Основные виды соединений деревянных деталей. Виды шиповых соединений Виды шиповых изделий

ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ НА ШИПОРЕЗНЫХ СТАНКАХ

Характеристика шиповых соединений древесины и требования к ним

Соединения на шипах широко применяют при сборке столярных изделий, а также при сращивании коротких брусков для получения длинномерных материалов.

Изделия, отдельные элементы которых соединяют при помощи шипов, могут быть выполнены в виде рамок и ящиков. К изделиям рамочной конструкции относятся оконные переплеты, коробки, двери, форточки, различные элементы мебели. Рамочная конструкция может быть собрана из двух продольных и двух поперечных брусков без промежуточных связывающих элементов или с серединными брусками в виде переплетов или решеток. Шиповые соединения в основном выполняют на клею, иногда для повышения прочности их дополнительно усиливают металлическими крепежными деталями. По месту расположения в изделии шиповые соединения бывают угловые, серединные и концевые.

Угловые шиповые соединения осуществляют при помощи плоских прямоугольных (рамных) или клиновых (зубчатых) шипов (рис. 130). Рамное шиповое соединение бывает на сквозной одинарный (рис. 130а)двойной (рис. 130 6) или тройной (рис. 130 в) шип и соответствующую ему проушину. Обычно шипы вырезают на коротких (поперечных) брусках рамки, а проушины - на длинных (продольных).

Плоский одинарный рамный шип (рис. 130, а) состоит из следующих элементов: двух боковых граней (пластей) 5, двух заплечиков 6 и торцовой грани 4. У проушины различают две боковые пласта 2, внутреннюю торцевую грань 1 и две внешние торцевые грани 3.

Рис. 130. Угловые шиповые концевые соединения: а,б,в-рамные на одинарный, двойной и тройной шипы; г-клиновид-ные шипы; д,е,ж-«ласточкин хвост» с плоскими скругленными и закрытыми шипами; 1-дно проушины; 2,5-пласти; 3-внешние торцевые грани; 4-торец шипа; 6-шипы

Кроме открытых сквозных соединений бывают шиповые соединения несквозные - на шип с полупотемком или потем-ком. В этом случае торцовая грань (вершина) шипа скрыта или частично выступает на боковую внешнюю поверхность рамки. В столярной практике используют также шиповые соединения на ус с применением вставных круглых шипов (шкантов) или плоских шипов. Концы соединяемых брусков в этом случае предварительно торцуют под углом 45°.

Клиновые шипы для углового концевого соединения (рис. 130 г) формируют с одинаковым для обоих брусков шагом на предварительно торцованных под углом 45 ° концах. Чтобы острые концы шипов не выступали на внешних ушах рамки, перед сборкой на торцах заготовок заранее делают фаску 7 под углом 45 ° размером, равным высоте шипа. Угловые соединения при помощи клиновых шипов обеспечивают достаточную прочность и надежность.

Угловое концевое соединение широких досок при сборе ящиков или коробок осуществляют с помощью прямоугольных шипов (рис. 130 б, в) и шипов “ласточкин хвост” с плоскими (рис. 130 д) или округленными (рис. 130 е) гранями. У мебельных ящиков шипы “ласточкин хвост” делают с лицевой стороны закрытыми (рис. 130 ж). При этом лицевая стенка должна быть толще боковой.

Рис. 131. Срединные шиповые соединения: a-плоским одинарным шипом; б-прямым скругленным шипом; в-несквозным срединным «ласточкиным хвостом»

Угловые серединные шиповые соединения используют при сопряжении конца одного бруска со средней частью другого (рис. 131). Такие соединения бывают в виде плоского одинарного шипа и прямоугольного несквозного или сквозного гнезда (рис. 131а). При больших поперечных сечениях собирают детали на двойной шип и два гнезда. Соединение с помощью прямого или косого скругленного шипа и соответствующего ему гнезда овальной формы показано на рис. 131 б, в. В качестве соединительного элемента используют также цилиндрические шипы (шканты) и круглые отверстия, выполненные сверлением. Иногда при сборке крупномерных изделий применяют серединное несквозное соединение “ласточкин хвост”

(рис. 131 в). Форма и размеры шиповых элементов определяют прочность соединения, поэтому их выбирают в зависимости от конструкции изделия.

Шиповые соединения по длине (сращивание) выполняют с помощью клиновых (зубчатых) шипов. Клиновые шипы могут быть с торцовыми гранями или остроконечные. Грани шипов делают плоскими или фасонными в зависимости от применяемого режущего инструмента. Наиболее широко распространены клиновые шипы, показанные на рис. 132. Основные параметры соединения - длина шипа L и шаг соединения t. Шипы затупляют, чтобы в стыках после запрессовки оставался зазор S.

Рис. 132. Клиновой шип: L-длина шипа; t-шаг соединения; S-зазор

По длине различают длинные (30-50 мм), средние (10 -20 мм) и мелкие (3-5 мм) шипы. Стандартные размеры шипов приведены в таблице 17. В зависимости от расположения шипов по отношению к пласти склеиваемых заготовок зубчатые соединения могут быть трех типов: вертикальные, горизонтальные, диагональные.

Торцовое давление запрессовки устанавливают в зависимости от геометрических параметров зубчатого соединения, размеров поперечного сечения заготовки и породы склеиваемой древесины. Чем меньше длина шипа, тем выше давление запрессовки. Основная характеристика зубчатого клеевого соединения - его прочность. Существует две категории относительной прочности: 1 - не менее 75 % прочности цельной древесины и II категория - не менее 60 %.

