Шиповые соединения
Соединение деревянных панелей с помощью различного рода шипов преследует двоякую цель. Прежде всего — получение жесткого сочленения различных частей конструкции, например деталей книжных полок, ящиков стола стенки, боковин рамы кровати или Дивана и тому подобных элементов мебели. Вторая, не менее важная задача, - улучшение механических свойств плоских деревянных деталей: грамотное соединение позволяет избежать коробления, искривления изделия.
Основной принцип заключается том, чтобы соединение было по площади как можно большим и жестко удерживалось без вспомогательных материалов (винтов, скоб, гвоздей).
Деревянные соединения по свое конструкции могут быть следующими
Уширительные. Связывают две деревянные конструкции торцами, по ши рине материала, чтобы увеличить площадь поверхности. Самые известные способы такого сочленения: шипом (1), прямоугольным шипом,с «канавкой» (3).
Удлинительное аналогично предыдущему, но используют этот метод, когда необходимо сэкономить материал или выполнить закругление.
Рамочное. Применяют в том случае когда надо состыковать две деревянные планки или два бруса под прямым углом Известны две его разновидности: прямое ножницеобразное сочленение (4 так называемое на ус — наполовину скрытое ножницеобразное (5). Чтобы осуществить его, на конце одной детали вырезают шип, а на сопрягаемой такой же формы углубление. В прямоугольном варианте вырезы выполняют под прямым углом, а при соединении ус — под углом 45'. При прямом сочленении шип виден на обеих деталях, а на скрытом — лишь на одной (плоскость шипа и вырезы должны быть строго параллельны!).
Рис. 40. «Ласточкин хвост»: 1 — вставной шип; 2 — прямоугольный шип; 3 — «канавка»; 4 — прямое ножницеобразное сочленение; 5 — наполовину скрытое ножницеобразное сочленение; 6 — прямоугольные зубья; 7 — «ласточкин хвост»; 8 — скрытый вариант; 9 — выпиливание углублений
При царговом соединении детали располагают тоже под прямым углом, но не в одной плоскости. Наиболее распространенный способ такой связки — зубчатый. Зубья могут быть прямоугольными (6), то есть с параллельными сторонами одинакового размера. В разновидности, называемой «ласточкин хвост» (7), сторонам зубьев и вырезов придают форму трапеции. У такого вида соединения есть три варианта: открытое, полускрытое и скрытое.
При открытом типе крепления в виде «ласточкиного хвоста» виден торец обеих деталей. При скрытом наполовину — только зубья одной. При скрытом варианте (8) торцы спрятаны полностью.
Если необходимо надежное соединение, внешний вид которого не имеет большого значения, предпочтительнее более простой, открытый способ. Его применяют обычно при изготовлении ящиков. Подчас структура дерева даже украшает торец изготавливаемого предмета.
Используя соединение «ласточкин хвост», надо брать лишь сухое, с прямым волокном дерево хорошего качества. Торец необходимо обработать рубанком и тщательно зашкурить. Ход работы следующий (9): сначала размечают, а затем выпиливают углубления. После этого по ним на стыкуемом торце размечают зубья.
При выполнении разметки очень важно следить за пропорциональностью зубьев и углублений. Их трапециевидность не должна превышать 70-75°, иначе древесина может лопнуть.
При выпиливании и выборке древесины из пазов линии разметки лучше оставить: по ним впоследствии удобно провести доводку, например, мелким рашпилем — стык получится точным и ровным.
Ход работы полускрытого способа сочленения, в отличие от предыдущего, обратный. Сначала делают зубья и уже по ним размечают ответные углубления. Пилой делают перпендикулярные надрезы, затем вырезают треугольники и только после этого оставшееся удаляют стамеской.
Пилу и стамеску направляют так, чтобы рисунок оставался видимым. Затем углы необходимо обработать узкой стамеской и надфилем, чтобы стороны гнезда были взаимно перпендикулярны. После этого можно попробовать вставить зубчатую деталь в гнезда. При не обходи мости мешающие места убираю- надфилем или наждачной бумагой. При полностью скрытом варианте торцы де талей и сами зубья совершенно не будут видны.
Выполнение «ласточкиного хвоста занимает много времени, на стык полу чается прочный и красивый.
Шиповые соединения деталей
Чтобы столярное изделие было прочным, необходимо правильно изготовит шиповое соединение (рис. 41). Сопряжение в нем должно быть достаточно плотным. При небольших отклонениях размерах, полученных при ручном изго товлении шипового соединения, это дефект легко устранить путем подгонки припасовки.
Подгонку шипа к гнезду (проушине или подгонку проушины и шипа выпол няют рашпилем, неплотные прилегании заплечиков припасовывают ножовкой ставя ее плотно к гнезду (проушине), делая пропил на глубину заплечика, между гнездом (проушиной) и заплечуком устраняя более глубокой посадку шипа (рис. 42).
При сборке шипового соединени после подгонки его склеивают или скреп ляют нагелями.
Клееные заготовки и изделия npочнее по сравнению с изделиями из цель новыпиленой древесины. Для склеивания используют синтетические клеи глютиновые (столярные) клеи, изготоеленные из галеры (клеевого студня Этот клей изготавливают из шкур животных. Он бывает плиточным или в гранулах. Размельченные кусочки плиточного клея или гранулы заливают холодно водой и оставляют для разбухания на 6 12 часов.
