Способы соединений деталей из дерева. Виды соединения древесины и их описание

«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

Обычно лесоматериалы, например, брусья, бруски или доски выпускаются определенного размера, но часто в строительстве нужны материалы, которые длиннее, шире или толще. Поэтому для получения необходимых размеров существуют различные виды соединений с использованием врубок, которые делаются вручную по разметке или специальным оборудованием.

Соединения по ширине

При стыковке нешироких досок получаются щиты необходимых размеров.

Для соединения существует несколько способов.

1) Соединение на гладкую фугу;
При таком методе соединения каждая рейка или доска называется делянкой, а шов, который образуется в результате соединения, фугой. О качестве прифуговке говорит отсутствие просветов между стыками кромок смежных делянок.
2) Соединение на рейку;
По кромкам делянок выбирают пазы и вставляют в их рейки, скрепляющие между собой делянки. Толщина рейки и ширина паза не должны превышать 1/3 толщины доски.
3) Соединение в четверть;
В скрепляемых делянках выбирают по всей длине четверти. В таком случае размеры четверти, как правило, не превышают половину толщины делянки.
3) Соединение в паз и гребень (прямоугольный и треугольный);
Такой вид соединения обеспечивает делянку пазом с одной стороны и гребнем с другой. Гребень может быть как прямоугольным, так и треугольным, но последний редко используется, поскольку его прочность немного хуже. Соединение в паз и гребень довольно популярно и часто используется изготовителями паркета. Минусом такого соединения считается меньшая экономичность, поскольку используется больше досок.
4) Соединение «ласточкин хвост»;

Такой вид крепления немного похож на предыдущий, вот только гребень имеет трапециевидную форму. Ну отсюда и название.

Также при сборке щитов используют шпонки, наконечники в паз и гребень с вклейкой рейки в торец. Среди вклеенных реек встречаются треугольные, прямоугольные и наклеенные, а при использовании шпонки в основном выбирают паз «ласточкин хвост». Все это нужно для надежного скрепления щита.

Соединение по длине

Среди популярных видов соединения по длине можно выделить: впритык, на «ус», в паз и гребень, на зубчатое клеевое соединение, в четверть и на рейку. Наибольшей популярностью пользуется зубчатое соединение, потому что оно имеет лучшую прочность.

Также существует сращивание, когда более длинные отрезки стыкуются между собой. Это может происходить несколькими способами. Например, вполдерева, косым прирубом, косым и прямым накладным замком, косым и прямым натяжным замком и впритык. При выборе сращивания вполдерева необходимая длина соединения должны составлять 2 или 2,5 от толщины бруса. Для большей надежности используют нагеля, например, такое можно встретить при строительстве брусчатых домов.

При использовании косого прируба с подрезкой торца размеры составляют 2,5 — 3 от толщины бруса и так же крепится нагелями.

Соединение прямым или косым накладным замком используют в конструкциях, в которых присутствуют растягивающие усилия. Прямой накладной замок находится на опоре, а косой можно разместить у опор.

Если Вы решили использовать косой прируб с подрезкой торца, то соединение должно иметь 2,5 или 3 толщины бруса. В этом случае то же используются нагеля.

При стыковке прямым или косым натяжным замком можно не волноваться о прочности, но такое соединение имеет сложности в изготовлении, а также при усыхании древесины клинья ослабляются, поэтому такой метод соединения не подойдет для серьезной конструкций.

Сращивание впритык — это когда два конца бруса помещают на опору и надежно соединяются скобами.

Соединение брусьев или бревен можно встретить при возведении стен или в верхней или нижней обвязке в каркасных домах. К основным видам соединений можно отнести вполдерева, вполулапу, шиповое и угловой сковороднем.
Врубкой вполдерева считается вырубка или срезка половины толщины на концах брусьев, после чего они соединяются под углом в 90 градусов.

Соединение вполулапа образуется при зарезке на концах брусьев наклонных плоскостей, благодаря которым брусья плотно соединяются. Размер наклона определяется по формуле.
Врубка угловым сковороднем очень похожа на врубку вполдерева, но отличительной чертой является то, что при таком соединении один из брусьев теряет небольшую часть в ширине.

Соединение по высоте

Крестообразное соединение брусьев можно встретить при строительстве моста. При таком способе можно использовать соединение вполдерева, треть и четверть дерева или зарубка одного бруса.

Наращивание

Наращиванием брусьев и бревен называется соединение элементов по высоте, что часто используется при строительстве столбов или матч.

Существует несколько видов наращивания:

1) впритык с потайным шипом;
2) впритык со сквозным гребнем;
3) вполдерева с креплением болтами;
4) вполдерева с креплением хомутами;
5) вполдерева с креплением полосовой сталью;
6) косым прирубом с креплением хомутами;
7) впритык с накладками;
8) крепление болтами;

Длина стыков обычно составляет 2-3 от толщины соединяемых брусьев или 2-3 диаметра бревен.

Шиповое соединение

При шиповой вязке брусков на одном делают зарезку шипа, а на другом проушину или гнездо. Шиповую вязку брусков часто используют при создании столярных изделий, дверей, окон или фрамуг. Все соединения делаются на клею. Можно использовать не только один, но и два или более шипа. Чем больше шипов, тем больше площадь склеивания.Такой вид соединения можно разделить на угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные.

При угловом концевом соединении используется открытый сквозной шип (один, два или три), шип с потемком сквозной и несквозной, вставные шканты. Угловые серединные соединения можно встретить на дверях. Угловые серединные и концевые могут дополнительно использовать гвозди, шурупы, нагеля или болты.

Ну, вот пожалуй, и все о типах соединений. Сюда не входят соединения гвоздями, шурупами или болтами. Чисто дерево ну и чуть-чуть клея. :)

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).

Вследствие ограниченности размеров дерева создание из него строительных конструкций больших пролетов или высоты невозможно без соединения отдельных элементов. Соединения деревянных элементов для увеличения поперечного сечения конструкции называют сплачиванием , а для увеличения их продольной длины — сращиванием, под углом и прикрепление к опорам – анкеровкой.

