Лидеры категории
Лена-пена
М.И.
Y.Nine
•••
Искусственный Интеллект
Искусственный Интеллект
Искусственный Интеллект
Лучший ответ
Инженер
(210657)
16 лет назад
Вопрос очень интересный. Попробую профессионально разложить его "по-полочкам". Пытаюсь быть кратким, хотя это предмет отдельной лекции.
Исходные условия: Пытаемся резать мягкий хлебушек ножом, но батон, чур, не деформировать.
На режущую способность ножа влияют четыре основных фактора ( естественно - это далеко не все) .
1. Угол заострения режущего клина.
2. Радиус округления режущей кромки.
3. Наличие угла наклона режущего лезвия ( или его участков)
4. Кинематика движения лезвия.
С первыми двумя - проблем в понимании нет.
Чем угол заострения режущего клина и радиус округления его лезвия меньше - то и режущие способности лучше.
Хотелось бы сделать одноградусное заострение (или даже меньше) , но даже самый прочный материал - сталь не выдержит при таком заострении возможных изгибающих нагрузок и возможных наездов на более твердые включения - сломается. Итак, для сталей - клинки менее 20 градусов заострения - не работоспособны. Даже такие "острые" клинки не будут резать мягкий хлеб при простом вертикальном нажатии без существенной деформации батона. Мы имеем ограничение по минимизации угла заострения режущего клина.
По радиусу округления режущей кромки. Чем материал тверже - тем меньше его можно сделать. "Мягкую" кухонную ножевую нержу нереально заточить с радиусом округления менее 10 микрон. Золенгеновские ножи реально заточить под 3-4 микрона. Алмазные (самый твердый материал) скальпели можнго "навострить" с радиусом менее 1 мкм. (Отступление: самые минимальные радиусы округления кромок получают не заточкой, а скалыванием. Вспомните бесподобные режущие способности осколков стекла или те-же обсидиановые ножи иудеев, применяеме для обрезания младенцев, которые за счет своей остроты минимизируют последствия хирургичекого вмешательства) . Опять-же, даже обсидиановые ножи или алмазные скальпели не способны резать мягкий хлеб простым нажатием без сжатия батона.
Наличие угла наклона режущей кромки очень сильно влияет на режущие способности. Ваше изначальное предположение о микрозазубринах - из этой области. Этот пунткт напрямую связан с последним, о котором позже.
Исторический отступ. До Гильотена, были нарекания со стороны клиентов, о том, что топор, да и меч, как-то некачественно голову отделяют от туловища, со сдавливанием мягких тканей шеи, да и повторное вмешательства ката, иногда, требовалось.
Его изобретение сводилось к приданию угла наклона режущей кромки. Клиенты - сразу жаловаться перестали. У ножа гильотины появилось относительное движение вдоль режущей кромки, что резко улучшило его режущие способности. Ваши микрозазубрины, или кухонные ножи с волнообразной кромкой реализуют принцип гильотины, правда, в этом случае, не вся режущая кромка имеет наклон, а именно волнообразные участки или микрозазубрины.
Итак, гильотина разрубит батон, но перед этим он изрядно сдеформируется.
Вот здесь-то и рассматриваем последний пункт, в наибольшей степени влияющий на режущие способности ножа.
Кинематика движения лезвия относительно батона. Если просто давим, то и угол заострения и радиус округления мы должны измерять в плоскости перпендикулярной режущему лезвию. Для заточенного кухонного ножа получим градусов 30 и микрометров 10. Как только дополнительно придадим движение вдоль режущего лезвия, то эти параметры нужно измерять в плоскости суммарного вектора скорости движения ножа вниз и вдоль лезвия. Понятно, что скорость вдоль лезвия во много раз больше, чем скорость движения ножа вниз и, поэтому, плоскость измерения углов заострения и радиуса округления будет близка к горизонтали. Измерене в данной плоскости даст углы и радиусы заострения на порядки меньше, чем при простом движении ножа вниз. Вот и весь секрет.
Исходные условия: Пытаемся резать мягкий хлебушек ножом, но батон, чур, не деформировать.
На режущую способность ножа влияют четыре основных фактора ( естественно - это далеко не все) .
1. Угол заострения режущего клина.
2. Радиус округления режущей кромки.
3. Наличие угла наклона режущего лезвия ( или его участков)
4. Кинематика движения лезвия.
С первыми двумя - проблем в понимании нет.
Чем угол заострения режущего клина и радиус округления его лезвия меньше - то и режущие способности лучше.
