Из чего сделать топорище. Материал для топорища. МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТОПОРИЩА. Как сделать топор. Некоторые авторы рекомендуют для изготовления топорищ граб, ясень, клен, бук, вяз, березу; другие называют березу, дуб, клен и ясень, В Северной Америке излюбленным материалом для топорищ является древесина гикори (дикого американского ореха). На юге европейской часта нашей страны встречаются топорища из белой акации (робинии лжеакации). В средней полосе России топорища чаще всего изготавливают из березы. При строительстве первой очереди Московского метрополитена были обнаружены три топора XVI—XVII веков с хорошо сохранившимися топорищами: у боевого топора было дубовое топорище, а у двух рабочих — березовые. В «Толковом словаре» В. Даля упоминается кленовое топорище.
Древесина березы белого цвета хорошо обрабатывается и шлифуется. Топорище из нее, смягчая отдачу, меньше утомляет руку. Она имеет сравнительно высокую прочность и ударную вязкость, но больше чем другие породы, подвержена гниению: легко впитывает влагу и набухает и при этом быстро теряет прочность, а при высыхании дает большую усадку. Если не принять специальных влагозащищенных мер, то никакая, даже самая тщательная, насадка топора на березовое топорище не спасет его от расшатывания. С таким топором достаточно сходить в поход с одной-двумя ночевками, а вернувшись, положить его в сухое место. Через месяц-другой обнаружится, что топорище усохло и заметно шатается. Восстав тугую посадку можно с помощью дополнительного клина, но ненадолго, тогда топор сильно расшатался и клинья перестают помогать, применяют крайнюю меру — замачивание топора в воде. С этой поры топором можно работать только после замочки. В сыром материале быстро развивается гниение, и топорище выходит из строя, Поэтому березовое шпорище должно быть тщательно защищено от набухания. Березовые топорища, на наш взгляд, хороши для плотницких топоров, поскольку для плотника замена вышедшего из строя топорища не составляет проблемы, но для походных условий они недостаточно надежны.
В походе топор используется в основном для рубки поперек волокон. При этом соединение топорища с топором испытывает максимальные нагрузки, и березовое топорище может расшататься из-за смятия волокон в проушине, как у березы сравнительно низкая прочность на сжатие поперек волокон.
Кленовое топорище меньше расшатывается в условиях переменной влажности и меньше подвержено гниению. Клен хорошо обрабатывается, дает ровную и чистую поверхность. Прочность его древесины, особенно клена остролистного и мелколистного, выше, чем у дуба и березы, но по ударной вязкости он несколько уступает березе.
Среди древесных пород средней полосы России наилучшим сочетанием физико-механических свойств для топорища походного топора обладает, по-видимому, ясень. Его древесина зарекомендовала себя как надежный материал для изготовления различного спортивного инвентаря (хоккейных клюшек, лыж, бейсбольных бит, весел и др.). Топорище из ясеня несколько жестче березового, но это с лихвой окупается большей прочностью и более надежной посадкой на него топора.
Для' изготовления топорищ используют колотые заготовки. Чтобы обеспечить достаточно высокую прочность топорища на изгиб, отклонение направления волокон от продольной оси топорища не должно превышать 1 см на длине 50 см. Из досок прочного топорища не получится, так как их косослойность превышает указанную величину.
Для изготовления топорища длиной 50 см необходимо заготавливать чурки длиной не менее 70 см, так как после сушки концы чурок, покрытые трещинами, удаляют. Чурки очищают от коры и раскалывают на плахи для ускорения сушки внутренних слоев. Откладывать эту работу нельзя, особенно если заготавливается береза, так как в неокоренных и нерасколотых чурках древесина поражается гнилью.
Из чурки диаметром 12... 14 см, расколотой пополам, получают две заготовки. При этом широкая плоскость заготовки оказывается расположенной вдоль годичных слоев дерева, а в топорище слои располагаются вдоль вертикальной плоскости топора. Такое расположение годичных слоев обеспечивает максимальную прочность топорища на изгиб в плоскости ударов. При большом диаметре чурки выколка заготовок вдоль годовых слоев ведет к нерациональному расходованию материала, поэтому толстые чурки при массовом изготовлении топорищ раскалывают по радиусам. Древесина комлевой части ствола дерева для изготовления топорищ предпочтительнее, так как волокна в этой зоне имеют некоторую волнистость и сильнее переплетены между собой. Она лучше противостоит раскалыванию при ударных нагрузках, чем вершинные прямослойные участки.