Увеличение заготовок по длине называется сращиванием. Увеличение заготовок по сечению называется сплачиванием. Соединения деревянных конструкций классифицируют по различным признакам. Например, по виду работы элемента и работы самой связи (соединения на растянутых связях, соединения на податливых связях).

По характеру работы все основные соединения делятся на:

• без специальных связей (лобовые упоры, врубки);
  
• со связями, работающими на сжатие (шпонки колодки);
  
• со связями, работающими на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);
  
• со связями, работающими на растяжение (болты, винты, хомуты);
  
• со связями, работающими на сдвиг-скалывание (клеевые швы).
  

По характеру работы соединений деревянных конструкций делятся на податливые и жесткие. Податливые изготавливаются без применения клеев. Деформации в них образуются в результате неплотностей.

Принято различать три группы соединений деревянных конструкций:

1. Контактные соединения (без использования рабочих механических связей: врубки и другие соединения «впритык»)
   
2. Соединения с использованием механических связей (нагельные: болтовые, гвоздевые; шпоночные, соединения на шайбах, нагельных пластинках и т.п.)
   
3. Клеевые соединения и соединения комбинированного типа
   

Требования к соединениям

1. Надежность. В частности, рекомендуется сводить к минимуму неблагоприятные (ненадежные) виды работы древесины в соединениях (работа древесины на скалывание, смятие поперек волокон, растяжение поперек волокон). С понятием надежности тесно связан так называемый принцип дробности: «чем мельче связи и чем их больше, тем выше надежность соединения». Другими словами, десять болтов маленького диаметра предпочтительнее одного болта при одинаковых затратах металла, так как в первом случае древесина работает в основном на смятие («надежный» вид работы древесины), а во втором случае — на сдвиг («ненадежный» вид работы древесины)

2. Прочность. В частности, стремление к равнопрочности с основной частью конструкции, к отсутствию ослаблений (отверстия) в сечении.

3. Снижение трудоемкости при изготовлении и монтаже конструкций (технологичность)

4. Деформативность. Например, в контактных соединениях величина предельной деформации смятия ограничена

Работа древесины в соединениях. Виды работы древесины на смятие поперек и под углом к волокнам, а также на скалывание относятся к неблагоприятным. Именно эти виды работы древесины сопровождают работу соединений и именно они чаще всего являются прямой или косвенной причиной отказа конструкции.

Смятие. Работа древесины на смятие поперек и под углом к волокнам характеризуется повышенной деформативностью и низкой прочностью. Диаграмма «сила — деформация» при смятии древесины поперек волкон отражает эффект сплющивания трубчатообразных клеток древесины. Различают три вида смятия:

• n смятие по всей поверхности (R см = 1,8 МПа, самый неблагоприятный вид смятия)
  
• n смятие на части длины
  
• n смятие на части поверхности (под шайбами) (R см = 4 МПа)
  

Увеличение прочности в последнем случае объясняется подкрепляющим влиянием окружающих площадку смятия волокон древесины.

Основные эмпирические зависимости при смятии.

Зависимость сопротивления от угла между направлением силы и направлением волокон древесины

R см,a = R см,0 / (1 + (R см,0 /R см,90 — 1) sin 3 a

Зависимость сопротивления от длины площадки смятия

R см,L = R см (1 + 8 / (L см + 1.2); [см]

Скалывание. Работа древесины на скалывание (сдвиг) характеризуется низкой прочностью и хрупким характером разрушения. В «чистом» виде скалывание практически не встречается. Обычно этот вид напряженного состояния комбинируется с другими (растяжение и сжатие поперек волокон).

Различают два вида скалывания: скалывание одностороннее и скалывание двустороннее. В первом случае прочность меньше, поскольку выше степень неравномерности распределения напряжений. В расчетах условно принимают равномерное распределение напряжений по длине площадки сдвига. Поэтому вводят понятие «среднее значение сопротивления сдвигу»

R ск,ср = R ск,ср / (1+ bL/e)

Формула отражает физическую сущность явления скалывания: коэффициент b учитывет вид скалывания, а отношение L/e учитывает влияние нормальных напряжений, сопутствующих скалыванию. R ск,ср — сопротивление скалыванию при равномерном распределении касательных напряжений.

Зависимость сопротивления скалыванию от угла между направлением силы и направлением волокон древесины имеет вид:

R ск,a = R ск,0 / (1 + (R ск,0 /R ск,90 — 1) sin 3 a

Основные виды соединений (при сплачивании)

1. Соединения на врубках , работающих без специальных рабочих связей. Соединения безраспорные; требуются лишь вспомогательные поперечные связи (устаревший вид сплачивания)

Схема соединения на врубках
Основной областью применения врубок являются узловые соединения в брусчатых и бревенчатых фермах, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхнего пояса к растянутому нижнему поясу. Соединяемые врубкой элементы деревянных конструкций (д. к.) должны быть скреплены вспомогательными связями - болтами, хомутами, скобами и т. п., которые следует рассчитывать в основном на монтажные нагрузки

2. Соединения на шпонках , работающих в основном на сжатие (с), аналогично сжатым раскосам фермы (с). Распор Q шп воспринимается рабочими поперечными связями (р) - болтами, хомутами и т. п., работающими на растяжение аналогично растянутым стойкам фермы (р)

Схема соединения на шпонках

3. Соединения на нагелях , работающих в основном на изгиб (и), аналогично стойкам (и) безраскосной фермы. Соединения безраспорные, требуются лишь вспомогательные поперечные связи

4. Соединения на клею , работающем в основном на сдвиг (τ), аналогично сварному шву в металлических балках. Поперечная связь обычно обеспечивается самим клеевым швом

Соединения по ширине

При стыковке нешироких досок получаются щиты необходимых размеров.
Для соединения существует несколько способов.