Набухший клей варят на водяной бане, нагревая до температуры 70- 75 °С, не давая ему закипеть, поскольку в таком случае клеящие способности клея значительно уменьшатся. Соединение получается прочным, но при большой влажности или перепадах влажности оно становится слабым. Этот клей не влагостоек. Целесообразнее использовать современные клеи с отвердителя- ми или без них.
Любое шиповое соединение состоит из двух элементов: шипа и проушины (гнезда).
Рис. 41. Виды шипов: а — одинарный; б — двойной; в — многократный; г — круглый; д, е — «ласточкин хвост»; ж, з — зубчатые; и — гнездо; к, л — проушины; м — глухой шип; н — шип впотемок, о — шип вполупотемок
Рис. 42. Припасовка заплечиков шипового соединения
Шип — это выступ на конце одной из деталей. Он устанавливается в углубление на другой детали. Если углубление открытое, его называют проушиной, а закрытое — гнездо. Шип и гнездо должны соответствовать друг другу, чтобы после соединения склеиванием или нагелями они были прочны.
Различают шипы прямые, косые (типа «ласточкин хвост») и круглые — вставные и цельные с бруском. Боковые грани у прямого и косого типа называют щечками, срезанные торцевые части — заплечиками.
Шиповые соединения бывают различных видов, чаще всего — угловые концевые и угловые соединения. Количество шипов может быть различным в зависимости от толщины соединений деталей.
Соединение брусков на сквозной шип
Чтобы получить красивое и прочное соединение брусков при изготовлении деревянной лестницы, кроме соединения врезкой и вполдерева, изготавливают угловые, срединные соединения на сквозной шип (соединение под прямым углом, в середине — шип).
Шип в этом соединении входит в • гнездо, выполненное долблением, и должен быть выполнен точно, размеры гнезда и шипа должны быть одинаковы. При соединении шипа с гнездом кромки должны плотно, без зазоров прилегать к торцам гнезда, щечки — плотно соприкасаться со стенками гнезда. Изготовление этого соединения зависит от правильной разметки и запила, зачистки шипа. Запил шипа аналогичен запилу врезки.
Зубья у пил должны быть прямоугольной формы, высотой 3-5 мм, а ширина полотна лучковой пилы — 40-50 мм.
Чтобы выполнить эту работу необходимо:
- зажать брусок;
- подготовить пилу к работе;
- установить полотно пилы рядом с размеченной риской и осторожно сделать короткий надрез. Чтобы полотно не ушло от риски, можно положить брусочек рядом с линией, тогда полотно пилы, упираясь в брусочек, не уйдет в сторону. Запил делают на себя, чтобы пилу «не повело»;
- запилить половину шипа и сделать такой же пропил с другой стороны шипа;
- перевернуть деталь в зажиме верстака и закончить пропил до линии разметки;
- спилить щечки с одной и другой стороны.
При пилении инструмент нужно держать немного наклонно относительно основания шипа. Если шип не входитi гнездо плотно, то с помощью стамески i напильника удаляют лишний материал.
Если гнездо больше шипа — это брак и потому при выполнении такого соединения нужно быть точным при разметке и аккуратным при выпиливании.
Иногда при изготовлении столярных соединений используют угловое конце вое соединение, состоящее из шипа проушины, где шип одной детали входи в проушину другой.
Такой вид соединения использую чаще всего при изготовлении форточек створок окон.
Выполняют эту операцию так:
- осматривают бруски и определяют лицевую сторону;
- изготавливают на бруске шип;
- после этого запиливают проушину по линиям разметки с двух сторон бруска, сначала запиливают проушин на всю глубину с одной стороны, держа пилу под углом к кромке, а затем перевернув брусок — с другой.
- после запила проушины лишний материал удаляют долотом и стамеской с одной стороны до середины, а затем, перевернув брусок, и с другой стороны, чтобы края не были мшисты;
- подгонка и сборка соединения заключается в обработке проушины с помощью напильника, если необходимо ее расширить, и стамеской. Шип должен входить в проушину с трудом;
- после контроля соединения его разбирают, промазывают клеем шип, щечки, проушину и собирают на клею, при необходимости зажимая струбциной, и ставят нагели.
Для внутренних лестниц используют столярный, а для наружных — водостойкий синтетический клей.
Столярный клей готовят так:
- разбивают плитку на мелкие части и заливают водой на 3-12 часов, дают разбухнуть. Воду берут в соотношении одна часть плитки и 1 или 2 части воды (чтобы покрыть клей);
- набухший клей ставят в емкость с водой (на водяную баню) и нагревают до температуры не выше 70-80 "С, так как при продолжительном нагреве и перегреве он теряет свои клеящие свойства;
- наносят клей на соединение при его температуре 40-60 С (горячим) периодически подогревая, чтобы не было сгустков.
В угловых соединениях шипы, видимые с наружной стороны и с торца, называются открытыми.
В столярных изделиях, особенно при вязке рамок из брусков, часто применяют шиповые соединения на ус. В таких случаях концы брусков срезают под углом 45°.