Разные способы соединения древесины. Простые способы соединения деревянных деталей. Крепление элементов из древесины - полезные рекомендации древесина. Методы и способы соединения деревянных деталей Методы соединения рам из дерева

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.

Изготовление плотных соединений из дерева

Профессиональная разметка с помощью точных инструментов

Плотные соединения изделий из дерева начинаются с аккуратной и точной разметки. Это особенно важно, если вы изготавливаете соединения вручную и линии разметки служат ориентирами для инструментов. Точность механической обработки зависит от аккуратной настройки упоров, стопоров, вылета и наклона пильных дисков и фрез. Далее описаны шаги, которые помогут добиться великолепных результатов. Для этого не требуется уникальное оборудование, но следует выбирать инструменты, которые гарантируют аккуратность и эффективность. Кроме того, выработайте привычку соблюдать следующие правила при измерениях и разметке.

• Пользуйтесь точными инструментами. Например, старайтесь, если возможно, в большинстве случаев применять точную стальную линейку вместо рулетки с гибкой лентой. Хорошие инструменты стоят дороже, но они прослужат вам в течение всей жизни.
• Постоянство — залог успеха. На протяжении всей работы над проектом пользуйтесь одними и теми же измерительными инструментами, чтобы избежать небольших неточностей, влияющих на качество соединений. Например, отметки 300 мм на двух линейках могут не совпадать.
• Главное — результат, а не измерения. В большинстве случаев следует избегать измерений, когда можно использовать для разметки смежной детали уже готовую деталь с элементами соединения. Например, сделав шипы на передней стенке ящика, разметьте с их помощью «ласточкины хвосты» на заготовках боковых стенок.
• Применяйте правильные приемы разметки и правильные инструменты. С хорошими разметочными и измерительными инструментами проще добиться необходимой точности.

Острый нож оставляет тончайшую линию, обеспечивая высокую точность разметки. В некоторых случаях углубленная линия становится также стартовой позицией для стамески

Точная настройка станков для точной обработки деталей

Станки и электроинструменты обеспечат великолепные результаты только при условии их правильной настройки и регулировки. На этой странице показаны основные особенности настройки трех машин, главных для большинства мастерских: пильного и строгально-фуговального станков, а также фрезерного стола. Подготовив их к работе, помните следующие правила.

• Прежде всего, сделайте заготовки одинаковой толщины. Начинайте работу над любым проектом с обработки всех заготовок до одной и той же толщины. Любые различия в толщине затрудняют получение аккуратных соединений и вызывают необходимость в дополнительной подгонке шлифовке и циклевании.
• Разумный подход. Длинные доски неудобно обрабатывать, поэтому лучше сразу раскроить их на заготовки с небольшим припуском, с которыми проще управляться, добиваясь необходимой точности.
• Проверяйте размеры дважды. Реальная толщина плитных и листовых материалов, как правило, отличается от номинальной, поэтому для их измерения следует использовать штангенциркуль. Только после этого выпиливайте пазы, шпунты и фальцы соответствующей ширины.

Прежде чем что-то пилить, проверьте параллельность диска пазам в столе, настройте поперечный (угловой) упор на угол 90°, а затем установите продольный упор параллельно диску. При продольном пилении используйте прижимную гребенку, удерживающую заготовку плотно прижатой к продольному упору.

Выровняйте задний стол с высшей точкой траектории режущих кромок ножей, как показано на рисунке справа. Затем с помощью проверенного угольника убедитесь, что продольный упор установлен точно под прямым углом к заднему столу. Чтобы добиться отличного результата, при строгании всегда прижимайте заготовку к упору. Медленно подавайте доску на вращающуюся ножевую головку. Когда передний конец доски пройдет над ножами, сместите вперед место приложения прижимного усилия, чтобы доска прижималась к заднему столу. Для получения хорошего результата отрегулируйте задний стол и продольный упор.

Планируйте выполнение большей части фрезерных работ за несколько проходов, настроив упор на окончательную высоту или ширину для последнего прохода. Фиксируйте положение фрезера после каждого изменения вылета фрезы. При выборке пазов, шпунтов, фальцев и других элементов соединений используйте прижимы, подобные показанной здесь прижимной гребенке. Нетрудно сделать самому, для этого не потребуется много материала.

