Как сделать топорище. Изготовление топорища и насадка топора. Профессиональный плотник вырубает новое топорище «на глазок» и тратит на всю работу, включая и насадку топора на топорище, не более двух часов. Но для этого нужны многолетняя практика и изрядное мастерство. Предлагаемая нами технология рассчитана на непрофессионала, который тем не менее имеет определенные навыки обработки древесины.
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.
Как сделать топорище. Изготовление топорища и насадка топора.
Профессиональный плотник вырубает новое топорище «на глазок» и тратит
на всю работу, включая и насадку топора на топорище, не более двух
часов. Но для этого нужны многолетняя практика и изрядное мастерство.
Предлагаемая нами технология рассчитана на непрофессионала, который тем
не менее имеет определенные навыки обработки древесины.
Из заранее заготовленной и хорошо просушенной чурки вытесывается прямоугольный брусок строго вдоль направления волокон. Чтобы убедиться в прочности используемой заготовки, из удаляемой части материала выстругивают ровную лучину длиной 200...300 мм и толщинои с карандаш. Лучину ломают, изгибая за концы. Если древесина на изломе расщепляется на множество отдельных волокон, материал прочный. Если же поверхность излома относительно гладкая, расщепов нет или мало, значит, материал подгнил и для изготовления топорища не годится.
Толщину7 и ширину заготовки подгоняют под размеры топорища с учетом припуска на острожку и чистовую обработку. После обрезки длина заготовки должна быть пример¬но на 100 мм больше намеченного размера готового топорища. Окончательно все 4 грани бруска простругиваются рубанком (лучше электрическим) так, чтобы толщина бруска в хвостовой части составляла 28 мм, а в области передней бабышки была на 2...3 мм больше ширины проушины топора, измеренной в ее наиболее широкой части, то есть спереди. Затем на брусок накладывается шаблон и с двух сторон, строго друг против друга, прочерчиваются линии контура топорища. По длине бруска шаблон располагают так, чтобы впереди топорища иметь припуск примерно 10 мм на заход при насадке, а остальной припуск, примерно 90 мм, .должен остаться за Хвостовой частью топорища (рис. 23).
(Рис. 23)
Технологический припуск на хвостовике нужен для предохранения топорища от раскалывания при насадке; он удаляется только после окончательной сборки топора.
Для удаления лишнего материала на бруске с шагом 30...40 мм делают поперечные пропилы, не доходящие до линий контура топорища примерно на 2 мм, после чего излишек материала скалывается стамеской либо тесальным топориком. Оставшуюся часть материала до линий контура спиливают рашпилем. Для удобства закрепления топорища в тисках прямоугольность поперечного сечения заготовки на этом этапе сохраняется. Строго посередине переднего торца размечают пропил под клин. Глубина пропила должна быть равна 2/3 длины щечек проушины топора плюс припуск, оставленный на заход. У головки топора I ГПЗ длина щечек равна 45 мм, следовательно, глубина пропила должна составить 30+10=40 мм.
При выполнении пропила нужно учитывать, что обычная столярная (поперечная) ножовка плохо пилит вдоль волокон. Стенки пропила получаются неровными, ширина пропила оказывается больше, чем при пилении поперек волокон, а ножовка при этом норовит уйти вбок. Чтобы не испортить топорище, лучше выполнять пропил мелкозубой пилой с «продольным» зубом, а заготовку закрепить в тисках. Карандашная разметка линии пропила помогает вовремя обнаружить «увод» пилы в сторону и исправить положение, развернув заготовку на 180°. Теперь, при дальнейшем углублении пропила, «увод» пилы пойдет к противоположной стороне заготовки и скомпенсирует предыдущее отклонение. Ширина пропила должна быть равна или чуть больше разности поперечных размеров проушины на входе и на выходе, следовательно, составлять 2,5...3,5 мм. Делать пропил более узким нельзя, шире — тоже плохо. Толщина половинок бабышки с одной и с другой сторон пропила должна быть одинаковой, в противном случае головка топора при насадке будет разворачиваться вбок, в сторону более слабой половины.
К торцу передней бабышки прикладывается «задом наперед» головка топора, и контур выходной части проушины переносится отточенным карандашом на торец бабышки так, чтобы пропил под клин оказался строго посередине этого контура. Излишек материала состругивается на заходная фаска под углом 15...20» к оси топорща. На средней и хвостовой частях топорища для того, чтобы удобнее было его удержать в руке при насадке топора, углы прямоугольного сечения фаской 8x45 с помощью рашпиля. Скруглять грани на этом этапе не иначе при закреплении топорища в тисках будут оставаться глубокие вмятины
Для пробной насадки головка топорища устанавливается наковальне входной (задней) частью проушины вверх, и топорище легким ударами киянки вгоняется в проушину на небольшую глубину При этом стенки пропила под клин должны сойтись. Затем топорище выбивается назад с помошью брусочка из твёрдых породы дерева, например, обрезка паркетной дощечки. Нельзя сбивать топор с топорища, ударяя молотком по выступающим ребрам обуха. В результате пробной насадки на бабышке топорища остается отпечаток проушины, который показывает, где и сколько материала нужно снять для продолжения насадки. Лишний материал удаляется с бабышки с помощью рашпиля и драчового напильника. При этом примерно 0,5 мм толщины над уровнем поверхности отпечатка нужно оставлять на подпрессовку древесины фаской проушины при дальнейшей насадке. Оставлять на подпрессовку больше 1 мм в особенности в месте перехода от прорези под клин к цельному сечению бабышки опасно, так как в этом месте может произойти смятие основания одной из половинок бабышки. После того, как форма бабышки на участке 15...20 мм позади отпечатка подогнана, производится повторная насадка топора так, чтобы он продвинулся по топорищу еще на 10... 15 мм. Затем топорище снова выбивается из проушины для подгонки следующего участка и т. д.