1) Соединение на гладкую фугу;
При таком методе соединения каждая рейка или доска называется делянкой, а шов, который образуется в результате соединения, фугой. О качестве прифуговке говорит отсутствие просветов между стыками кромок смежных делянок.

2) Соединение на рейку;
По кромкам делянок выбирают пазы и вставляют в их рейки, скрепляющие между собой делянки. Толщина рейки и ширина паза не должны превышать 1/3 толщины доски.

3) Соединение в четверть;
В скрепляемых делянках выбирают по всей длине четверти. В таком случае размеры четверти, как правило, не превышают половину толщины делянки.

3) Соединение в паз и гребень (прямоугольный и треугольный);
Такой вид соединения обеспечивает делянку пазом с одной стороны и гребнем с другой. Гребень может быть как прямоугольным, так и треугольным, но последний редко используется, поскольку его прочность немного хуже. Соединение в паз и гребень довольно популярно и часто используется изготовителями паркета. Минусом такого соединения считается меньшая экономичность, поскольку используется больше досок.

4) Соединение «ласточкин хвост»;
Такой вид крепления немного похож на предыдущий, вот только гребень имеет трапециевидную форму. Ну отсюда и название.

Соединение досок в щиты: а - на гладкую фугу, б - в четверть, в - на рейку, г - в паз и прямоугольный гребень, д - в паз и треугольный гребень, е - в «ласточкин хвост»

Также при сборке щитов используют шпонки, наконечники в паз и гребень с вклейкой рейки в торец. Среди вклеенных реек встречаются треугольные, прямоугольные и наклеенные, а при использовании шпонки в основном выбирают паз «ласточкин хвост». Все это нужно для надежного скрепления щита.

Щиты: а - со шпонками, 6 - с наконечником в паз и гребень, в - с вклейной рейкой в торец, г - с вклейной треугольной рейкой, д - с наклеенной треугольной рейкой.

Соединение по длине

Среди популярных видов соединения по длине можно выделить: впритык, на «ус», в паз и гребень, на зубчатое клеевое соединение, в четверть и на рейку. Наибольшей популярностью пользуется зубчатое соединение, потому что оно имеет лучшую прочность.

Соединение брусков по длине: а - впритык, б - в паз и гребень, в - на ус, г, д - на зубчатое клеевое соединение, е - в четверть, ж - на рейку

Также существует сращивание, когда более длинные отрезки стыкуются между собой. Это может происходить несколькими способами. Например, вполдерева , косым прирубом , косым и прямым накладным замком , косым и прямым натяжным замком и впритык . При выборе сращивания вполдерева необходимая длина соединения должны составлять 2 или 2,5 от толщины бруса. Для большей надежности используют нагеля, например, такое можно встретить при строительстве брусчатых домов.

При использовании косого прируба с подрезкой торца размеры составляют 2,5 - 3 от толщины бруса и так же крепится нагелями.

Соединение прямым или косым накладным замком используют в конструкциях, в которых присутствуют растягивающие усилия. Прямой накладной замок находится на опоре, а косой можно разместить у опор.

Если Вы решили использовать косой прируб с подрезкой торца, то соединение должно иметь 2,5 или 3 толщины бруса. В этом случае то же используются нагеля.

При стыковке прямым или косым натяжным замком можно не волноваться о прочности, но такое соединение имеет сложности в изготовлении, а также при усыхании древесины клинья ослабляются, поэтому такой метод соединения не подойдет для серьезной конструкций.

Сращивание впритык - это когда два конца бруса помещают на опору и надежно соединяются скобами.

Сращивание: а - вполдерева, б - косым прирубом, в - прямой накладной замок, г - косой накладной замок, д - прямой натяжной замок, е - косой натяжной замок, ж - впритык

Соединение брусьев или бревен можно встретить при возведении стен или в верхней или нижней обвязке в каркасных домах. К основным видам соединений можно отнести вполдерева , вполулапу , шиповое и угловой сковороднем .

Врубкой вполдерева считается вырубка или срезка половины толщины на концах брусьев, после чего они соединяются под углом в 90 градусов.

Соединение вполулапа образуется при зарезке на концах брусьев наклонных плоскостей, благодаря которым брусья плотно соединяются. Размер наклона определяется по формуле.

Врубка угловым сковороднем очень похожа на врубку вполдерева, но отличительной чертой является то, что при таком соединении один из брусьев теряет небольшую часть в ширине.

Наращивание

Наращиванием брусьев и бревен называется соединение элементов по высоте, что часто используется при строительстве столбов или матч.

Существует несколько видов наращивания:
1) впритык с потайным шипом;
2) впритык со сквозным гребнем;
3) вполдерева с креплением болтами;
4) вполдерева с креплением хомутами;
5) вполдерева с креплением полосовой сталью;
6) косым прирубом с креплением хомутами;
7) впритык с накладками;
8) крепление болтами;

Длина стыков обычно составляет 2-3 от толщины соединяемых брусьев или 2-3 диаметра бревен.

Соединение бревен при наращивании: а - впритык с потайным шипом, б - впритык со сквозным гребнем, в - вполдерева с креплениес болтами, г - вполдерева с креплением полосовой сталью, д - вполдерева с креплением хомутами, е - косым прирубом с креплением хомутами, ж - впритык с накладками и креплением болтами

Шиповое соединение

При шиповой вязке брусков на одном делают зарезку шипа, а на другом проушину или гнездо. Шиповую вязку брусков часто используют при создании столярных изделий, дверей, окон или фрамуг. Все соединения делаются на клею. Можно использовать не только один, но и два или более шипа. Чем больше шипов, тем больше площадь склеивания.Такой вид соединения можно разделить на угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные.

При угловом концевом соединении используется открытый сквозной шип (один, два или три), шип с потемком сквозной и несквозной, вставные шканты. Угловые серединные соединения можно встретить на дверях. Угловые серединные и концевые могут дополнительно использовать гвозди, шурупы, нагеля или болты.