Окончательная подгонка гарантирует успех

Вне зависимости от того, сколько соединений требуется изготовить на станке, после каждого изменения настроек всегда делайте пробные проходы и образцы соединений, используя обрезки. Регулировку следует продолжать до достижения плотной сборки пробного соединения и только после этого приступить к обработке деталей проекта. Но несмотря на все ваши старания, порой можно обнаружить несовершенство в соединениях. Опилки на пильном столе или незаметное коробление ранее остроганной заготовки могут испортить работу и сделать сборку невозможной. Если деталь слишком толстая или широкая, не поддавайтесь искушению подогнать размер с помощью станков. Точную подгонку лучше доверить ручным инструментам.

• Маленький зензубель. С его помощью удается быстрее всего снять слой толщиной от 0,5 мм и более с широкого шипа или гребня. Зензубель с малым углом наклона железки особенно эффективен при работе поперек волокон. Выступающая сбоку режущая кромка позволяет обрабатывать внутренний угол вплотную к плечику шипа.
• Рашпиль или напильник. Плоский рашпиль, с крупной насечкой быстро удаляет материал, но оставляет более грубую поверхность, чем рубанок. Плоский напильник работает медленнее, но им хорошо выглаживать поверхность.
• Наждачная бумага. Если вам требуется снять совсем немного материала с шипа или другой широкой поверхности, наклейте кусок наждачной бумаги зернистостью 100 единиц на подходящий обрезок доски или пробковый брусок. Используйте самоклеящуюся наждачную бумагу или наклейте обычную с помощью аэрозольного клея или двухстороннего скотча. Такой способ позволяет обработать только одну плоскость, не затронув смежные, как это бывает, если просто обернуть брусок наждачной бумагой.
• Стамеска. Различной ширины клинки позволят удалить материал из любых труднодоступных мест. При зачистке плоской поверхности держите стамеску фаской вверх, прижимая ее плоскую переднюю грань к древесине.

Применяя рашпиль, стамеску или любой другой инструмент для удаления материала, не спешите и регулярно проверяйте результат, соединяя детали.

Тщательно планируйте последовательность сборки

Вы аккуратно выпилили все детали, добились плотности во всех соединениях и теперь готовы заняться сборкой. Но прежде чем открыть флакон с клеем, обязательно проведите пробную сухую сборку (без клея). Собирая изделие, определите, в каком порядке лучше соединять детали, сколько струбцин потребуется для плотного сжатия всех соединений и как лучше разместить струбцины, чтобы не было перекосов.

Сборку больших и сложных проектов лучше разделить на несколько простых этапов, вместо того чтобы суетиться, пытаясь склеить все детали за один раз. Например, делая шкафчик с филенчатыми боковинами, сначала соберите рамы с филенками, а затем приступайте к основной сборке. Такой подход дает вам больше времени для проверки всех соединений и требует меньше струбцин. Другой способ выиграть время — использовать клей с увеличенным временем схватывания. Например, обычный желтый клей Titebond заставляет провести всю сборку за 15 минут, а разновидность Titebond Extend позволяет выравнивать склейку в течение 25 минут.

При установке струбцин убедитесь, что их давление приходится на середину соединения. Неправильно установленная струбцина может деформировать детали так, что между ними образуется зазор. Иногда, несмотря на все старания, соединения не получаются аккуратными. Случайно соскользнувший инструмент, невнимательность или незамеченные опилки около упора приводят к тому, что соединение оказывается неплотным или в нем появляется заметный зазор.

Собирайте шкафчик поэтапно, склеив сначала небольшие боковые филенчатые рамы. Тогда вы сможете уделить больше внимания каждому соединению. Затем приступайте к сборке корпуса

Как можно спасти кажущуюся испорченной работу?

Зазор можно замазать смесью быстросхватывающегося эпоксидного клея с пылью от шлифовки такой же древесины (смесь должна иметь консистенцию густой пасты). Лучше использовать именно эпоксидный клей вместо ПВА, так как шпаклевка неминуемо размазывается по прилегающим к соединению поверхностям и эпоксидный клей застывает, не впитываясь в древесину. Излишки такого состава нетрудно удалить шлифовкой, чтобы не возникли проблемы при нанесении отделки. Применяйте такой метод заполнения, когда на первое место выходит внешний вид соединения, а не его прочность.

Если при пробной сборке шип болтается в гнезде, такое соединение не будет прочным. Заполнение зазоров клеем не принесет пользы, поэтому не поленитесь усилить слишком тонкую часть с помощью древесины. Выпилите две накладки, чтобы шип стал чуть толще, чем требуется, и приклейте их с обеих сторон. После просушки снова подгоните шип к размерам гнезда.