Таблица 34. Стандартные размеры шипов

Длина, мм	Шаг, мм	Затупление, мм	прочности	Минимальное удель­ное торцовое давление при запрессовке, МПа
50	12,0	2,0}		1,5
32	8,00	1,0}	1,11	2,5
20	6,00	1,0		3,5
10	3,50	0,5	И	6,0
5	1,75	0,2}		10,0

Сборка шиповых соединений является очень ответственной частью технологического процесса. Она заключается в нанесении клея на боковые поверхности шипов и приложении определенного давления на места их запрессовки либо сразу же после нанесения клея, либо после некоторой выдержки. На качество сборки шиповых соединений влияют такие факторы: качество подготовки поверхности под склеивание, точность формирования шипов, техническая характеристика клея и режим склеивания, давление запрессовки, режим отверждения клеевой прослойки.

Отдельные элементы шипа имеют разное функциональное назначение и по-разному влияют на качество углового соединения, поэтому требования к точности их обработки различны. Наиболее важные размеры-толщина шипа и ширина проушины, так как в основном они определяют прочность и долговечность шипового соединения.

Следует помнить, что в шиповых соединениях деревянных деталей используют посадки с натягом. Натяг - это разница в размерах шипа и проушины до сборки, если толщина шипа больше размера проушины. При образовании посадок допуски проушины и шипа могут быть одинаковыми или разными. При разных допусках проушины и шипа в посадке рекомендуется, чтобы больший допуск был у проушины.

В шиповых соединениях и в местах расположения врезных приборов и крепежных деталей не допускается наличие сучков, смоляных карманов и червоточины. Влажность коробок наружных и тамбурных дверей должна быть 12 ±3 %, коробок внутренних дверей и дверных полотен - 9± 3%; влажность древесины для пробок, планок, нагелей и шкантов - на 2-3 % меньше влажности древесины деталей. Прочность на изгиб должна быть не менее 0,4 Мпа для угловых шиповых соединений дверных коробок и не менее 0,7 Мпа для обвязок дверных полотен.

Детали дверей можно изготовлять клеенными по толщине, ширине и длине. Соединения с зубчатым шипом длиной до 10 мм применяются во всех деталях без ограничения места их расположения, но в угловых соединениях на расстояниях менее 150 мм от них - исключаются. Количество соединений по длине не должно быть более трех на 1 м детали при минимальной длине склеиваемых заготовок 250 мм; склеенные элементы могут отличаться по влажности не более чем на 5 %. В зоне соединения не допускаются сучки диаметром более 5 мм. Сучки, разрешенные техническими требованиями на изделия, должны находиться от основания шипов на расстоянии не менее трех размеров сучка. Лишний сучок вырезают - расстояние от реза до сучка не менее одного размера сучка При выполнении шипового соединения следует также учесть, что склеивание необходимо производить не позднее, чем через 24 ч после формирования зубчатых шипов, так как возможно нарушение формы шипов вследствие упругого восстановления волокон древесины.

Надежность и эстетика сложных конструкций из дерева во многом зависит от правильного выбора способа соединения ее составных частей. Особенно это актуально для каркасных изделий, несущих конструкций, где параметры безопасности выходят на передний план.

Качественное соединение деревянных деталей – залог долговечности, основа привлекательного вида изделия, показатель мастерства и профессионализма плотника и столяра.

Выбор вида соединения

Вообще, видов соединений деревянных заготовок существует огромное количество, поэтому рассказать можно только о некоторых из них, наиболее распространенных.

Одним из самых простых способов нарастить деревянную деталь (брус, бревно, доску), увеличить ее ширину является торцевое соединение. Существует несколько вариантов его реализации. Часто применяют простой и функциональный метод в половину толщины (вполдерева). В зависимости от предполагаемой нагрузки на деталь срез может быть ровным или косым. В отдельных случаях стык укрепляют с помощью фигурных вырезов – замков. Данный тип соединения препятствует растяжению, скручиванию, изгибу. Так сращивают брус между собой с целью удлинения.

Создание объемных рам или деревянных каркасов требует надежных соединений под различными углами. В этом случае рационально использовать соединение типа шип-паз или шип-проушина. Узлы в месте стыка деталей выдерживают нагрузку смещения, изгиба и сжатия. Если конструкции необходима высокая стойкость на разрыв, вырезы делают трапециевидной формы.

Дополнительные связи каркасных изделий, придающие жесткость конструкции, реализуют с помощью Т-образных или крестообразных соединений. Основная нагрузка на стыках – сжатие, смещение и разрыв. В особых случаях конструкцию дополнительно усиливают металлическими уголками, шурупами или гвоздями.

Для соединения досок между собой в коробчатые конструкции под прямым углом удобно использовать специальный ящичный паз. Как понятно из названия, данный способ часто применяют для создания объемных конструкций, в том числе ящиков для мебели. Качественно изготовленный ящичный стык выглядит монолитно, имеет привлекательный вид и выдерживает внушительные нагрузки. При создании деревянной мебели часто используют соединение на шкантах, нагелях и домино (когда паз имеет продолговатую форму, в отличие от круглого шканта).

Шиповое соединение (шип-паз)

Самым простым и одним из самых надежных является соединение шип-паз. Оно широко применяется в столярном деле. Подобным способом собирают в единое целое деревянные детали оконных рам, изготавливают самые различные детали корпусной мебели, листы фанеры. Суть данного способа состоит в том, что на торце одной соединяемой детали делают шип, который вставляется в паз другой детали и фиксируется в нем.