Угловые шиповые соединения: а - открытый сквозной одинарный шип УК-1, б - открытый сквозной двойной шип УК-2, в - открытый сквозной тройной шип УК-3, г - шип несквозной с полупотемком УК-4, д - шип сквозной с полупотемком УК-5, е - шип несквозной с потемком УК-6, ж - шип сквозной с потемком УК-7, з - соединение несквозное и сквозное на шкантах УК-8, и - на ус со вставными круглыми шкантами УК-9, к - несквозной на ус со вставным плоским шипом УК-10, л - сквозной на ус со вставным плоским шипом УК-11

Угловые серединные соединения на шип: а - несквозной типа УС-1, б сквозной УС-2, в - сквозной двойной УС-3, г - несквозной в паз и гребень УС-4, д - несквозной в паз УС-5, е - несквозной на круглых шкантах УС-6

Для соединения деревянных деталей можно использовать несметное количество соединений. Названия и классификация столярно-плотницких соединений, как правило, существенно различаются в зависимости от страны, региона и даже школы» деревообработки. Мастерство заключается в том, чтобы точность исполнения обеспечила правильно действующее соединение, которое способно выдерживать предназначенные ему нагрузки.

Начальные сведения

Категории соединений

Все соединения (в столярном деле они называются вязками) деревянных деталей по области применения можно разделить на три категории (зарубежный вариант классификации):

• ящичные;
• рамные (рамочные);
• для сплачивания/сращивания.

Ящичные соединения используются, например, в изготовлении выдвижных ящиков и устройстве шкафов, рамные применяются в оконных рамах и дверях, а сплачивание/сращивание служит для получения деталей увеличенного по ширине/длине размера.

Многие соединения могут использоваться в разных категориях, например, стыковые соединения применяются во всех трех категориях.

Подготовка материала

Даже строганые пиломатериалы могут нуждаться в некоторой подготовке.

• Обрежьте материал с запасом по ширине и толщине для дальнейшего строгания. Длину пока не обрезайте.
• Выберите лучшую по качеству пласть — лицевую сторону. Строгайте ее по всей длине. Проверяйте по поверочной линейке.
  После окончательного выравнивания сделайте карандашом метку лицевой стороны.
• Строгайте лицевую — чистую — кромку. Проверяйте поверочной линейкой, а также угольником относительно лицевой стороны. Строганием выровняйте покоробленность. Поставьте метку чистой кромки.
• Рейсмусом сделайте разметку требуемой толщины по всем кромкам контура детали. Строгайте до этой риски. Проверяйте поверочной линейкой.
• Повторите операцию для ширины.
• Теперь делайте разметку длины и собственно соединений. Размечайте от лицевой стороны и чистой кромки.

Разметка пиломатериалов

При разметке пиломатериалов будьте внимательны. Делайте достаточные припуски на ширину пропилов, толщину строгания и выполнение соединений.

Все отсчеты ведите от лицевой стороны и чистой кромки, на которые поставьте соответствующие метки. В конструкциях рам и шкафов эти метки должны смотреть внутрь, чтобы повысить точность изготовления. Для облегчения сортировки и сборки пронумеруйте детали при их изготовлении на лицевой стороне так, чтобы, например, обозначить, что сторона 1 соединяется с торцом 1.

При разметке одинаковых деталей аккуратно выровняйте их и делайте разметку сразу на всех заготовках. Это обеспечит идентичность разметки. При разметке профильных элементов учтите, что могут быть «правые» и «левые» детали.

Стыковые соединения

Это простейшие из столярно-плотничных соединений. Они могут входить во все три категории соединений.

Сборка

Стыковое соединение можно укрепить гвоздями, забитыми под углом. Вбивайте гвозди вразбежку.

Ровно обрежьте концы двух деталей и соедините их. Закрепите гвоздями или шурупами. Перед этимможно на детали нанести клей для усиления фиксации. Соединения встык в рамных конструкциях можно усилить стальной накладкой или волнистой шпонкой с наружной стороны либо деревянным бруском, закрепленным изнутри.

Наггельные / шкантовые соединения

Деревянные нагели — сегодня их все чаще называют шкантами — можно использовать для усиления соединения. Эти вставные круглые шипы увеличивают прочность на сдвиг (срез), а за счет клея надежнее фиксируют сборку. Соединения с нагелями (шкантами) могут использоваться в качестве рамных соединений (мебель), ящичных (шкафы) или для сплачивания/сращивания (панели).

Сборка нагельного соединения

1. Аккуратно вырежьте все компоненты, точно соблюдая размеры. Разметьте положение перекладины на лицевой стороне и чистой кромке стойки.

2. Разметьте центровые линии для нагелей на конце перекладины. Расстояние от каждого конца должно быть не менее половины толщины материала. Для широкой перекладины может потребоваться более двух нагелей.

Разметьте центровые линии для нагелей на торце перекладины и по угольнику перенесите их на стойку.

3. Положите стойку и перекладину лицевой стороной вверх. По угольнику перенесите центровые линии на стойку. Пронумеруйте и пометьте все соединения, если стоек и перекладин больше одной пары.

4. Перенесите эту разметку на чистую кромку стойки и торцы перекладины.

5. От лицевой стороны рейсмусом прочертите риску по центру материала, пересекающую линии разметки. Так будут размечены центры отверстий под нагели.

Рейсмусом прочертите центровую пинию, пересекая пинии разметки, что покажет центры отверстий под нагели.

6. Электродрелью со спиральным сверлом или ручной дрелью с перовым сверлом просверлите Отверстия во всех деталях. Сверло должно иметь центровое острие и подрезатели. Отверстие поперек волокон должно иметь глубину примерно в 2,5 диаметра нагеля, а отверстие в торце — глубину, равную примерно З диаметрам. Для каждого отверстия сделайте припуск 2 мм, на это расстояние нагель не должен доходить до дна.

7. Зенковкой уберите с верха отверстий лишние волокна. Это также облегчит установку нагеля и создаст пространство для клея, закрепляющего соединение.

