Производство заготовок для топоров

Топор был одним из первых инструментов, изобретенных человеком. Неудивительно, что с появлением новых материалов их использовали для изготовления этой вещи. Особенное место занимал топор в оружейной нише. До появления высококачественной стали именно он был главным вооружением средневековых солдат.

Как изготовляется такой инструмент и насколько ковка топора отличается от изготовления других инструментов?

Основные приемы ковки

Исторически на территории Руси выделилось два основных способа, которыми изготавливали рубящие инструменты. Это Новгородский и Киевский, причем в технологии производства имелась существенная разница. Такие способы выковать топор можно использовать и сегодня в современной кузнице.

Новгородский

Новгородские кузнецы, более вероятно, почерпнули приемы и способы изготовления от своих ближайших соседей — финнов (на сегодня Финляндия один из лидеров производства топоров и ножей). Ковка производилась так называемым сварным способом.

Для этого бралась заготовка в виде полосы металла, которая изгибалась пополам и сваривалась кузнечным способом. При этом в месте изгиба формировалась проушина для топорища, а противоположная разгонялась до требуемой ширины, формируя при этом лезвие.

Ковка сварным методом с полосы

Такое изделие имело небольшой и относительно легкий обух, широкое лезвие и довольно длинную бороду.

В поперечнике такое изделие имело клиновидную, сходящуюся к лезвию, форму. Сама проушина имела треугольную или овальную конфигурацию, сформировавшуюся вследствие такой технологии.

Киевский топор

Происхождение киевского топора часто ведут с Кавказа, где подобные изделия находили в местах поселений. Принцип его изготовления был построен на пробивке проушины с одного конца и разгонки другого в форму лезвия.

Последовательность ковки киевского изделия

Такой инструмент в результате получался не с таким длинным лезвием, как новгородский, однако имел обычно толстый обух, круглую проушину и короткую бороду. Форма в поперечнике была клинообразной. Технологию ковки «по-киевски» можно посмотреть на видео

Несмотря на то, что таким технологиям уже свыше 1000 лет, их вполне можно использовать как образец ковки. И такое простейшее изделие будет вполне эффективным.

Итак, как выковать топор в домашних условиях?

Как выковать

Чтобы изготовить такой инструмент кузнечным способом, потребуется заготовка стали в виде полосы соответствующих размеров. Для удобства ее можно приварить с одного конца к куску арматуры, чтобы можно было манипулировать заготовкой во время работы.

После нагревания один из ее концов немного разгоняют и скашивают, это будет будущее лезвие.

Хвостовик также нужно немного разогнать и подготовить к изгибу. После чего заготовку разогревают и на носке наковальни проводят гибку проушины.

Соединение загнутого конца с поверхностью заготовки проводят способом кузнечной сварки.

Следующим шагом формируют лезвие, при этом также пользуются приемом разгонки металла. Его можно сделать более вытянутым, изготовив более длинную бороду.

После формирования проводят его шлифовку и закалку. При этом обязательно соблюдаются температурные режимы нагревания. Главное — не перегреть и не пережечь металл.

Закаленный топор можно отшлифовать или даже отполировать. Также, как вариант — это травля стали хлорным железом, от чего металл приобретает серо-матовый оттенок, а его стойкость к коррозии значительно возрастет.

В чем сложность

Ковка топора — довольно непростой технологический процесс. Во-первых, нужно сформировать заготовку соответствующих размеров и толщины. Это так называемый процесс ковки пакета топора. Во-вторых, это, конечно, изготовление проушины. Технологии древней Руси довольно непростые в выполнении. Для пробивки отверстия пакета с торца нужно затратить много времени, а гибка полосы также непростая операция (учитываем то, что сама такая полоса будет минимум 10-12 мм толщиной).

В Западной Европе довольно долго использовали старую технологию изготовления втульчатого топора (кельтского). Несмотря на то, что уже на Руси использовали именно отверстия под проушину. Вероятнее всего, это было связано именно с трудностями изготовления и, возможно, некачественным материалом.

В отличие от других инструментов, которые имеют простые линейные формы (например, ножи, стамески, зубила, молотки), топор имеет сложную конфигурацию. К тому же, при ковке нужно соблюдать точный баланс, иначе изделие при работе будет создавать трудности и неудобства. Тоже касается размеров и веса обуха, он должен быть довольно тяжелым. Это делается для увеличения силы наносимого удара при рубке.