Для работы удобно использовать специальный ламельный фрезер, за неимением такового можно обойтись простым ручным инструментом. Понадобится:

• ручная обушковая пила с мелким зубом;
• электрическая или ручная дрель;
• несколько стамесок разной ширины;
• наждачная бумага;
• измерительный инструмент, угольник и карандаш.

Сначала размечают заготовки. Параметры шипа и паза зависят от параметров деревянных деталей и конфигурации изделия, тем не менее стоит учитывать несколько общих рекомендаций.

Важно! Толщина шипа должна составлять примерно треть толщины детали, ширина – 70-80% ширины, длина должна равняться толщине соединяемой заготовки.

Параметры паза также должны соответствовать этим критериям. В любом случае важно следить за тем, чтобы размеры шипа и паза совпадали. Детали должны соединяться легко, без нажима, но не выпадать под собственным весом. Не должно быть люфтов, щелей и перекоса.

Первым вырезают паз, такая последовательность вызвана тем, что шип гораздо проще подгонять под паз, чем наоборот. С помощью пилы делают пропилы, лишнюю древесину удаляют с помощью дрели, дно паза и стенки выравнивают стамесками.

В большинстве случаев для фиксации деталей достаточно одного лишь столярного клея, обеспечить максимум прочности помогут шурупы или гвозди.

Соединение вполдерева

Достаточно часто в столярном деле используют различные варианты стыков вполдерева (простой или прямой замок). Данный тип сборки деревянных конструкций характеризуется простотой изготовления и высокой надежностью. Различают следующие его разновидности:

• поперечное соединение;
• вполдерева – ласточкин хвост;
• угловое соединение;
• на ус;
• сращивание вполдерева.

Первые два способа применяют для соединения деталей, перекрещивающихся под прямым углом. Особенно популярен ласточкин хвост, в котором форма выреза представляет собой трапецию и боковые стороны идут не под прямым углом. Паз замка слегка расширяется от торца, обеспечивая более надежную фиксацию. Надо отметить, что шиповое соединение тоже может называться ласточкин хвост, если шипы вырезаны в виде трапеций.

Второй и третий способы формируют законченный угол. Сращивание применяют в случае необходимости увеличить длину заготовки.

Как сделать поперечное соединение

Одним из самых простых является поперечное соединение. Оно отличается простотой изготовления, овладеть его премудростями может даже начинающий плотник. Работа выполняется в следующем порядке:

• делается разметка. Соединяемые детали накладывают друг на друга. С помощью линейки прочерчивают линию среза. Рейсмусом наносят разметку по толщине;
• первая деталь зажимается в тиски. Ручной пилой, аккуратно, по линиям делается распил до пометки, оставленной рейсмусом. Заготовка поворачивается. Делается второй пропил;
• заготовку вынимают из тисков. С помощью острой стамески и деревянного молотка-киянки удаляют часть древесины между пропилами;
• обрабатывают вторую деталь;
• плоскости выравнивают с помощью наждачной бумаги или абразивного бруска.

Теперь можно стыковать деревянные заготовки. Соединение должно быть плотным, без люфтов и зазоров. Если изделие будет неразъемным, стыки промазывают столярным клеем, конструкция дополнительно усиливается шурупами.

Формирование углов на ус

Одним из лучших способов создания углов различных объемных изделий является стык на ус. Он позволяет создать монолитную конструкцию, скрыть волокна торца, тем самым обеспечить привлекательный вид. Этот способ подходит для самых разнообразных изделий, но чаще всего применяется для изготовления рамок и деталей корпусной мебели.

Для создания соединения в каждой из деревянных деталей делают пропилы под углом, равным половине угла, под которым встречаются заготовки. Чаще всего этот угол прямой, следовательно, запилы выполняют под 45 градусов, тем не менее угол может варьироваться в широких пределах. Работы выполняют по следующему алгоритму.

Вначале размечают детали. Важно не забывать, что разметка выполняется по длинной стороне, в противном случае можно не угадать с размерами.

На кромках, которые будут соединены, проводят линию под требуемым углом. Комбинированным угольником разметку переносят на каждую сторону заготовки. Затем выполняют распил, для которого лучше использовать электрическую торцовую пилу, но можно работать и ручным инструментом. Работая ножовкой, важно контролировать угол среза, нелишним будет воспользоваться бруском в качестве направляющей.

Готовые детали прикладывают друг к другу, проверяя точность подгонки. Неровности придется сгладить ручным рубанком, довести угол с помощью шлифовальной шкурки. На обе поверхности наносится столярный клей, и с помощью струбцин изделие фиксируется. Дополнительной прочности можно добиться с помощью гвоздиков. Работая молотком, важно контролировать силу удара, чтобы заготовки не сдвинулись.

Особо ответственные соединения усиливают с помощью брусков, которые вклеивают во внутренний угол. Стык, который не будет виден, можно дополнительно укрепить металлическим угольником.

В результате качественно выполненной работы получится идеальный шов. Если же образовалась небольшая щель, то ее можно скрыть, расправив прилегающие волокна древесины с помощью гладкой цилиндрической поверхности. Для этого подойдет стержень обычной отвертки.

Шип в проушину

Угловые и тавровые (пример: Т-образное соединение оконной рамы) пересечения удобно выполнять методом шип-гребень в проушину. В данном случае проушину делают в торце вертикальной детали, пропилы под шип – в горизонтальной ее составляющей.

Работа начинается с разметки проушины. Толщина заготовки делится на три. Тонкой ножовкой делают пропилы на глубину, равную ширине другой заготовки. С помощью стамесок удаляют лишнюю древесину, стенки проушины выравнивают наждачной бумагой.

