УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТОЧКИ НОЖЕЙ

Полезная модель относится к вспомогательным устройствам для заточки режущих кромок лезвий, например ручных или столовых ножей. Предлагаемое устройство может быть использовано в качестве приспособления для заточки режущих кромок ножей путем совершения возвратно поступательных движений.
Известно устройство для заточки бытовых ножей (патент РФ полезную модель №135952, опубл. 27.12.2013 г., бюл. №36), содержащее прямоугольное основание с направляющим пазом для лезвия ножа, расположенным под острым углом к одной из меньших сторон основания, два резца и держатель для резцов, держатель для резцов выполнен в виде цилиндрической деревянной детали с прямоугольным направляющим пазом в одном из ее оснований и гнездами для закрепления резцов, причем гнезда смещены относительно друг друга, в каждой из вертикальных поверхностей, образующих направляющий паз для лезвия ножа, выполнена выемка, радиус поверхности которой равен или больше радиуса цилиндрической деревянной детали, выемки расположены напротив друг друга, а держатель размещен в выемках таким образом, что направляющий паз для лезвия ножа и прямоугольный паз в держателе совмещены друг с другом.
Наиболее конструктивно близкой, взятой за прототип, является точилка для ножей (патент США №5377563, опубл. 03.01.1995 г.), содержащая корпус с двумя съемными заточными пластинами, расположенными под углом друг к другу в одной плоскости, формируя необходимый угол заточки.
Общим недостатком описанных конструкций является неравномерное давление режущих пластин на затачиваемое лезвие и, как следствие, неравномерное снятие слоя материала, что, в свою очередь, снижает качество заточки и увеличивает время заточки.
Задачей полезной модели является повышение качества заточки и уменьшение времени заточки.
Технический результат достигается тем, что устройство для заточки ножей содержит корпус с двумя съемными заточными пластинами, расположенными под углом друг к другу, кроме того дополнительно содержит кронштейн и U-образную пружину, при этом кронштейн выполнен симметричным относительно своей центральной оси и зафиксирован в центральной части корпуса, а заточные пластины выполнены ромбическими и установлены на торцевых поверхностях кронштейна под углом, обеспечивающим образование между режущими гранями пластин заточного V-образного желоба, причем кронштейн соединен с U-образной пружиной, выполненной с возможностью поджатая лезвия ножа в процессе заточки между режущими гранями ромбических пластин, которые смещены относительно друг друга вдоль оси симметрии кронштейна.
Конструкция устройства заточного поясняется чертежами. На фиг. 1 представлено устройство для заточки ножей, на фиг. 2 - устройство для заточки ножей вид спереди, на фиг. 3 - устройство для заточки ножей вид сверху, фиг. 4 - расположение лезвия ножа относительно устройства для заточки ножей, фиг. 5 - расположение твердосплавных пластин перед заточкой, фиг. 6 - поверхности граней лезвия после заточки, фиг. 7 - графическая зависимость изменения остроты лезвий.
Предлагаемая конструкция устройства для заточки ножей включает основание 1 и корпус 2 для базирования кронштейна 3. Кронштейн 3 является симметричным относительно центральной оси и играет роль базирующего элемента для ромбических пластин 4 и 5. Кронштейн 3 соединен с U-образной пружиной 6, служащей для поджатия лезвия ножа между режущими кромками двух ромбических пластин 4 и 5 в процессе заточки. Кронштейн 3 фиксируется в центральной части корпуса 2. Ромбические пластины 4 и 5 устанавливаются и фиксируются, например винтами (на фиг. не показано), на торцевых поверхностях кронштейна 3 под углом β таким образом, что их грани образуют заточной V-образный желоб. Ромбические пластины 4 и 5 смещены относительно друг друга вдоль оси симметрии кронштейна 3. Торцевые поверхности пластин 4 и 5 образуют плоскость, в которой расположен заточной V-образный желоб. Упомянутый угол β является углом заточки лезвия ножа. Кроме того, ромбические пластины 4 и 5 в плоскости V-образного желоба частично перекрывают друг друга. В нижней части основания 1 может быть расположена вакуумная присоска для надежной фиксации заточного устройства на ровной поверхности.
Устройство для заточки ножей работает следующим образом. Основание 1 фиксируют на ровной поверхности. Лезвие 7 ножа располагают в вертикальной плоскости. Обеспечивают равномерное и стабильное поджатие лезвия к режущим граням ромбических пластин 4 и 5, образующих V-образный желоб, тем самым обеспечивая угол заточки β. Придавая усилие нажатия на лезвие 7 ножа, совершают возвратно-поступательные движения, таким образом обеспечивают протягивание лезвия 7 ножа между режущими гранями ромбических пластин 4 и 5. При перемещении лезвия 7 ножа относительно режущих граней ромбических пластин 4 и 5 возникают силы резания, происходит равномерное послойное срезание материала с поверхности лезвия 7 ножа под заданным углом β. Последовательность этих действий повторяют несколько раз, добиваясь равномерности заточки по всему лезвию 7 ножа. Кронштейн 3 и U-образная пружина 6 позволяют при изменении усилия резания ромбическим пластинам 4 и 5 смещаться относительно друг друга в вертикальной плоскости резания, тем самым обеспечивая равномерное давление на режущие кромки лезвия 7 ножа.
