Соединения элементов деревянных конструкций. Виды и способы соединений деталей в изделиях из древесины Типы соединений в проушину

Соединение деревянных деталей - способы соединения

Усом называют скошенный прямой или ступенчатый срез концов брусков. Для наиболее простого, прямого соединения на ус концы брусков размечают под острый угол около 15; мелкозубной пилой срезают скосы с припуском 2 - 3 мм на обработку (рис. 73, а). Скосы вначале строгают рубанком, затем обрабаотывают шлифчиком или фуганком. Для предохранения тонких концов бруска от прогибов и скалывания строгание их ведется на подкладке (рис. 73, б). Прикладывая скосы брусков один к другому, проверяют их на просвет, обращая внимание на то, чтобы оси брусков были строго параллельны.
После точной подгонки скосы смазывают клеем и запрессовывают с помощью струбцинок с прокладками по всей ширине брусков или зажимают в цвинках. При сращивании тонких реек места соединения после склеивания плотно обматывают прочными нитками и сверху еще раз обмазывают клеем (рис. 73. в) Соединение деталей в полдерева (в лапу) является более прочным, чем соединение на ус. Этот способ соединения относится к угловой вязке брусков. На обоих концах соединяемых брусков после разметки рейсмусом вырезают пилой или стамеской одинаковые уступы до половины толщины бруска(рис. 73, г).
Надрез пилой по разметке вначале делают вдоль бруска, а затем поперек. Для большей плотности соединения продольный разрез ведут на одном бруске снаружи разметочной риски, а на другом внутри ее; поперечный надрез делают с незначительным наклоном внутрь. Способом соединения вполдерева, помимо угловой вязки, можно произвести тавровую вязку брусков (ее называют также серединной, Т-образной, поперечной). При тавровой вязке конец одного бруска закрепляется внакладку на середине другого, выдолбив в нем по разметке стамеской соответствующее прямое или трапецевидное углубление (рис. 73, д. е. ж). При соединении внакладку вполдерева для большей прочности; производится склеивание и дополнительное крепление гвоздями, шурупами, накладками или нагелями. Нагели представляют собой деревянные цилиндрические или конические шпильки, забиваемые на клею в заранее полученные шилом, сверлом или буравчиком отверстия на соединяемых частях. Концы нагелей, выступающие за плоскости изделия, срезают стамеской.Соединение детали на шипах (шиповая вязка) - оладает еще большей прочностью и широко применяется для угловых и тавровых соединений брусков. При шиповой вязке соединяемые детали имеют один или несколько шипов и соответствующие им гнезда и проушины. Шипы, гнезда, проушины и их элементы показаны на рисунке 74 рисунке. Гнезда могут быть глухие, если они открыты только с одной стороны, или сквозные, если отверстие проходит сквозь брусок и открыто с обеих противоположных сторон. Шипы бывают одинарные, двойные, тройные; в строгом соответствии с ними делаются и проушины. По конструкции шипы могут составлять одно целое с бруском, являясь его продолжением, или могут быть изготовлены отдельно. Последние называются вставными шипами. По форме шипы бывают прямые (прямоугольные), цилиндрические (вставные), прирезные в виде «ласточкина хвоста» и др. Шипы, гнезда и проушины должны быть изготовлены очень точно и входить в соединяемые детали без зазора возможно плотнее. Наличие зазоров между шипами и стенками гнезда ослабляет вязку и делает ее непрочной. При неточном изготовлении шипов, в случае получения утолщенного шипа, при вклинивании его в гнездо может произойти раскалывание . Соединение прямым шипом является наиболее простым и в то же время обеспечивающим достаточную прочное изделия. Для проведения вязки прямым шипом на одном кош бруска с помощью пилы и стамески по разметке вырезают один или несколько прямоугольных выступов - шипов, которые делаю сквозными или полупотайными (рис. 75, а, б, в). При соединении брусков на одном шипе его толщину берут равной 1/3 - 1/5 толщины бруска, а при вязке на два шипа их толщина принимается равной толщине щек. На другом сопрягаемо бруске точно по размеру шипа размечают и выдалбливают сооветствующее углубление - гнездо.Глубина глухого гнезда делается больше длины шипа не менее чем на 2 мм; это делается для того, чтобы при возможной усушке бруска между заплечиками шипа и краями гнезда не могла образоваться щель. Толщина шипа берется не меньше 1/3 толщины шипового бруска. По длине глухой шип принимают равным примерно 2/3 толщины бруска, в котором выбирают гнездо. У шипа, входящего в гнездо, по одному или двум торцовым ребрам снимают небольшую фаску под углом 30°, что облегчает ввод шипа в гнездо. Типы различных более сложных соединений брусков и досок угловой вязкой показаны на рисунке 76.Достаточно прочная угловая вязка брусков, применяемая при сборно-разборных соединениях, производится на вставных цлиндрических или прямоугольных шипах - шкантах, диаметром 5 до 12 мм в зависимости от толщины брусков.При выполнении соединения требуется очень точная приторцовка брусков и точное высверливание гнезд под вставные шипы (рис. 76, ж, з). Несколько сложнее производится угловая вязка досок и щитов (на угол) или так называемая ящичная вязка. Соединение может: осуществляться шипами - сквозными, вполупотай и впотай (рис. 77). Ширина шипов берется равной 0,6 - 0,8 толщины стенок а угол скоса шипов 15°. Тавровое или Т - образное соединение брусков применяется при изготовлении полок шкафов, столов, стульев и других столярных изделий и выполняется одинарным или двойным шипом в сквозное или глухое отверстие. Тавровое cоединение осуществляется как соединение разъемное (выполняемое на клиньях) и неразъемное (шиповое).Наиболее применимое тавровое соединение брусков производится внакладку (вполдерева), лапой типа «ласточкин хвост», прямым, сквозным пли глухим одинарным шипом, применяются также круглые двойные шипы (рис. 78). Сплачивание применяется при изготовлении изделий значительной ширины - щитков, чертежных досок и пр. (осуществляется с обязательным последующим склеиванием. Примеры соединения элементов из древесины сплачиванием показаны на рисунке 79). Основные правила при проведении сопряжений элементов из древесины и при вязке отдельных заготовок сводятся к следующему. Заготовки, отдельные элементы и детали из древесины, предназначенные для соединения, заранее тщательно подготавливаются. Они должны иметь правильные размеры, а их стороны должны быть параллельны друг другу. Исправлять неправильные заготовки в процессе вязки нельзя. Парные части соединяемых деталей (одинаковые по назначению) должны иметь одинаковые размеры и быть взаимозаменяемыми. После подготовки и выверки соединяемых заготовок, определения их рабочих поверхностей и порядка соединения производится разметка. Парные сопрягаемые заготовки размечаются шесте Разметку досок и щитов начинают с кромок, перенося линии разметки далее на пласти и на вторые кромки. Перенос разметки с одной стороны заготовки на другую производится с поворотом заготовки в одном направлении (например, на себя). При вязке рам разметку проушин делают двухсторонней.При шиповой вязке разметку ведут по гнезду с учетом размеров имеющихся долот. Разметку проушин делают по шипу; запиловку шипов производят широкой, мелкозубой пилой, с лицевой стороны шипа (рис. 80). Прочерчивание параллельных линий при разметке производится рейсмусом по очереди на всех подготовленных заготовках, с соблюдением заданных размеров. Прочерчивание ведется от одних и тех же лицевых или внутренних сторон, принятых за базу. Для предупреждения раскола древесины и обеспечения прямолинейности проушин при поперечной разметке шипов рекомендуется перед запиловкой или долблением разметочные линии, проходящие по проушинам и заплечикам прорезать углом острой стамески. При запиливании шипов и проушин пила направляется таким образом, чтобы пропил шел рядом с намеченной разметочной линией, не задевая ее. При запиливании шипов пилу направляют вдоль намеченной риски с внешней ее стороны, а при запиливании проушин - с внутренней.Чтобы получить плотный наружный шов при двустороннем долблении сквозных гнезд и проушин, их следует слегка поднутрить (подрубить, но не скалывать). Перед склейкой подготовленные детали и заготовки предварительно собирают в зажимном приспособлении и устраняют перекосы и различные дефекты. Для большей прочности, главным образом при вязке изделий со сквозными гнездами, шипы рекомендуется расклинивать; деревянные клинышки ставятся на клею. При сборке заготовок и отдельных частей из древесины в целое изделие следует пользоваться киянками, или молотками, нанося удары через прокладки из мягкой древесины (рис. 81). Наиболее распостранёнными способами неразёмного соединения древесины являются соединение деталей на ус, соединение в пол дерева, вязка на шпилькахи другие, причем во всех этих случаях прочность соединения приобретается только после склеивания соединяемых частей.