Размечают вторую заготовку. Ширина шипа должна быть равна ширине первой заготовки, толщина равняться толщине шипа. Пропилы выполняют ручной ножовкой, тщательно контролируют глубину и угол наклона. Лишнее снимают стамеской.

Окончательную доводку по толщине выполняют с помощью наждачной бумаги. Детали должны соединяться с легким усилием и не распадаться под собственным весом.

Шип в гнездо

Более сложным соединением является способ шип в гнездо. Оно требует большего мастерства, но отличается гораздо более высокой надежностью и долговечностью. Сфера использования та же, что и в предыдущем случае, а именно – Т-образные стыки. Отличие данного метода заключается в том, что шип делается в торце вертикальной детали, в теле горизонтальной выпиливается гнездо.

Это одно из самых распространенных мебельных соединений. Различают соединение со сквозным шипом и с глухим. Отличие состоит в том, что в первом случае вырезается сквозное гнездо, во втором прорезь делается на определенную глубину.

Особенности японского столярного соединения

Небывалых высот столярного искусства достигли японские мастера. Используя традиционные техники, комбинируя различные типы соединений, они создают точные и надежные стыки без применения гвоздей и прочего крепежа. Стыковка различных деревянных деталей выполняется исключительно благодаря силе трения.

В основе надежности данных соединений лежит точный срез. Идеально подогнанные линии замков на обеих сопрягаемых деталях позволяют создать соединение с безукоризненной точностью. Сложные конфигурации замков требуют большого опыта, знаний и умения владеть инструментом, но при желании всему этому можно научиться.

Сплачивание досок

Качественная древесина стоит дорого, купить хорошую доску с необходимыми параметрами не всегда возможно, да не всегда и нужно. Чтобы сделать, к примеру, столешницу, вовсе необязательно искать доску шириной в стол, обладая навыками столярного дела, можно создать идеальное деревянное полотно с необходимыми параметрами.

Вариантов сплачивания много. Широко распространена доска с шипом и пазом, так называемая вагонка. Она позволяет создавать ровные деревянные поверхности большой площади. Часто используется упрощенный ее вариант – доска со стыком в четверть.

Сплачивание на гладкую фугу (встык)

Самый простой способ, не требующий дополнительных элементов. Боковые грани досок фугуют, лучше делать это попарно, зажимая обе соседние доски в тиски и одновременно обрабатывая их. Такая обработка создаст точную поверхность, на которой неровности одной доски будут компенсироваться неровностями другой. Обе доски промазывают клеем и фиксируют до полного его застывания.

Сплачивание несущих элементов

Удлинить (нарастить) доску, являющуюся частью несущей конструкции можно несколькими способами. Самый простой и самый надежный – соединение вполдерева с последующей накладкой на место соединения усиливающих планок. Некритичные участки можно усилить с помощью фанеры.

Этот же способ используют и для сочленения досок под различными углами. Точно выполненные разрезы сочленяемых деталей позволяют обойтись и без усиливающих накладок, достаточно закрепить доски в месте стыка шурупами.

Рубка без остатка означает, что уложенные бревна сформируют ровный угол, их концы не будут выступать за пределы строения, отдельная его разновидность – теплый угол. Рубка с остатком, в свою очередь, означает, что по углам здания сформируется переплетение из выступающих торцов. Второй способ более затратный в плане количества материала, но здание лучше сохраняет тепло и более устойчиво.

Существуют различные способы соединения деталей из дерева, умение определить оптимальный для того или иного вида работ позволит значительно разнообразить ассортимент изделий, которые может изготовить мастер. Правильно выбранный способ обеспечит привлекательный внешний вид изделию и гарантирует надежность объемной конструкции.

Муниципальная бюджетное общеобразовательное учреждение

Гимназия №19 города Орла

Открытый урок на тему:

« Виды шиповых соединений»

7-й класс

Выполнил:

учитель технологии

МосинС.Е.

г.Орёл

"Шиповые столярные соединения"

Цели:

Познакомить учащихся с шиповым способом соединения деталей изделий из древесины;

Совершенствовать эстетическое воспитание учащихся;

Способствовать развитию технического мышления.

Тип урока:

Комбинированный (освоение новых знаний, обобщение и систематизация изученного).

Методы обучения:

Устный опрос, рассказ, демонстрация наглядных пособий (использование презентации выполненной в программе PowerPoint), практическая работа.

Ход урока:

I. Организационно-подготовительная часть

Приветствие учителя, контроль посещаемости, проверка готовности учащихся к уроку, сообщение темы и целей урока.

II. Теоретическая часть

Повторение пройденного материала:

Вопросы:

Как затачивают стамески, долота и ножи для стругов?

Что называют доводкой и правкой лезвия?

Для чего нужна прифуговка зубьев пил?

Как затачивают зубья пил для поперечной распиловки?

Как затачивают зубья пил для продольной и смешанной распиловки?

Как производят развод зубьев пил?

Как должна располагаться режущая кромка относительно подошвы струга?

Как настраивают и крепят нож на стругах с деревянной колодой?

Как настраивают и крепят нож на стругах с металлической колодой?

Для чего служит стружколоматель?

Как прочищают засорившийся леток?

Перечислите правила безопасности при очистки лотка.

Изложение нового материала:

Учитель свое объяснение сопровождает показом призентации.

План рассказа учителя:

Виды столярных соединений

Долбление проушин и гнезд. Сборка шипового соединения.

Основные виды столярных соединений

Столярные соединения бывают неразъемные и разъемные. К первым относятся соединения на гвоздях, ко вторым - на шурупах. На гвоздях и шурупах детали соединяют сравнительно быстро, но соединения не

обеспечивают высокой прочности.