Превратите недостаток в достоинство

Иногда лучше не скрывать следы ремонта, а сделать их видимыми. В слишком узком ясеневом шипе, сделали два пропила и вставили в них тонкие клинья из вишни, которые плотно прижали узкие щечки шипа к краям гнезда. В других случаях, например, при соединении потайным шипом, небольшие фаски или закругления вдоль ребер плечиков сделают неплотный стык менее заметным.

Замените деталь

Это может произойти с каждым из нас. Некоторые ошибки не имеет смысла исправлять по двум причинам: (1) если независимо от вашего мастерства и старания неприглядный дефект останется заметным или (2) если быстрее и проще сделать новую деталь взамен испорченной.

Детали в изделиях из древесины можно соединить друг с другом гвоздями, шурупами или клеем.

Гвоздь - это крепежная деталь, состоящая из головки, стержня и острия. В зависимости от назначения гвозди различаются по диаметру и длине, а также по форме головки (шляпки).

Прежде чем забивать гвозди, размечают места их будущего расположения. При соединении деталей гвоздями обычно прибивают тонкую деталь к толстой. Молоток держат так, чтобы рука была на расстоянии 20-30 мм от конца рукоятки (рис. 105, а). Сначала гвоздь придерживают большим и указательным пальцами левой руки и наносят несильные удары молотком по шляпке. После того как гвоздь крепко войдет в древесину, левую руку убирают и ударяют молотком сильнее.

Рис. 105. Забивание (а) и выдергивание (5, в) гвоздей

Если гвоздь при забивании согнулся, его необходимо выдернуть клещами (рис. 105, б) или молотком со специальной прорезью на носке (рис. 105, в). Чтобы не повредить поверхность изделия, под клещи или боек молотка подкладывают дощечку.

Если концы забитых гвоздей выступают, их подгибают вокруг металлической оправки и забивают обратно в древесину (рис. 106). Это повышает прочность соединения.

Рис. 106. Сгибание и забивание выступающего конца гвоздя

Забитый гвоздь с загнутым концом выдергивают так: отверткой или стамеской отгибают загнутый конец гвоздя, выравнивают его клещами или плоскогубцами, выбивают ударами в конец гвоздя молотком и выдергивают гвоздь за головку клещами.

Правила безопасной работы

1. Работайте только исправным молотком с хорошо насаженной ручкой.
2. Не стойте за спиной товарища, работающего молотком.
3. Ударяйте по головке гвоздя так, чтобы направление удара совпадало с осью гвоздя.
4. Не оставляйте молоток на краю верстака.

Соединение шурупами

Соединение деталей шурупами более прочное, чем соединение гвоздями. Шуруп - это крепежная деталь, состоящая из головки и стержня с винтовой нарезкой (рис. 107).

Рис. 107. Шурупы с различными головками: а - полукруглой; б - потайной; в - полупотайной

Головки шурупов имеют шлицы - прямые или крестообразные канавки для завинчивания и вывинчивания шурупов отверткой. Места установки для шурупов размечают так же, как и для гвоздей.

В детали, в которую хотят ввинтить шуруп, сверлят глухое отверстие диаметром, чуть меньшим - 0,9 диаметра шурупа, на глубину, равную длине ввинчиваемой части шурупа. Для тонких шурупов отверстия прокалывают шилом.

В присоединяемой детали сверлят сквозное отверстие диаметром, немного большим диаметра шурупа.

Для потайной и полупотайной головок шурупов отверстия обрабатывают (раззенковывают) сверлом большого диаметра или специальным инструментом - зенковкой (рис. 108, а, 6).

Рис. 108. Соединение деталей шурупами. Вырезание гнезда под головку шурупа: а - сверлом; б - зенковкой. Ввинчивание шурупа отверткой: в - с полупотайной головкой; г - с потайной головкой

После сверления деталей их соединяют, шуруп ставят в отверстие и завинчивают отверткой по часовой стрелке (рис. 108, в, г).

Правила безопасной работы

1. Не применяйте шуруп со сбитым шлицем.
2. Пользуйтесь только исправной отверткой, соответствующей прорези шурупа.
3. Шуруп ввинчивайте под прямым углом к детали.
4. При ввинчивании шурупа не поддерживайте его рукой.
5. После ввинчивания шурупа острые заусенцы на головке зачищайте наждачной бумагой или напильником.

Соединение деталей клеем

Многие детали из древесины соединяют с помощью клея.

Клеи бывают природные (естественные) и синтетические (искусственные). Синтетические клеи получили более широкое применение (их выпускают уже готовыми к использованию). Из синтетических клеев в школьных мастерских применяют ПВА.