Еще одно неудобство при изготовлении — это лезвие. Довольно часто его изготавливали отдельно от самого топора из углеродистой стали. После чего кузнечной сваркой лезвие приваривали к основному изделию.

Также обязательный процесс — стабилизация металла и его закалка. Такой рабочий инструмент, испытывающий постоянные нагрузки, при неправильной закалке быстро придет в негодность. Обязательное соблюдение температурных режимов такой обработки металла.

А что Вы думаете по поводу сложности технологии изготовления такого инструмента? Есть ли у Вас опыт ковки? Поделитесь своим навыками, приемами и знаниями по изготовлению такого инструмента в блоке комментариев к этому материалу.

Топор является одним из древнейших инструментов, используемых человеком в своей деятельности. Он прошёл долгий путь, сопровождая эволюцию человека от каменного прапращура до современного изделия из стали самого высокого качества. Область применения этого инструмента имеет самый широкий диапазон как на всякого рода промышленных производствах, так и в домашнем употреблении. Необходимость его использования не уменьшится и в ближайшем будущем.

Общие краткие сведения о топорах

Классификация инструмента

В зависимости от области применения они могут иметь различную форму конструкции и размер.

Специализацию этого инструмента допустимо классифицировать следующим образом:

1. Топор лесорубов.
2. Большой и малый плотницкий топор.
3. Колун для заготовки дров.
4. Туристский или охотничий походный топорик.
5. Топорик для кухни.
6. Всякого вида сувенирные топоры, имитирующие древнее боевое оружие.
7. Спортивный томагавк для метания по мишеням.
8. Топор пожарных.
9. Топор мясника.

Некоторые конструктивные отличия

Специализация может порождать некоторые конструктивные отличия топоров, но в основном любой из них состоит из двух частей: рабочей рубящей металлической части и присоединяемой к ней рукоятки, называемой топорищем. Топорище в основном выполняется из дерева.

Некоторые модели туристских и кухонных образцов могут быть выполнены полностью из металла с деревянными или пластиковыми накладками для придания плоской металлической ручке необходимой формы.

Инструмент лесорубов отличается закруглённым лезвием и удлинённым топорищем. Его чаще всего используют для заготовки хвороста из веток. Для заготовки дров из поленьев применяется особый вид топора колун. Его металлическая часть более массивная, чем у обычных топоров, и имеет более тупой угол заострённой рубящей части.

Более длинное топорище имеет и орудие пожарных. К тому же у подобных топоров может существенно отличаться и тыльная сторона металлической части, называемая обухом. У обычных инструментов она просто плоская, а у пожарных эта часть может быть выполнена в виде крюка или острого узкого клина.

Обух кухонного топорика обычно выполняется в виде молоточка для отбивки мяса, а топорище с круглым поперечным сечением изготовляется на токарном станке.

Плотницкие топоры

Эта разновидность топоров, вероятно, наиболее используемая в мире. Даже при современных технологиях ни одно строительство не обойдётся без подобного древнего инструмента. Универсальность его уникальна.

Плотницкие топоры бывают большие, их используют для оттёски брёвен, для устройства всякого рода зарубок при строительстве деревянных домов и других сооружений.

Малые топорики, которые используют для более мелких работ.

Рубящее лезвие у плотницких топоров обычно ровное и очень острое.

Топорище бывает различных видов. Его форма в целом зависит от личных предпочтений владельца, направленных в основном на удобство работы с подобным инструментом. Зачастую хороший топор — лицо плотника, как специалиста. Хороший мастер дорожит этим инструментом сильнее, чем любым другим. Поэтому никогда не пользуется покупным топорищем, а изготавливает его лично для себя. Впрочем, в умелых руках менять его приходится очень редко.

Изготовление топорища

Методы изготовления

Для обычного человека пользоваться топором приходится чаще всего при работе на дачном участке. Здесь наряду с присущими для такого инструмента работами не очень квалифицированные работники применяют для различных работ. Поэтому топорища, как правило, не выдерживают продолжительного использования, и менять их приходится довольно часто.

Наиболее подходящим материалом для рукоятки является берёза. Это прочный, относительно лёгкий и гладкий для работы с ним материал. Для рачительных хозяев будет полезно разместить березовые бруски для просушки. Сушить берёзу следует долго, не менее 3−5 лет, и обязательно вне воздействия солнечных лучей. Для изготовления хорошего топорища потребуется именно хорошо просушенная берёза. Иначе она будет усыхать в самом топоре, рукоятка начнёт болтаться, что может привести к значительным неудобствам в работе и травматизму.