Нагели

У нагеля должен быть продольный паз (сейчас стандарнтные нагели делают с продольными ребрами), по которому будет удаляться излишек клея при сборке соединения. Если у нагеля нет паза, то плоско сострогайте его с одной стороны, что даст тот же результат. На торцах должна быть фаска для облегчения сборки и предупреждения повреждения нагелем отверстия. И здесь, если у нагелей нет фаски, сделайте ее напильником или зашлифуйте ребра их торцов.

Использование центриков для разметки нагелей

Разметьте и просверлите перекладины. Вставьте в отверстия для нагелей специальные нагельные центрики. Выровняйте перекладину по разметке стойки и сожмите детали вместе. Острия центриков сделают отметки на стойке. Просверлите по ним отверстия. В качестве альтернативы можно сделать из деревянного бруска шаблон, просверлить в нем отверстия, зафиксировать шаблон на детали и через отверстия в нем сверлить отверстия под нагели.

Использование кондуктора для нагельного соединения

Металлический кондуктор для нагельных соединений существенно облегчает разметку и сверление отверстий под нагели. В ящичных соединениях кондуктор можно использовать на торцах, но он не будет действовать на пласти широких панелей.

кондуктор для наггельных соединений

1. Разметьте центровые линии на лицевой стороне материала, в котором должны быть отверстия под нагели. Выберите подходящую направляющую втулку для сверла и вставьте ее в кондуктор.

2. Выровняйте центровочные метки сбоку кондуктора и зафиксируйте подвижную опору направляющей втулки.

3. Установите кондуктор на деталь. Выровняйте центровочную зарубку по центровой линии отверстия под нагель. Затяните.

4. Установите на сверле ограничитель глубины сверления в требуемом месте.

Сплачивание

Для получения более широкой деревянной детали можно с помощью нагелей соединить по кромке две детали одинаковой толщины. Сложите две доски широкими сторонами вместе, точно выровняйте их концы и зажмите эту пару в тиски. На чистой кромке проведите перпендикулярные линии, обозначающие центровые линии каждого нагеля. По середине кромки каждой доски рейсмусом сделайте риски поперек каждой ранее отмеченной центровой линии. Точки пересечения будут центрами отверстий под нагели.

Нагеnьное соединение аккуратное и прочное.

Соединения врубкой / врезкой

Соединением врубкой, врезкой или в паз называют угловые или срединные соединения, когда торец одной детали крепится к пласт и другой детали. Оно основано на стыковом соединении с вырезом под торец, сделанном в пласти. Используется в рамных (каркасы домов) или ящичных (шкафы) соединениях.

Типы соединений врубкой / врезкой

Основными типами соединений врубкой являются тавровая врубка в потемок/полупотемок (часто этот термин заменяется термином «впотай/вполупотай»), которая выглядит как стыковое соединение, но прочнее, угловая врубка (угловое соединение) в четверть и угловая врубка в потемок/ полупотемок. Угловая врубка в фальц и угловая врубка в фальц с потемком/полупотемком делаются так же, но фальц делается глубже — выбирается две трети материала.

Выполнение врубки

1. Разметьте паз на лицевой пласти материала. Расстояние между двумя линиями равняется толщине второй детали. Продолжите линии на обе кромки.

2. Рейсмусом разметьте глубину паза между линиями разметки на кромках. Глубину обычно делают от одной четверти до одной трети толщины детали. Пометьте отходную часть материала.

3. С-образной струбциной надежно закрепите деталь. Пропилите заплечики с отходной стороны линий разметки на нужную глубину. Если паз широкий, сделайте дополнительные пропилы в отходе, чтобы упростить выборку материала стамеской.

Пилите вппотную к линии разметки со стороны отхода, делая промежуточные пропилы при широком пазе.

4. Работая стамеской с обеих сторон, удалите лишний материал и проверьте ровность дна. Для выравнивания дна можно использовать грунтубель.

Стамеской удалите отход, работая с обеих сторон, и выровняйте дно паза.

5. Проверьте пригонку, если деталь вставляется слишком туго, возможно, придется ее подстрогать. Проверьте перпендикулярность.

6. Соединение врубкой можно укрепить одним из следующих способов или их сочетанием:

• склеивание и зажим до схватывания клея;
• привинчивание шурупами через пласть наружной детали;
• прибивание гвоздями под углом через пласть наружной детали;
• прибивание гвоздями наискось через угол.

Соединение врубкой достаточно прочное

Соединения в паз и боковой гребень

Это комбинация врубки в четверть и врубки в фальц. Оно используется в изготовлении мебели и устройстве откосов оконных проемов.

Выполнение соединения

1. Торцы сделайте перпендикулярными продольным осям обеих деталей. На одной детали разметьте заплечик, отмерив от торца толщину материала. Продолжите разметку на обеих кромках и лицевой стороне.

2. Разметьте второй заплечик со стороны торца, он должен быть на расстоянии одной трети толщины материала. Продолжите на обе кромки.

3. Рейсмусом разметьте глубину паза (треть толщины материала) на кромках между линиями заплечиков.

4. Ножовкой с обушком пропилите заплечики до риски рейсмуса. Удалите отход стамеской и проверьте выравненность.

5. Рейсмусом с той же установкой разметьте линию на тыльной стороне и на кромках второй детали.

Советы:

• Соединения типа соединения в паз и боковой гребень можно легко делать с помощью фрезера и соответствующего направляющего приспособления — либо только для паза, либо и для паза, и для фальца. Рекомендации по правильной работе с фрезером смотри на с. 35.
• Если гребень входит в паз слишком туго, подстрогайте лицевую (гладкую) сторону гребня или зашлифуйте шкуркой.

6. От лицевой стороны рейсмусом сделайте разметку на кромках в сторону торца и на самом торце. Пропилите по линиям рейсмуса ножовкой с обушком. Не пилите слишком глубоко, так как это ослабит соединение.

7. Работая стамеской с торца, удалите отход. Проверьте пригонку и при необходимости откорректируйте.