Клей ПВА - вязкая жидкость белого цвета. Наносится на склеиваемые поверхности кистью или тампоном.

Из природных клеев в школьных мастерских применяют казеиновый и столярный клеи. Казеиновый клей представляет собой порошок желтоватого цвета. Его растворяют в воде и тщательно размешивают. Свежеприготовленный клей годен к применению в течение 3-4 часов, после чего он затвердевает.

Перед склеиванием поверхности деталей очищают от опилок, грязи, краски, затем намазывают клеем, выдерживают 2-3 минуты на воздухе, чтобы клей впитался в древесину и загустел, и соединяют друг с другом. Затем склеиваемые детали прижимают в струбцине (рис. 109) или в зажимах верстака и выдерживают до полного затвердевания (около 24 часов).

Рис. 109. Склеивание в струбцине: 1,2 - склеиваемые детали; 3 - клей; 4 - скоба струбцины; 5 - зажимной винт; 6 - рукоятка зажима

Правила безопасной работы

1. Склеивайте детали только на подкладных досках.
2. При нанесении клея избегайте его попадания на руки, в глаза.
3. После работы тщательно мойте руки с мылом.

Практическая работа № 31
Соединение деталей из древесины гвоздями, шурупами и клеем

Порядок выполнения работы

1. На непригодном пиломатериале потренируйтесь соединять гвоздями деревянные заготовки различной толщины. Попробуйте вытащить забитые гвозди клещами или молотком с прорезью. Соедините детали вашего изделия длинными гвоздями. Выступающие острые концы гвоздей загните и забейте в древесину. Проверьте прочность соединения.
2. На пробных заготовках из древесины просверлите отверстия нужного размера и ввинтите различные шурупы с помощью соответствующих отверток.

   Подберите шурупы необходимых размеров для соединения деталей вашего изделия. Разметьте места расположения шурупов. Соедините детали шурупами.

3. Подготовьте рабочее место для склеивания деталей изделия. Очистите склеиваемые поверхности. Подготовьте клей и кисть. Нанесите кистью равномерный слой клея на склеиваемые поверхности, дайте ему подсохнуть 2-3 минуты. Соедините детали и зажмите их струбциной, тисками или в зажиме верстака. На следующем уроке проверьте качество склеивания.

Новые понятия

Гвозди, молоток, клещи, шуруп, шлицы, зенковка, отвертка, клеи природные (столярный, казеиновый) и синтетические (ПВА).

Контрольные вопросы

1. Где встречаются соединения гвоздями, шурупами и клеем?
2. Чем отличается соединение шурупами от соединения гвоздями?
3. К чему может привести ввинчивание шурупов без предварительного выполнения отверстий в деталях?
4. Какие меры безопасности нужно соблюдать при соединении деталей гвоздями и шурупами?
5. Зачем детали с нанесенным слоем клея выдерживают на воздухе перед склеиванием?

Урок технологии

Тема: Виды и способы соединений деталей в изделиях из древесины. Угловые, серединные и ящичные шиповые соединение, их элементы и конструктивные особенности.

Раздел программы: «Технологии создания изделий из древесных и поделочных материалов на основе конструкторской и технологической документации».

Класс: 7.

Цели урока:

1) Образовательная: сформировать знания о шиповых соединениях и соединениях на шкантах и нагелях.

2) Развивающая: способствовать развитию у учащихся умению выбора соединения.

3) Воспитывающая: продолжить формирование осознанной потребности в труде.

Задачи урока:

1) Рассказать учащимся о способы соединения деталей.

2) Объяснить и продемонстрировать область применения шипового и шкантового соединения деталей.

3) Объяснить, как рассчитывается соединение.

Оснащение урока:

1) Материально-техническая база: Образцы соединения деталей шипами и шкантами.

2) Дидактическое обеспечение урока:

Технология 7 класс. Тищенко А.Т., Самородский А.Т., Симоненко В.Д. – Брянск 1996 г.

Методы обучения:

Словесные методы (объяснение, беседа);

Наглядные методы (демонстрация наглядных пособий).

Тип урока: урок объяснения нового материала.

Структура урока:

Организационные моменты (2 мин);

Актуализация опорных знаний (6 мин);

Изложение учебного материала (30 мин);

Постановка домашнего задания (2 мин).

Ход урока:

1) Организационные моменты:

Приветствие учащихся;

Проверки явки учащихся;

Настройка учащихся на работу;

Сообщение темы и цели урока.

