Ручные пилы: рекомендации по точности [Часть 1]

Знаменитая гравюра на дереве Кацусика Хокусая под названием "Гора Фудзи, увиденная с гор Тотоми", одна сцена из тридцати шести. На фоне горы Фудзи группа из четырех пильщиков, а судя по матери и ребенку на переднем плане, возможно, и семья, распиливает доски из огромного дерева на той самой горе, где дерево было срублено. Двое мужчин пилят пилами maeibiki ooga, один сверху, другой снизу, а третий точит пилу внизу. Вероятно, они спали в грубом убежище, сооруженном слева. Суровый, хотя и живописный образ жизни с обилием ароматного свежего воздуха.

Выпиливание соединений, стыкующих один кусок дерева с другим, таких как врезные и шиповые соединения, "ласточкин хвост" и т.д. с использованием только ручных инструментов не является сложной задачей, но большинство людей обнаруживают, по крайней мере, на начальном этапе, что выполнение соединений без провисаний или неприглядных зазоров может быть сложной задачей.

Умение регулярно и быстро выпиливать ручными пилами плотные соединения - важнейший навык для профессионала, специализирующегося на изготовлении ограниченных партий мебели на заказ, поскольку внешний вид открытых соединений является простым и долгосрочным отражением его стандартов качества. И хотя для любителя, изготавливающего высококачественные изделия из дерева, этот навык не является критически важным, он, тем не менее, приносит огромное удовлетворение, особенно если шкафы, мебель или изделия, которые он делает, останутся в его доме или в семье, где любые плохо подогнанные стыки будут молча смеяться над ним с "открытым ртом", как гласит японская поговорка, в течение многих лет.

Как же улучшить свое мастерство работы с пилой и избежать насмешливых взглядов и безмолвных, но все же ехидных замечаний по поводу неаккуратных соединений? В этой статье ваш покорнейший и покорный слуга будет настолько смел, что предоставит некоторые рекомендации, которыми я делился с друзьями и любимыми клиентами на протяжении многих лет, но которые я никогда раньше не собирал в единый документ. Пожалуйста, дайте мне знать в комментариях ниже, если эти методы окажутся полезными.

Разумеется, столярные работы выполняются с помощью ручных пил - инструментов, сильно различающихся по качеству и производительности, поэтому уместно начать обсуждение с объяснения того, какими свойствами должна обладать высокопроизводительная ручная пила.

По хорошо информированному мнению вашего покорного слуги, ручная пила - это, безусловно, самый сложный инструмент для кузнеца. К сожалению, в настоящее время мало квалифицированных кузнецов, производящих ручные пилы, и хотя появились новые компании, выпускающие навороченные дорогие пилы, предназначенные для любителей, многие из них демонстрируют характеристики, не соответствующие высокой цене, которую требуют их производители.

Но не бойтесь, ведь ниже приведен список ключевых вещей, которые читатель должен искать в высокопроизводительной пиле.

Будь то западная или японская пила, "пластина" (кусок листовой стали, из которого состоит полотно) является ее самым важным компонентом. Она должна быть достаточно твердой, чтобы противостоять изгибу и деформациям, чтобы зубья, вырезанные в ней, могли быть острыми и долго держали заточку, но не настолько твердой, чтобы полотно треснуло или зубья отломились. Это тонкий баланс. К сожалению, большинство производителей выбирают мягкость и плохую заточку.

Лучшие ручные пилы изготавливаются из простой высокоуглеродистой стали с мелкокристаллической структурой зерна. Так было всегда, и не зря. К сожалению, в наше время высококачественную сталь такого рода трудно достать.

Большинство новых американских и европейских производителей задних пил, а также все японские производители ручных пил со сменными полотнами изготавливают свои пильные диски из предварительно закаленной, отшлифованной по толщине стали, закупаемой в листах или рулонах, металла, к котором никогда не прикасался кузнец. Это экономически эффективный материал, который устраняет необходимость в кузнечных навыках, но у него есть несколько серьезных ограничений, которые негативно влияют на производительность пилы.

