對於『強壯折刀』的興趣漸漸降低,折刀大多是辦公室的用途,還是美觀、輕薄比較實用。
手上剩餘的COWRY-X鋼材,大約還夠作4、5把折刀,今天下午閒閒沒事,就設計了這一把。
目前看起來還不賴,將來的實物會是COWRY-X積層鋼刀刃,不銹鋼大馬的刀枕,木頭的握柄貼片(上面再作一些雕刻圖案)。應該是不差的。
先賞圖啦!
詳細的尺寸,全長只有14.5cm,折合起來僅8.5cm,好像有點小。
這刀子預設為紳士刀,處理辦公室的拆信、割紙等簡單用途,所以還是可以勝任的。
將來會先用純手工DIY個一把,實際使用一陣子,改善缺失後,再考慮用CNC大量生產。
來看看下圖中有一個斜線的三角形,那就是內襯鎖定機構著名的『鎖定三角形』。
三個頂點分別是轉軸的中心點,以及刀片根部與止刀銷、鎖片的2個接觸點。
『鎖定三角形』是整把折刀的靈魂,但是這個三角形的形狀呢?扁一點還是高一點?
先來講一下『鎖定三角形』的受力,刀刃是以轉軸為中心轉動的,所以刀刃對止刀銷與鎖片的施力一定會與力臂垂直。最理想的是,這個施力夠順著柄身傳遞。好比水管中流動的水。
如圖B,這個三角形如果越扁,刀刃根部對止刀銷與鎖片的施力,就會越不傾斜,是比較理想的;而圖A,施力比較傾斜,就不理想了。
但是,圖B付出的代價是,墊片的直徑變小了。墊片如果太小,折刀在工作時就容易左右搖頭。況且,這把刀的刀刃也僅6cm長,已經定位為輕度使用了,不可能粗用,所以力學上的設計不必太過嚴苛,因此在設計上我選擇較大的墊片來保持刀刃的穩定,也就是圖A。如果是粗壯的折刀,這個三角形的設計會完全不同。
再來談一談『鎖定點』,他是刀根與鎖片接觸的最底端,為何定義為最底端,因為力臂最長,鎖定的效果最好。
那麼,鎖定點是不是越低越好呢?比較圖C與圖D,圖D優於圖C,因為力臂比較長,如果是粗用、受力大的折刀,一定要這樣設計。
然而,折刀最重要的條件是『刀刃可以收合』。比較圖E跟圖F,儘管圖F在鎖定時佔優勢,但是收刀時刀根會被止刀銷所卡住,只好宣判出局。
如果你有SEBENZA,看著她粗大的止刀銷,心裡是否很安全於她的強壯;正因為止刀銷太大(卡住位置),所以莎斑莎的鎖定點也是如圖C,不得不的選擇。下圖左邊的SEBENZA,它的鎖定點是不是比較高呢?右邊供對比的是我的自製折刀,鎖定點盡量位於最低點。
接下來要講一下鎖片的受力,我們都知道鎖片要越厚越好,但是鎖片的寬度呢?
看看下面的示意圖G,理論上鎖片的受力與距離成正比,距離轉軸越遠所受之力越大。
再看看圖H,鎖片在高於轉軸中心線,以及未與刀根接觸的部位,都是不會受到力量的。那麼這2個部位的鎖片寬度可以取消,鎖片可以做窄一點?別忘了,除非鎖片的厚度足夠,鎖片越窄的話是比較容易彎曲變形,但是如果鎖片太寬,相對的也會減輕握柄的強度。
我的設計習慣,鎖片的上端以不超過轉軸中心為原則,鎖片的底端則是順著握柄外緣。但是這一把刀子因為有握柄貼片(SCALE)的設計,所以鎖片上端約下移個2mm,留下空間給貼片的固定螺絲。
附帶一題的是,鎖片較窄則握柄的強度較佳,但是鎖定強度減弱;鎖片較寬則鎖定力量較大,但是也會加速鎖片的磨損。設計的時候必須依照刀子的用途,作不同的設計。存乎一心,唯有多設計刀子,多做刀子。
再來看看下面這張圖I,設計的理念有兩個:.刀刃打開時,刀刃與握柄的外緣能夠貼齊,不突兀;2.刀刃折合時,可以完全收進握柄,不突出。
以上2點是我對『紳士折刀』的認知:低調圓滑,含蓄內斂。
但是為了將刀刃完全收入刀柄,則轉軸必須要位於刀柄的正中央,這多少會有一些麻煩。
如圖J,刀刃完全收進握柄內時,還要考慮手指滑進握柄內的而被刀尖、刀刃割傷,所以理論上刀刃收越進去越好,但是這又會引發另一個空間分配的問題。
如果刀刃可以作小一點,那麼所有的問題可以迎刃而解。所以我們也看過一些刀子設計,明明握把很大但是刀刃卻不大。
如果刀刃越厚,則握柄內的縫隙越大,手指越容易滑入,就越需要考慮到手指被割傷的問題。
我這把只是紳士刀,刀刃不厚,而且將來製作時會用手工調整,所目前的設計就稍微寬鬆一點。等製作時再來檢驗設計並改進。
如果要解決上述問題,最簡單的就是採用彎曲握柄的設計,特別是頭小屁股大的。看看圖K,我只是改變握柄,刀刃收合後的的安全空間就變大了。所以我們經常看見折刀採彎曲握柄的設計,除了好握之外,也考慮到刀刃的收合問題。不過採彎曲握柄時刀刃無法完全收入,會有部分露出來。
如果我將來又設計大折刀,加上厚厚大大的刀刃,一定會採用彎曲握柄的設計。
從上面的設計過程看來,我一直在跟握柄內狹小的空間奮鬥,那麼有沒有其他的解決方法?當然有啦!