2) Актуализация опорных знаний:

Давайте вспомним, какими способами можно соединить детали из древесины (шурупами, гвоздями, болтами, склейкой). Где можно встретить данные виды соединений?

3) Изложение учебного материала:

Тема нашего урока: «Виды и способы соединений деталей в изделиях из древесины. Угловые, серединные и ящичные шиповые соединение, их элементы и конструктивные особенности».

Простейшее столярное соединение можно представить как соединение шипа в гнездо илив проушину (рисунок 11). Шип - это выступ на торце бруска (рисунок 11), гнездо - отверстие, в которое заходит шип. Шиповые соединения делятся на угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные.

В практике столяров-любителей очень часто встречаются угловые концевые соединения. Для расчета элементов угловых концевых (рисунок 13) и угловых серединных соединений (рисунок 14) используют данные таблицы 4.

Пусть необходимо рассчитать соединение на «ус» со вставным сквозным плоским шипом (УК-11). Толщина соединяемого бруска известна (пусть s 0 = 25 мм). Тогда, взяв этот размер за основу, определяем размер s 1 . Согласно данным таблицы 3, s 1 =0,4 мм, s 0 = 10 мм.

Возьмем соединение УК-8. Пусть диаметр нагеля будет 6 мм, тогда l (выбираем среднее значение - 4d) составляет 24 мм, а l 1 = 27 мм. Соединения нагелями делают симметрично друг к другу и по отношению к плоскости детали, поэтому, согласно (рисунок 14, з), расстояние от центра отверстия под нижний нагель до центра отверстия под верхний нагель будет не менее 2d, или 12 мм; такое же расстояние и от центра отверстия нагеля до конца соединяемой детали.

На рисунке 14 показаны схемы угловых серединных (тавровых) соединений , для которых при расчете необходимо соблюдать следующие основные размеры шипов и других элементов:

В соединениях УС-1 и УС-2 допускается применение двойного шипа, при этом

s 1 = 0,2s 0 , (3)

где s 1 - ширина шипа, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

l 1 = (0,3…0,8) B, (4)

где l 1 – глубина шипа, в мм;

В – высота детали, в мм.

l 2 = (0,2…0,3) В 1 , (5)

где l 2 – глубина шипа, в мм;

В 2 – высота детали, в мм.

В соединении УС-3

s 1 = 0,4s 0 , (6)

где s 1 - ширина шипа, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

s 2 = 0,5 (s 0 - s 1). (7)

где s 1 - ширина шипа, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

В соединении УС-4

s 1 = s 3 = 0,2s 0 , (8)

где s 1 - ширина шипа, в мм;

s 3 - ширина проушины, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

s 2 = 0,5 Х [ s 0 - (2s 1 + s 3)], (9)

где s 1 - ширина шипа, в мм;

s 3 - ширина проушины, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

В соединении УС-5

s 1 = (0,4…0,5)s 0 , (10)

где s 1 - ширина шипа, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

l = (0,3… 0,8)s 0 , (11)

где l – глубина шипа, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

s 2 = 0,5 (s 0 -s 1), (12)

где s 2 - ширина проушины, в мм;

s 1 - ширина шипа, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

В соединении УС-6

l = (0,3… 0,5)s 0 , (13)

где l – глубина шипа, в мм;

s 0 – ширина детали, в мм.

В соединении УС-7

d = 0,4 при l 1 l на 2… 3 мм;

В соединении УС-8

l = (0,3…0,5) B 1 , s 1 = 0,85s 0 .

Таблица 4 – Размеры шипов и других элементов угловых концевых

соединений

Окончание таблицы 4

Примечание. Размеры s 0 , B и B 1 , известны в каждом конкретном случае.

Часто пользуются способом соединения в шкант (нагель). Шкант - это цилиндрическая палочка из березы, дуба и т. д. Она ровно выточена и забивается в заранее просверленные отверстия - каналы, предварительно смазанные клеем. Отверстия под шканты делают в обеих деталях сразу. Шкант должен входить в отверстие туго, при помощи ударов киянки. Сверло для подготовки отверстий должно соответствовать размерам шканта. Для уменьшения диаметра шканта применяют шлифование наждачной бумагой или драчевым напильником (риски делают не поперек, а вдоль шканта).

При выборе соединения необходимо учитывать, характер и величину нагрузки, а также то, как соединение будет сопротивляться нагрузке.