Нужно внимательно следить за тем, чтобы топор насаживался ровно. Если при насадке головка топора ни на что не опирается, то от ударов по хвостовику топорища она, продвигаясь по бабышке, одновременно стремится подвернуться внутрь (рис. 24, а), а при опоре головки о наковальню она разворачивается от ударов в обратном направлении. Комбинируя эти варианты насадки, добиваются того, чтобы окончательно насаженный топор располагался на топорище так, как было намечено на чертеже.
Необходимо следить, чтобы лезвие топора было направлено строго вдоль оси топорища, и вовремя противодействовать перекосам, спиливая при подгонке с одной стороны бабышки материал заподлицо с отпечатком, а с другой оставляя относительно большой уступ на подпрессовку.
Рис. 24
Верхняя плоскость бабышки при подгонке не опиливается. Она задает расположение головки и топорища. Подгонка бабышки по высоте осуществляется удалением материала в ее нижней части, где расположена бородка.
Во время насадки топора древесина хвостовой части топорища Подвергается смятию от ударов. При дальнейших ударах смятые волокна раскалывают древесину под собой, что может испортить почти готовое топорище. Чтобы предотвратить раскалывание, необходимо при насадке следить за состоянием заднего торца топорища и вовремя освежать его, периодически отпиливая смятый слой древесины. Для этого и оставлен сзади большой припуск.
Подгонку бабышки по проушине можно считать законченной, когда передний торец топорища выйдет на 7...8 мм за пределы проушины. После этого топорище в последний раз выбивается из проушины и выполняется окончательная обработка его передней и средней частей. Не обрабатываемая на этом этапе хвостовая часть используется для закрепления топорища в тисках. Рашпилем и драчовым напильником скругляются все углы и переходы, затем поверхность топорища окончательно отшлифовывается наждачной бумагой.
Следующая операция — горячая пропитка передней половины топорища водоупорным составом, например, олифой или лыжной смолой. Лыжная смола обеспечивает более глубокую и надежную пропитку, но из-за того, что ее запах будет долгое время переходить с топорища на руки, такая пропитка может не подойти, скажем, зверовому охотнику. Пропитываемую часть топорища нагревают на открытом огне, например, над газовой плитой, постоянно перемещая топорище и поворачивая его к огню разными боками. Нельзя перегревать древесину до потемнения в результате обугливания. Прогретое топорище смазывают олифой или смолой с помощью тампона и продолжают прогрев. Температуру топорища поддерживают на грани кипения пропитывающего состава на его поверхности. Периодически топорище протирают грубой тряпкой и покрывают свежим слоем пропитки. Так повторяют несколько раз, пока состав не перестанет впитываться. Затем горячее топорище протирают насухо и оставляют до окончательного высыхания.
Чтобы топор не скользил в руках, поверхность топорища должна быть шероховата, поэтому его нельзя покрывать масляными красками или лаками. Можно добавить в олифу немного оранжевого красителя. Топор с оранжевой рукояткой виден издалека и не теряется в траве.
Рис. 25 Клин
Для клина выбирается хорошо просушенная дощечка, толщиной не менее 10 мм, из той же или более твердой породы дерева. Ширина клина должна быть на 1...2 мм больше высоты проушины, а длина - превышать его ширину не менее чем в 4...5 раз. Для упомянутого топорика I ГПЗ ширина клина составляет 52 мм, а длина - 210...250 мм (рис. 25). Более короткий клин при забивании раскалывается вдоль волокон и не доходит до конца пропила.
Рабочая часть клина, равная глубине пропила, протесывается, а затем подгоняется рашпилем так, чтобы ее плоскости были почти параллельны друг другу? только самый кончик затачивается двусторонней фаской. Около этой фаски толщина клина должна превышать ширину пропила (в первоначальном свободном состоянии) на 1 мм, а в конце рабочей части — на 2 мм.
Когда клин подготовлен, топор окончательно насаживается на пропитанное топорище, а щель пропила, если она сомкнута на входе, слегка расширяют с помощью стамески. Перед забиванием клин необходимо смазать любым клеем, не годится только клей на каучуковой основе. Чтобы смазанный клин во время забивания не выползал обратно, его заходная часть, примерно 10 мм, клеем не смазывается. Для контроля посадки клина на нем отмечается чертой глубина пропила. Забивать клин дальше этой черты не следует, так как в топорище может образоваться трещина, выходящая за пределы обуха.
При забивании клина топор устанавливают вертикально на наковальню головкой вверх. Упор в наковальню предотвращает сползание головки топора при ударах по клину. После того как клин забит на заданную глубину, выступающую вперед из проушины часть бабышки вместе с клином срезают мелкозубой пилой на расстоянии 2...3 мм от перед¬него обреза обуха и этот торец тщательно пропитывают пропиточным составом. Нагревать топор не следует, так как это может ослабить посадку.
Последние операции сборки топора; удаление остатков технологического припуска на хвостовике и придание окончательной формы хвостовой части топорища. Обработка изогнутого участка выполняется полу¬круглым рашпилем и наждачной бумагой. Хвостовую часть пропитывать водоупорным составом не обязательно, но для придания топору законченного вида лучше это сделать.
|