Соединения вполдерева

Соединения вполдерева относятся к рамным соединениям, которые используются для соединения деталей пластями или по кромке. Соединение выполняется выборкой одинакового количества материала с каждой детали, так что они соединяются заподлицо друг с другом.

Типы соединений вполдерева

Можно выделить шесть основных типов соединений вполдерева: поперечное, угловое, впотемок, угловое на ус, ласточкин хвост и сращивание.

Выполнение углового соединения вполдерева

1. Выровняйте торцы обеих деталей. На верхней стороне одной из деталей проведите линию перпендикулярно кромкам, отступив от торца на ширину второй детали. Повторите на нижней стороне второй детали.

2. Установите рейсмус на половину толщины деталей и прочертите линию на торцах и кромках обеих деталей. Пометьте отход на верхней стороне одной и нижней стороне другой детали.

3. Зажмите деталь в тиски под углом 45° (пласти вертикально). Аккуратно пилите вдоль волокон вплотную к рейсмусной линии со стороны отхода, пока пила не выйдет на диагональ. Переверните деталь и продолжите аккуратно пилить, постепенно приподнимая ручку пилы, пока пила не выйдет на линии заплечика на обеих кромках.

4. Выньте деталь из тисков и положите на пласть. Плотно прижмите ее к цулаге и зажмите струбциной.

5. Пропилите заплечик до сделанного ранее пропила и удалите отход. Все неровности выборки выровняйте стамеской. Проверьте аккуратность выреза.

6. Повторите процесс на второй детали.

7. Проверьте пригонку деталей и при необходимости поровняйте стамеской. Соединение должно быть прямоугольным, заподлицо, без зазоров и люфтов.

8. Соединение можно укрепить гвоздями, шурупами, клеем.

Угловые соединения на ус

Угловые соединения на ус делаются с помощью скоса торцов и скрывают торцевое волокно, а также эстетически больше соответствуют угловому повороту декоративной накладки.

Типы угловых соединений на ус

Для выполнения скоса торцов в угловом соединении на ус угол, под которым встречаются детали, делится пополам. В традиционном соединении этот угол составляет 90°, поэтому каждый торец обрезается под 45°, но угол может быть и тупым, и острым. В неравномерных угловых соединениях на ус соединяются детали с разной шириной.

Выполнение углового соединения на ус

1. Разметьте длину деталей, имея в виду, что ее следует отмерять по длинной стороне, так как скос уменьшит длину внутри угла.

2. Определившись с длиной, разметьте линию под 45° — на кромке или на пласти в зависимости от того, где будет резаться скос.

3. Комбинированным угольником перенесите разметку на все стороны детали.

4. При ручной резке используйте стусло и ножовку с обушком или ручную торцовочную пилу. Плотно прижмите деталь к задней стороне стусла — если она сдвинется, то скос получится неровным, а соединение плохо пригнанным. Если пилите просто от руки, следите за процессом, чтобы не отклоняться от линий разметки на всех сторонах детали. Торцовочная электропила, если она у вас есть, сделает очень аккуратный скос.

5. Приложите две детали друг к другу и проверьте пригонку. Подправить ее можно, подстрогав рубанком поверхность скоса. Прочно зафиксируйте деталь и работайте острым рубанком, выставив малый вылет ножа.

6. Соединение следует сбить гвоздями через обе детали. Для этого сначала положите детали на пласть и вбейте в наружную сторону скоса гвозди так, чтобы их кончики чуть показались из скосов.

Наживите гвозди в обеих деталях, так чтобы кончики чуть выwпи из поверхности скоса.

7. Нанесите клей и плотно сожмите соединение так, чтобы одна деталь чуть выступала — перекрывала другую. Сначала забейте гвозди в выступающей детали. Под ударами молотка при забивании гвоздей деталь чуть сдвинется. Поверхности должны выровняться. Прибейте вторую сторону соединения и утопите шляпки гвоздей. Проверьте прямоугольность.

Сначала забейте гвозди в выступающую деталь, и воздействие молотка сдвинет соединение в нужное положение.

8. Если из-за неровностей исполнения получился маленький зазор, прогладьте соединение с обеих сторон круглым стержнем отвертки. Это подвинет волокна, которые и закроют зазор. Если щель слишком велика, то либо придется переделать соединение, либо заделать зазор шпаклевкой.

9. Для усиления углового соединения на ус можно вклеить внутрь угла деревянный брусок, если его не будет видно. Если важен внешний вид, то соединение можно сделать на вставной шип или закрепить его шпонками из шпона. Внутри плоских соединений можно использовать нагели или ламели (стандартные плоские вставные шипы).

Сращивание на ус и соединение с прирезкой

Сращивание на ус соединяет концы деталей, расположенных на одной прямой, а соединение с прирезкой используется, когда надо соединить две профильные детали под углом друг к другу.

Сращивание на ус

При сращивании на ус детали соединяются одинаковыми скосами на торцах таким образом, что одинаковая толщина деталей остается неизменной.

Соединение с прирезкой

Соединение с прирезкой (с подрезкой, с пригонкой) используется, когда надо соединить в углу две детали с профилем, например, два плинтуса или карниза. Если деталь сдвинется в процессе ее крепления, то зазор будет менее заметен, чем при угловом соединении на ус.

1. Закрепите на месте первый плинтус. Придвиньте к нему вплотную второй плинтус, расположенный вдоль стены.

Закрепите первый плинтус на месте и прижмите к нему второй плинтус, выровняв его вдоль стены.

2. Проведите по профильной поверхности закрепленного плинтуса маленьким деревянным бруском с прижатым к нему карандашом. Карандаш оставит на размечаемом плинтусе линию разметки.

Бруском с прижатым к нему карандашом, приставленным острием ко второму плинтусу, проведите по рельефу первого плинтуса, и карандаш разметит пинию отреза.

3. Обрежьте по линии разметки. Проверьте пригонку и при необходимости подправьте.

Сложные профили

Уложите первый плинтус на место и, поместив второй плинтус в стусло, сделайте на нем скос. Линия, образованная профильной стороной и скосом покажет требуемую форму. Обрежьте по этой линии лобзиком.