Шиповые соединения деревянных изделий.

В клеевых соединениях различают элементы: шип, гнездо, проушину и др.

Шип - выступ на торце заготовки, соответствует размерам и профилю проушины или гнезда соединяемой заготовки.

Гнездо - отверстие (углубление) в заготовке, соответствует размерам и профилю шипа.

Проушина - гнездо на торце заготовки, открытое с двух или трех сторон.

В немецком языке слово "шифф" , переводится как "средняя часть чего-либо", термин " шип " как средняя часть соединения детали.

Из клеевых соединений распространены шиповые. Они разделяются на угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные. Выбор количества шипов на зависит от толщины соединяемых деталей. Бруски толщиной до 40 мм соединяют одинарным шипом, бруски толщиной 40..80 мм - двойными или тройными , бруски толщиной свыше 80 мм - тройными многократными .

Правила определения размеров шипов и проушин:

Размеры угловых концевых

и угловых серединных соединений определяют по формулам: S = 0.4 So ; S 1 = S 3 = 0.5( So - S 1)

Углового ящичного соединения:

S 1 = S 3 = 6,8,10,12,14,16 мм;

l = So; S2, не менее 0,3So

Изделия с шиповым соединением деталей изготавливают по сборным чертежам.

2. Разметка и запиливание шипов и проушин

Для получения шипов и проушин заготовку вначале надо разметить в продольном и поперечном направлениях. Размечают шипы и

проушины с обеих сторон заготовки. На той ее части, которую надо удалить, карандашом делают пометку (Х).

Сначала ведут поперечную разметку. Для этого длину шипа (проушины) откладывают с помощью линейки и карандаша от базового торца вдоль ребер. С помощью угольника отметки соединяют поперечными линиями по пластям и кромкам. Рассчитав ширину шипа (проушины), размечают ее рейсмусомпо торцу икромкам продольными линиями.

После разметки проушины и шипы запиливают, используя пилу с мелкими зубьями, заготовку закрепляют в заднем зажиме верстака с наклоном 50 и делают запил.

Затем ее выравнивают и продолжают продольное пиление.

Пропил ведут рядом с разметочной линией по удаляемой части, не заходя за линию поперечной разметки. Затем проводят поперечное спиливание участков древесины ("щечек") для получения шипа. "Щечки" спиливают поочередно сначала с одной стороны заготовки, затем - с другой.

На производстве шипы и проушины получают станочники шипорезного станка. Они должны хорошо знать свойства древесины, устройство станков, уметь выполнять все станочные операции, затачивать инструмент, настраивать станки.

Долбление проушин и гнезд

Долбление является обработкой древесины резанием резцом в вертикальном направлении.

Проушины и гнезда получают с помощью долот и стамесок.

Долото предназначено для долбления гнезд и проушин. По его ручке наносят удары киянкой. Для предохранения ручки от раскалывания на нее насаживают еще одно металлическое кольцо. Рабочая часть долота иметь форму клина с углом 35º.

Стамеска применяется для зачистки шипов, гнезд и проушин, срезания фасок, подрезки подгоняемых деталей. Рабочую часть стамески затачивают под углом 20°.

Термины " долото " и " стамеска " от немецкого языка переводятся как " долбящее железо ".

Долбят деталь на подкладной доске. Лезвие долота ставят параллельно линии поперечной разметки на расстоянии примерно 1 см от торца и фаской в сторону дна проушины.

Удерживая долото строго вертикально, по нему наносят удары киянкой. Затем отступают от торца на 5 -7 мм, ударяют по долоту и, наклонив его, подрезают и откалывают слой древесины.

Устанавливают долото у линии поперечной разметки. Гнездо долбят поочередно от обеих линий поперечной разметки.

На производстве механическое долбление древесины проводят станочники цепно-долбежных станков. Они выдалбливают продолговатые отверстия с помощью резцов движущейся долбежной цепи.

4. Сборка шипового соединения

Для сборки шипового соединения шипы и проушины подгоняют до

необходимого размера, подрезают стамеской и зачищают напильником.

Для обработки стамеской заготовку закрепляют на верстаке. Правой рукой нажимают на торец стамески, а левой обхватывают ее стержень и регулируют направление резания. Напильником зачищают боковые стенки и дно проушины. Соединение деталей будет прочным, если шип входит в проушину при несильном ударе киянкой или нажатии рукой. Киянкой следует ударять

не по шипу, а через подкладную доску.

П одогнав шиповое соединение, его разбирают для склеивания. Вначале шип и проушину смазывают клеем, выдерживают для впитывания клея в древесину, а затем соединяют.

Собрав и склеив изделие, пользуясь подкладными досками, его сжимают в углах струбцинами. В зависимости от вида клея изделие выдерживают в сжатом состоянии до 24 ч.

Шиповое соединение после сжатия строгают, чтобы убрать неровности на стыках. Строгают, закрепив изделие клиньями на верстаке, с двух сторон на полный размах рук полным движением рубанка.

Затем строгают кромки. Изделие закрепляют в переднем зажиме верстака с подкладной доской. Шиповые соединения строгают поочередно движением рубанка от края к центру соединенной детали.

Контролируют качество работы с помощью линейки и угольника.

На производстве шиповые соединения собирают сборщики изделий из древесины.

III. Практическая часть

Практическая работа "Шиповое соединение деталей изделия из древесины"

Организация рабочего места :

Учащиеся выполняют задание - каждый на своем рабочем месте.