Хотелось бы сделать одноградусное заострение (или даже меньше) , но даже самый прочный материал - сталь не выдержит при таком заострении возможных изгибающих нагрузок и возможных наездов на более твердые включения - сломается. Итак, для сталей - клинки менее 20 градусов заострения - не работоспособны. Даже такие "острые" клинки не будут резать мягкий хлеб при простом вертикальном нажатии без существенной деформации батона. Мы имеем ограничение по минимизации угла заострения режущего клина.
По радиусу округления режущей кромки. Чем материал тверже - тем меньше его можно сделать. "Мягкую" кухонную ножевую нержу нереально заточить с радиусом округления менее 10 микрон. Золенгеновские ножи реально заточить под 3-4 микрона. Алмазные (самый твердый материал) скальпели можнго "навострить" с радиусом менее 1 мкм. (Отступление: самые минимальные радиусы округления кромок получают не заточкой, а скалыванием. Вспомните бесподобные режущие способности осколков стекла или те-же обсидиановые ножи иудеев, применяеме для обрезания младенцев, которые за счет своей остроты минимизируют последствия хирургичекого вмешательства) . Опять-же, даже обсидиановые ножи или алмазные скальпели не способны резать мягкий хлеб простым нажатием без сжатия батона.
Наличие угла наклона режущей кромки очень сильно влияет на режущие способности. Ваше изначальное предположение о микрозазубринах - из этой области. Этот пунткт напрямую связан с последним, о котором позже.
Исторический отступ. До Гильотена, были нарекания со стороны клиентов, о том, что топор, да и меч, как-то некачественно голову отделяют от туловища, со сдавливанием мягких тканей шеи, да и повторное вмешательства ката, иногда, требовалось.
Его изобретение сводилось к приданию угла наклона режущей кромки. Клиенты - сразу жаловаться перестали. У ножа гильотины появилось относительное движение вдоль режущей кромки, что резко улучшило его режущие способности. Ваши микрозазубрины, или кухонные ножи с волнообразной кромкой реализуют принцип гильотины, правда, в этом случае, не вся режущая кромка имеет наклон, а именно волнообразные участки или микрозазубрины.
Итак, гильотина разрубит батон, но перед этим он изрядно сдеформируется.
Вот здесь-то и рассматриваем последний пункт, в наибольшей степени влияющий на режущие способности ножа.
Кинематика движения лезвия относительно батона. Если просто давим, то и угол заострения и радиус округления мы должны измерять в плоскости перпендикулярной режущему лезвию. Для заточенного кухонного ножа получим градусов 30 и микрометров 10. Как только дополнительно придадим движение вдоль режущего лезвия, то эти параметры нужно измерять в плоскости суммарного вектора скорости движения ножа вниз и вдоль лезвия. Понятно, что скорость вдоль лезвия во много раз больше, чем скорость движения ножа вниз и, поэтому, плоскость измерения углов заострения и радиуса округления будет близка к горизонтали. Измерене в данной плоскости даст углы и радиусы заострения на порядки меньше, чем при простом движении ножа вниз. Вот и весь секрет.
Остальные ответы
fetz
(1932)
16 лет назад
Скорее да. Попробуйте тупым ножом резать. Просто давить - бесполезно. Если "пилить" - что-то более-менее получится. А если нож заправить на крупном камне, до получения заусенцев, то эффект будет заметен ещё лучше. Попробуйте резать ножом с так называемой "лазерной заточкой". Вот вам и ответ.
Seiran Umerov
(2219)
16 лет назад
Да, вы правы в том, что дело в "микропиле"- это в случае резания. А давление ножа тем больше, чем меньше ширина лезвия, тем меньше силы необходимо прикладывать.
P.S. p= F / S (зависимось давления p от силы F и площади S ).
P.S. p= F / S (зависимось давления p от силы F и площади S ).
philipp petrov
(15277)
16 лет назад
ну почему? если нож острый - то он и просто от приложения вертикально направленной силы будет нормально резать. у китайцев есть такие ножи - похожие на топорики, которыми они не рубят, а именно режут, шинкуют, сверху вниз продукты. Или, к примеру, гильотинные ножницы - тоже режут сверху вниз.
Nau
(23638)
16 лет назад
Все, что ниже, о типографских режущих машинах. Наверное, справедливо и в быту.
Цитата:
Нож в ОРМ имеет клиновидную форму: его лезвие образовано пересечением вертикальной (параллельной плоскости резания) и наклонной рабочих граней. Корпус современных ножей изготавливается из конструкционной стали, а лезвие — из легированной стали или из твердого сплава. Ножи с лезвием из твердого сплава характеризуются на порядок более высокой износостойкостью, чем ножи с лезвием из легированной стали, однако требуют специального инструмента для заточки.
