Заточка ножей: теория и правила, изготовление точилок своими руками для различных целей

Интерес к тому, как сделать точилку для ножей своими руками возникает не просто так. Потребительские качества ручного режущего инструмента повышаются благодаря использованию современных материалов и технологий для изготовления клинка и точной фабричной заточке. Одновременно растет и цена изделия, но испортить достаточно дорогую вещь примитивной заточкой становится все проще. Поэтому различные бытовые приспособления для заточки ножей нужны уже не только для удобства. Чтобы разобраться, почему точилка для ножей все-таки нужна и как ее правильно сделать, начать придется с идеологии и эволюции ножа.

Зачем нужна точилка

Живой реликт наших дней – финский охотничий нож. Не бандитская финка порой причудливой формы, а охотничий нож финского типа, слева на рис. Традиционные охотничьи ножи (в центре и слева) по форме на него похожи, но разница между ними очень большая.

Клинок финского ножа отковывается из кричного железа, которое можно выплавить прямо у себя во дворе из болотной руды в печке-домнице, не прибегая к доменному процессу, пудлингованию и пр. способам передела чугуна в железо и сталь. Вязкость кричного железа отменная, сломать клинок из него очень трудно. Но и твердость невелика, где-то HRS55, нож довольно быстро тупится. Финских охотников это не волновало: клинок такой твердости можно направить (подточить) отбивкой на многих природных камнях, а оглаженных моренных валунов в Фенноскандии всегда хватало.

Точат нож отбивкой примерно так же, как отбивают косу, только оселок неподвижен, а двигают клинок. Сначала его тянут по оселку обухом от себя, затем переворачивают и тянут обухом к себе. Положение режущей кромки (РК) на оселке всегда волочащееся; движения быстрые: ширк-ширк! На каждом движении нужно держать пятно контакта лезвия с оселком (см. далее), но к выдерживанию угла наклона требования не столь строгие. Научиться точить нож отбивкой не очень сложно, а при некотором навыке можно и наводить на лезвие плавно сбегающий профиль, см. далее. Однако финский нож в общем-то тупик эволюции режущего инструмента, выживший в особых природных условиях.

Хороший нож дешевым никогда не был, а в экстремальной ситуации стойкость лезвия в сочетании с вязкостью клинка становились жизненно важными обстоятельствами. Поэтому еще в древности клинки ножей научились закаливать с поверхности и цементировать: сердцевина оставалась вязкой, не ломкой, а снаружи на ней образовывалась твердая каленая корка, см. след. рис.:

Направить нож с цементированным клинком отбивкой еще возможно, но навык нужен такой, какой дается не всем. И абразив уже нужен из особой породы камня – литографского сланца грюнштейна. Его в природе мало; грюнштейн и поныне числится стратегическим сырьем. Искусственного грюнштейна нет и не предвидится. Испортить же цементированный нож неумелой отбивкой проще простого – чуть где-то кора цементации сдерется до сырого металла (на глаз этого не видно), нож останется только выбросить, лезвие будет сразу тупиться и пойдет крошиться.

Примечание: если у вас где-то завалялся старинный оселок для косы слегка зеленоватого цвета, не выбрасывайте, это ценный раритет.

Хозножам не требуется такая стойкость и вязкость, как охотничьим и походным, и стоить они должны много меньше. Как следствие, в производстве хозножей широко используются спецстали и порошковая металлургия. Клинок «вечного» кухонного ножа структурирован наподобие резца грызуна: продольными слоями, твердость которых падает от сердцевины наружу. В любом случае точить нож приходится реже, но отбивка исключается однозначно – лезвие от нее сразу выкрашивается.

Как точат нож?

По указанным причинам была давно уже придумана технология заточки тяни-толкай (push-pull sharpening или пушпульная техника заточки):

1. Клинок толкают по оселку от себя с проворотом, держа обухом к себе, положение РК набегающее (скребущее);
2. Затем, не отрывая лезвие от оселка, тянут его обухом к себе с проворотом в обратную сторону, положение РК волочащееся;
3. Клинок переворачивают и повторяют пп. 1 и 2;
4. Пп. 1-3 повторяют, в каждом цикле уменьшая нажим, пока образующийся на РК заусенец не сойдет на нет (не слижется).

Примечание: когда говорят или пишут «уйдет заусенца» и т.п., это неверно. У металлистов есть жаргонное словечко «заусявка»; у электриков – «выключавка». Но в русском заусенец и выключатель мужского рода.