Соединения в проушину

Соединения в проушину используются, когда требуется соединить пересекающиеся детали, расположенные «На ребре», либо в угловом, либо в срединном варианте (например, угол оконного переплета или там, где ножка стола соединяется с перекладиной).

Типы соединений в проушину

Самыми распространенными типами соединений в проушину являются угловое и тавровое (Т-образное). Для прочности соединение надо склеивать, но можно укрепить его нагелем.

Выполнение соединения в проушину

1. Сделайте разметку так же, как для , но разделите толщину материала на три, чтобы определить одну треть. Пометьте отход на обеих деталях. На одной детали надо будет выбрать середину. Этот паз называется проушиной. На второй детали удаляются обе боковые части материала, а оставшаяся средняя называется шипом.

2. Пропилите вдоль волокон до линии заплечиков вдоль линий разметки со стороны отхода. Ножовкой с обушком выпилите заплечики, и получится шип.

3. Работая с двух сторон, выберите материал из проушины стамеской/ долотом для пазов или лобзиком.

4. Проверьте пригонку и при необходимости подправьте стамеской. Нанесите клей на поверхности соединения. Проверьте прямоугольность. С-образной струбциной зажмите соединение на время затвердевания клея.

Соединение шипом в гнездо

Соединения шипом в гнездо, или просто шиповые соединения, используются, когда две детали соединяются углом или при пересечении. Это, вероятно, самое прочное из всех рамных соединений в столярно-плотничном деле, и оно используется при изготовлении дверей, оконных переплетов и мебели.

Типы соединений шипом в гнездо

К двум основным видам шиповых соединений относятся обычное соединение шипом в гнездо и соединение ступенчатым шипом в гнездо (вполупотемок). Шип и гнездо составляют примерно две трети ширины материала. Расширение гнезда делается с одной стороны паза (полупотемок), и в него вставляется ступенька шипа с его соответствующей стороны. Полупотемок помогает предупредить выворачивание шипа из гнезда.

Обычное соединение шипом в гнездо

1. Определите положение соединения на обеих деталях и сделайте разметку на всех сторонах материала. Разметка показывает ширину пересекающей детали. Шип будет на торце перекладины, а гнездо пройдет через стойку. Шип должен иметь небольшой припуск по длине для дальнейшей зачистки соединения.

2. Подберите стамеску максимально близкую по размеру к трети толщины материала. Установите рейсмус по размеру стамески и разметьте гнездо в средней части стойки между ранее нанесенными линиями разметки. Работайте от лицевой стороны. При желании можно установить раствор рейсмуса на треть толщины материала и работать им с обеих сторон.

З. Таким же образом разметьте шип на торце и обеих сторонах до разметки заплечиков на перекладине.

4. Зажмите в тисках вспомогательную опору в виде деревянного обрезка достаточно высоко, чтобы можно было прикрепить к нему стойку, повернутую «на ребро». Закрепите на опоре стойку, расположив струбцину рядом с разметкой гнезда.

5. Вырежьте стамеской гнездо, сделав припуск внутрь примерно на 3 мм от каждого ее конца, чтобы не повредить края при выборке отхода. Держите стамеску ровно, сохраняя параллельность
ее кромки плоскости стойки. Первый рез сделайте строго вертикально, расположив скос заточки в сторону середины гнезда. Повторите с другого конца.

6. Сделайте несколько промежуточных резов, держа стамеску под небольшим углом и скосом заточки вниз. Выберите отход, действуя стамеской как рычагом. Углубившись на 5 мм, сделайте еще резы и выберите отход. Продолжайте примерно до половины толщины. Переверните деталь и работайте таким же образом с другой стороны.

7. После удаления основной части отхода зачистите гнездо и срежьте оставленный ранее припуск до линий разметки с каждой стороны.

8. Прорежьте вдоль волокон шип, ведя ножовку с обушком по линии разметки со стороны отхода, и вырежьте заплечики.

9. Проверьте пригонку и при необходимости подправьте. Заплечики шипа должны аккуратно примыкать к стойке, соединение должно быть перпендикулярным и не иметь люфта.

10. Для закрепления можно вставить клинья с обеих сторон шипа. Зазор для этого делается в гнезде. Работая стамеской с наружной стороны гнезда, расширьте примерно две трети глубины с уклоном 1:8. Клинья делаются с таким же уклоном.

11. Нанесите клей и плотно сожмите. Проверьте прямоугольность. Нанесите клей на клинья и вгоните их на место. Отпилите припуск шипа и удалите излишек клея.

Другие шиповые соединения

Шиповые соединения для оконных переплетов и дверей несколько отличаются от шиповых соединений вполупотемок, хотя техника выполнения такая же. Внутри проходит фальц и/или накладка для стекла или филенки (панели). При выполнении соединения шипом в гнездо на детали с фальцем плоскость шипа делайте на одной линии с кромкой фальца. Один из заплечиков перекладины делается длиннее (на глубину фальца), а второй короче, чтобы не перегораживать фальц.

Шиповые соединения для деталей с накладками имеют заплечик, выполненный с прирезкой, чтобы соответствовать профилю накладки. В качестве альтернативы можно снять накладку с кромки гнезда и сделать скос или прирезку в соответствии с ответной деталью.
Другие разновидности соединений шипом в гнездо:

• Боковым шипом — при изготовлении дверей.
• Потайным скошенным шипом вполупотемок (со скошенной ступенькой) — чтобы скрыть шип.
• Шипом впотемок (ступеньки шипа с двух его сторон) — для относительношироких деталей, таких как нижняя обвязка (брусок) двери.

Все эти соединения могут быть сквозными, а могут быть и глухими, когда торец шипа не будет виден с обратной стороны стойки. Их можно укреплять клиньями или нагелями.

Сплачивание

Найти широкую высококачественную древесину становится все труднее, и она очень дорога. К тому же такие широкие доски подвержены очень большим усадочным деформациям, что затрудняет работу с ними. Для соединения узких досок по кромке в широкие панели для столешниц или крышек верстака используют сплачивание.

