角度以適度抵抗端面刨削的抗力,鋼面研磨第二角度之後刀刃角隨之增加,餘隙角則會減小,例如30∘刀刃角鋼面研磨第二角度5∘其刀刃角成為35建議這片刀刃就直接磨成35比較理想,雖然餘隙角小了5∘但對手鉋的手感影響不大,而這片刀刃又可做為其他切削角度的組合,運用範圍比較廣

        鋼面研磨第二角度的鉋刃最好是維持這個研磨方式,如果要再改回一般角度,勢必磨掉這個第二角度的部分,損耗太大