Пушпульная заточка бережет клинок, но требует от оператора высокого умения, т.к. в процессе заточки нужно непрерывно и точно соблюдать ряд условий, см. также рис. ниже:

• Выдерживать угол наклона лезвия к оселку, плавно меняя его сообразно кривизне РК.
• Следить, чтобы касательная к образующей лезвия и поперечная ось пятна контакта РК с оселком совпадали.
• Также следить, чтобы ось пятна контакта всегда была перпендикулярна продольной оси оселка.
• Плавно менять нажим на клинок по мере изменения площади пятна контакта.

Соблюсти все эти условия одновременно, совершенно симметрично на прямом и обратном ходу клинка по оселку, очень трудно, а современный нож, как сказано выше, неправильной заточкой может быть испорчен. Любое бытовое приспособление для заточки ножей как раз и предназначено, чтобы избавить точильщика от непрерывного контроля хотя бы части указанных условий.

Примечание: для успешной пушпульной заточки длина оселка (см. далее) должна быть не менее 2-х длин клинка ножа от черенка до кончика.

Профили заточки

Профиль лезвия ножа увязан со свойствами материала и структурой клинка, а также со свойствами материалов, для обработки которых инструмент предназначен. Заточка на простой тупой клин (поз. 1 на рис.) дает стойкое, но грубое лезвие: сопротивление резанию велико, а достаточно вязкие материалы нож рвет. Острый клин (поз. 2) быстро тупится или выкрашивается, на вязких и/или волокнистых материалах сопротивление резанию может быть и больше, чем тупым клином из-за трения отрезаемого о клинок.

Идеальным во всех отношениях является оживальный (плавно сбегающий) профиль, поз. 3. Специалисты до сих пор спорят, какая его образующая лучше – эвольвента, гипербола или экспонента. Но бесспорно одно – сделать оживальное лезвие в производственных условиях сложно и дорого, а направить его самостоятельно невозможно. Поэтому ножи с оживальной заточкой используются только в спецоборудовании, напр. микротомах – биологических приборах для получения тончайших срезов тканей.

Для одноразовых клинков, напр. лезвий безопасных бритв, используется граненая заточка, поз. 4, т.е. оживальная образующая, как говорят математики, аппроксимируется отрезками прямых. Количество граней заточки указывается в сертификате или на сайте производителя. Для толстой грубой щетины лучше подойдет 3-4-гранная; для нежных волос не на лице – 8-гранная. Универсальной считается 6-гранная.

Угол α

Угол заточки дается всегда в половинном значении α, т.к. многие инструменты и, напр., штык-ножи, затачиваются на одну сторону. Для ножей различного назначения угол α выдерживается в след. пределах:

• 10-15 градусов – медицинские скальпели, опасные бритвы, ножи для художественной резьбы.
• 15-20 градусов – кондитерские (для тортов) и овощные ножи.
• 20-25 градусов – ножи хлебные и филейные.
• 25-30 градусов – охотничьи, походные, ножи выживания.
• 30-35 градусов – бытовые ножи общего назначения.
• 35-40 градусов – столярный инструмент, сапожные ножи, топоры.

Полуторная

Заточка ножей, кроме специальных, делается почти исключительно полуторного профиля, слева на рис. Полуторная заточка названа так потому, что пологая грань лезвия (спуск) формируется в процессе изготовления клинка и заточке не подлежит. Фактически, направка ножа с полуторной заточкой не сложнее заточки на простой клин. Полуторная заточка оптимальна для ножа, которым работают с самыми разными материалами, и сделать точилку для ножей с полуторной заточкой гораздо проще, чем на заточку граненую.

В центре и справа на рис. показаны стадии заточки лезвия и номера используемых на них абразивов. Номер абразива соответствует количеству его зерен на 1 кв. мм поверхности. Стадия доводки имеет некоторые особенности:

1. Охотничьи и походные ножи не доводятся. Так ими легче резать твердое (напр., кости) с протяжкой (с подпиливанием). Кроме того, если случайно порезаться, то слегка рваная рана быстрее перестает кровоточить, легче заживает и опасность проникновения инфекции в нее меньше.
2. Лезвия опасных бритв, ножей сапожных и для художественной резьбы после абразива доводятся до зеркальной гладкости на кожаном оселке с пастой ГОИ.
3. Направку и доводку лезвий кухонных ножей можно свести в одну операцию с абразивом №№ 800-1100.

Оселок

Самодельная точилка для ножей будет гораздо удобнее и точнее, если оселок к ней не покупать, а сделать из отрезка квадратной профтрубы длиной 200-300 мм (слева на рис. ниже) или деревянного бруска.