В случае японских пил с обесцвеченными, закаленными зубьями, после того как пластина была отштампована с помощью штампов и пресса или вырезана по форме с помощью лазера, зубьям придают форму алмазными шлифовальными машинами, полотно быстро пропускают через индукционную катушку, образованную двумя металлическими блоками, заряженными электричеством высокого напряжения, внезапно нагревая зубья в технике, называемой "ударной закалкой". Пластина не замедляется, и когда раскаленные зубья выходят из индукционной катушки, они проходят через струю охлаждающей жидкости, которая мгновенно закаляет их, создавая твердую кристаллическую структуру в металле.

Большинство западных задних пил изготавливаются из аналогичных материалов и с использованием аналогичных технологий, но без этапа индукционной закалки.

210-миллиметровая пила Dozuki ручной ковки Накая Такидзиро - лучшая ручная пила для точной обработки дерева.

Пластина высокопроизводительной пилы будет иметь коническую заточку по крайней мере в одном направлении, при этом пластина будет тоньше в задней части, чем у зубьев, обеспечивая дополнительный зазор в пропиле, увеличивающийся по мере углубления полотна в древесину, уменьшая трение между древесиной и пластиной для более гладкого пропила с меньшими усилиями и снижая риск смятия.

Полотна японских ручных пил ручной работы, конечно, имеют двойную коническую заточку, как и все качественные западные пилы, но, к сожалению, ни японские ручные пилы со сменными полотнами, ни современные западные задние пилы не имеют конической заточки.

Читатель поступил бы мудро, если бы поставил свои приоритеты относительно производительности выше внешнего вида, поскольку ни красиво отделанная рукоятка из экзотической древесины, ни красиво отшлифованная/отполированная отделка пильной пластины, ни привлекательный травленый бренд не вносят ни малейшего вклада в производительность ручной пилы или точность пропилов, которые она может сделать.

Простукивание молотком - это древняя техника, при которой пильный мастер кладет пластину на наковальню и стучит по ней молотком, создавая небольшие вмятины в определенных местах. Каждая маленькая вмятина деформирует металл, делая пластину немного тоньше в месте удара, и в то же время смещая соответствующее количество металла в сторону от места удара. Будучи ограниченным окружающим металлом от расширения, накопленная деформация многих вмятин создает внутренние напряжения, которые стремятся сделать пилу шире и длиннее. Если зайти слишком далеко, эти напряжения приведут к тому, что пильная пластина согнется, но если все сделано правильно, то пильная пластина останется плоской и прочной.

Зачем вообще нужно все это? Очевидно, читатель исключительно проницателен, раз задал этот вопрос, и, соответственно, ваш покорный слуга дрожит от радости и перспективы прояснить элегантную и древнюю тайну, которая все еще используется в высококачественных современных пильных дисках, как я узнал во время недавней встречи в Нагое с тремя крупнейшими японскими производителями пильных дисков.

Вот в чем причина: Когда пильное полотно нагревается из-за трения в пропиле, металл, конечно, расширяется, но не равномерно по всей поверхности полотна. Этот дифференциальный нагрев и дифференциальное расширение приводят к тому, что пильная пластина, не отстуканная молотком, временно деформируется, еще больше увеличивая трение в пропиле и делая пропил более широким, тем самым разрушая точность пропила, а в худшем случае вызывая поломку пилы. Остаточные напряжения, возникающие в пластине пилы при правильном простукивании молотком, противодействуют и нивелируют напряжения, возникающие в пильном полотне при тепловом трении, предотвращая прогиб и чрезмерное коробление пластины, в результате чего пила будет пилить ровнее и чище с меньшими усилиями даже при нагреве.

Я не знаю, кто и где изобрел эту технику, но это гениально.

Японские производители ручных пил со сменными пилами более высокого качества взяли пример с производителей циркулярных пил и пропускают свои пилы через пару противоположных стальных роликов, которые вызывают напряжения в стали, подобные простукиванию молотком вручную. Я могу ошибаться, но я не знаю ни одного современного западного производителя пил, который бы использовал данные методы, вместо этого они полагаются исключительно на жесткость задней части полотна для предотвращения коробления.

