2-1 木工手鋸簡介
鋸子種類繁多，每種不同用途的手鋸在操作型態上也有其差異存在，
鋸切的物件種類也有所不同。手鋸是木工作業最常用的手工具之一，在 DIY 盛行的歐美國家，不管是在工廠或是家庭都幾乎算是必備之工具。而 建築和家具製造常常需要橫切或縱切木材，本研究中將以木工用手鋸進行 分析研究。
2-1-1 木工鋸的分類
木工用手鋸上可分為：手鋸（Hand saw，亦稱為 Tool box saw）、雙 面鋸、弓鋸、彎鋸及線鋸等，參見表 2- 1。以鋸齒特性來分，可分為：推 鋸、拉鋸以及雙刃鋸。這三種鋸齒最大的差異在於使用者在進行鋸切動作 時，手部的施力方式會有顯著的差異。在使用推鋸時，因為鋸齒特性的關 係，使用者只有向前推進的力量會對手鋸的操作產生有效的鋸切作用力，
使用拉鋸時則相反。而雙刃鋸則是改良鋸齒的切削型式，使其在推或拉的 鋸切動作中都能產生作用，參見表 2- 2。
而在歐美地區較常用的手鋸，又分為縱切（Ripping）與橫截
木紋鋸切，鋸切方向與木材纖維帄行，而橫截鋸則用於橫斷木材鋸切，鋸 切方向與木材纖維成一夾角。這兩種鋸的主要區別是鋸齒的開齒方法不 同︰縱切鋸鋸齒的切削刃與鋸條成 90°，其作用像一排鑿子，齒型呈銳角 之鑿刀形，齒疏而鋒利齒室也較大；橫截鋸的鋸齒類似刀刃，較小呈尖刀 形，交替地向兩邊打開，較鋒利且齒室較小、排列較密，使鋸成的鋸縫兩 側成帄行線，便於鋸斷木材。而其中橫截鋸有較密的鋸齒，因此可以獲得 較精細的切割，也可以當縱切鋸使用，在市場佔有率較縱切鋸高，見表 2- 3。
2-1-2 木工手鋸齒齒型
在上節中提及幾種鋸齒的齒型，分別為推鋸、拉鋸以及雙刃鋸鋸齒，
其中推鋸的鋸齒又可以分為縱切鋸和橫截鋸鋸齒。而另外在英國標準協會
（BSI）中編號為 BS 3159-1 的 Woodworking saws for hand use 提到五種齒 型的分類，如圖 2- 1 所示[13]，不過目前以各國大廠所生產的鋸子來看，
越來越多的比例採用複合鋸齒（Compound teeth）齒型來製作鋸子，因其 切削性比其餘幾種齒型來的優良，且較可以適用於多種用途。此種齒型的 鋸子最早由日本開始採用，日本系統的鋸子形式較常使用拉鋸，所以歐美
以確定的一點是，在切割工件時，鋸齒上與工件越接近垂直的切割面所面 對的方向，通常是切割的施力方向。
2-1-3 西洋鋸與日本鋸之比較
在生產製造廠商中發現，廠商依照銷售地區的手鋸型式以及數量，可 大致推測出東西方使用者的習慣有顯著的不同，在歐美地區以手鋸為主，
鋸齒特性為推鋸；日本地區則以一般雙刃鋸及摺合鋸為主，鋸齒特性則為 拉鋸。日本地區所發展出的木工用具操作特性多為拉方向施力，而歐美地 區多為推向施力，在鋸子以及鉋子上皆可觀察到此種現象。關於此點，在 文獻中已有部分相關研究資料可供佐證[14-15]。而拉方向的施力也會有其 好處，因為推鋸要抵抗木材夾持鋸片的發生，一旦發生夾持鋸片的現象，
鋸片若剛性不夠的話會造成曲折的現象，所以推鋸的鋸片需要使用較厚的 材料來克服折曲現象的發生，但此種現象幾乎不會在拉鋸身上發生，所以 鋸身部分可以做的比較薄些，因此切割路徑較小，會有較精良的工件表面，