Грани основы оклеиваются наждачной шкуркой соотв. номеров. Клей – канцелярский клеящий карандаш. Преимущества оселка из шкурки на основе очевидны:

• Гораздо дешевле наждачного бруска.
• Может быть сделан на 4 номера абразива, тогда как наждачные бруски максимум 2-сторонние.
• Износ (выработка) абразива возможны не более чем на толщину абразивного слоя шкурки; волнистость РК вследствие проворота оселка на штанге точилки (см. далее) также не более чем на эту величину.
• Как следствие, погрешность угла заточки от выработки и проворота оселка не превышает долей градуса.
• Оселок из трубы можно надеть на резьбовую штангу (в центре на рис.), что ускоряет и облегчает смену абразива.
• Оселок из трубы или деревянного бруска держится в любых зажимах под наждачный брусок не хуже последнего, справа на рис.

Приспособления для заточки ножей

Простейшая ручная точилка для ножей это угловая рама, в которой зажат оселок, поз. 1 на след. рис. Такого же типа «фирма» есть в продаже, и вот это уж маркетинг так маркетинг: за пластиковую дощечку с наклонными гнездами под оселки хотят до $50 и более. Оселки – нестандартных размеров; обычные в дырки не влазят. Выработался – нужно докупать оригинальные. Цена – сами понимаете. А все удобство – клинок при заточке держать строго вертикально все же проще, чем выдерживать угол его наклона.

Пользование простейшей точилкой для ножей можно еще упростить до полного отсутствия необходимости в навыках, если дополнить ее скользящим башмаком с магнитным держателем для ножа, поз. 2. Порядок заточки в данном случае след:

1. Нож правой рукой держат за рукоятку, проворачивая по ходу движения согласно кривизне лезвия;
2. Пальцами левой руки, кроме большого, прижимают башмак к оселку;
3. Большим пальцем левой руки давят на обух клинка, прижимая РК к абразиву.

Функция выдерживания угла наклона с оператора при этом снимается, а остальные распределяются на 2 руки. Навык заточки в таком случае вырабатывается сразу, но необходим держатель, прочно удерживающий нож и в то же время позволяющий ему скользить по своей поверхности. Сделать такой можно из магнитов привода каретки головок записи-считывания от негодного HDD дисковода (винчестера). Магниты привода каретки «винта» ниобиевые, тонкие, плоские, ровные и очень сильные (показаны красными стрелками на поз. 3). Их наклеивают РАЗНОИМЕННЫМИ полюсами на стальную полоску, сила притяжения клинка тогда удвоится. А чтобы обеспечить скольжение, держатель обтягивают фторопластовой пленкой толщиной 0,05-0,07 мм. Пойдет и ПЭТ от бутылок, но он толще и притяжение будет слабее. Полиэтилен не годится, сразу протрется.

Примечание: запомните этот держатель, он нам еще пригодится.

LM

Не требует каких-либо особых навыков и пользование ручной точилкой для ножей типа Lansky-Metabo, поз. 1 на рис. Схема ее устройства дана на поз. 2, а порядок пользования – на поз. 3. Недостатком точилки Lansky-Metabo считается нестабильность угла заточки по длине лезвия: по нему ведут штангой с оселком. Вынос точки касания при этом непрерывно меняется, т.к. она описывает дугу окружности, а лезвие иной конфигурации. Соотв. «плавает» и угол. Поэтому точилку Lansky-Metabo используют преимущественно для заточки походных и охотничьих ножей со сравнительно коротким клинком.

Однако данный недостаток возможно обратить в достоинство, если клинок зажать в клеммах корневой частью А (у черенка) и слегка повернутым кончиком от себя, поз. 4. Тогда у корня клинка угол заточки будет наибольшим, что оптимально для обработки твердых материалов или использования ножа как колуна. Так ведь им и работают в подобных случаях, чтобы внешнее плечо рычага рука-клинок было покороче.

К середине лезвия Б угол заточки будет плавно уменьшаться и достигнет минимума на сгибе его образующей Б1, что удобно для тонкой работы. Затем к кончику В угол снова увеличится, что сделает кончик более стойким при сверлении, долбежке/ударе и пробое (протыкании).

Примечание: еще одним недостатком точилки Lansky-Metabo считается трудность исполнения в настольном варианте. Но этот недостаток, как говорится, липовый, см. поз. 5.

Чертежи деталей оригинальной точилки Lansky-Metabo даны на рис. Цифры у окон под штангу (направляющую) соответствуют ПОЛНЫМ углам заточки.