Клеим

При пользовании клеем следует помнить:
- склеиваемые поверхности должны быть хорошо подогнаны друг к другу;
- для лучшего склеивания детали следует обработать рашпилем, то есть придать им шероховатость;
- склеиваемые детали должны быть выполнены из хорошо высушенной древесины;
- склеиваемые поверхности должны быть чистыми и обезжиренными;
- клей наносится равномерно не слишком тонким слоем (для этого можно воспользоваться старым полотном ножовки по металлу);
- детали при склеивании должны быть хорошо сжаты и закреплены при помощи струбцин, клиновых зажимов и др.

Простые способы соединения деревянных деталей

Деревянные детали можно соединять множеством способов. Самым простым способом является соединение встык, а самым сложным можно считать соединение "ласточкин хвост". Существуют способы соединения древесины, различающиеся сложностью и прочностью.
Выбор типа соединения зависит от того, что мы изготовляем. Например, при сборке шкафов используют стыковые, фальцевые соединения и соединение в паз и ус. Чаще при изготовлении дверных рам используют соединение шипом в гнездо.

1. Соединение встык. При стыковом соединении края материала соединяются с помощью клея и других крепежных средств.

Достоинство - легкое исполнение.

Недостаток - низкая прочность соединения.

Этот тип соединения используют там, где не так важна прочность - лицевые рамы или декоративные вставки. Такие соединения можно упрочнить с помощью нагелей, ламелей или специальными шурупами.

2. Соединение в ус. Соединение в ус - это соединение встык, только торцы скошены под углом 45 градусов. Соединение в ус также нуждается в упрочнении с помощью крепежа.

3. Соединения в пазы и фальцевые соединения. Соединения в пазы бывают продольные и поперечные, и различаются они направлением паза по отношению к направлению волокон древесины.

соединение в паз

Фальцевые соединения характеризуются прямоугольным уступом на кромке доски.

Достоинства соединения в пазы и фальцевых соединений - высокая прочность соединения.

Недостаток - сложнее в изготовлении, чем стыковые соединения.

При изготовлении мебели в основном применяются эти способы соединения древесины. Подробнее каждый способ соединения будет рассмотрен в следующих статьях.

Крепление элементов из древесины специальными металлическими накладками не только облегчит плотнику его работу, но и обеспечит надежное и прочное соединение. При применении такого метода соединения элементы конструкций из древесины не ослабляются в местах соединения врубками и шипами, это позволяет использовать материал небольших поперечных сечений при таких же нагрузках.

Использование металлических накладок, дает возможность снизить затраты по сравнению с традиционными конструкциями. Накладки изготавливаются из нержавеющей стали или нержавеющую сталь можно заменить оцинкованным железом. Такие накладки применимы как для наружных, так и для внутренних конструкций. Если кому-то не нравится блеск металла, их можно покрыть (в частности, при отделке интерьера) краской или цветным лаком.

Накладки и другие детали для соединения деревянных элементов крепят специальными кручеными гвоздями или шурупами (саморезами). Для обеспечения расчетной прочности соединений нужно определить необходимое количество гвоздей на каждую накладку. Если у вас есть опыт, то можно руководствоваться собственной интуицией.

При необходимости подобные накладки можно вырубить или вырезать из полосовой или листовой стали толщиной 2-4 мм. Отверстия под шурупы и гвозди необходимо отзенковать, чтобы шляпка гвоздя или шурупа углубилась в отверстие заподлицо с поверхностью накладки.
Плоские накладки для соединения деревянных элементов используют как для легких, так и более мощных конструкций. Накладки крепят или только гвоздями, или гвоздями и шурупами.
Как закрепить деревянные элементы

Угловые (угол до 135°) накладки предназначены для выполнения соединений, воспринимающих большие нагрузки (например, стропильных ферм или консольных балок каркасной конструкции). Накладки выпускают с различной шириной и длиной сторон.