Существует несколько различных способов, как сделать правильно топорище. Но все их можно разделить в зависимости от технологической вооружённости:

1. С помощью электрических деревообрабатывающих механизмов (циркулярная пила, строгальный станок, различного вида шлифовки).
2. Вручную из готовых досок при помощи рубанка, рашпиля и так далее.
3. Вручную из берёзового бревна.
4. При минимуме инструментов.

Технологичное изготовление топорища

Первым делом на деревообрабатывающих станках вырезается необходимая заготовка. Все её размеры (ширина, толщина и длина) делаются с небольшим запасом для дальнейшей корректировки.

Толщина и ширина определяются по размерам входного отверстия топора, которое называется проушина и находится снизу. Необходимо помнить, что верхнее выходное отверстие гораздо шире нижнего, и путать их при произведении замеров нельзя.

Для удобства дальнейшей обработки заготовку целесообразно сострогать на строгальном станке, чтобы сделать её сечение приближённым к треугольной форме с острым углом внизу будущего топорища. При помощи картонного шаблона на заготовку наносится чертёж топорища выбранной формы. Шаблон можно изготовить, сделав чертёж по размерам старого сломавшегося инструмента, или же найти подходящую форму топорища в источниках специализированной литературы или интернете.

Вырезать закруглённые места удобнее всего при помощи электрического лобзика. Далее, сглаживают все углы при помощи широкой стамески и делают предварительную шлифовку изделия. Обрабатывать его полностью до рабочего состояния не стоит, потому что при непосредственном соединении с металлической частью инструмента, когда применяются значительные усилия и удары, дерево может расколоться, и вся работа по окончательной доводке окажется проделанной зря.

Механическую шлифовку следует производить на плоском шлифовальном круге. Использовать обычный точильный каменный диск не эффективно. Диск лучше изготовить специальный, с тем же отверстием в центре, что и у соответствующего точильного камня.

Материал для круга лучше использовать из твёрдого электроизоляционного пластика, толщиной не менее 5 мм. На него наклеивается наждачная бумага с помощью клея ПВА. Следует знать, что бумагу нужно использовать только водостойкую. Простая быстро разорвётся. К тому же круг, оклеенный водостойкой наждачной бумагой, можно мыть от налёта древесной пыли горячей водой. Поэтому, если подобный круг делать из фанеры, то мыть его будет проблематично. Фанера может деформироваться под воздействием воды.

На таком круге будет удобно шлифовать ровные и выпуклые части топорища, в особенности ту часть, которая вставляется внутрь топора. Делать это необходимо очень равномерно, чтобы не прослабить толщину деревянной детали.

Для шлифования внутренних закруглений хорошо иметь вертикальную шлифовку. Оборудование для неё тоже можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуется выточить на токарном станке деревянный цилиндр со сквозным внутренним отверстием, соответствующим валу используемого двигателя, и оклеить его снаружи водостойкой наждачной бумагой.

Готовый цилиндр следует плотно надеть на вал вертикально установленного двигателя. Для шлифования именно топорища диаметр цилиндра не столь важен, но толщина стенок от внутреннего отверстия до внешней поверхности должна быть достаточно массивной, не менее 10−15 мм.

Насадка топора

Верхний край топорища, который должен вставляться внутрь топора, делается немного конусным, чтобы он вошел достаточно плотно. Перед этим на торце прочерчиваются перпендикулярные осевые линии, чтобы в процессе работы, ориентируясь на их расположение, не закосить заготовку в какую-либо сторону.

Перед окончательным насаживанием топора делается пропил под клин. Глубина его не должна превышать ширину самого топора.

Как правильно насадить топор на топорище, показано на рисунке:

Деревянный клин допустимо изготовить из другой, более мягкой породы дерева, которая более подвержена сжатию, чем берёза. Чтобы клин не выскакивал из топорища даже при малейшем усыхании, целесообразно смазать его водостойким клеем. Это необходимо на случай попадания топора в воду.

После деревянного можно дополнительно расклинить ещё и металлическим клином. Такие клинья специально выковывают в кузнице, делая зарубки по его граням для лучшего сцепления с деревом.