Подготовка

Перед началом непосредственно сплачивания необходимо выполнить следующее:

• По возможности подберите доски радиальной распиловки. Они менее подвержены усадочным деформациям, чем пиломатериалы тангенциальной распиловки. Если используются доски тангенциальной распиловки, то их ядровую сторону кладите поочередно в одну и другую сторону.
• Старайтесь не сплачивать материалы с разными способами распиловки в одну панель.
• Ни в коем случае не сплачивайте доски из разных пород древесины, если они не просушены должным образом. Они будут давать разную усадку и трескаться.
• По возможности располагайте доски волокнами в одном направлении.
• Перед сплачиванием обязательно обрежьте материал по размеру.
• Используйте только клей хорошего качества.
• Если древесина будет полироваться, подбирайте текстуру или цвет.

Сплачивание на гладкую фугу

1. Выложите все доски лицевой стороной вверх. Для облегчения последующей сборки пометьте кромки непрерывной карандашной линией, проведенной по стыкам под углом.

2. Прострогайте ровные кромки и проверьте пригонку к соответствующим соседним доскам. Каждый раз выравнивайте торцы или карандашные линии.

3. Убедитесь в отсутствии зазоров и плоскостности всей поверхности. Если сжать зазор струбциной или зашпаклевать его, соединение впоследствии растрескается.

4. При строгании коротких деталей зажмите две в тиски лицевыми сторонами вместе и строгайте обе кромки одновременно. Выдерживать прямоугольность кромок не придется, так как при стыковке они взаимно будут компенсировать свой возможный наклон.

5. Сделайте подготовку, как для стыкового соединения, и нанесите клей. Сжиманием с притиркой соедините две поверхности, выдавив излишек клея и помогая поверхностям как бы «присасываться» друг к другу.

Другие способы сплачивания

Другие соединения сплачиванием с различным усилением готовятся таким же образом. К ним относятся:

• с нагелями (шкантами);
• в паз и гребень;
• в четверть.

Склеивание и фиксация зажимами

Склеивание и фиксация склеенных деталей является важной частью деревообработки, без которой многие изделия потеряют прочность.

Клеи

Клей усиливает соединение, скрепляя детали так, что их нельзя легко разъединить. При работе с клеями обязательно надевайте защитные перчатки и выполняйте рекомендации по мерам безопасности на упаковке. Очищайте изделие от излишка клея до его схватывания, поскольку он может тупить нож рубанка и засорять абразив шкурки.

ПВА (поливинилацетат)

Клей ПВА — это универсальный клей для древесины. В еще влажном состоянии его можно стереть смоченной водой тряпкой. Он прекрасно склеивает неплотно прилегающие поверхности, не требует длительной фиксации для схватывания и схватывается примерно за час. ПВА дает достаточно прочное соединение и приклеивается почти к любой пористой поверхности. Дает постоянное соединение, но не является термостойким и влагостойким. Наносите кистью, а при больших поверхностях разведите водой и наносите малярным валиком. Поскольку клей ПВА имеет водную основу, то при схватывании дает усадку.

Контактный клей

Контактный клей склеивает непосредственно после нанесения и соединения деталей. Нанесите его на обе поверхности и, когда клей станет сухим на ощупь, соедините их. Он используется для слоистого пластика (ламината) или шпона к ДСП. Фиксации не требуется. Счищается растворителем. Контактный клей огнеопасен. Работайте с ним в хорошо вентилируемом помещении, чтобы снизить концентрацию испарений. Не рекомендуется для наружных работ, так как не является влагостойким и термостойким.

Эпоксидный клей

Эпоксидный клей — самый прочный из клеев, применяемых в деревообработке, и самый дорогой. Это двухкомпонентный клей на основе смолы, он не дает усадки при схватывании и размягчается при нагревании и не ползет под нагрузкой. Водостоек и склеивает почти все материалы, как пористые, так и гладкие, за исключением термопластиков, например, поливинилхлорида (ПВХ) или плексигласа (органического стекла). Пригоден для наружных работ. В незастывшем виде может удаляться растворителем.

Термоклей

Термоплавкий безрастворный клей склеивает почти все, включая многие пластики. Обычно продается в виде клеевых палочек, которые вставляются в специальный электрический пистолет для склеивания. Нанесите клей, соедините поверхности и сожмите на ЗО секунд. Фиксации не требуется. Счищается растворителями.

Зажимы для фиксации

Зажимы бывают разнообразных конструкций и размеров, большинство из которых называется струбцинами, однако обычно требуется всего пара разновидностей. Обязательно помещайте между зажимом и изделием прокладку из древесных отходов, чтобы избежать вмятин от прикладываемого давления.

Техника склеивания и фиксации

Перед склеиванием обязательно соберите изделие «насухую» — без клея. Зафиксируйте при необходимости, чтобы проверить соединения и габаритные размеры. Если все нормально, разберите изделие, располагая детали в удобном порядке. Разметьте склеиваемые площади и приготовьте зажимы с разведенными губками/упорами на нужное расстояние.

Сборка рамы

Равномерно кистью распределите клей на все склеиваемые поверхности и быстро соберите изделие. Удалите излишек клея и зафиксируйте сборку зажимами. Равномерным давлением сожмите соединения. Зажимы должны располагаться перпендикулярно и параллельно поверхностям изделия.

Зажимы располагайте как можно ближе к соединению. Проверьте параллельность перекладин и при необходимости выровняйте. Замерьте диагонали — если они одинаковы, то прямоугольность изделия выдержана. Если нет, то несильный, но резкий удар по одному концу стойки может выровнять форму. При необходимости поправьте зажимы.

Если рама не ложится плоско на ровную поверхность, то подстучите выступающие участки киянкой через деревянный брусок в качестве прокладки. Если это не поможет, возможно, придется ослабить зажимы или зажимами зафиксировать деревянный брусок поперек рамы.