Угловые крепления деревянных элементов

Угловая консоль с упрочением угла выштамповкой предназначена для прикрепления тяжелых балок к кирпичной кладке. Сначала в кладке (в стороне от швов) на дюбелях закрепляют резьбовые шпильки, затем привинчивают угловую консоль.

Деревянные элементы. Чем закрепить

Имеются и универсальные соединительные детали со шлицом с одной стороны. Сгибая или разгибая, их можно подогнать под любой угол сопрягаемых деталей. Они в основном применяются для выполнения соединений, подверженных небольшим нагрузкам.
Универсальные соединительные детали

Узловая или ригельная соединительная накладка обеспечивает восприятие сжимающих и растягивающих нагрузок. Размеры и углы сопряжения их различны.
Соединение несущей балки

Так несущую балку соединяют с угловой консолью. Обратите внимание на то, чтобы между стеной и балкой был оставлен небольшой зазор для вентилирования торца.

Кольцевые соединительные элементы

Кольцевые соединительные детали предотвращают смещение элементов конструкции, не выполняющих несущую функцию. Соединительные детали затягивают болтами.
Накладки для соединения стропил с прогонами

Накладки для соединения стропил с прогонами. Расположение их позволяет, компенсировать ветровые нагрузки, воздействующие на крышу. Накладки могут быть различных размеров.
Узловая косынка

Эта узловая косынка позволяет соединять одновременно три элемента конструкции. Она рассчитана на восприятие очень больших нагрузок.
Универсальные соединения

Универсальные соединительные детали и балочные анкеры. И те, и другие способны выдерживать высокие нагрузки.

Ознакомившись с данным материалом и рассмотрев примеры соединения металлическими накладками, вам будет проще сделать свой выбор способа соединения элементов из древесины.

Существует много способов соединения элементов и деталей из древесины.

В основном это соединения частей древесины вдоль волокон - сращивание по ширине - сплачивание и под углом – вязка. При ремонте квартиры соединение частей древесины по длине применяют редко, ввиду того, что все элементы и детали изделий можно выполнить из цельного пиломатериала.
Сплачивание применяют при получении щитов. Подобрать широкую доску для изделия трудно, тем более что широкая доска со временем коробится и растрескивается. Широкие щиты набирают из отдельных брусков или досок, используя соединение на гладкую фугу, в четверть, в прямоугольный паз и гребень, в паз на рейку.

Помимо всевозможных шиповых соединений используется также и самое простейшее соединение - сколачивание гвоздями и шпильками. Но шляпка гвоздя на лицевой поверхности изделия значительно ухудшает его эстетический вид, поэтому их прячут различными способами. Так, например гвоздь вбивают не до конца, откусывают головку, а затем вгоняют с заглублением, замазав его шпатлевкой. Иногда головку гвоздя предварительно расклепывают, а гвоздь забивают так, чтобы получившаяся узкая головка совпадала с направлением волокон древесины. Углубляют его ударами молотка через положенную боком головку другого гвоздя, а углубление зашпатлеаывают.
Есть еще один способ, при котором вначале при помощи стамески подрезают слой древесины, забивают гвоздь, а древесную стружку приклеивают на место.

Если при соединении гвоздем последний проходит насквозь, торчащий конец загибают в крючок и забивают заподлицо. Более прочным соединением является соединение на шурупах. При этом необходимо помнить, что ввинчивать шуруп необходимо в специально подготовленное отверстие, которое делают сверлом или шилом. Диаметр этого отверстия должен быть немного меньше диаметра верхней части шурупа. Иногда, при завинчивании в твердую древесину, шуруп приходится предварительно смазать мылом, солидолом или другим подобным материалом.

Все соединения, описанные ранее, производят с обязательным применением клея, а в некоторых случаях дополнительно усиливают деревянными нагелями, шкантами, шурупами, металлическими накладками, угольниками.

«Виды и способы соединений

деталей в изделиях из древесины»

Урок технологии

7 класс

2016 г.

Тема: Виды и способы соединений деталей в изделиях из древесины.

Цели урока: сформировать знания о видах и способах соединений деталей в изделиях из древесины; способствовать развитию у учащихся умения выбирать способы соединения; формировать необходимость в труде.

Задачи урока:

1. Дать понятие учащимся о видах и способах соединения деталей из древесины. Угловые, серединные и ящичные шиповые соединения, их элементы и конструктивные особенности;

2. Продемонстрировать виды и способы соединения;

3. Научить правильно рассчитывать соединение.

Оснащение урока:

1. Материально-техническая база: Образцы соединения деталей из древесины.

2. Дидактическое обеспечение урока:

Технология 7 класс. Под редакцией В. М. Казакевича, Г. А. Молевой;

Презентация.

Методы обучения:

1. словесные методы (объяснение, беседа);

2. наглядные методы (демонстрация наглядных пособий).

Тип урока: урок объяснения нового материала.

Ход урока

Организационный момент

Актуализация опорных знаний

Как только древний человек придумал орудие труда, он почти сразу же приступил к строительству жилища из дерева. Прошло много тысячелетий, но он продолжает улучшать свое жилище. Современные технологии делают этот процесс намного проще, но основы, заложенные нашими предками, передаются из поколения в поколение (Слайд 3)

Кто знает, как построить дом?
Чтоб было нам уютно в нём,
Чтобы он тёплым был и прочным.
Строитель это знает точно.

А знаете ли вы, какие дома можно построить?(Кирпичные, панельные, деревянные и т.д.)

Сообщение темы и цели урока.

Сегодня мы с вами будем говорить о построении деревянного дома.

Из какого материала строится деревянный дом?

Какие есть виды и способы соединения деревянных деталей – мы с вами сегодня и будем изучать.

Давайте вспомним, какими способами можно соединить детали из древесины (шурупами, гвоздями, болтами, склейкой).

Где можно встретить данные виды соединений?

Изучение нового материала

1. Рассказ учителя

Давайте рассмотрим с вами способы соединения деревянных деталей. В основном, это плотничные соединения, которые передавались из поколения в поколение на протяжении множества столетий.

Все изделия из древесины состоят из нескольких деталей, которые можно соединить различными способами. Процесс соединения деталей в целое изделие называется сборкой .

Приступая к соединению древесины, мы должны обработать ее и приготовить к употреблению.

