Уже достаточно давно мы поднимали и развенчивали один распространенный миф — якобы максимум эффективности показывает топор с плоским лезвием, и чем оно тоньше, тем эффективнее будет работать топор. Якобы плоское лезвие не будет встречать на пути никакого сопротивления и станет зарубаться глубже.

На практике такой эффект проявляется только при рубке бумажной стопки. Лезвие постепенно проникает в толщу бумаги, а ничем не скрепленные между собой листы отъезжают, освобождая дрогу. Примерно такой же эффект проявится при подравнивании торца бруса, строгании и других плотницких работах — поэтому плотницкие и столярные топоры достаточно плоские, им просто незачем быть толще). Также плоским топором эффективно можно срубить тонкую ветку в один удар.

Но все меняется, когда дело доходит до рубки дерева или толстых веток: при первом проникающем ударе топор однозначно застревает в древесине. После извлечения идет второй удар с другой стороны, и в теории древесина должна выскочить и освободить окно для рубки. Но, хотя дерево и хорошо колется вдоль волокон, его слои связаны между собой и эти связи достаточно пластичны (в зависимости от вида дерева и его состояния). На практике, если второй удар выполнен не совсем уж близко к первому, плоское лезвие не способно разорвать связи древесины меж слоев и освободить себе путь.

Площадь соприкосновения между лезвием топора и деревом увеличивается, останавливая движение. В итоге топор попросту залипает в древесине. Приходится делать по нескольку ударов в одно место, чтобы выколоть щепу, создать окно и перерубить дерево.

Залипание в нашем случае — это не вечернее клевание носом у компьютера. Это застревание топора в древесине. При этом обычно требуется дополнительная манипуляция, чтобы извлечь инструмент и произвести следующий удар.

Как мы представляем себе рубку:

Раз (замах), два (удар с права), три (замах), четыре (удар слева).

В идеале должно быть: раз-два-три-четыре, раз-два-три-четыре, перерубили дерево!

А теперь добавим залипание топора:

Раз (замах), два (удар с права), три (рукоятку вбок), четыре (рукоятку в верх). Ура, топор свободен можно делать следующий удар!

Чтобы избежать залипания, необходимо с каждым ударом вырубать щепу. Конечно, этого можно достичь за счет техники рубки, правильно подобранной под топор. Но в первую очередь это достигается за счет клина лезвия топора.

Лезвие клиновидной формы, врубаясь, расщепляет древесину по волокнам и выкалывает щепу, образуя окно для рубки. Тем самым топор освобождает себе место для дальнейшего продвижения.

Получается, что для комфортной рубки топором нам необходимо лезвие клиновидной формы, хотя бы на небольшой части лезвия топора.

Угол этого клина давно известен, он составляет 18-25 градусов. Клин с углом меньше 18 градусов не будет выкалывать щепу, а с углом больше 25 градусов клин топора будет тяжело проникать в древесину.

Что касается самой заточки топора, то в данном случае она не так важна, как на ноже. Топор практически не выполняет скользящего режущего движения (за исключением карвинговых топоров). Движение получается прямое «давящее» и здесь скорее важна величина сведения, чем угол заточки.

Чем тоньше сведение, тем меньше площадь и выше давление, с которым лезвие обрушивается на древесину.

Получается, что в идеале топор должен быть сведен «в ноль». Но когда угол клина у составляет 18 градусов, мы получаем практически опасную бритву. Далеко не каждая сталь способна держать такой угол заточки и при этом не крошиться.

Здесь нас выручила сталь ШХ15. Неудивительно, что лучшие кузнецы России используют эту сталь для своих топоров. Имея незаурядный химический состав, она способна держать кромку при обозначенном выше угле. Отметим, правда, что без ущерба такой топор справится с деревом только в умелых руках, поскольку земля и песок, нередко встречающиеся в корнях, затупят такое тонкое лезвие. Мы так делали, мы знаем :-D

В известной степени улучшает эту ситуацию подвод или, если хотите, линзование режущей кромки. При минимальном сведении подвод, залинзованный под 30-35 градусов, несущественно снизит эффективность рубки, зато значительно увеличит стойкость режущей кромки топора.