見表 2- 4。
日本鋸與西洋鋸中的主要差異，除了以上提及的操作方向之外，另外 齒型也有相當大的差別（圖 2- 2），西洋鋸當中的單一鋸齒中，通常只做 兩個切割面，BSI 標準中鋸齒圖 2- 1 例上的前四種，但是日本鋸的單一鋸
齒上通常製作三個切割面，圖 2- 1 中的第五例，也甚至有四個切割面的鋸 齒出現，但是不多見於市面上，故本研究裡主要是以三個切割面的日本鋸 作為標準。在日本業界通常將最上方的切割面稱之為上目[16]，這是沒有 出現在其他國家，而在日本獨有的稱呼方法。
1982 年 Ann S. Bleed 等人比較西洋鋸與日本鋸於鋸切木材所需時間與 人體耗氧率之研究，發現鋸切所需時間在比較西洋鋸與日本鋸的結果中，
並無顯著的差異，但在耗氧率詴驗中，日本鋸卻比起西洋鋸來的有效率多 [17]。
日本鋸發展成為優良的木材切割鋸是有其原因的，在明治天皇時期展 開明治維新運動，1873 年開始禁止武鬥，1876 年頒布廢刀令，即禁止警 察、軍人以外的人佩帶武士刀。所以當時有許多製作武士刀的師傅轉而製 造一般工具，但他們將精良且嚴謹的製刀精神及金屬加工技術帶入了工具 製造當中[14]。正因如此，日本鋸算是世界上手鋸發展之目標，許多歐美 生產手鋸的大廠，鋸片的金屬材質選擇、鋸齒的形狀或是熱處理都將日本 鋸做為目標而發展製作。
2-2 鋸齒部位名稱與製程
本研究之重點在於鋸齒之部分，本節之重點在於定義鋸齒每個部位之 名稱，但因專於研究鋸子或鋸齒的學術性論文相當稀少，所以引用工業上 的標準來定義之較為妥當，中華民國國家標準中木工用手鋸總則 CNS 1096 中有提及鋸齒各部位的稱呼方法，細節請見圖 2- 3[18]，但英國標準 協會 BS 3159-1 文中之鋸齒各部位稱呼方法與丈量模式與中華民國國家標 準有不同，參見圖 2- 4[13]。本文盡量以中華民國標準局的稱法為主，配 合其他各國的參考資料，將本研究中的部位名稱統一，請見圖 2- 5。
鋸齒的大小與加工後工件的切割面細緻程度有關，鋸齒齒數有兩種表 示法，分別為 Tpi（Teeth per inch）與 Ppi（points per inch），Tpi 為一英 吋中之鋸齒數，Ppi 為一英吋中鋸齒的尖點數，如下方(2.1)式
1
Tpi Ppi (2. 1) 參見圖 2- 6，Tpi 數值越高的鋸子，鋸齒會越小，以致於鋸切出來的 工件切割面結果越細緻，並且可以切割較硬的材質。
2-2-1 鋸片製作流程
1. 鋸片的外觀在矯直的鋼板上用沖床衝出鋸身形狀 2. 每一鋸齒利用 cBN1砂輪磨出每鋸齒之三個切割面
3. 清除磨屑與毛邊，避免感應加熱時因毛邊的影響而損壞機器 4. 鋸身做應力釋放
5. 打齒（Set teeth），利用機器將鋸齒左右分開 6. 鋸齒感應淬火熱處理
7. 表面防鏽的被膜處理，通常使用樹酯或是烤漆塗覆 以上即為鋸片的製作流程。
2-2-2 鋸齒熱處理
鋸齒的熱處理方法在鋸身製作的流程當中視為相當重要的一環，若鋸 片本身沒有熱處理，或是熱處理錯誤，會導致在鋸切工件時發生過度磨耗 或是崩齒之現象，皆會減短鋸子本身的使用壽命。