Одно из основных правил, которые следует знать и выполнять – это присоединении тонких деталей к более толстым.

Существует несколько видов соединения древесины:

Соединение в торец

Соединение в наклад

Соединение в полдерева

Соединение в шпунт

Соединение «гнездо - шип»

Сращивание по длине (Слайд 4)

В зависимости от расположения деталей в изделиях различают концевые (рис. а) и серединные (рис.б) соединения.

Они могут быть выполнены с помощью гвоздей, шурупов или клея.

Соединение в торец (сплачивание) считается самым простым способом соединения. При этом способе поверхности двух соединяемых деталей плотно подгоняются друг к другу при помощи гвоздей или шурупов. Длина гвоздя (шурупа) должна пройти через первую деталь и войти во вторую деталь на 1/3 длины гвоздя. Толщина гвоздя должна соответствовать размеру древесины, чтобы при забивании не появилось трещины. Гвоздей должно быть не менее 2 и располагаться они должны не на одной линии. (Слайд 6)

Соединение в наклад - две детали накладываются одна на другую и соединяются при помощи гвоздей, шурупов или болтов. Заготовки могут размещаться на одной линии или под определенным углом.

Сращивание по длине. Сращивание простым является для вертикальных опор.(Слайд 8)

Соединение в шпунт применяют при настилке пола или досок обшивки. При таком соединении исключены щели между досками.(Слайд 9)

Соединение «гнездо – шип» наиболее распространенное среди соединений деревянных деталей. (Слайд 10)

Шиповое соединение состоит из паза, выдолбленного или высверленного в одной из деревянных деталей, а так же шипа, выполненного на конце другого, прикрепляемого элемента. Детали должны иметь одинаковую толщину, но если толщина разная, то гнездо изготавливается в той части, которая более толще, а шип изготавливается во второй, более тонкой части.

Элементами шипового соединения являются шип, соединяемый с гнездом или проушиной. (Слайд 11, 12)

Шиповое соединение деталей: а - одинарным шипом; б - двойным шипом

Шипом называют выступ на торце деревянной детали.

Гнездом называют отверстие в другой детали, которое соединяется с шипом.

Проушиной называют паз на торце детали, соединяемый с шипом.

Профили и размеры шипа и проушины должны совпадать. Длина шипа должна равняться ширине присоединяемого бруска.

В зависимости от толщины деталей применяют шипы: одинарные, двойные, тройные и т. д. При толщине заготовок до 40 мм обычно применяют одинарные шипы, от 40 до 80 мм - двойные, свыше 80 мм - тройные и многократные. «Шип» - от немецкого «середина». Проушина - промежуток между ушками (щечками, шипами).

Соединение выполняют на клею с дополнительным скреплением гвоздями, шурупами.

Беседа по изученному материалу.

1. Какие существуют виды соединений?

2. Какие соединения называют шиповыми?

3. Где их применяют?

4. Чем они отличаются?

5. Назовите виды шиповых соединений.

Практическая работа учащихся «Соединение деталей из древесины»

1.ТБ учащихся при работе

2. Изготовление макетов шиповых соединений.

3. Оценивание работ учащихся, анализ ошибок.

Подведение итогов урока

Уборка рабочих мест

К атегория: Резьба по дереву

Соединение деталей древесины

Соединение деревянных деталей гвоздями

Для соединения деталей простого изделия достаточно гвоздей. Номенклатура гвоздей очень велика, существуют, например, обойные, с уменьшенной головкой, ящичные (рис. 3). Длина гвоздя должна быть равна утроенной толщине соединяемой детали. Крайние гвозди забивают под некоторым углом, чтобы они не вылезали (рис. 4), столярным молотком, несколько отличающимся от слесарного (рис. 5). Для лучшего вхождения в. дерево гвозди смазывают мылом.

Соединение деревянных деталей шурупами

Соединение шурупами - более прочное, разборное. Шурупы (рис. 39) бывают стальные, латунные, из различных 11 сплавов. Их обозначение аналогично обозначению винтов (шуруп 2 X 20 означает шуруп диаметром 2 мм и длиной 20 мм).

Рис. 1. Рашпиль: а - плоский; б - полукруглый; 1 - тело рашпиля; 2 - ручка; 3 - насечка; 4 - хвостовик

Рис. 2. Брусок для шлифования древесины: 1 - стеклянная шкурка; 2 - деревянный брусок; 3 - пробка

Рис. 3. Гвозди: а - обойный; б - с уменьшенная головкой; в - ящичный

Рис. 4. Соединение деревянных деталей гвоздями

Рис. 6. Молотки: а - столярный; 1 - ручка; 2 - боек; з - вспомогательный боек; 4 - клин; б - слесарный

Рис. 7. Шурупы: а - с потайной головкой; б - с полукруглой головкой; в - с полупотайной головкой; г - с шестигранной головкой; д - с квадратной головкой

Рис. 8. Инструменты для подготовки к сверлению: 1 - шило; 2 - бурав

Рис. 9. Шуруп (и винт) с кре» стовым шлицем и соответствующая отвертка

Прежде чем ввернуть шуруп, в мягкой древесине достаточно сделать мелкое отверстие шилом, а в твердой - буравом (рис. 8).

Резьбу крупных шурупов смазывают мылом. Шурупы ввертнвают отверткой с лопаткой по форме паза в шурупе. Даже при самом аккуратном отношении отвертка с лопаткой часто срывается с головки (особенно у шурупов из сплавов) и царапает деталь. В связи с этим целесообразнее применять шурупы с крестовым шлицем (рис. 9).

Соединение деревянных деталей сращиванием

При необходимости соединения планок в прочную раму отрезают четыре строганых детали и укладывают их в виде прямоугольника по вычерченному эскизу. На верхней и нижней сторонах планок карандашом отмечают ширину прилегающих деталей, а затем угольником переносят отметку на весь контур. После этого с помощью рейсмуса (рис. 11) наносят риски для снятия материала. При отрезании необходимо учесть толщину пильного полотна (рис. 10). После этого собирают раму, промазывая клеем, иногда соединяя штифтами.