Еще одно преимущество простукивания молотком, в котором читатель может легко убедиться, осмотрев пильный диск лично (но без установленной спинки), заключается в том, что внутренние напряжения, возникающие в результате простукивания молотком, делают пильный диск намного жестче, чем он был бы без добавления металла или веса. Просто снимите спинку и рукоятку и держите пильное полотно ровно за один конец. Полотно, по которому прошлись молотком, будет прогибаться значительно меньше, чем то, которое не было простукано молотком.

Другой простой тест, применимый к ручным пилам, заключается в том, чтобы согнуть пильную пластину и постучать по ней кончиком пальца, получая музыкальную ноту, которую можно менять, изменяя степень изгиба пильной пластины. На самом деле, хотите верьте, хотите нет, но ручная пила когда-то была популярным музыкальным инструментом в некоторых районах США, и все крупные производители пил выпускали специальные музыкальные пилы (без зубьев).

В целом, пила которая была простукана молотком будет более жесткой, будет пилить ровнее, ее можно сделать тоньше и легче, а также она требует меньше усилий для работы при том количестве опилок, которое образуется.

Типы зубьев и предпочтения в ручных пилах настолько разнообразны, что мало что можно сказать применительно ко всем. Однако при оценке ручной пилы, которая будет использоваться для резки точных соединений, необходимо учитывать следующее.

Во-первых, если предположить, что зубья имеют желаемую форму, размер и расположение, они должны быть равномерно и чрезвычайно острыми. Если вы осторожно приложите ладонь к линии зубьев, вы должны почувствовать, как маленькие жучки пытаются схватить вас за кожу. Не один или два злобных маленьких зуба должны неистово пытаться съесть вас, а все они, соприкасающиеся с вашей рукой, должны, хотеть ухватить вас, потому что каждый зуб должен быть либо страшно острым, заостренным маленьким ножом, если речь идет о поперечных пилах, либо острым как бритва маленьким зубилом, если речь идет о продольных зубах. И, конечно, хорошо сделанная пила всегда готова резать все и вся, во что она может впиться своими зубьями.

К сожалению, зубья большинства новых западных пил, выпускаемых в настоящее время, по моему опыту, плохо заточены и нуждаются в тщательном уходе, прежде чем их можно будет использовать. Я говорю это как человек, который предпочитает западные пилы для некоторых задач, точит свои собственные пилы вручную, приобретал, собирал и тестировал как новые, так и старинные западные пилы на протяжении многих лет, и продолжает регулярно использовать лучшие из них.

В случае большинства задач по обработке древесины зубья пилы должны иметь некоторую степень установки, чтобы ширина пилы была больше толщины пластины для уменьшения трения, заедания и коробления. Действительно, чтобы компенсировать отсутствие конусной заточки и остаточных напряжений от молотка, большинство современных западных пил изготавливаются с чрезмерным количеством настроек. Это важно, потому что лишняя древесина, которую пильное полотно должно распилить, чтобы учесть эти дополнительные настройки - это напрасные усилия, превращающиеся в опилки, которые ничего не делают для повышения скорости или точности. Поэтому хорошая ручная пила не должна иметь больше настроек, чем это абсолютно необходимо для выполнения работы.

Это означает, конечно, что для разных видов распилов в разных породах древесины нужны разные пилы с разным стилем зубьев. Это имеет значение.

С другой стороны, если читатель использует ручные пилы исключительно для сжигания калорий, то все вышеупомянутые пункты следует старательно игнорировать

Если читатель нуждается в высококачественной пиле ручной ковки, возможно, вы захотите рассмотреть пилы, изготовленные по спецификации C&S Tools одним из последних оставшихся в Японии мастеров-пильщиков Накайя Такиджиро.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Производство режущих инструментов: шлифование против аддитивного производства»‎ и «‎Полное руководство по концевым фрезам - типы и применение»‎.

Если вам понравилась статья, то ставьте лайк, делитесь ею со своими друзьями и оставляйте комментарии!