Для выполнения работы понадобятся: верстак, заготовки, долото, стамеска, киянка, мелкозубая пила, измерительная линейка или штангенциркуль, клей, кисти, струбцины или тиски, напильник, шлифовальная шкурка.

Вводный инструктаж.

Задания:

1. Получите у учителя заготовки на изготовление рамки с шиповым соединением;

2. Рассчитайте размер шипа, толщины щечек проушины;

3. Составьте эскизы на шип и проушину с простановкой размеров;

4. По рассчитанным размерам разметьте шиповое соединение для изготовления рамки;

5. Запилите шипы и спилите "щечки";

6. Закрепите на верстаке с подкладной доской заготовки с запиленными проушинами и произведите долбление;

7. Проконтролируйте качество работы с помощью измерительной линейки или штангенциркуля;

8. Подгоните стамеской или напильником шипы и проушины до их плотного соединения;

9. Склейте шиповые соединения и зажмите их в струбцины, проверив равенство диагоналей рамки;

Зачистите выданные учителем склеенные шиповые соединения;

Правила техники безопасности:

1. Необходимо надежно закреплять заготовку на верстаке;

2. Работать следует только исправным и хорошо заточенным инструментом;

3. Не следует подрезать шипы и проушины стамеской и напильником, держа детали на коленях или в руке, а делать это нужно на верстаке в закрепленном положении;

4. Нельзя резать древесину стамеской в направлении руки, поддерживающей деталь, нужно двигать стамеску лезвием от себя;

5. Следует ударять киянкой точно вдоль оси долота;

6. Переносить долото (стамеску) можно только лезвием вниз;

7. По окончании работы долото (стамеску) нужно класть лезвием от себя. Нужно

проследить, чтобы лезвия не выступали за край крышки верстака;

Текущий инструктаж.

Самостоятельное выполнение учащимися задания. Текущие наблюдения учителя, контроль за соблюдением правил техники безопасности, ответы на возникающие вопросы в процессе работы, проверка правильности выполнения заданий.

Заключительный инструктаж.

Оценка результатов работы учащихся, выбор лучших работ учащихся, разбор допущенных ошибок и анализ причин, их вызвавших, разъяснение возможностей применения полученных знаний, умений и навыков в общественно полезном труде.

IV. Итоговая часть

Установка на следующий урок:

На следующем уроке продолжится знакомство с технологией обработки древесины.

Учащиеся получат знания о другом способе соединения деталей из древесины - шкантами и шурупами с нагелями.

Домашнее задание:

Повторить пройденный материал;

Уборка рабочих мест.

Презентация

Список используемой литературы:

1. Бобров, В.А. Справочник по деревообработке /Серия "Справочники", -Ростов н/Д:

Феникс,2003

2. Карабанов, И.А. Технология обработки древесины: учеб. Для учащихся 5-9 кл.

общеобразовательных учреждений.- М: Просвещение,1995.

3. Самородский, А.Е., Симоненко, В.Д., Тищенко, А.Т. Технология. Трудовое обучение: учебник для учащихся 7 кл (вариант для мальчиков) общеобразоват. Шк.

/ под ред. Е.С. Глозман, - М.: Мнемозина,2012.

4. «Мебель своими руками» Клятис Г. Я.

«Лесная промышленность» 1989г.

5. « Столярные работы» Л.Н. Крейндлин

М. Высшая школа 1982 г.

6. Технология. Индустриальные технологии: 6 класс:

учебник для учащихся общеобразовательных организаций

/ А.Т. Тищенко, В.Д Симоненко. - М: .Вентана- Граф, 2014 - 192 с.

Начинающим домашним мастерам будет полезно узнать о методах соединения деревянных деталей. Этой теме мы посвящаем краткий ликбез, в котором будут описаны основные виды столярных соединений и сплачиваний с использованием клея, гвоздей, саморезов или шкантов, либо вовсе без них.

Правила выбора соединения в зависимости от типа нагрузки

Наиболее просты торцевые соединения, их применяют при необходимости нарастить деталь. Лучше всего такие соединения переносят нагрузку сжатия, однако при вырубке замков специальной формы можно достичь хорошего сопротивления скручиванию, растяжению и изгибу. Стандартный вариант торцевого соединения — с подрезкой на половину толщины обеих деталей. Срез может быть прямым или косым, при необходимости препятствовать изгибу, растяжению или скручиванию на конце каждого среза нарезают шип или тупой угол, либо делают срез ступенчатым, образуя своего рода «замок».

1 — прямая накладка вполдерева; 2 — косая накладка; 3 — прямая накладка со ступенчатым стыком; 4 — накладка вполдерева с косым стыком; 5 — косой накладной замок; 6 — соединение вполдерева с косым шипом

Угловые и боковые соединения применяются для соединения прямых деталей в ферму или каркас. Обычно эта часть конструкции опорная, поэтому основные нагрузки приходятся на смещение и сжатие. Если конструкция испытывает статичную предусмотренную нагрузку, на одной из деталей нарезают прямоугольный шип, а на другой — паз или проушину соответствующих размеров. Если возможно действие на разрыв конструкции, шип и паз нарезают в форме трапеции.

Угловые соединения: 1 — с открытым сквозным шипом; 2 — с глухим закрытым шипом; 3 — со сквозным косым шипом

Накладные крестовые и Т-образные соединения используют, как правило, для дополнительных связей между ответственными деталями конструкции. Основная нагрузка в них — на сжатие, смещение и разрыв. Первые два типа нагрузки устраняются подрубкой в полдерева или меньше с последующим совмещением деталей. Плечи зарубок принимают основную нагрузку на себя, остается лишь закрепить соединение шурупами или накладными скобами. В ряде случаев для укрепления связи используют шкант или вырубают шип с клином.