Рис. 10. Угловое ступенчатое соединение

Рис. 11. Рейсмус

Рис. 12. Детали шипового соединения: 1 - проушина; 2 - шип

Шиповое соединение деревянных деталей

Для изготовления рамы, которая должна быть прочнее сращенной рамы, применяют одинарное шиповое соединение. Две противоположные детали рамы (называемые обвязкой) имеют проушины или шипы (рис. 12). Если на обвязке большей длины сохранилась часть коры, в ней делают шип, на меньшей - проушины. Торцы обвязок размечают на три равных части и выпиливают надрезы: для шипа - с внешней стороны риски, для проушины - с внутренней. Проушину выдалбливают долотом до середины, затем обвязку переворачивают и доделывают проушину до конца. После этого проушины и шипы зачищают рашпилем или стеклянной шкуркой и собирают раму (рис. 13).

Еще прочнее соединение с многократными шипами, применяемое для соединений углов рам несущих конструкций столов, кресел, ящиков и т. п. Вручную такие шипы изготавливают следующим образом: наносят точную разметку карандашом, пилой делают надрезы с обеих сторон, узким долотом вначале с одной, а затем с другой стороны срубают материал, зачищают рашпилем или стеклянной шкуркой. Готовые обвязки соединяют, устраняют дефекты и проверяют размеры и перпендикулярность соединения. После этого готовят эпоксидный или другой клей, кисточкой или щепкой аккуратно наносят его на все стыковочные поверхности и, легко постукивая, собирают изделие. После этого счищают выступивший клей, измеряют прямоугольность, стягивают под нагрузкой и выдерживают на воздухе для сушки. Еще более сложным является соединение в шип «ласточкин хвост» (рис. 14).

Рис. 13. Шиповое соединение: 1 - проушина; 2 - шип

Рис. 14. Соединение в шип «ласточкин хвост»

Клеевое соединение

Для соединения деревянных деталей применяют столярный клей, казеин, эпоксидный клей различных марок, При использовании синтетических клеев следует руководствоваться инструкциями по их применению.

Столярный клей. Клей продается в виде плиток, гранул или порошка. Плитки дробят, заливают водой (в массовом отношении 1: 1) и выдерживают 12-24 ч: крошки- 90 мин, а порошок - 20 мин. После того как клей разбухнет, его нагревают в водяной бане (рис. 15) до 60°С, непрерывно перемешивая. Клей ни в коем случае нельзя доводить до кипения.Правильно приготовленный клей стекает с палочки или щепки медленно и равномерно.

Рис. 15. Водяная баня для столярного клея

Клей наносят на соединяемые поверхности (перед соединением их нужно нагреть хотя бы до комнатной температуры, чтобы клей не остывал слишком быстро, не затвердевал и не терял своих свойств) и зажимают изделие струбцинами. После выдержки в течение 24 ч клей высыхает и соединение приобретает прочность. Склеивание необходимо выполнять в помещении при температуре не ниже 20 °С. Клей готовят в количестве, необходимом для соединения деталей.

Недостатком столярного клея является то, что во влажной среде соединение теряет прочность, поэтому он непригоден для влагостойких соединений.

Казеиновый клей. Казеин - белый порошок, который растворяют в воде в стеклянной или керамической посуде в соотношении, указанном в инструкции по применению. Недостаток казеинового клея заключается в необходимости использования его сразу же после прип> товления, так как он быстро теряет свои свойства. Однако клей дешев и влагостоек. Порошок медленно при непрерывном перемешивании засыпают в воду до получения кашицы; через 30 мин клей размешивают, и он готов к применению. Густой клей наносят большим слоем, чем столярный. Склеиваемые детали зажимают струбциной и выдерживают не менее 8 ч. На следующий день клей затвердевает, и соединение готово к дальнейшей обработке.

Синтетические клеи. В специализированных магазинах можно приобрести различные синтетические клеи на основе фенолформальдегидных, мочевиноформальдегидных, эпоксидных и других смол.

Выбранный в зависимости от назначения клей готовят в помещении с температурой примерно 20 °С, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией.
Клей смешивают в стеклянной, фарфоровой, керамической или эмалированной посуде. Приготавливать клей в запас нельзя, так как жизнеспособность синтетических клеев обычно не превышает 4-6, редко - 20 ч.

Клей наносят кистью или шпателем на одну из соединяемых поверхностей. Расход клея равен 0,15-0,2 кг/м2. При горячем склеивании расход клея несколько меньше; отвердевает он при этом быстрее - уже через несколько минут. Склеиваемые поверхности сжимают с усилием 0,2-1 МПа до полного отверждения клея и образования прочного соединения.

Добавляя пигменты (в количестве 3-10 % массы смолы) или растворимые в спирте и ацетоне красители, клей можно окрасить в нужный цвет.
Для приготовления клея на основе мочевиноформаль-дегидных смол (М-60, М-70, СФК-70) в качестве отверди-теля применяют хлористый аммоний, 40 %-ную молочную или щавелевую кислоту.

Для соединения древесины, целлулоида, пробки, кожи, бумаги, тканей, ПВХ, пенополистирола, слоистых пластиков с успехом применяют поливинилацетатную (ПВА) дисперсию. После отверждения соединение обладает влагостойкостью, правда кратковременной. Дисперсия дает бесцветную пленку, невидимую при вытекании клея в зазорах. При необходимости дисперсию можно окрасить пигментами.

Клеи на основе эпоксидных смол продаются в комплекте из двух компонентов - смолы и отвердителя (диэтилентриамина). Эти клеи обладают высокой прочностью. Сразу же после смешивания обоих компонентов, т. е. 100 массовых частей смолы и б-9 массовых частей отвердителя, жидкую смесь следует использовать для получения соединения. При комнатной температуре склеивание следует выполнять не позже чем через 90 мин после смешивания клея. Эпоксидные клеи типа В К (например ВК-3, В К-13 и т. п.) применяют для склеивания древесины, стекла, фарфора, полиэфирных стеклопластиков, а также не очень мягких пластмасс.

Для приклеивания керамических и пластмассовых облицовочных плиток к бетону, штукатурке, асбоцементу применяют клеи марок «Бустилат», «Стилит», а также различные мастики (например, ПС-Б, «Гумилакс»).

Клеи на основе полиэфирных смол (обычно применяемые для слоистых стеклопластиков) пригодны и для склеивания древесины, особенно при необходимости получения влагостойких соединений. Прочность этих клеев ниже, чем клеев на основе эпоксидных смол.