Заготовленные и ошкуренные плахи необходимо просушить. Свежесрубленная древесина для изготовления топорищ не годится: во-первых, она обладает низкой прочностью, во-вторых, высыхая дает большую усадку, в-третьих, из-за неравномерности усадки трескается и коробится, Влажность древесины для изготовления топорищ должна составлять не более 12%. При естественной сушке в сухом, отапливаемом помещении выдержка должна составлять не менее года. Все это время в заготовке происходит процесс потери влаги и стабилизации размеров. В домашних условиях можно сократить время выдержки вдвое, если после 3 месяцев сушки заготовки, скажем, на антресолях продолжить ее на горячей батарее отопления. Нельзя начинать сушку сразу на батарее, так как из- за быстрой потери влаги поверхностными слоями древесины в заготовке могут возникнуть глубокие трещины.
Быстрее всего вода испаряется через торцы чурок. Поперек годичных слоёв влага из толщи заготовки перемещается намного медленнее. Из-за этой неравномерности высыхания на торцах образуются трещины, которые могут испортить материал. Чтобы избежать этого, перед сушкой полагается хорошенько прокрасить торцы масляной краской.
В промышленных сушилках снизить влажность до 12% и менее можно в течение нескольких дней, однако по качеству ускоренная сушка уступает естественной.
ФОРМА ТОПОРИЩА
Древний человек, особо не мудрствуя, применял в качестве топорщу прямую палку, Во-первых, в каменных топорах отверстие под топорщу выполнялось сверлением и поэтому было круглым; во-вторых, подходящая круглая палка практически ей требовала доработки, и, в-третьих, такая форма обеспечивает максимальную прочность топорища на изгиб, поскольку все волокна древесины остаются йе нарушенными на всей длине рукоятки. Прямые круглые топорища долгое время сохранялись и после перехода на металлические головки топоров. Уравновешивание топоров с прямым топорищем достигалось за счет того, что ось проушины выполнялась не параллельно кромке лезвия, а под некоторым углом к ней (рис. 2).
Вытесывание кривой рукоятки связано с перерезанием волокон древесины. Для обеспечения той же прочности, что и у прямой палки, требуется увеличение поперечного сечения. Изогнутое топорище с овальным попе¬речным сечением, наверное, получило распространение в первую очередь у плотников. Причина в том, что круглое топорище не обеспечивает той точности ударов, которая необходима при обработке древесины. В этом недостатке круглой рукоятки легко убедиться, заменив в порядке эксперимента овальную ручку молотка на круглую. После такой замены сразу же ощущается неудобство в работе: рука вынуждена сжимать рукоять с большим напряжением, а забиваемые молотком гвозди из-за снижения точности ударов чаще гнутся.
В процессе работы орудиями ударного действия работник не отслеживает глазами траекторию движения орудия и не контролирует зрительно положения инструмента в руке. Все это обеспечивает мышечная система координации движений, а зрение фиксирует только результаты ударов. Поэтому для обеспечения высокой точности ударов кисть руки должна
Рис. 20.
в) топорище по ГОСТ 1400—73. Зова ненарушенных волокон А-34 мм.
6) топорище походного топора. Зона ненарушенных волокон А-40 мм
получать от рукоятки инструмента однозначную тактильную информацию о положении инструмента. Рукоятке молотка или топора достаточно провернуться в руке на ничтожный угол, чтобы удар оказался неверным, а круглая рукоятка информации об этих смещениях не дает. Поэтому топоры и молотки изготавливаются с рукоятками овального сечения, а круглые рукоятки находят применение там, где особая точность ударов не нужна, например, у мотыг, тяпок, киянок и т. п.
Овал поперечного сечения рукоятки должен представлять собой две полуокружности, соединенные прямыми участками (рис. 20, б). Именно такое поперечное сечение обычно имеют рукоятки молотков и кувалд. К сожалению, изготовителей топорищ часто вводит в заблуждение яйце¬видная форма проушины топора. Этой конфигурации должно соответствовать поперечное сечение только передней, посадочной части топорища. Продолжение яйцевидной формы сечения на всю длину топорища не имеет никакого смысла. При работе пальцы руки, лежащие на уменьшен¬ном радиусе нижней стороны топорища, утомляются гораздо сильнее, поэтому радиусы овала вверху и внизу должны быть одинаковыми.
