磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四.pdf

《磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四》 Page 1 of 18 磨刀器具的选择、调试和使用 ——常用刀具刃磨理论和技术之四 在第一、二篇中，分别详细介绍了影响刀具锋利性和保持性的各种因素及 其成因，并据此提出了提高锋利性和保持性的技术措施，第三篇则剔除前两篇 的理论分析，保留其操作方法，并进行合并总结，以方便阅读 本文拟讨论与刀具密切相关的磨刀器具的相关理论和技术，主要包括油石 等磨料和磨刀器，将从理论分析入手，结合部分实例，发掘影响其性能的主要 因素，在此基础上提出磨刀器具的选择、调试和使用的相关建议，仅供刀友选 择、使用和 DIY 时参考 文中内容仅代表个人愚见，疏漏和错误之处在所难免，敬请见谅并斧正 一、常见疑问 价格不菲的油石，即使手法稳定，角度正确，刃磨效果也不一定好，应该 怎样正确选择并使用油石？ 为什么绝大多数磨刀器都达不到标称的理想效果，其原因是什么，怎样调 整或改进？ 有没有操作相当简单，效果特别好，又经济实惠的磨刀工具？ “吹毛断发”能否实现，这样的锋利度有没有实际价值？ 二、刃磨角度的控制 刃磨角度是磨刀技术中最重要，也是最难掌握和控制的因素，在同样磨料、 力度和操作方式下，其稳定性对刃磨效果具有决定性作用。

众所周知，手不稳、 工具设计制造不良以及油石凹陷等都会引起刃磨角度的变化，并最终导致刃磨 效果变差，但对其具体过程和影响程度则知之甚少，甚至常常忽略 由于刀刃与油石直接接触的范围很窄，所以刃磨过程中的角度变化，几乎 无法直接测量本文通过 CAD 绘图模拟刃磨过程，测绘相应的数据，并结合部 分实例，以便找出刃磨角度的变化规律虽然模拟是在设定的理想情况下进行 的，但实践证明其与实际情况相当接近，因此仍具有一定参考价值 1．油石与刃磨角度 1．油石与刃磨角度 油石表面不平整或凹陷，会将刃口磨圆，刃磨的刀具锋利性低，也不耐用 然而，油石的凹陷却无法避免，怎样减弱其对刃磨角度的影响，以及凹陷到什 么程度就应该对油石进行修复？敬请关注以下分析 《磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四》 Page 2 of 18 为便于分析油石凹陷对实际刃磨角度的影响，假定在刃磨过程中，刀具与 油石平整表面之间的夹角始终保持不变，并将其定义为设定刃磨角度，作为预 期角度，其数值上等于油石未凹陷之前的刃磨角度。

（1）手工刃磨中油石凹陷对刃磨角度的影响 （1）手工刃磨中油石凹陷对刃磨角度的影响 模拟的刀身厚度 2.5mm，采用拖刃磨法，方向自 A 向 C，设定刃磨角度 15假设刀具不摆动，不摇晃） ，假定凹陷的形状为圆弧，凹陷长度 AC=60mm， 深度 1.27mm，模拟测试的刃磨角度如下图所示 刀刃在起始位置 A，凹陷底部 B 和终止位置 C，实际刃磨角度分别为 19.9和 10.9呈从大到小变化，在 B 处与设定值相符A 和 C 处的刃磨角度都 大大偏离设定值，可见油石凹陷对刃磨角度的影响很大 （2）定角磨刀器的油石凹陷对刃磨角度的影响 （2）定角磨刀器的油石凹陷对刃磨角度的影响 《磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四》 Page 3 of 18 使用仿形定角磨刀器进行模拟，刀身厚度 3mm，采用拖刃磨法，方向自 A 向 C，设定刃磨角度 20为便于分析，暂忽略磨刀器其他部件弹性变形，凹陷 深度为 0.5mm 现分两种情况讨论， 第一种情况， 油石得到最大限度利用， 即凹陷长度 AC= 油石长度=150mm，假定凹陷为圆弧形，模拟测试的刃磨角度如下图所示 刀刃在起始位置 A， 凹陷底部 B 和终止位置 C， 实际刃磨角度分别为 20.73。