Во избежание вытекания клея из вертикальных соединений его можно загустить отмученным мелом, цементом, каолином, целесообразнее - коллоидным кремнеземом. Такие добавки одновременно несколько уменьшают усадку.

При изготовлении клея тщательно перемешивают смолу и ускоритель, а затем при непрерывном перемешивании добавляют катализатор. При комнатной температуре клей отверждается через 2 ч. Клеи на основе полиэфирных смол обладают влаго-, нефте-, бензино- и кислотостойкостью, причем даже при температуре 80 °С.

Для склеивания резины и каучуков между собой и с металлами, стеклом используют резиновый клей марки 88НП, представляющий собой раствор резиновой смеси 31-НП и бутилфенолформальдегидной смолы. Клей обладает водостойкостью, не вызывает коррозии некоторых цветных металлов (алюминия, магния, меди). Аналогичным назначением и свойствами обладают клеи «Термо-прен», «Лейконат», ВКР-15.

Большой популярностью пользуются клеи БФ-2, БФ-б, обеспечивающие герметичные и прочные соединения металлов и неметаллов. Клей БФ-б применяют в медицине для склеивания порезов, царапин, небольших ран.

Для соединений изделий из органического стекла используют клеи В31-Ф9, BC-1GTM, ВК-14.

Нитроцеллюлозный клей АК-20 предназначен для соединения тканей между собой и приклеивания их к древесине и металлам.

Кроме обработки цельных кусков древесины, часто приходится соединять деревянные детали в узлы и конструкции. Соединения элементов деревянных конструкций называют посадками. Соединения в конструкциях деревянных деталей определяются пятью видами посадок: напряженная, плотная, скользящая, свободная и очень свободная посадка.

Узлы - это части конструкций в местах соединения деталей. Соединения деревянных конструкций подразделяются на виды: торцевые, боковые, угловые Т-образные, крестовидные, угловые L-образные и ящичные угловые соединения.

Столярные соединения имеют более 200 вариантов. Здесь рассмотрены только соединения, которыми пользуются на практике столяры и плотники.

Торцевое соединение (наращивание) - соединение деталей по длине, когда один элемент является продолжением другого. Такие соединения бывают гладкие, зубчатые с шипами. Дополнительно их закрепляют клеем, шурупами, накладками. Горизонтальные торцевые соединения выдерживают нагрузки на сжатие, растяжение и на изгиб (рис. 1 - 5). Пиломатериалы наращивают в длину, образуя на концах вертикальные и горизонтальные зубчатые соединения (клиновой замок) (рис. 6). Таким соединениям не нужно быть под давлением в течение всего процесса склеивания, так как здесь действуют значительные силы трения. Зубчатые соединения пиломатериалов, выполненные фрезерованием, отвечают первому классу точности.

Соединения деревянных конструкций должны быть изготовлены тщательно, в соответствии с тремя классами точности. Первый класс предназначен для измерительного инструмента высокого качества, второй класс - для изделий мебельного производства, а третий - для стройдеталей, сельскохозяйственного инвентаря и тары. Боковое соединение кромкой нескольких досок или реек называют сплачиванием (рис. 7). Такие соединения применяют в конструкциях полов, ворот, плотничных дверей и т. д. Дощатые, реечные щиты дополнительно укрепляют поперечинами и наконечниками. При обшивке потолков, стен верхние доски перекрывают нижние на 1/5 - 1/4 ширины. Наружные стены обшивают горизонтально уложенными досками внахлёст (рис. 7, ж). Верхняя доска перекрывает нижнюю на 1/5 - 1/4 ширины, что обеспечивает отвод атмосферных осадков. Соединение конца детали со средней частью другой образует Т-образное соединение деталей. Такие соединения имеют большое число вариантов, два из которых показаны на рис. 8. Эти соединения (вязки) применяют при сопряжении лаг перекрытий и перегородок с обвязкой дома. Соединение деталей под прямым или косым углом называют крестовидным соединением. Такое соединение имеет один или два паза (рис. 3.9). Крестообразные соединения применяют в конструкциях крыш и ферм.

Рис. 1. Торцевые соединения брусьев, сопротивляющиеся сжатию: а - с прямой накладкой вполдерева; б -с косой накладкой (на «ус»); в - с прямой накладкой вполдерева со стыком в тупой угол; г - с косой накладкой со стыком в шип.

Рис. 2. Торцевые соединения брусьев (наращивание), сопротивляющиеся растяжению: а - в прямой накладной замок; б - в косой накладной замок; в - с прямой накладкой вполдерева со стыком в косой шип (в ласточкин хвост).

Рис. 3. Торцевые соединения брусьев, сопротивляющиеся изгибу: а - с прямой накладкой вполдерева с косым стыком; б - с прямой накладкой вполдерева со ступенчатым стыком; в - в косой накладной замок с клиньями и со стыком в шип.

Рис. 4. Сращивание врубкой с усилением клиньями и болтами.

Рис. 5. Торцевые соединения брусьев, работающие на сжатие: а - впритык с потайным выдолбленным шипом; б - впритык с потайным вставным шипом; в - с прямой накладкой вполдерева (соединение может быть укреплено болтами); г-с прямой накладкой вполдерева с закреплением проволокой; д - с прямой накладкой вполдерева с закреплением металлическими обоймами (хомутами); е - с косой накладкой (на «ус») с закреплением металлическими обоймами; ж - с косой накладкой и закреплением болтами; з - разметка косой накладки; и - впритык с потайным четырехгранным шипом.

Рис. 6. Торцевые наращивания схемы фрезерования при торцевом склеивании заготовок: а - вертикальное (по ширине детали), зубчатое (клиновидное) соединение; б - горизонтальное (по толщине детали), зубчатое (клиновидное) соединение; в - фрезерование зубчатого соединения; г - выпиливание зубчатого соединения; д - выфрезерование зубчатого соединения; е - соединение в торец и склеивание.

Рис. 7. Сплачивание досок: а - на гладкую фугу; б - на вставную рейку; в - в четверть; г, д, е - в паз и гребень (с различными формами паза и гребня); ж - внахлест; з - с наконечником в паз; и - с наконечником в четверть; к - с перекрытием.

Рис. 8. Т-образные соединения брусков: а - с потайным косым шипом (в лапу или в ласточкин хвост); б - с прямой ступенчатой накладкой.

