工法 Construction Methods
砂輪機
安全守則
啟動前確實檢查砂輪片是否破裂,以免殘片飛濺造成傷害。 就木工而言,砂輪機是唯一直接以交流電動機帶動的工具,因此馬達的轉速以及砂輪直徑等兩項因素直接影響到研磨的能力。
轉速
指馬達 1 分鐘旋轉的圈數:
2P(2極) 為 3600 轉(轉速稱為rpm)
4P 為 1800 轉;6P 為 1200 轉;
8P 為 900 轉;12P 為 600 轉。
這是理論轉速,事實上扣掉負載及損耗數值都會不足。這是台灣供電系統(頻率為60Hz)的轉速,同樣馬達在日本或是大陸(頻率為50Hz)轉速就會降低(2P為3000轉)。馬達轉速與扭力成反比,砂輪機並不是用來做為負重的動力輸出,所以扭力不是最首要考量,反而是轉速較重要。
高轉速與低轉速的差別是切削效率,以 2P 3600rpm 及 4P 1800rpm 為例,轉數相差一倍,也就代表切削線速差一倍(請參閱電動工具篇—通論),效率也就相差一倍。
砂輪片直徑
砂輪片的直徑與切削效率成正比,它必須換算成直線才能求線速。
以直徑 4"(10cm) 及 6"(15cm)的砂輪片為例:
4" 的圓周為 2×3.14×5(2πr)=31.4cm;
6" 的圓周為 2×3.14×7.5(2πr)=47.1cm。
直徑大小關係到圓周的長短,換算為線速後,直接影響到切削效率。直徑越大線速就越高,代表單位時間內切削的長度越長,也就越省力。
切削效率分析
將轉速及砂輪片直徑兩項因素合併,可整合為下表:
轉速 | 砂輪片圓周 | 線速 | 效率比值 |
---|---|---|---|
3,600 | 6'' ; 47.1cm | 169,560cm | 3 |
3,600 | 4'' ; 31.4cm | 169,560cm | 2 |
3,600 | 6'' ; 47.1cm | 169,560cm | 1.5 |
3,600 | 4'' ; 31.4cm | 169,560cm | 1 |
表中的線速代表切削速率,以 6" 砂輪片為例,3600 轉的砂輪機一分鐘可以切削 1695 公尺,而 1800 轉砂輪機一分鐘只能切削 847 公尺,在相同時間內就代表可以磨多一倍的距離,也就是可以多做一倍的工。
那麼有個疑問,轉速快會不會容易造成燒焦?答案是不會的。造成燒焦是磨擦過度的因素,不是轉速的因素。在相同進刀量的條件下,反而是高轉速才不會造成燒焦,低轉速因為效率較差因而更容易燒焦。一分鐘內研磨的長度,代表切削速率,以 6" 砂輪片為例,3600 轉的砂輪機一分鐘可以切削 1695 公尺,而 1800 轉砂輪機一分鐘只能切削 847 公尺,在相同時間內就代表可以磨多一倍的距離,也就是可以多做一倍的工。
砂輪機
砂輪機 ─切削效率
切削效率分析
將轉速及砂輪片直徑兩項因素合併,可整合為下表:
表中的線速就是每一分鐘的研磨距離,代表切削速率,以 6" 砂輪片為例,3600 轉的砂輪機一分鐘可以切削 1695 公尺,而 1800 轉砂輪機一分鐘只能切削 847 公尺,在相同時間內就代表可以磨多一倍的距離,也就是可以多做一倍的工。
那麼有個疑問,轉速快會不會容易造成燒焦?答案是不會的。造成燒焦是磨擦過度的因素,不是轉速的因素。在相同進刀量的條件下,反而是高轉速才不會造成燒焦,低轉速因為效率較差因而更容易燒焦。這也是一般的誤解。
砂輪片
砂輪片依需求及機械部同,種類繁多,通常在木工廠看到的標準型砂輪片約有四種,如下表:
顏色 | 材質 | 用途 | 木工用途 | 適用粒度 |
---|---|---|---|---|
橙紅色 | 氧化鋁 | 鋼鐵研磨 | 鉋刀鑿刀研磨 | 40-60# |
白色 | 氧化鋁 | 硬鋼材研磨 | 雕刻刀、白車刀 | 60-80# |
綠色 | 碳化矽 | 鎢鋼 | 鎢鋼車刀、割刀 | 80-100# |
黑色 | 碳化矽 | 鋁、銅 | 不適用 |
就 DIY 而言,砂輪片大概只用橙紅色氧化鋁一種,但是砂輪機都是雙頭,為了避免偏心而造成軸承損壞,建議還是兩邊都裝。換裝鋼絲輪或布輪最好也同時兩邊相同。
※(上述粒度係個人習慣,請於購買時依實際需要另行斟酌)
布輪
布輪是以十層左右的棉布車製成圓盤狀,每一單片厚度約 0.5 公分左右,購買時總厚度需比砂輪片的厚度再加一至兩片(如砂輪機適用 6 分砂輪,計約 19.6mm,如果布輪每片為 0.5mm,則需購買 5 片),因為棉布是軟質的,如果買的厚度等於砂輪片厚度,在鎖緊時會壓縮,以至於螺絲抵在螺紋底端而無法鎖緊。
布輪是用來做金屬拋光或圓形刀具研磨之用,尤其是圓雕刻刀及圓鑿刀,利用布輪磨刀快速又鋒利。使用布輪研磨,刀具要反轉向下倒著磨,以免刀具刺入布輪中造成反拋受傷。
布輪只是棉布而已,研磨或拋光需要磨料(也稱為拋光土),常用磨料種類分述如下表:
名稱 |
別名 |
用途 |
---|---|---|
青土 |
青棒、青油 |
雕刻刀研磨、一般金屬拋光用 |
淡青土 |
青棒、青油(顏色較青土淺) |
金屬中度研磨用,較青土粗 |
紅土 |
紅棒、紅油 |
銅、鋁、鋅登非鐵金屬研磨用 |
白土 |
白棒、白油 |
一般金屬拋光用 |
黑土 |
黑棒、黑油 |
金屬粗研磨用 |
就木工而言,青土較為適用。
布輪片
布輪
磨刀角度
布輪磨刀角度
綱絲輪
砂輪片換上鋼絲輪以後,可以用來清除漂流木的砂土或樹皮,也可以用於清除鐵銹等髒圬表面。 右邊欄色塑膠圈是套環,由於砂輪機軸心有1"、3/4"、5/8"、1/2"等規格,如圖的鋼絲輪為1"孔徑,我的砂輪機為5/8"所以必須套上套環將1"改成5/8"才能使用。購買砂輪片時也一樣要注意孔徑的適用性。
鋼絲輪
曾省三
拙園創意木工創辦人
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