Хотелось бы поделиться интересным наблюдением. Пусть часто мы этого не планируем, но иногда возникает нужда перерубить ствол дерева, пусть даже небольшим топором.
Обычно у топора проушина чуть выступает за клин лезвия, и раньше мы не видели в этом проблемы. Но когда начали активно рубить большие деревья, то столкнулись с ней.

После того как топор врубается в бревно на глубину лезвия, его дальнейшему продвижению начинает мешать проушина. Она ударяется о край зарубки, топор подворачивается и не проходит дальше. Необходимо менять угол рубки или расширять окно, из-за чего рубка похожа на «ковыряние», удары становятся неэффективными. Можно, конечно, обрубить дерево по кругу на доступную глубину, но в таком случае нельзя будет направить дерево в нужную сторону, а это небезопасно! А если дерево лежит, то чаще всего его невозможно перевернуть.

Решила эту проблему клиновидная форма головы от боков проушины до режущей кромки. Это не снизило эффективность рубки, так как клин получался не больше 18 градусов. В то же время щепа начинает выкалываться в момент врубания лезвия топора, и ничто не мешает зарубаться в древесину по самую проушину.

Один из наших старых заказчиков сказал: «Чем больше массы топора сосредоточено на самом лезвии, тем лучше топор рубит». Со временем мы стали проверять эту теорию, и можно сказать, что она подтвердилась.

Как это работает, достаточно сложно объяснить. Но топором с массивным лезвием намного комфортнее работать, он лучше управляется и за счет массы, равномерно распределенной по голове, сохраняет ось по мере движения.

Это можно объяснить на примере дротика для игры в дартс. Кроме оперения дротик имеет смещенный центр тяжести, расположенный спереди, по ходу движения. И как только мы перестаем прикладывать силу, выпуская дротик из руки, более массивная часть устремляется вперед, центруя дротик вдоль оси движения.

То же самое происходит и с топором. Если центр тяжести головы смещен к лезвию, то достаточно немного разогнать топор, чтобы массивное лезвие утянуло его за собой, отцентровав вдоль оси удара. В момент рубки топор не будет уводить в сторону или переворачивать, так как самая тяжелая часть топора уже там, где нужно.

А теперь перевернем дротик хвостом вперёд, чтобы центр тяжести был смещен назад. И попробуем метнуть его. Как только мы выпустим такой дротик из руки, в полете он развернется на 180 градусов, более тяжелой частью вперед.

Тоже самое происходит и с топором, у которого плоское лезвие и массивная проушина с толстыми стенками (вероятно вы встречали такие).

Центр тяжести такого топора смещен к обуху. После того, как такой топор разгонится, он будет разворачиваться обухом вперед. Конечно же, он не успеет и вы удержите инструмент в руках. Но точность удара снизится, не говоря уже о комфорте.

На самом деле проушина топора занимает львиную долю его веса, и достаточно тяжело добиться баланса, смещенного в сторону лезвия. Но прямой клин, начинающийся от самой проушины, позволяет добиться хорошего баланса, равномерно распределив массу по всей длине головы.

Такая геометрия постепенно распространилась на все модели наших топоров.

Можно сместить центр тяжести топора на лезвие но для этого топор должен быть немного гипертрофирован. Мы смогли добиться выраженного смещенного баланса на нашей версии финского топора.

Такой топор очень стабилен и отлично контролируется. Но для него необходимы полностью прямые спуски, как у большой стамески, что намного сложнее в производстве. Среди нашего модельного ряда топоров, финский пока остается самым эффективным топором в рубке.

Подобная форма головы встречается на аутентичных финских топорах для тёса. Смещенный вниз центр тяжести позволяет топору ровно тесать бревно только за счет своего веса.

Возможно, после прочтения этой статьи вам покажется, что мы набиваем себе цену. Ведь и старые советские топоры, и те, что ныне продаются в магазинах, достаточно плоские, но при этом никто не жалуется! А мы тут придумали...

Нет друзья, мы ничего не придумывали. Дело в том, что во времена, когда не было бензопил, почти все топоры делались такими. Однако с развитием промышленности валка деревьев стала уделом механизированного инструмента.

Топоры отошли на второй план. Во времена СССР требовалось снабдить всю страну инструментом и форма диктовалась технологичностью производства. Так появился топор с плоским лезвием, который было удобно изготавливать из листа металла. Он подходил как для плотницких, так для и вспомогательных работ, а больше на тот момент от него ничего и не требовалось. Всю остальную работу выполняли ручные пилы, бензо- и электропилы.