а - в гнездо; б - в проушину; 1 - шип; 2 - гнездо, проушина

Рисунок 11 - Простейшие шиповые соединения

Вугловых ящичных соединениях шипы повторяются многократно. В основном применяются три вида таких соединений: на шип прямой открытый (рисунок 12, а); на шип открытый «ласточкин хвост» (рисунок 12, д); на открытый круглый вставной шип - нагель (рисунок 12, з).

Из сравнения сопротивлений двух соединений (в полдерева с шурупом и в «ласточкин хвост») видно, что соединение в «ласточкин хвост» выдерживает нагрузку в три раза большую, чем соединение в полдерева с шурупом. Исходя из этого и ряда других примеров, можно сделать следующие выводы о целесообразности применения тех или иных соединений: столярная вязка должна быть выбрана в соответствии с величиной и направлением нагрузки на соединение;

а - одинарный; б - двойной; в - многократный;

г - круглый; д - «ласточкин хвост»; е - односторонний «ласточкин хвост»; ж, з - зубчатые.

Рисунок 12 - Виды шипов

нагрузка должна восприниматься непосредственно самой конструкцией изделия (дополнительными креплениями могут быть шуруп, металлический угольник, шкант и т. д.); вязка с зазорами не допускается.

Склеивание следует производить только подготовленными поверхностями: чем шероховатее, например, поверхность шканта, тем надежнее он склеится с массивом.

а - на шип открытый сквозной одинарный - УК-1; б - на шил открытый сквозной двойной - УК-2; в - на шил открытый сквозной тройной - УК-3; г - на шил с полупотемном насквозной - УК-4; д - на шил с полупотемном сквозной УК-5; е - на шил с потомком несквозной - УК-6; ж - на шип с потомком сквозной - УК-7; з - на шипы круглые вставные, несквозные и сквозные - УК-8; и - на «ус» со вставным несквозмым круглым шипом - УК-9; к - на «ус» со вставным носкаоэным плоским шипом - УК-10; л - на «ус» со вставным сквозным плоским шипом - УК-11.

Рисунок 13 - Угловые концевые соединения

а - на шип одинарный несквозной - УС-1; б - на шил одинарный несквозной в паз - УС-2; в - на шип одинарный сквозной - УС-3; г - на шип двойной сквозной - УС-4; д - в паз и гребень несквозной - УС-5;

е - в паз несквозной - УС-6; ж - на шипы круглые вставные несквозные - УС-7; з - на шип «ласточкин хвост» несквозной - УС-8.

Рисунок 14 - Угловые серединные соединения

Более простым, чем шиповое, но менее прочным является соединение деревянных деталей шкантами (рисунок 15). Шканты - это круглые, вставляемые в отверстия двух соединяемых деталей круглые вставки.

Соединяемые шкантами поверхности двух деталей должны быть точно подогнаны друг к другу, а отверстия под шипы просверлены точно друг напротив друга, т.е. соосно.

Рисунок 15 - Соединение деталей шкантами

Диаметр шканта должен составлять 0,4 толщины соединяемых деталей. Под шканты сверлят отверстия сверлами того же диаметра, что и диаметр шканта на глубину 0,5 длины шканта плюс 2...3 мм.

Расстояние от торца детали до центра отверстия под шканты должно быть не менее двух диаметров шканта.

Самой ответственной операцией является сверление отверстий под шканты в двух деталях. Центры отверстий под шканты обычно размечают с помощью рейсмуса и столярного угольника. На рисунке 16 представлена последовательность сборки деталей шкантами.

а - разметка; б - высверливание отверстий на торце; в - разметка, высверливание отверстий на пласти и соединение

Рисунок 16 - Последовательность сборки деталей шкантами

Перед соединением деталей шканты намазывают клеем, вставляют их в отверстия и детали соединяют, прижав их на время склеивания, например, клиньями на крышке верстака.

Соединение деталей шурупами в нагель.

Чтобы соединить детали под углом шурупами, у торца в древесине просверливают отверстие и забивают в него нагель, намазанный клеем (рисунок 17). Сущность соединения состоит в том, что шурупы слабо соединяются в торец детали, но прочно ввинчиваются в нагель.

Рисунок 17 - Соединение деталей шурупами в нагель

4) Постановка домашнего задания:

Параграф §7, 8, 9 из учебника страница 37 – 47, прочитать и ответить на контрольные вопросы, в рабочей тетради. Написать в тетрадь, как минимум три изделия соединенные шкантами и шиповым соединением. Рассчитать размеры шипового соединения для досок сечением: 20*100 мм (1 вариант), 40*250 (2 вариант).

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