Случается, что верхнее отверстие топора больше нижнего не только по толщине, но и по ширине. Сбоку вставленного топорища остаются небольшие просветы, в которые тоже приходится вбивать дополнительные деревянные клинья.

Если соединение топора с топорищем прошло благополучно, переходят к окончательной доводке дерева с помощью более мелкозернистой наждачной бумаги. Этот процесс делается вручную.

Красить обработанное топорище не рекомендуется. В целях защиты от влаги допустимо пропитать его несколькими слоями олифы.

Изготовление топорища вручную

При кажущейся сложности этого процесса изготовить топорище без использования электрифицированного оборудования вполне по силам более или менее мастеровому хозяину. Особенно если есть в наличии доски подходящего размера. Если досок нет, то заготовку на топорище можно выколоть из берёзового бревна. Полено для этих целей следует подобрать по возможности без сучков и с прямослойной структурой.

Далее, следует использовать рубанок или острый нож. Предварительную шлифовку можно осуществить при помощи кусков битого стекла.

Чтобы шлифовать топорище при помощи шлифовальной шкурки, его нужно закрепить в тиски. Из наждачного материала нарезать узкие довольно длинные полоски. Ими будет очень удобно производить шлифовальный процесс, обматывая полоски вокруг топорища и двигая за концы ленты туда-сюда. В таком положении рабочая поверхность наждачной бумаги плотно прилегает к обрабатываемой плоскости без особых усилий со стороны человека.

Работа с покупными топорищами

Если у человека нет желания возиться с изготовлением топорища своими силами, в продаже всегда имеются уже готовые образцы. Конечно, серьёзные производители подобных деталей хорошо знают, как сделать правильно топорище. Но всё же при его покупке следует придерживаться некоторых правил, чтобы не допустить ошибки. Прежде всего, следует очень тщательно замерить входное отверстие имеющегося топора. Расхождения в размерах у различных топоров порой очень значительны и индивидуальны, особенно если этот инструмент извлечён ещё из дедушкиных запасов. Главное условие, чтобы размеры приобретенного топорища не оказались меньше необходимых величин.

Ещё следует обратить внимание на качество древесины готового топорища. Плотность структуры, наличие трещин и возможности скола при его насадке.

Работа с покупным топорищем ограничится подгонкой его торцевой части, которая непосредственно входит в проушину.

Заточка и эксплуатация

Небольшие советы

Наиболее тщательной заточки требуют плотницкие топоры. В порядке вещей, если острота этих инструментов позволяет заострить карандаш или даже сделать зубочистку.

Прежде чем затачивать режущий край топора, необходимо проверить твёрдость металла и, если он окажется слишком мягким, потребуется дополнительно закалить топор воздействием высоких температур. Лучше всего сделать это в кузнице, доверившись профессиональному специалисту.

Заточка лезвия инструмента производится уже после соединения его с деревянной рукоятью.

Как правильно наточить топор, поясняет нижеприведённый рисунок.

Полезная инструкция

Правильную эксплуатацию топора можно описать в выполнении некоторых основных правил:

1. Стараться не рубить металлические изделия.
2. Тщательно проверять обрабатываемую древесину на наличие в её теле посторонних твёрдых предметов.
3. Не использовать инструмент в неприсущем для него качестве: в качестве рычага, тяпки или лопаты.
4. Не бросать инструмент на твёрдую поверхность, особенно с большой высоты.
5. Не хранить его продолжительное время на открытом месте под воздействием солнечных лучей или в слишком влажном месте.

При бережном отношении топор и его деревянная рукоятка будут служить долго и радовать своего хозяина.

Основы технологии изготовления трехслойных топоров.

1. Необходимо подобрать верную по размерам заготовку под каждую модель топора. Чем больше топор, тем больше размер отверстия под топорище. Заготовка состоит из трех слоев стали. Снаружи ст.45. Заготовка сворачивается вдвое, а в центр вставляется силовой клин, сталь 65Г. Для топоров с силовым обухом ,при изготовлении заготовки , силовик , сталь 65 г , приваривается , методом кузнечной сварки , на обух изделия .