Рис. 9. Крестовые соединения брусков: а - с прямой накладкой вполдерева; б - с прямой накладкой неполного перекрытия; в - с посадкой в одно гнездо

Соединения двух деталей концами под прямым углом называют угловыми. Они имеют сквозные и несквозные шипы, открытые и впотёмок, вполупотёмок внакладку, вполдерева и т. п. (рис. 10). Угловые соединения (вязки) применяют в оконных неверных блоках, в соединениях парниковых рам и др.Шиповое соединение впотемок имеет длину шипа не менее половины ширины соединяемой детали, а глубина паза на 2 - 3 мм больше длины шипа. Это необходимо чтобы соединяемые детали легко сопрягались друг с другом, и в гнезде шипа после склеивания оставалось место для излишков клея. Для дверных рам применяют угловое шиповое соединение впотемок, а для увеличения размеров соединяемой поверхности- вполупотемок. Двойной или тройной шип повышает прочность углового соединения. Однако прочность соединения определяется качеством его выполнения. В мебельном производстве широко применяют разнообразные угловые ящичные соединения (рис. 11). Из них наиболее простое - открытое сквозное шиповое соединение. До изготовления такого соединения на одном конце доски шилом размечают по чертежу шипы. По разметке боковых частей шипа пилкой с мелкими зубьями делают пропил. Каждый второй пропил шипа выдалбливают стамеской. Для точности соединения сначала пропиливают и выдалбливают гнезда для шипов в одной детали. Ее накладывают на конец другой детали и размельчают. Затем пропиливают, выдалбливают и соединяют детали, зачищая соединение рубанком, как показано на рис. 11.

При соединении деталей на «ус» (под углом 45°) угловую вязку закрепляют стальными вставками, как показано на рис. 12. При этом следят, чтобы одна половина вставки или скрепа входила в одну деталь, а другая половина - в другую. Клиновидную стальную пластинку или кольцо помещают в выфрезерованные пазы соединяемых деталей.

Углы рам и ящиков соединяют прямым открытым сквозным шиповым соединением (рис. 3.13, а, б, в). При повышенных требованиях к качеству (с наружной стороны шипы не видны) угловую вязку выполняют косым соединением впотёмок, паз и гребень или косым соединением на рейку, как показано на рис. 13, г, д, е, ж и на рис. 14.

Коробчатую конструкцию с горизонтальными или вертикальными поперечными элементами (полки, перегородки) соединяют с помощью угловых Т-образных соединений, показанных на рис. 15.

В соединении элементов верхнего пояса деревянных ферм с нижним используют угловые врубки. При сопряжении элементов фермы под углом 45° или менее в нижнем элементе (затяжке) делают одну врубку (рис. 16,а), при угле более 45° - две врубки (рис. 16,6). В обоих случаях торцевой пропил (врубка) перпендикулярен направлению действующих сил.

Дополнительно узлы закрепляют болтом с шайбой и гайкой, реже скобами. Бревенчатые стены дома (сруба) из горизонтально уложенных бревен в углах соединяют врубкой «в лапу». Она может быть простой или с дополнительным шипом (лапа с приямком). Разметку врубки выполняют так: конец бревна обтесывают в квадрат, на длину стороны квадрата (вдоль бревна), чтобы после обработки получился куб. Стороны куба делят на 8 равных частей. Затем с одной стороны снизу и сверху удаляют 4/8 часть, а остальные стороны выполняют, как показано на рис. 17. Для ускорения разметки и точности изготовления врубок используют шаблоны.

Рис. 10. Угловые концевые соединения заготовок под прямым углом: а - с одинарным открытия сквозным шипом; б - с одинарным сквозным потайным шипом (впотемок); в-с одинарным глухим (несквозным) шипом впотемок; г - с одинарным сквозным полупотайным шипом (вполупотемок); д - с одинарным глухим шипом вполупотемок; е - с тройным открытым сквозным шипом; ж - в прямую накладку вполдерева; з - в сквозной ласточкин хвост; и - в проушины с подрезкой.

Рис. 11. Ящичные угловые соединения с прямыми сквозными шипами: а - выпиливание шиповых пазов; б - разметка шипов шилом; в - соединение шипа с пазом; г - обработка рубанком углового соединения.

Рис. 12. Угловые концевые соединения под прямым углом, укрепленные металлическими вставками - кнопками: а - 8-образной вставкой; б- клиновидной пластинкой; в- кольцами.

Рис. 13. Ящичные угловые соединения под прямым углом: а - прямыми открытыми сквозными шипами; б - косыми открытыми сквозными шипами; в - открытыми сквозными шипами в ласточкин хвост; г - паз на вставную рейку впритык; д - в паз и гребень; е - на вставных шипах; ж - на шипах в ласточкин хвост вполупотёмок.

Рис. 14. Косые (на «ус») ящичные соединения под прямым углом: а - косыми шипами впотемок; б - косым соединением на вставную рейку; в - косым соединением на шипы впотемок; г - косым соединением, укрепленным трехгранной рейкой на клею.

Рис. 15. Прямые и косые соединения заготовок: а - на двойное соединение в косые паз и гребень; б - на прямой паз и гребень; в - на трехгранный паз и гребень; г - на прямой паз и гребень впотемок; д - на прямые сквозные шипы; е - на круглые вставные шипы впотемок; ж - на шип в ласточкин хвост; з - на паз и гребень, укрепленные гвоздями.

Рис. 16. Узлы в элементах фермы.

Рис. 17. Сопряжение бревен стен сруба: а - простая лапа; б - лапа с ветровым шипом; в - разметка лапы; 1 - ветровой шип (приямок)

СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ НА ГВОЗДЯХ Многие изделия из древесины, которые вы будете делать в учебных мастерских, содержат несколько деталей. Их соединяют между собой различными способами. Процесс соединения деталей в целое изделие называется сборкой. Многие изделия из древесины, которые вы будете делать в учебных мастерских, содержат несколько деталей. Их соединяют между собой различными способами. Процесс соединения деталей в целое изделие называется сборкой.