Для подтверждения технического результата проводились экспериментальные исследования. В качестве экспериментальных образцов применялись два одинаковых кухонных ножа с длиной лезвия 15 см из нержавеющей стали, использовались два устройства для заточки ножей (одно выполненное по заявляемой полезной модели, второе - ножеточка на вакуумной присоске Мультидом МТ76-27, далее аналог).
После заточки аналога были получены следующие результаты. Изменение угла заточки β вдоль поверхности одной грани лезвия составило 12°, а на другой грани - 5°. Общее притупление составляет 17°, грани лезвия расположены не симметрично относительно центральной оси.
После заточки ножа на предлагаемом устройстве наблюдались следующие результаты. Изменение угла заточки β составило 4° вдоль поверхностей обоих граней лезвия, то есть общее притупление 8° и грани лезвия расположены симметрично относительно центральной оси.
Практическое применение предлагаемого устройства показало, что форма заточенного лезвия ножа близка к клиновидной. Такая заточка более качественна, она улучшает режущие свойства и увеличивает устойчивость ножа к затуплению.
В ходе экспериментальных исследований аналога было обнаружено, что при протягивании ножа в неподвижных твердосплавных пластинах происходит закусывание лезвия. В заявляемой модели закусывания не происходит, потому что подпружиненные пластины расходятся при увеличении давления ножа на пластины. На фиг. 6 показаны грань лезвия 8, заточенного на аналоге, на нем видны «волнообразные» дефекты, вызванные закусыванием лезвия при заточке. На грани лезвия 9, заточенного на предлагаемом устройстве данные дефекты отсутствуют. Лезвие 9, заточенное на заявленном устройстве, имеет более равномерную заточку.
-1
-1
Также была рассмотрена динамика убывания остроты от количества заточек. Для измерения остроты использовался тестер остроты Edge-on-up (EOU). Его автор Майк Брубахер, разработал собственную шкалу BESS ("Brubacher Edge Sharpness Scale") с определенным стандартом для измерения остроты режущих кромок. Измерительное устройство имеет специальный электронный датчик веса, который измеряет давление на проволоку, необходимое для ее полного разреза. Чем меньше давление, тем острее режущая кромка ножа. На фиг. 7 показана графическая зависимость изменения остроты лезвий после многократной заточки на аналоге, и на заявленной модели. По вертикальной оси обозначен параметр остроты относительно опорного значения Во, рассчитанный по формуле В/Во, г. За опорное значение Во принята острота по шкале BESS, г, достигаемая на аналогичном устройстве при первой заточке с момента начала эксплуатации, когда пластины из твердого сплава еще не изношены. По горизонтальной оси обозначено количество заточных циклов с момента начала эксплуатации.
Положительный эффект достигается тем, что кронштейн и U-образная пружина позволяют режущим пластинам смещаться друг относительно друга. Это позволяет обеспечить равномерное усилие прижатия режущих кромок пластин к лезвию ножа в процессе резания. При надавливании на лезвие ножа и его перемещении относительно режущих пластин происходит так называемый процесс врезания, то есть режущие кромки пластин, расположенные под углом резания к поверхности лезвия ножа начинают врезаться в материал. По мере врезания в лезвие ножа происходит существенное увеличение силы резания равной силе сопротивления врезанию, при этом для дальнейшего осуществления процесса заточки или переточки приходится увеличивать давление на нож и усилие протягивания. Этот процесс приводит к еще большему врезанию и увеличению сил резания, а, следовательно, в очередной раз необходимо увеличивать давление на нож и усилие протягивания. Таким образом, усилие прижатия режущих пластин к лезвию постоянно изменяется, а снимаемый слой материала становится неравномерным, что существенно снижает качество заточки и требует многократное повторение процесса, то есть увеличивает время заточки. В предлагаемой конструкции устройства рост сил резания приводит к смещению одной пластины относительно другой в плоскости резания за счет подпружиненного кронштейна. При смещении пластин автоматически изменяется глубина резания и сила резания, тем самым поддерживается постоянное усилие протягивания лезвия ножа и прижатия режущих пластин к поверхности лезвия ножа, что позволяет снимать более равномерный слой материала. Снятие равномерного слоя материала и поддержание постоянной силы резания, приводит к существенному повышению качества заточки. Причем для полной заточки или переточки достаточно совершить несколько возвратно-поступательных движений, то есть существенно сократить время операции заточки.