2. Следующей операцией является кузнечная сварка. Трехслойная заготовка нагревается в горне до 1000 градусов, посыпается флюсом (бура или песок), который сплавляется с образовавшейся на внутренней поверхности изделий окалиной и превращается в жидкий шлак . Обработанную флюсом заготовку нагревают до 1300 градусов, эта температура соответствует белому калению. Когда сталь достигает полужидкого состояния ,кузнец аккуратными ударами ручного молотка начинает выжимать жидкий шлак с поверхности свариваемых деталей , а затем более сильными ударами производит кузнечную сварку. Для более качественной свариваемости поверхностей , эту операцию необходимо повторить два раза с противоположных плоскостей. Удачным результатом работы является целостность торцов заготовки. Если видны дефекты на швах в виде расслоений , необходимо повторить весь цикл сварки.

3. Во время ковки топора нельзя превышать температуру заготовки выше 1100 градусов, в полужидком состоянии в металле происходит разрушение структуры.

4. После ковки изделие необходимо отжечь. Отков закладывается в угли при температуре 750-900 градусов, после чего происходит медленное остывание, благодаря этому в изделии убирается напряжение, возникшее в результате ковки. Вероятность сколов и трещин становиться значительно меньше. Этот процесс называется отжиг-нормализация, после которого металл приобретает мелко — зернистую ровную структуру.

5. Отожженное изделие необходимо проверить на дефекты рабочей кромки. После черновом затачивания топора происходит внимательный осмотр возможных повреждений (непровары или пережоги). Если дефектов не обнаружено изделие подлежит дальнейшей обработке.

6. Далее идет слесарная обработка . Изделие подготавливается к закалке .

7. Закалка производится при температуре 830 гр в горячее масло . Закалка зонная , закаливается только лезвие . При этом наружный слой практически не закаливается тк имеет малое содержание углерода , те он остается вязким . Силовик же приобретает твердость 62-63 HRC . Получаем такой эффект , в вязкой рубашке находится сердечник силовика с очень высокой твердостью . Рубашка практически полностью снимает вибрационые нагрузки при работе топора , не позволяя силовику трескаться , выкрашиваться и тд в том числе и на сильном морозе . Это подтверждается и охотниками и строителями и экстримальными туристами . (отчеты об испытаниях можно прочитать на многочисленных форумах http://toporsib.ru/forymy.html ) .

8. Далее топор помещается в муфель . При температуре 200 гр С топор отпускается 2 часа . Это уменьшает твердость силовика до 58 HRC . Данная операция убирает все напряжения возникшие в топоре в процессе ковки , обработке и закалке .

9. Заточка производится на гриндере . Финишная заточка производится на шлифшкуре 600 грин . Существует три вида заточек . Столярная — предназначена для плотницких топоров . Универсальная — рк приобретает большую прочность , используется как для плотницких так и для туристических , охотничьих топоров . Силовая — предназначена для топоров подвергающихся сильным нагрузкам , рубка костей , разбор грязных завалов , вырубание корней и тд . Более подробно о заточках http://toporsib.ru/zat.html .

10. После этого топор отдается столяру для насаживания рукояти . Рукояти сейчас используем буковые . Предварительно ручки просушиваются в сушилке . За время работы подобрали оптимальные режимы просушки , весь процесс просушки занимает 7-8 дней . Топор расклинивается на 5 клиньев , это позволяет наиболее плотно закрепить рукоять на топоре и гарантирует то что топор не начнет качаться при любых нагрузках . Более подробно о насадке рукояти http://toporsib.ru/rukoiat.html . После этого топор покрывается маслом для дерева , на три слоя с просушиванием — минерализацией после каждого покрытия . Это позволяет создать на поверхности прочную не смываемую водооталкивающую пленку . Возможно в процессе эксплуатации изделия переодически обновлять покрытие . Масло продается в магазинах как масло для бань и парилок .

Важно учитывать что масло , в отличии от лака , не дает эффекта скольжения в руках , топор уверено контролируется даже в перчатках на морозе .

11. После этого для топора изготавливается кожаный и матерчатый чехол . Кожаный чехол фиксируется на клепках, под режущую кромку вставлен дополнительный слой антипрорезайка . Матерчатый чехол имеет три слоя , внутренний подкладочный , средний из пенки (для сохранения рукояти от ударов ) , и наружный (имеющий влагооталкивающую пропитку . Чехол имеет внутренний клапан , что не позволяет проникнуть влаге во внутрь даже под дождем , а так же имеет рукоять для переноски и петлю для крепления на поясе . В целях удешевления изделия можно приобретать без чехлов , это есть в описании топоров .

По умолчанию в комплект входят сам топор , кожаный чехол и тканевый чехол .

Используйте топоры во благо . Соблюдайте технику безопасности .