Мы периодически изготавливаем плотницкие топоры, но в основном нас просят сделать топоры для леса. Для походов, для охоты, для рубки, колки, теса, обустройства лагеря. И форма инструмента в нашем случае зависит от его назначения. Мы постоянно изучаем и тестируем свои изделия, придумываем новые формы и стараемся улучшить их, сделать более удобными и производительными. Мы надеемся, что взяв в руки наш топор, вы это прочувствуете и получите удовольствие от работы.

Одно из важных эксплуатационных качеств топора — надежность посадки. Если голова болтается на рукояти, то таким топором неудобно либо невозможно работать и все остальные качества инструмента на этом фоне теряются. Большинство топоров, которые мы видели за свою жизнь, шатались или вовсе слетали с рукояти. Русский человек так привык к этому, что практически перестал считать это проблемой. Настолько, что, выбирая топор, люди исходят из его ремонтопригодности, а не из того, как надежно он посажен.

За долгое время изготовления топоров мы определили, какие факторы влияют на долговечность и расшатывание. В этой статье мы рассказываем о наиболее важных аспектах наших наблюдений.

На долговечность посадки топора влияет огромное количество факторов, и все учесть практически невозможно. Есть факторы эксплуатационные — они зависят от условий работы инструмента. Есть конструкционные — они зависят от конструкции. Мы бы могли долго перечислять эксплуатационные факторы: что не стоит делать с топором и как лучше им работать, но это отдельная тема для разговора. Тем более, после того как наше изделие покидает мастерскую, мы не способны повлиять на условия, в которые оно попадет. А вот на конструкцию топора мы как производители можем и будем влиять. Перечислим основные из конструкционных факторов.

Материал рукояти. В соединении «рукоять-проушина» слабым местом является рукоять. Логично, ведь дерево мягче стали. Где тонко — там и рвется, а в нашем случае, что мягче, то и мнется. Что можно сделать в данном случае? Брать дерево с максимально высокими прочностными характеристиками из доступных.

Длина рукояти. Все знают принцип рычага, и для топора этот принцип не исключение. Чем длиннее рукоять, тем больше рычаг и тем больше нагрузка на соединение. В данном случае говорить о каком-то решении проблемы нельзя, так как длина рукояти зависит от назначения топора. Стоит только учесть следующее: чем длиннее рукоять у топора, тем больше нам следует заботиться о надежности посадки.

Длина лезвия. Грубо говоря, чем сильнее удалены края лезвия от центра проушины, тем больше идет нагрузка на соединение. Принцип рычага работает и здесь. Нужно понимать, что у «бородатых» топоров нагрузка на соединение «рукоять-проушина» больше, чем у топоров с узким лезвием.

Характеристики проушины. Очень важными факторами для надежности посадки выступают форма и размеры проушины. Здесь мы расскажем подробнее.

Для ясности определим основные параметры проушины (рис.1): ширина, толщина и длина(глубина)

Чаще всего топор расшатывается в направлении нанесения ударов. На это влияет два параметра — ширина и глубина. При расшатывании топора на соединение «рукоять-проушина» воздействует множество разнонаправленных сложных сил. Мы не будем рассматривать все, так как принцип их действия подобен друг другу, но постараемся объяснить этот момент на простом примере одной из действующих сил.

На рисунке 2 представлена рукоять в виде рычага. Нижний край проушины условно является точкой опоры. Большим плечом рычага (L1) является отрытая часть рукояти. Малым плечом (L2) является часть рукояти, спрятанная в проушине. На свободный конец рукояти воздействует какая-то условная сила (F1). И такая же условная сила (F2) действует на соединение и разрушает рукоять.

Из рисунка 2 видно, что по принципу рычага при неизменной длине рукояти сила F2 будет меньше, если глубина проушины L2 будет больше. Из этого можно было бы сделать следующий вывод: чем больше глубина проушины, тем выше надежность (проушина длиннее в 2 раза — надежность в 2 раза выше). Однако все гораздо сложнее.