На след. рис. дан сборочный чертеж зажима, а далее – чертежи и размеры клемм Lansky-Metabo, изготовленных из уголка 90х90х6 мм. Автор разработки скрывается под псевдонимом Serjant. Это, безусловно, дело его скромности. Но, между прочим, на производстве технологические новшества, позволяющие для изготовления фасонных деталей использовать стандартные профили, ценятся иной раз подороже серьезных изобретений.

Примечание: на след. рис. дан сборочный чертеж точилки Serjant. Насчет неудобства закрепления в тисках – см. выше.

Станок для заточки ножей

Наиболее совершенной бытовой ручной точилкой на сегодняшний день является станок для заточки ножей типа Apex. Его внешний вид, схемы устройства и порядок использования см. на рис. Apex может быть выполнен на плавно изменяемый угол заточки (поз. 2) или на фиксированные углы наподобие Lansky-Metabo (поз. 3). Штатно на Apex’е работают, как на Lansky-Metabo (поз. 4), но для более точной заточки возможны иные варианты, см. ниже.

В 2016 г., в рунете наделала шуму, пожалуй, не меньше, чем когда-то печка-бубафоня, настольная модификация Apex Ивана Скоморохова, см. рис. справа.

Точилки Скоморох много проще прототипа и ничуть не уступает ему в функциональности.

Как сделать точилку для ножей Скоморох, см. видео:

• https://www.youtube.com/watch?v=h3HbX03YYTs – Ч.1
• https://www.youtube.com/watch?v=8DKSCZIZIK4 – Ч.2

Не только ножи…

Оригинальная точилка Apex мало пригодна для заточки столярного инструмента – стамесок, железок рубанков. Угол заточки у Apex’а плавает по тем же причинам, что и у Lansky-Metabo. Между тем, если угол заточки стамески по ширине лезвия «гуляет» более чем на 1-1,5 градуса, то инструмент так и норовит уехать вбок, вылезти наружу или уйти вглубь массива дерева по его волокнам. Ровно и точно выбрать такой стамеской паз под шип/гребень очень трудно.

Для заточки столярного инструмента существуют особые приспособления, о которых и разговор нужен особый. Самоделки вроде роликовой точилки-тележки, см. рис. справа, скорее курьезы: не говоря уже о сложности, требуют каменного или стального стола, а, главное, не гарантируют от перекоса лезвия на оселке, что приводит к тому же нежелательному результату.

Между тем еще 2-3 года назад в одном из китайских журналов по техническому творчеству мелькнула доработка Apex’а для заточки, не уступающей таковой на фабричном электрическом заточном полуавтомате. Переделка не сложна, см. рис: штангу выставляют горизонтально по уровню и по нему же горизонт штанги держат, ведя заточку. В пределах угла поворота штанги в горизонтальной плоскости 10-12 градусов вправо-влево погрешность угла заточки менее 1 градуса. Если вынос точки касания от 250 мм, точить возможно стамески и железки рубанков шириной до 120 мм.

В таком режиме работы нулевой (теоретически) погрешности угла заточки можно добиться, если держать штангу неподвижной, а двигать нож, удерживаемый магнитным держателем, см. выше. Таким образом возможно затачивать и железки фасонных рубанков, если в зажимы поставить круглый в поперечном сечении, полукруглый, эллиптический или сегментный оселок. Главное, чтобы пятно касания при этом всегда было точечным.

…но и ножницы

Еще одна доработка точилки Apex для заточки ножниц (тоже дело в хозяйстве нужное) показана на рис. справа. Всего работы – пара отрезков уголка или обрезков оцинковки и 4 дополнительных отверстия в столе точилки. Как сделать своими руками приставку для заточки ножниц к точилке Скоморох, см. след. видео.

Видео: заточка ножниц, приставка к точилке Скоморох

Напоследок еще о ножницах

Прежде чем хватать плохо режущие ножницы и совать их в точилку, проверьте, не разболтался ли шарнир. Разведите ножницы и посмотрите на них сбоку. Видите, кончик завернуты винтом навстречу друг другу? Потому ножницы и режут: точка контакта лезвий при резке смещается от корней к концам. И потому трудно резать ножницами левой рукой: заворот концов рассчитан на кинематику правой. А если шарнир ножниц разболтался, лезвия будут уходить в стороны друг от друга и не справятся даже с бумагой. В таком случае нужно просто подтянуть клепаный шарнир молотком, а винтовой – отверткой.