1 — крестовое соединение накладкой вполдерева; 2 — крестовое соединение с посадкой в одно гнездо; 3 — Т-образное соединение с потайным косым шипом; 4 — Т-образное соединение с прямой ступенчатой накладкой

Отдельный тип соединений — ящичные. Предназначены они для соединения досок под прямым углом. Обычно для ящичного соединения на каждой доске нарезают зубья, ширина которых равна расстоянию между ними. На разных досках зубья нарезаны со смещением, поэтому при соединении угол из досок выглядит как одно целое. Зубья также могут иметь клиновидную форму, препятствующую разрыву угла в одном направлении, либо скрепляются дополнительно клеем или гвоздями.

Ящичные угловые соединения: 1 — с прямыми сквозными шипами; 2 — с косыми сквозными шипами

Как сделать шиповое соединение

Для изготовления шипового соединения нужно обвести обе детали линией разметки по всем граням на расстоянии от торца, равном ширине соединения. На двух противоположных сторонах и торце линиями отмечается тело шипа, разметка на обеих деталях полностью идентична.

Шип подрезают с боков ножовкой для поперечного реза и скалывают древесину с помощью стамески. Ширину шипа делают на 2-3 мм больше для последующей точной обработки ножом или долотом. Паз вырезают ножовкой для продольного реза и скалывают стамеской, также оставляя небольшой припуск на обработку. Далее следует подгонка, в процессе которой детали совмещают и добиваются максимально плотного прилегания.

При Т-образном шиповом соединении на одной из деталей нарезают центральный шип или паз, а на другой выдалбливают проушину или делают две боковые подрезки в зависимости от типа первой детали. Для изготовления проушины используют стамеску, обращая наклонную часть лезвия внутрь отверстия. Если проушина не сплошная, шип делаю на 8-10 мм больше глубины и обрезают его конец в форме развернутого клина. Так при забивании шип сам себя разопрет, и деталь будет прочно посажена.

Для соединения широких деталей можно использовать ящичное соединение, нарезая несколько шипов и пазов. Самый простой способ скрепить шиповое соединение — просверлить его насквозь поперек шипов и забить в отверстие деревянный шкант (оконное угловое соединение).

Как срастить доски на клею

Очень популярный метод соединения досок и брусков — продольное и поперечное склеивание. При соединении досок широкой стороной торец может быть ровным, хотя в большинстве случаев используют пазогребневый профиль. Очень важна плотная подгонка деталей, чтобы слой клея был как можно более тонким, только так можно достичь максимальной прочности. Иногда на торец, смазанный клеем, наносят небольшое количество хлопкового волокна, это повышает качество сцепки.

Доски можно соединять и в профиль, но для этого потребуется выполнить клиновидную зубчатую нарезку обоих торцов со смещением в пол зуба для разных деталей. В домашних условиях такую операцию можно выполнить с применением ручного фрезера .

Для склеивания деталей используют казеиновый клей или ПВА высокой концентрации, для придания прочности в клеящее вещество добавляют просеянную древесную муку. Поверхности покрывают клеем и выдерживают на воздухе 3-5 минут, после чего помещают под гнет или сдавливают струбцинами. Такое соединение получается прочнее самого дерева и никогда не ломается по стыку.

Как сплачивать элементы несущих конструкций

Для несущих конструкций используют два вида соединений — наращивание и сочленение. Самый простой способ срастить две детали — выполнить надрез ножовкой на половину толщины на одинаковом расстоянии от торцов, а затем сколоть топором лишнюю древесину. После сопоставления двух деталей соединение обычно скрепляют двумя накладными планками, прибитыми сбоку от разреза. Склеивание тоже возможно, но только при плотной подгонке деталей.

Надрезанные в полдерева торцы можно свести практически под любым углом, это основной метод соединения кровельных ферм. Для скрепления деталей необходима дополнительная стягивающая связь: брус прикладывают к соединенным деталям сбоку на расстоянии в 30-50 см от угла и подрубают в половину толщины по местам соприкасания, а затем скрепляют конструкцию гвоздями.

Часто вертикальные и наклонные конструкции нуждаются в опоре, например при соединении стропильной системы с балками перекрытия. В этом случае выполняется зарубка посадочных гнезд на горизонтальной балке, в которые будут вставлены стойки. Очень важно соблюдать угол наклона и делать подрубку не более чем на треть толщины бруса.

Соединения со специальными связями

Практически все столярные соединения выполняются с дополнительными укрепляющими связями. В самом простом примере роль таких выполняют гвозди или саморезы.

При наращивании деталей узел может укрепляться сквозным болтовым соединением, хомутами, скобами и глухарями, либо его просто обматывают холоднокатаной проволокой. Сращенные вертикальные опоры достаточно скрепить двумя накладными планками — деревянными или металлическими.

Угловые соединения чаще всего скрепляют скобами, накладными пластинами или уголками. В случаях, когда надо сохранить небольшую подвижность соединения, используют один сквозной болт, который либо прошивает поперек место накладки деталей, либо стягивает их в продольном направлении с минимальным отступом от накладки.

Место крепления специальной связи должно быть удалено от края не менее чем на 10 диаметров крепежного элемента и не иметь пороков. Важно помнить, что часто связи не обеспечивают общую прочность соединения, а только компенсируют неучтенную нагрузку.