20.16和 19.23呈从大到小变化，在 B 处与设定值最接近A 和 C 处的刃磨角 度都偏离设定值约 0.7在 150mm 长度上仅仅凹陷 0.5mm，在刃磨角度上带来 的误差即达 0.7 第二种情况，油石仅利用了中间部分，凹陷 AC 长度为 75mm，凹陷的形状 为椭圆弧形，底部相对较平坦，两端较陡峭，模拟测试的刃磨角度如下图所示 《磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四》 Page 4 of 18 刀刃在起始位置 A， 凹陷底部 B 和终止位置 C， 实际刃磨角度分别为 25.23 19.64和 14.92呈从大到小变化，在 B 处与设定值最接近A 和 C 处的刃磨角 度都偏离设定值略超过 5在 75mm 长度上凹陷 0.5mm，在刃磨角度上带来的 误差竟高达 5 油石上各点受力和磨削频次存在很大差异，这是形成凹陷的主要原因采 用拖刃磨法，注意适时调整和控制油石各点的消耗率，所形成的凹陷更容易接 近圆弧形，即与以上第一种情况相近，而采用推刃法磨刀，推刃到末端时冲击 往往很剧烈，所形成的凹陷更接近于第二种情况。

充分有效地利用油石的长度，既提高了油石的经济性，也有利于事后修正 凹陷，更重要的是有利于维持其良好的技术性能，确保刃磨效果在刃磨的前 期和中期，刃口锋锐区尚未形成，磨刀时可避开凹陷底部，尽量消耗油石的其 他区域，从而将局部凹陷转变为全局凹陷（凹陷深度不变，长度增加） ，既提高《磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四》 Page 5 of 18 油石的利用率，又可防止油石性能大幅劣化，而在刃磨后期，锋锐区已经形成， 为了保护刃口，尽可能提升刃磨质量，此时应避开实际刃角偏离较大的区域， 刃磨区间应在 A、B 的中间部位至 B、C 中间部位 对于刃口对称的刀具，如果实际刃磨角度恒定，刃磨完毕时刃角应为设定 刃磨角度的 2 倍当实际刃磨角度大于设定值时，刃口被磨削，当刃磨角度小 于设定值时，内侧刃线被磨削，使刀刃逐渐被磨圆，最后劈尖的刃角大于设定 值的 2 倍，而刃线附近的刃角小于设定值的 2 倍A 和 C 处的实际刃磨角度， 仅代表刃磨过程中的极值，其他各处的磨削作用以及刃磨弹性变形的影响也很 关键，刃磨完毕后刀具实际刃角与油石凹陷、弹性变形和刃磨方法都有关。

仿形定角磨刀器在导引棒上安装了限位垫圈，用于限制油石的行程，其作 用是在保护刃口的同时，使油石得到最大限度的利用，此原理同样可用于拉杆 式定角磨刀器，但在改造和使用时，要防范磨刀器支架因受冲击而损坏的风险 如果对刃磨质量要求很高，建议使用几乎不会磨损的油石品种，如红宝石 油石、黑宝石油石、碳化硼油石等，从而将刃磨角度的变化控制在最小范围 另外，用细砂纸铺在平整的基板上，并适当提高角度精磨刃口，也可以获得很 好的刃磨效果 （3）油石的修正 （3）油石的修正 油石凹陷对刃磨效果影响极大，却又难以避免，为充分发挥其技术性能， 有必要对凹陷的油石进行修正一般来说，对于粗油石，可容忍较大凹陷度， 对于中等粒度的油石，肉眼可看出的凹陷就应该修复，对于很细的油石，将直 尺靠在油石表面检测，只要发现有缝隙，就应该修正修正油石的方法有多种， 常见方法如下图所示 《磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四》 Page 6 of 18 方法一：两块不平整的油石互磨油石的位移不宜过大，在油石变得平整 以前，建议不要摩擦到凹陷的底部。