Постараемся объяснить: при определенном соотношении глубины и ширины проушины верх рукояти относительно стенок скользит в одну сторону, а низ в другую. В итоге достаточно даже небольшого смятия древесины, чтобы рукоятка начала скользить и шататься в проушине.

Рассмотрим это на примере всем известного советского топора. На многих тяжелых топорах проушина достаточно глубокая — более 60 мм., но ширина ее тоже достаточно велика. Это обусловлено тем, что подобные топоры делались исключительно под березовую рукоять. Чтобы выдержать вес головы и не переломиться во время работы, рукоять из березы должна быть достаточно толстой в самом нагруженном месте. Такое соотношение, где ширина к глубине меньше чем один к одному, весьма ненадежно. Даже если брать рукоять из более твердой древесины (например ясень), конструкция на советских топорах все равно быстро расшатывается.

На рисунке 3 можно заметить, как силы при расшатывании рукоятки на месте всада действуют по касательной, что обеспечивает проскальзывание, хотя рычаг достаточно большой. Глубина проушины в данном случае не спасает.

Порой на просторах интернета встречаются топоры, у которых глубина проушины в два раза меньше ширины. Такое бывает, когда кому-то придет в голову переслесарить советский топор в так называемый «таежный», или в «боевой русский» топор или еще во что-нибудь. Также может быть, что кузнец, изготовивший топор, недостаточно опытен или не специализируется на изготовлении инструмента (в данном случае нельзя осуждать мастера: и мы поначалу совершали такие же ошибки, к тому же такой топор обычно стоит дешевле, чем от мастера- специалиста).

На рисунке 4 мы видим, как изменился угол приложения сил, действующих на место всада — они почти параллельны оси рукояти , а рычаг огромен.

Сложно сказать, на что надеются люди, изготавливая или покупая такие топоры. С таким же успехом можно вставить карандаш в отверстие металлической линейки и попытаться укрепить это соединение. Например,

расклинить карандаш на пять клиньев, или заклеить на тряпочку пропитанную эпоксидной смолой или посадить его на обратный всад и подбивать по мере расшатывания. Еще можно замочить в воде, как деды делали.

На примере с карандашом и линейкой звучит абсурдно, а вот на топорах люди продолжают все это испытывать.

Понятно, если нет другого выбора, приходится идти на разные ухищрения, чтобы увеличить надежность посадки. Но мы как производители можем улучшить соотношение ширины и глубины проушины в наших топорах. Чем постоянно и занимаемся.

Когда глубина проушины больше ее ширины, силы действуют на проушину почти перпендикулярно оси рукояти (практически нет скольжения ), а рычаг в разы меньше. Это хорошо видно на рисунке 5 .

В итоге получается, что надежность всада зависит от соотношения ширины и глубины проушины топора и растет в геометрической прогрессии при увеличении этого соотношения в сторону глубины.

Вероятно найдутся люди, которые скажут, что силы на место всада на самом деле будут действовать по-другому, не так, как изображено на схеме. Поясним: здесь все максимально упрощено для понимания широкой публики. Хотите — рисуйте распределенную нагрузку, крутящие моменты, динамические силы, возникающие в момент удара (нам даже очень интересно посмотреть на эпюры напряжений в топоре), но сути проблемы это не изменит.

Казалось бы, вот и все. Делаем максимально узкую рукоять (чуть толще пальца), глубокую проушину (чуть короче рукояти), и идеальная формула перед нами. Но нет.

Даже не принимая в расчет, что очень узкая рукоять будет неудобна в работе, минимальный размер сечения рукояти ограничен. Во-первых, прочностными свойствами древесины, во-вторых, нагрузками, действующими на нее. А нагрузки в свою очередь зависят от длины рукояти, формы и веса головы топора.

Со своей стороны мы можем решить эту проблему, применяя твердые породы древесины, например, наш любимый ясень. Это самое прочное, что можно найти на территории России в промышленных масштабах. А на особо нагружаемых длинных рукоятях мы применяем многослойный ясеневый ламинат с разным направлением волокон — это исключает дефекты древесины и возможность скола вдоль волокон.

Если взглянуть со стороны, то возникает вопрос: раз глубокие проушины так хороши, то почему же их никто не делает? Давно бы наделали топоров со стаканами и решили бы проблему с расшатыванием.