При производстве столярных изделий основным видом соеди­нений является шиповое, состоящее из двух элементов: шипа и гнезда, или проушины. В зависимости от толщины изделий и требуемой прочности бруски соединяют на один, два и более ши­пов. Увеличение количества шипов повышает площадь склеивания.

В соответствии с ГОСТ 9330-76 шиповые соединения брусков бывают угловые концевые, угловые серединные и угловые ящич­ные.

Угловые концевые соединения брусков выполняют на шипы: открытый сквозной одинарный УК-1 (рис. 48, а), открытый сквоз­ной двойной УК-2 (рис. 48,6), открытый сквозной тройной УК-3 (рис. 48,в), несквозной с полупотемком УК-4 (рис. 48, г), ckbcj-ной с полупотемком УК-5 (рис. 48,5), несквозной с т/гсмном УК-6 (рис. 48,е), сквозной с потемком УК-7 (рис. 48,х), не­сквозные и сквозные на круглые вставные шипы УК-8 (рис. 48, з), на «ус» со вставным и несквозным круглым шипом УК-9 (рис. 48, и), на «ус» со вставным несквозным плоским шипом УК-10 (рис. 48, к), на «ус» со вставным сквозным плоским шипом УК-11 (рис. 48,л). Размеры шипов и других элементов угловых концевых шиповых соединений приведены в табл. 5, а виды угло­вых серединных и угловых ящичных соединений - на рис. 49 и 50.

Размеры шипов и других элементов угловых серединных соеди­нений должны быть следующие. В соединении УС-3: Si = 0,4 So! S 2 =0,5 (So--Si); b - не менее 2 мм; /, = (0,3...0,8) В; 1 2 = =з (0,2...0,3)В|. В соединениях УС-1, УС-2 допускается двойной шип, при этом Si = 0,2So; R соответствует радиусу фрезы. Для

5 .Столярные, плотничные и паркетные работы

Рис. 48. Угловые концевые соединения:

а - на шип открытый сквозной одинарный УК-1, б - на шип открытый сквозной двойной УК-2, в - на шип открытый сквозной тройной УК-3, г - на шип с полупотемком несквоз­ной УК-4, д - на шип с полупотемком сквозной УК-5, е - на шип с потемком не­сквозной УК-6, ж - на шип с потемком сквозной УК-7, з - на шипы круглые вставные (шканты) несквозные и сквозные УК-8, и - на «ус» со вставным несквозным круглым шипом УК-9, к - на «ус» со вставным несквозным плоским шипом УК-10, л - на «ус» со вставным сквозным плоским шипом УК-11

соединения y"C-4:5i = S 3 = 0,25о;5г = 0,5; Д ля соединения УС-5: S, = (0,4...0,5)S 0 ; /= (0,3...0,8)S; S 2 = 0,5(S Q - - Si); b - не менее 2 мм; для соединения УС-6: /= (0,3...0,5)So;

Таблица 5. Размеры шипов и других элементов угловых концевых соединений

Соединения			s 3
	0,4S 0
		0,5|5o- (2Si + S 3)]
			0,14S 0
		0,5 (5o-SO
	0,45 0
	0,4S 0
				(2,5...6)ri

Продолжение табл. 5

Соединения
			Не менее 2 мм
			Не менее 2 мм
	/i > 1 на 2...3 мм

b - не менее 1 мм; для соединения УС-7: rf=0,4; / = (2,5...6)d; /i = / + 2...3 мм; для соединения УС-8: /= (0,3...0,5)Bi; 5i = = 0,o5S b Полученный размер следует округлить до ближайшего размера фр^ "13, 14, 15, 16 и 17 мм), но не менее So.

Расчетные то- "\ины шипов и диаметры шкантов соединений типа УС округляют до ближайшего размера фрезы (4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25 мм), а угол а устанавливают в зависимости от кон­струкции изделия. Размеры углового ящичного соединения УЯ-1 (рис. 50, а) должны быть: S: = 5з = 6, 8, 10, 12, 14, 16 мм; / = = So; S 2 должно быть не менее 0,35о. В соединениях У Я-2 S\ = = 0,85So, причем полученный таким образом размер округляют

Рис. 49. Угловые серединные соединения:

а - на шип одинарный несквозной УС-1, б - на шип 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

Рис. 50. Угловые ящичные соединения:

а - на шип прямой открытый УЯ-1, б - на шип открытый «лас­точкин хвост» УЯ-2, в - на открытый круглый вставной шип (шкант) УЯ-3

до ближайшего размера фрезы (13, 14, 15, 16, 17 мм); 52 - не менее 0,755 0 ; S 3 = (0,85...3)5 0 ; 1= So, a= 10°. В этом соедине­нии допускается шип «ласточкин хвост» в полупотай.

В соединении УЯ-3 d = 0,45o; полученный размер шкантов ок­ругляют до ближайшего размера фрезы (4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25 мм); 1= (2,5...6)d; /i = / + 1...2 мм; Ь = от 0 до d mia .

Для столярных изделий угловые шиповые соединения делают: концевыми - на сквозных прямых шипах; серединными верти­кальными - на сквозных прямых шипах или шкантах; серединны­ми горизонтальными - на несквозных прямых шипах или шкан­тах. Типы шиповых соединений в зависимости от толщины соеди­няемых деталей даны в табл. 6.

Шиповое соединение должно быть выполнено с величинами натягов и зазоров в пределах 0,1...0,3 мм, т. е. практически плот­ным. Основными недостатками шипового соединения являются: не выдержаны размеры шипа по длине, толщине; непараллель­ность поверхности шипа или проушины; сколы, вырывы, неплот­ности в шиповом соединении и др.

Таблица 6. Шиповые соединения