方法二：将油石压在平板上摩擦，平板最好是平整的钢板，也可以在平滑 的水泥地上摩擦 方法三：把导引棒按在平板上修磨油石，本方法仅用于定角磨刀器在将 油石修平的同时，还要保证油石表面与导引棒保持平行 在修正油石的过程中，要适时添加水或油，保持浸润，并及时清洗检查 2．刃磨过程弹性变形与刃磨角度 2．刃磨过程弹性变形与刃磨角度 磨刀过程中，始终存在着弹性变形，刃磨角度也因此会有一定的变化，力 度越大，变形越大，刃磨角度的变化也越大如果刃磨角度随力度的增加而减 小，可防止应力集中于刃口，只有当力度很小时，应力才会集中于刃口，从而 有利于提高刃磨质量，反之，如果刃磨角度随力度增大而增大，则刃磨应力将 集中于刃口，磨圆、磨钝甚至损坏刃口，而当力度减小后，刃磨角度随之减小， 又磨不到刃口，因此不利于提高刃磨质量 (1)刀具弹性与刃磨角度 (1)刀具弹性与刃磨角度 在《怎样磨刀才锋利？——常用刀具刃磨理论和技术之一》第二章第 2 节， 介绍了手工刃磨过程中，刀身弹性变形对刃口的保护作用，设定刃磨角度不变， 当刃磨力度增加时，实际刃磨角度反而减小，可有效保护刃口 那么，用定角磨刀器磨刀时，刀身的弹性变形对刃磨角度又有什么影响呢， 仍采用仿形定角磨刀器进行模拟，如下图所示 《磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四》 Page 7 of 18 刀刃与油石的 C 点接触，未施力时，设定刃磨角度为 20。

施力时，导引棒 以 A 点为轴逆时针向下扭转，带动刀具以 B 点为轴逆时针向下扭转， BC 小于 AC， 实际刃磨角度减小到 16.123 刃磨结束后， 实际刃角将小于设定值 20 当导引棒强度很高，其操作过程中弹性变形很小，通过实验证实了以上模 拟试验的正确性，如下图所示 实际磨刀过程中，刀身变形一般都比较小，甚至用肉眼看不出来，但其基 本道理是一样的 刀身的弹性变形可使实际刃磨角度减小，从而有效保护刃口，刃部的弹性 变形也具有类似的作用，且更加直接和明显 (2)定角磨刀器导引棒弯曲与刃磨角度 (2)定角磨刀器导引棒弯曲与刃磨角度 定角磨刀器导引棒的弹性弯曲对刃磨角度有很大的影响，原因是导引棒太 细而强度不足，常见于拉杆式定角磨刀器，模拟如下图 《磨刀器具的选择、调试和使用——常用刀具刃磨理论和技术之四》 Page 8 of 18 刀刃与油石的 C 点接触，未施力时，刃磨角度为 20施力时，导引棒以 C 作为支点向上拱起，实际刃磨角度增大到 21.066应力主要集中于刃口，刃磨 结束后，实际刃角大于预计的 40。

当导引棒强度不足，其向上拱的弯曲程度大于刀身的变形时，刃磨角度将 会增大，应力集中于刃口，容易产生严重的刃口缺陷，而且当力度减小后，导 引棒的弯曲度随之减小，油石将无法磨到刃口，所以难以提高刃磨效果实践 亦证明了以上模拟试验的正确性，如下图所示 可见，导引棒向上拱起对刃磨效果极其不利，必须尽量避免，而采用高强 度导引棒是最佳方法对于使用细导引棒的定角磨刀器，操作时可将力度施加 于 A 和 C 之间，则导引棒的弯曲方向将变成向下，实际刃角变小，从而有利于 保护刃口 (3)定角磨刀器支架的弹性变形与刃磨角度 (3)定角磨刀器支架的弹性变形与刃磨角度 作为支撑机构，定角磨刀器支架的变形一般都较小，但对刃磨角度的影响 仍然不可忽视相对来说，由于仿形定角磨刀器具有粗大的特点，其结构强度 远高于拉杆式定角磨刀器，因此其变形量相对要小得多以下是这两种定角磨 刀器的支架受力模拟图，为便于比较，假定立柱受力后都偏转。