Дело в том, что изготавливать топоры с глубокой проушиной в условиях большого поточного производства экономически нецелесообразно, а в условиях маленькой мастерской технологически сложно.

При прошивании (пробивке) проушины топора металл стремится течь вниз, вслед за прошивником, делающим отверстие, уменьшая тем самым глубину проушины. А заготовка в это время стремится завалиться набок, поэтому изначальная ее высота ограничена. Таким образом, в процессе изготовления топора ведется война за каждые 5 мм проушины. И есть границы соотношения ширины/глубины, которые просто так не перепрыгнуть.

Нам потребовалось большое количество времени, средств и умственных усилий, чтобы создать определенную оснастку. Она позволяла прошивать более высокие заготовки, с более глубокими проушинами, чем у большинства производителей топоров в России.

Ускорило ли это производство? Нет, даже кузнец с небольшим опытом работы может прошить больше топоров из квадратной заготовки с неглубокой проушиной. Но нам это позволило получить глубину проушины в полтора раза больше ее ширины! А это уже внушительная надежность всада, позволяющая не беспокоиться о том, что топор расшатается во время работы.

Теория подтверждена практикой: с той поры, как мы увеличили глубину проушины, не поступило ни одного обращения с просьбой подклинить расшатавшийся топор (хотя мы предоставляем такую услугу бесплатно).

Мы также стали сами активно тестировать свои изделия на предмет надежности и эффективности. Выявился ряд факторов, влияющих на надежность, кроме кривых рук и отсутствия опыта в рубке. А также мы начали задумываться, какой топор мы бы хотели изготовить непосредственно для себя, если бы не были ограничены во времени и средствах.

Мы пошаманили с оснасткой, потратили вагон свободного времени, отправили в брак несколько центнеров стали и выяснили, что соотношение проушины 1:1.5 — вовсе не предел. Можно получить соотношение ширины к глубине проушины 1:2 и более. На изготовление такого топора требуется почти втрое больше времени, зато взамен можно было получить безотказность в работе и огромный запас прочности.

Впоследствии технология изготовления таких проушин была доработана, это позволило сократить время на производство и запустить их серию.

Таких топоров мы производим менее 10% от общего объема, они не так выгодны для нас и требуют большего профессионализма мастеров. Но мы изготавливаем их, потому что можем! Подобный топор неизбежно находит своего хозяина. Человека, который вместе с нами понимает ценность хорошего инструмента, которому в первую очередь важна надежность и долговечность.

На российском рынке очень много топоров различного качества и разных ценовых категорий. Человеку непосвященному, но имеющему потребность в рабочем топоре в первую очередь стоит обратить внимание на проушину и посадку. В дальнейшем мы постараемся рассказать о других важных моментах, на которые стоит обратит внимание при выборе рабочего инструмента.

Во всех марочниках написано, что сталь ШХ15 не используется для инструмента. Точнее, там прописаны назначения, среди которых нет инструментального. И поначалу нас это тоже смущало. Долгое время считалось, что подшипниковая сталь хрупкая. Однако многие опытные российские кузнецы еще 5-6 лет назад уже ковали топоры из этой стали, и мы начали разбираться, почему они это делают. Нам потребовалось разбить не одну поковку и поучиться у опытных металлургов и термистов, чтобы избавиться от предубеждения насчет ШХ15 и понять, как грамотно проводить термообработку заготовок из нее.

Подавляющее большинство топоров в СССР делали из У6-У7, так как она в этом случае удобнее всех остальных для производства топоров — легко обрабатывается и не капризна в термообработке. Заметим справедливости ради, что в ГОСТе на режущий инструмент указаны марки 9ХС, ХВГ и некоторые другие, но скорее всего из-за более сложного и дорогого производства такие топоры не производились. Во всяком случае, мы ни разу не сталкивались с таким продуктом. Надо понимать, что перед советской промышленностью стояла задача обеспечить всю страну дешевым инструментом, исходя из этой задачи и происходил отбор сырья. В силу того, что у нас малосерийное производство, мы можем использовать более сложную в обработке сталь, чтобы получить продукт лучшего качества.

Сегодня в качестве материала для топора в России чаще всего встречается сталь У8. Если говорить о термообработке, корректнее будет сравнивать ШХ15 с этой маркой. Наша практика показывает, что топор из ШХ15 дает большую стойкость режущей кромки при более низкой твердости, чем из У8 при одинаковом сведении и угле заточки.