Удобство работы топором в большой степени зависит от формы хвостовой части топорища. При сильных ударах конец топорища стремится выскользнуть из рук, и, чтобы облегчить удерживание топора, его хвостовую часть обычно выполняют слегка расширяющейся к концу. Поскольку в момент завершения удара топорище располагается почти в одну линию с локтевой частью руки, кисть меньше выворачивается и не так устает, если хвостовая часть немного отогнута вниз.
Рис. 20
На рис. 20, а показано плотничное топорище, ГОСТ 1400—73, типоразмер II. Оно приспособлено в основном для тесальных работ, а для продолжительной рубки не подходит ни по прочности (много перерезанных волокон), ни по конфигурации хвостовой части. При рубке таким топором на ладони, которая удерживает топорище за конец, может образоваться потер, тость или даже водянка, поскольку в момент завершения удара ребро заднего торца топорища оказывается внутри ладони и отдача, передающаяся в руку через это ребро, травмирует ладонь (рис. 21, а). Чтобы устранить этот недостаток, необходимо линию рукояти продлить так, чтобы торец оказался вне ладони, при этом изгиб нижней линии рукояти, который удерживает пальцы руки от сползания с топорища при ударах, должен быть примерно на 5 см впереди заднего торца (рис. 21, б).
Один из немногих дошедших до нашего времени рабочих топоров XV века с хорошо сохранившимся топорищем имеет именно такую форму хвостовой части. Попутно отметим, что и по всем остальным параметрам (вес, угол клина лезвия и т. д.) этот топор укладывается в нормы походного, то есть легкого лесорубного, топора.
У ряда топорищ, в том числе и у изображенного^ на рис. 20, а, утолщение передней части занимает порой до 1/3 полной длины топорища. Быть может, для плотничных (тесальных) топоров такая бабышка создает какие-то удобства в работе, например, служит упором при хвате топорища близко к головке, но следует иметь в виду, что тяжелое топорище, в особенности перетяжеленная передняя часть его, ухудшает балансировку топора, сдвигая точку удара к заднему краю лезвия. Значительное изменение поперечного сечения на переходе от утолщенной бабышки к более тонкой части топорища является концентратором напряжений, который отрицательно сказывается на прочности топорища. Именно на этом переходе чаще всего возникают трещины вдоль перерезанных волокон древесины. Кроме того, большая передняя бабышка неоправданно снижает упругость топорища и увеличивает общий вес топора.
Форма и размеры топорища походного топора даны на рис. 20, б. В его основу положен прямой брусок овального сечения. Задняя часть представляет собой слегка загнутую рукоять, а передняя развита в небольшую бабышку для насадки топора, которая плавно переходит в более тонкую среднюю часть.
Указанные на чертеже размеры бабышки соответствуют головке топора, выпускаемого в продажу I Государственным подшипниковым заводом г. Москвы. Для. другого топора размеры и форму бабышки необходимо подкорректировать согласно размерам его проушины и углу поворота головки топора относительно топорища.
Наивыгоднейшее расположение головки топора относительно топорища можно определить расчетным путем, используя формулы, приведенные нами в разделе «Механика удара и отдача», но для этого необходимо рассчитать координаты центра масс головки и центра масс топора в сборе.
Этих кропотливых расчетов можно избежать, применив следующий приближенный метод.
На листе бумаги прочерчивается контур головки топора в плане. Двумя линиями отмечаются верхняя и нижняя границы проушины. Примерное положение центра масс головки топора Сг определяется на глаз. Из этого центра проводится дуга радиусом А. Для топоров, не слишком отличающихся от традиционной формы, значение Д можно прикинуть, сравнивая параметры насаживаемого топора с параметрами топоров, которые приведены в таблице.
Рис. 22
От середины режущей кромки (точка К', рис. 22) проводим касательную к этой дуге, определив тем самым направление линии удара. Положение центра удара К находится примерно на высоте нижней границы проушины, поэтому точку К на¬ходим как точку, пересечения линии удара с линией этой границы.
Из точки К восстанавливаем перпендикуляр к линии удара и вычерчиваем контур топорища, при этом перпендикуляр должен проходить К1 посередине его хвостовой части так, чтобы точка захвата А лежала на этом перпендикуляре.
Если головка топора имеет правильную форму лезвия и графические построения выполнены верно, то касательная, проведенная к точке К' (на кромке лезвия), должна проходить на 30.*.40 мм ниже точки хвостовика топорища. Если же это расстояние сильно отличается от указанного, контур режущей кромки лезвия необходимо подкорректировать.
После окончательного определения формы топора и топорища контур топорища переносится на полосу картона, вырезается и используется в качестве шаблона.
|