我目前的設計是將轉軸置於握柄的中央,如果下移個1mm呢?
如圖L所示,是不是柳暗花明又一村,可供刀根旋轉的空間變大了。
如圖M所示,重新設計刀根的形狀(紅色線);但從此圖可以看出,部分的刀刃跑出握柄無法完全被隱藏,因此我沒有採取這種設計。
如果你有觀察Microtech,它的轉軸都是如此,置於中央偏下的地方。有何好處呢?
來看看圖N,好處是鎖定三角形的底部變寬了,止刀銷與鎖定點的抗力臂都增長。根據力矩原理,抗力臂增加時受力會降低,握柄的負荷會減輕。再拿Microtech來作例子,它的握柄是鋁合金,鋁合金不耐壓力,所以藉由增加抗力臂來減輕負荷,如果要設計強壯的折刀,最好採用這種方法。
只要將轉軸往下移即可,但是付出的代價是部分的刀背會跑出握柄,刀子折合後整體的寬度會會變大。我希望刀子折合後的寬度最小,所以不採取這種設計。
剩下的來講一下握柄最前端的位置,必須要考慮2個圓形:1.定位珠的轉動範圍;2.墊片的直徑。
一般的內襯鎖定式折刀,會在刀刃上打定位孔來配合鎖片上的定位珠;習慣上會將這個定位孔隱藏於握柄內,所以握柄的前端要超過定位珠的迴轉半徑。
如果覺得定位孔跑出來很帥,那麼握柄前端可以往後面移一些,但是以不碰到墊片邊緣為原則。
將握柄前端往後移,盡量靠近轉軸,還有一個好處,可以縮短握柄、增加刀刃長度的比例。在越短的握柄內放入越長的刀刃,這是以mm為單位的計較課題,必須在一堆的參數間取捨(鎖定三角形、定位珠、墊片),我是樂此不疲的。下面對比的2把刀子,下面那一把是大名鼎鼎、全球限量400把的SEBENZA NICA TANTO;另一把則是全宇宙唯一一把,不敗教主親手打造的第一把折刀。
最後來講一下折刀握柄的背部墊片與固定螺絲,墊片(墊圈)與螺絲是用來結合柄片與強化結構。
先看看SEBENZA,柄片已經是強壯厚實的鈦合金,所以僅需一個墊圈加一根螺絲來固定即可,拙勝巧、以簡馭繁,好比喬峰剛猛無倫的降龍掌,只要有深厚的功力,何需繁複、花巧。清水勝佳釀。
再來看看不敗寶刀,共有4根固定螺絲,加上2個墊圈與一個墊片,走的是輕巧、華麗風格;如果凡事以拙勝巧,人生又有何樂趣?不是人人都能練上降龍掌,能夠以招式、應變來爭取優勢,方顯出姑蘇慕容『斗轉星移』之奧妙。叫化雞固然好吃,但還是鴛鴦五珍燴吸引人。
武學之道,博大精深,何取何捨?存乎一心;孰優孰劣,永無定論。
我這一把預計採用墊片設計,可以用漂亮的木頭或是碳纖板,當然也可以用大馬士革板,以美觀為主;由於是小折刀,只打上2根固定螺絲即可。
呼!陸陸續續寫了四天,終於告一個段落!
其實還有許多的東西沒寫,例如將止刀銷與拇指柱合一,隱藏式止刀銷....
先寫到這裡了,以上僅止於『紙上談兵』的階段,下個月有空我會開始製作,再來檢討設計的缺失。
設計折刀,我喜歡用Auto cad這套軟體,方便好用,將來轉CNC製作的程式碼也很方便;如果有心要設計折刀,先學一下這套軟體,不難學。
剩下的就是製作啦,等開工後再來跟大家討論。
如果覺得部落格的圖片太小,看下面的連結吧。
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