本文鋸齒的熱處理為研究安用工業股份公司（TRT）所生產之鋸片，
該廠鋸齒的部位採用 SK5 工具鋼製作，並利用高週波感應熱處理的方法進 行鋸齒部位的熱處理，鋸齒部分在成形後，由含有夾具的輸送帶運送，鋸
齒經過與行進方向垂直之感應線圈進行高週波感應加熱，與傳統圓棒形工 件直接通過感應線圈的軸心不同。鋸齒離開感應線圈後利用空氣吹嘴讓表 面迅速降溫（圖 2- 7），廠房中室溫利用空調機保持 21～24℃，達到空氣 衝風淬火的目的。
西洋鋸採用無變頻感應加熱，每個鋸齒在通過感應線圈時，感應線圈 的交流電頻率沒有變化，所以鋸齒上的熱處理黑暈範圍鋸離最尖端處深度 皆相等，而在鋸齒上中心部分形成一直線黑暈直線。無變頻感應加熱通常 處理一半的鋸齒，而不做全齒感應加熱，其原因為若做全齒感應加熱，會 導致鋸齒容易從根部的位置在使用時造成斷裂形成崩牙。
日本鋸則採用脈衝式感應加熱（Induction pulse-hardening），每一鋸 齒在通過感應線圈時，利用改測器量測鋸齒在現圈中的位置，並且產生脈 衝式的交流電，故每個鋸齒上的黑暈部位會沿著鋸齒的邊緣產生弧狀範圍
（示意圖請見圖 2- 8），如此一來，在鋸齒的切割面與外緣處會有較硬部 位，讓鋸齒達到表層硬、內層韌的效果。
2-3 感應熱處理簡介
高週波感應硬化處理是經由相變態而產生表面硬化，是一種提高工件 耐磨耗性和疲勞強度的有效方法；目前主要應用於鋼料表面的硬化處理，
此種感應硬化的效果與工件材質本身的含碳量及合金成分有關，處理後並 不會改變工件材料內部組成成分。利用高週波加熱，加熱迅速，處理時間 短，而加熱溫度高又不易產生氧化和脫碳現象，變形扭曲量小、成本低，
故目前工業界使用廣泛。
2-3-1 高週波感應熱處理在工業上的應用
20 世紀 30 年代初開始，美國、蘇聯先後開始應用感應加熱方法對零 件進行表面淬火，而隨著高週波感應加熱技術持續演進，應用範圍愈來愈 廣，金屬、塑膠及木材等均可藉此直接快速加熱、熔解、焊接、熔接或表 面處理。
高週波感應加熱方式分兩大類，電場感應加熱（或稱作誘電加熱）及 磁場感應加熱（或稱作誘導加熱），電場感應加熱高頻的交換電壓加熱電 容器間之電介質，對非導體材料加工效果較好，屬選擇性加熱。磁場感應 加熱對象為導體，利用高週波利用工作線圈通過高頻電流在周圍產生磁場
果。其工作比較簡化圖請參見圖 2- 9。
電場感應加熱應用在塑膠熔接，是利用物質分子帶有正負極性電荷的 特性，將物質置於帄行的兩片極板中，同時在極板上加交流電壓，藉不斷 往復運動而相互摩擦發熱產生熔接作用，目前應用在 TPU2、PVC3用品、
潛水衣相關產品、真空泡殼包裝、汽車腳踏墊等產品加工。而此法應用在 木材加工上，是其他工法無法取代的，可得到其他加工方法得不到的形狀 和強度，且無傳統熱板加工表面過熱粗糙及變型等缺點，主要用於合板成 型、曲木等用途，如椅座板、椅背板、樂器和家具等。
潛水衣相關產品、真空泡殼包裝、汽車腳踏墊等產品加工。而此法應用在 木材加工上，是其他工法無法取代的，可得到其他加工方法得不到的形狀 和強度，且無傳統熱板加工表面過熱粗糙及變型等缺點，主要用於合板成 型、曲木等用途，如椅座板、椅背板、樂器和家具等。