В зависимости от расположения деталей в изделиях различают концевые и серединные соединения. Они могут быть выполнены с помощью гвоздей, шурупов или клея. Концевые соединения Серединные соединения Промышленность выпускает гвозди различной толщины, длины и с разными головками. Основные инструменты, применяемые для соединения деталей на гвоздях, столярный молоток, клещи и шило. Столярные молоткиШило Клещи

При соединении деталей гвоздями тонкую деталь прибивают к толстой. Для того чтобы соединение деталей было надежным, длина гвоздя должна быть в 23 раза больше толщины прибиваемой детали. Диаметр же гвоздя должен быть меньше толщины прибиваемой детали, иначе в детали может появиться трещина. Место забивания гвоздя должно отстоять от кромки или торца детали на расстоянии не меньше половины толщины детали. Целесообразно предварительно накалывать его шилом. Гвоздь начинают забивать несильными ударами молотка, а когда он войдет наполовину стержня ударять надо сильнее. Удары молотком по гвоздю наносят сверху, прямо по шляпке, а не под углом к стержню гвоздя. Наиболее прочное соединение получается в том случае, когда гвоздь вбивают поперек волокон или под некоторым углом к ним. Если гвоздь пошел косо или согнулся, не огорчайтесь! Такой гвоздь надо вынуть молотком со специальной прорезью на носке или клещами. Накалывание отверстий шилом Забивание гвоздей Забивание гвоздей под прямым углом к волокнам древесины Согнутые гвозди можно выпрямить на металлическом бруске или твердой доске и использовать в дальнейшей работе. Чтобы не повредить изделие, под губки клещей или боек молотка подкладывают кусочек древесины или фанеры. Вытаскивание гвоздей клещами Вытаскивание гвоздей молотком

ВНИМАНИЕ! Работать можно только исправным инструментом, использовать его надо строго по назначению. Молоток при работе надо держать на расстоянии 2030 мм (2 3 пальца) от свободного конца ручки. Нельзя оставлять столярный молоток на краю верстака. Нельзя стоять за спиной человека, работающего молотком. Острие шила должно быть направлено в сторону от работающего.

СОЕДИНЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ НА ШУРУПАХ Со временем гвоздевое соединение ослабевает: гвоздь может раскачаться и даже совсем выпасть. Гораздо более прочно соединение деталей на шурупах. Со временем гвоздевое соединение ослабевает: гвоздь может раскачаться и даже совсем выпасть. Гораздо более прочно соединение деталей на шурупах.

Шуруп это крепежная деталь, состоящая из головки и стержня с винтовой нарезкой. На головке шурупа сделана канавка шлиц для отвертки. Шлиц может быть прямой и крестообразный. Различаются шурупы по виду головок, которые бывают полукруглыми, потайными и полупотайными, а также по длине стержня. Чаще всего используют шурупы с потайной головкой. Такой шуруп не выступает над поверхностью детали. Шуруп с полукруглой головкой Шуруп с потайной головкой Шуруп с полупотайной головкой Места установки шурупов размечают так же, как и для гвоздей. Завинчивать шуруп в деталь трудно, поэтому в заготовке перед установкой шурупов небольших размеров шилом делают отверстие на глубину, равную примерно 2/3 длины шурупа. Для потайной головки сверлом большого диаметра расширяют входное отверстие. Шуруп вставляют в отверстие и завинчивают отверткой по часовой стрелке. Отвертку подбирают таких размеров, чтобы ширина ее рабочей части равнялась ширине шлица. Форма рабочей части отвертки должна быть такая же, как у шлица. Под толстые и длинные шурупы отверстия высверливают сверлами. Диаметр их 4/5 диаметра стержня шурупа, глубина сверления примерно равна половине его длины.

ВНИМАНИЕ! Пользоваться надо только такой отверткой, которая точно подходит к шлицу головки шурупа. Шуруп надо ввинчивать под прямым углом к деталям. При сборке деталей нельзя пользоваться шурупами со сбитым шлицем. Шурупы, смазанные машинным маслом или мылом, легче завинчиваются в деталь. Заусенец на головке ввернутого шурупа надо обязательно удалить шлифовальной шкуркой.

Чаще всего для получения клеевых соединений используют столярный клей. Он выпускается в виде зерен или темно-коричневых плиток. Готовят клей в специальной посуде клееварке и используют в горячем виде. Клей должен быть не очень густым и без комков. Клей тонким слоем наносят равномерно на поверхность соединяемых деталей при помощи кисти и сжимают приспособлением струбциной. Деревянная струбцина Металлическая струбцина После выдержки (время ее определяется с учетом применяемого клея) склеенные детали освобождают из струбцины, выступившие из швов остатки клея снимают. Иногда для склеивания деревянных деталей используют и синтетические универсальные клеи типа ПВА, «Суперцемент», БФ, которые широко применяются в быту для склеивания изделий из других материалов. Однако синтетические клеи выделяют вредные для здоровья пары. Поэтому их применение требует специальных условий: хорошей вентиляции помещений, наличия теплой воды для мытья рук после работы.

Отделка окончательная обработка собранного изделия с целью улучшения его внешнего вида и защиты от действия влаги, повреждения насекомыми и пр. Отделка изделия включает в себя несколько операций: зачистку поверхностей, покрытие красителями, нанесение рисунков путем выжигания и т. д. Эти операции могут быть выполнены перед сборкой или после сборки деталей. В зависимости от назначения изделия некоторые операции могут не применяться. Зачистку неровностей после пиления, а также скругление острых углов заготовки проводят рашпилем или напильником с крупной насечкой. При опиливании левая рука работающего должна лежать на носке инструмента, не охватывая его. Нажимать на инструмент надо только при его движении вперед. Зачистка деталей напильником Зачистку деталей после изготовления производят шлифовальной шкуркой. Основу ее составляет хлопча­тобумажная материя или плотная бумага, на одну сторону которой приклеены мелкие зерна стекла или твердых минералов.

Для удобства работы кусок шлифовальной шкурки прикрепляют к деревянному бруску. Небольшие детали удобно шлифовать так, как это показано на рисунке. Зачищенные детали или изделия часто окрашивают краской для хлопчатобумажной ткани, акварелью или гуашью. Применяют и специальный краситель морилку. Иногда изделия из древесины покрывают лаком он придает ей красивый внешний вид и защищает поверхность от влаги. Независимо от вида красителя его наносят кистью или тампоном кусочком ваты, завернутым в марлю. Покрывают поверхность сначала вдоль волокон, затем поперек. Нанесение красителей кистью Нанесение красителей тампоном