Оптимальный угол заточки ножа зависит от твердости материала, который подлежит резке. При меньших углах заточки уменьшается сила резания (сумма сил сопротивления ножу) и, вместе с тем, понижается жесткость ножа, что может привести к деформации лезвия. Поэтому чем выше твердость материала стопы, тем больше должен быть угол заточки ножа. Обычно значение угла заточки лежит в диапазоне 1530 ° . Иногда применяется двойная заточка, при которой на кончике лезвия формируется фаска с углом большим на 23 ° , чем основной угол заточки; благодаря этому удается повысить жесткость лезвия. Угол заточки лезвия и соотношение его твердости и твердости обрабатываемого материала определяют период нормальной (до затупления) работы ножа.
Нож крепится в ножедержателе — массивной детали, повышающей жесткость ножа и связывающей его с механизмом привода. Конструкция крепления ножа в ножедержателе должна предусматривать возможность корректировки его положения для компенсации стачивания лезвия в процессе работы.
В современных ОРМ используется марзанный способ резки — в нижней части своей траектории нож врубается в марзан — пластмассовый брусок, расположенный в пазу стола. Марзан служит опорой для нижних листов стопы и обеспечивает их качественную резку. Нож в процессе резки совершает так называемое сабельное движение: он врубается в стопу не по всей длине лезвия, а постепенно, перемещаясь как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях и поворачиваясь. Начальный угол наклона лезвия ножа к горизонту составляет 12 ° , а по мере опускания ножа этот угол уменьшается до 0 ° — в марзан лезвие врезается одновременно по всей своей длине. Траектория перемещения ножа в плоскости резания образует с поверхностью стола угол 4045 ° . Благодаря сабельному движению ножа удается снизить ударные нагрузки на стопу, на привод ножа и другие механизмы ОРМ, а также уменьшить усилие резания и повысить точность разрезки.
Цитата:
Нож в ОРМ имеет клиновидную форму: его лезвие образовано пересечением вертикальной (параллельной плоскости резания) и наклонной рабочих граней. Корпус современных ножей изготавливается из конструкционной стали, а лезвие — из легированной стали или из твердого сплава. Ножи с лезвием из твердого сплава характеризуются на порядок более высокой износостойкостью, чем ножи с лезвием из легированной стали, однако требуют специального инструмента для заточки.
Оптимальный угол заточки ножа зависит от твердости материала, который подлежит резке. При меньших углах заточки уменьшается сила резания (сумма сил сопротивления ножу) и, вместе с тем, понижается жесткость ножа, что может привести к деформации лезвия. Поэтому чем выше твердость материала стопы, тем больше должен быть угол заточки ножа. Обычно значение угла заточки лежит в диапазоне 1530 ° . Иногда применяется двойная заточка, при которой на кончике лезвия формируется фаска с углом большим на 23 ° , чем основной угол заточки; благодаря этому удается повысить жесткость лезвия. Угол заточки лезвия и соотношение его твердости и твердости обрабатываемого материала определяют период нормальной (до затупления) работы ножа.
Нож крепится в ножедержателе — массивной детали, повышающей жесткость ножа и связывающей его с механизмом привода. Конструкция крепления ножа в ножедержателе должна предусматривать возможность корректировки его положения для компенсации стачивания лезвия в процессе работы.
В современных ОРМ используется марзанный способ резки — в нижней части своей траектории нож врубается в марзан — пластмассовый брусок, расположенный в пазу стола. Марзан служит опорой для нижних листов стопы и обеспечивает их качественную резку. Нож в процессе резки совершает так называемое сабельное движение: он врубается в стопу не по всей длине лезвия, а постепенно, перемещаясь как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях и поворачиваясь. Начальный угол наклона лезвия ножа к горизонту составляет 12 ° , а по мере опускания ножа этот угол уменьшается до 0 ° — в марзан лезвие врезается одновременно по всей своей длине. Траектория перемещения ножа в плоскости резания образует с поверхностью стола угол 4045 ° . Благодаря сабельному движению ножа удается снизить ударные нагрузки на стопу, на привод ножа и другие механизмы ОРМ, а также уменьшить усилие резания и повысить точность разрезки.
Источник:
Похожие вопросы
Я думаю, что всё дело "микропиле", образованной торчащими из режущей кромки кристаллами минералов. Прав я или нет?