Первое свойство, которое имеет значение для топора — стойкость режущей кромки, то есть способность сохранять остроту кромки под воздействием ударных нагрузок, давления и трения. Если мы будем закаливать поковку на твердость 60HRC, то из ШХ15 она будет плохо выдерживать ударные нагрузки. Но если снизить планку до 57-58 HRC, то мы получим оптимальное сочетание твердости и вязкости. Топор из ШХ15 при такой твердости можно точить и править простейшими подручными средствами, тем более на стойкости кромки это никак не сказывается. Но при этом его кромка будет более стойкой, чем у топора из У8. Стойкость достигается достаточно большим содержанием углерода в стали ШХ15 и легирующим компонентом — хромом. В составе У8 хрома нет вообще, а углерода меньше.

Это видео расскажет вам, как наиболее эффективно заточить наш топор дома.

Второе, что важно в работе со сталью для топора — ее прокаливаемость. Под прокаливаемостью мы понимаем свойство стали закаливаться на определенную глубину от поверхности. Во время работы со сталью у кузнеца есть четко ограниченное количество времени, чтобы остудить раскаленную заготовку так, чтобы она получила определенную твердость, и эти интервалы у каждой марки разные. Для нас важно, чтобы лезвие топора было твердым, а проушина и обух-молоток остались мягкими и пластичными. В случае с У8 это время слишком короткое, прокаливаемость низкая. ШХ15 имеет более высокую прокаливаемость в сравнении с У8. Другие «конкуренты» подшипниковой стали в производстве топоров — 9ХС и 65г — за счет наличия кремния в составе дают больше запаса по времени и прокаливаемость у них чуть выше, чем у ШХ15. Но в нашем случае максимально высокая прокаливаемость не означает лучший выбор: так, у поковки из 9хс при остывании тонкие стенки проушины тоже подкалятся, а это минус для конечного изделия. Кроме того, кремний также повышает упругость стали — слабо закаленные участки (например, проушина и обух) будут больше пружинить, чем деформироваться, в связи с чем будут со временем накапливать напряжение. В конце концов это напряжение может привести к трещине.

Многие из высоколегированных сталей, инструментальных и штамповых, — например, Х12МФ, 95Х18 и т.п., разумеется, превзойдут по рабочим показателям ШХ15 и другие легированные стали. Но надо понимать, что большинство из них крайне трудны в ковке и для прошивания на горячую вообще не предназначены. Мы практически не используем их для производства топоров, равно как и многие другие производители.

Таким образом, марка ШХ15 для нашей производственной «кухни» имеет наилучший баланс свойств. Наш опыт показывает, что кованый топор из ШХ15 — это лучший вариант из того, что вы можете найти на отечественном рынке.

Ботаническое название рода - Птерокарпус. Падук также встречается под названиями Мукуа, нарра, птерокарпус, бирманское красное дерево. Регион происхождения этих деревьев - Западная Африка, однако помимо Нигерии, Камеруна, Габона, Гвинеи, Конго и Анголы деревья этого рода освоили Бирму, Андаманские острова и даже Австралию.

Самую ценность представляет ядро дерева, окрашенное всевозможными оттенками красного - от ярко-кораллового до цвета запекшейся крови, почти бурого. В этой древесине содержатся натуральные красители, что определяет одно из промышленных применений падука. Кстати, это свойство является и его слабостью: красители растворимы спиртом и от контакта со спиртосодержащими жидкостями по дереву могут пойти потеки.
Впрочем, это мелочи. Как и некоторые другие ценные экзоты, падук устойчив к воздействию влаги, долговечен и не боится насекомых и паразитов. Средняя плотность промышленного падука - 750 кг на кубометр, а твердость по шкале Бринелля – 3,9. Когда-то эту древесину активно использовали даже в кораблестроении. Сейчас основная судьба пиломатериалов из падука - столярные изделия, а также рукояти ножей, музыкальные инструменты и бильярдные кии.

В УРМ "Аника" редкое "подарочное" изделие обходится без участия падука. В рукоятях и клиньях топоров, в рукоятках ножей "Аники" падук встречается часто. И это не только из-за его броского цвета, но и из-за его высоких служебных характеристик.