Соединение фанеры в шип. Шиповые соединения деревянных изделий. Выполнение углового соединения вполдерева

• " onclick="window.open(this.href," win2 return false >Печать
• E-mail

Подробности Категория: Дерево и древесина

Шиповые соединения брусков

Общие сведения . Основным соединением в деревообработке является шиповое . Оно состоит из двух элементов: шипа и гнезда (проушины). Шипы бывают цельными и вставными . Цельные шипы изготовляют на концах деталей, подлежащих соединению. Цельные шипы бывают обычно плоскими. Вставные шипы могут быть плоскими и круглыми. По прочности соединений цельные и вставные шипы одинаковы. Шипы могут быть сквозными и глухими . Сквозной шип при соединении с проушиной или сквозным гнездом проходит через сопрягаемую деталь насквозь. Глухие шипы сопрягают с несквозными гнездами, глубина которых больше длины шипа не менее чем на 2 мм.
Число, форма и размеры шипов существенным образом влияют на прочность соединения. С увеличением числа шипов увеличиваются площадь склеивания и прочность соединения, но растет время для его изготовления.
Прочность столярных соединений зависит также от качества древесины, точности изготовления элементов соединений, качества клея и условий склеивания. На элементах соединений не должно быть пороков древесины, а само соединение не должно иметь щелей и трещин.

Соединение концов деталей вполдерева . Такие соединения могут быть по длине, концевое и серединное (рис.ниже). Они довольно просты в изготовлении, но обладают невысокой прочностью при эксплуатации.

Соединение древесины вполдерева :
а - по длине ; б - угловое ; в - серединное .

Для изготовления древесину спиливают в местах сопряжения на толщины сопрягаемой детали. Длина элементов соединения по длине равна 2-2,5 толщинам соединяемых деталей. Элементы соединений крепят между собой склеиванием. Для придания соединениям большей прочности их дополнительно укрепляют гвоздями, шурупами или нагелями.
Для соединения вполдерева по длине и концевого можно использовать кусковые отходы пиломатериалов.

Угловые концевые соединения (УК). Наибольшей простотой и высокой прочностью характеризуются соединения на открытые прямые сквозные шипы. Существенным недостатком этих соединений является что, что торцы их элементов видны на обеих сторонах детали, что ухудшает внешний вид. Поэтому такие соединения применяют в тех конструкциях, где возможно закрыть шипы накладными или соприкасающимися с ними деталями.
Соединение на открытый сквозной одинарный шип (УК-1 ); толщины шипа (S 1 ) и заплечика (S 2 ) в этом соединении рассчитывают по следующим формулам (рис. ниже, а ):

S 1 = 0,4S 0 ; S 2 = 0,5(S 0 – S 1),
где S 0 - толщина детали.

Более прочными соединениями этой группы являются соединения на открытый сквозной двойной УК-2 (рис. б ) и тройной УК-3 шипы (рис. в ). Для выполнения таких соединений необходимы точные размеры и выпиливание элементов соединений.
Соединения на шип с полупотёмком , (рис. г, д ) имеют более сложную форму, и поэтому их сложнее изготовлять. Толщина шипов этих соединений рассчитывается аналогично толщине соединения УК-1 .
Данные соединения могут изготовляться с несквозным шипом УК-4 (рис. г ) и сквозным шипом УК-5 (рис. д ). По прочности соединения УК-4 и УК-5 уступают рассмотренным выше соединениям. Применяются в тех случаях, когда не требуется высокая прочность соединения и необходимо избежать порчи внешнего вида детали, сопряженной с торцом другой детали.

Соединения на шип с потёмком (рис. ж, е ) могут быть со сквозным УК-7 и несквозным УК-6 шипом. Толщину шипа и заплечиков определяют так же, как и в соединениях с полупотемком открытым сквозным одинарным шипом.

Соединения на круглые вставные шипы (шканты) несколько уступают по прочности соединениям на прямые открытые шипы. Однако дают некоторую экономию древесины. Ранее шканты изготовлялись преимущественно из твердых лиственных пород древесины, но теперь широко применяют также шканты из пластмасс. Эти соединения характеризуются также простотой изготовления. Для этого необходимо высверлить отверстия необходимого диаметра, установить на клею шипы и выдержать под давлением находящиеся в сопряжении детали. Диаметр шканта в соединении на круглые вставные шипы рассчитывают по следующей формуле: d = 0,4S 0 .
В соединении УК-9 допускается применение сквозных шипов (рис. и ).

Соединения на «ус» со вставным плоским шипом могут иметь сквозной (УК-11 ) и несквозной (УК-10 ) шипы (рис. к, л ). Эти соединения характеризуются невысокой прочностью и более сложным изготовлением по сравнению с соединениями на круглые вставные шипы. Они обладают красивым внешним видом и обеспечивают однотонность при отделке (особенно несквозные). Толщину шипа соединений УК-10 и УК-11 определяют по формуле S 1 = 0,4S 0 . Допускается соединение на «ус» двойным вставным шипом, при этом S 1 = 0,2S 0 .
Зубчатое соединение УК-12 – это новый вид соединения, элементы которого выполняют на станках.

Испокон веков человечество применяет дерево для строительных целей. Передовые технологии позволяют существенно упрощать трудовые операции. Этому также в немалой степени способствуют различные варианты соединения деталей. Большинство из них известны многим мастерам, а некоторые — лишь единицам. К примеру, шиповое соединение деталей из древесины — способ достаточно распространенный, а вариант соединения в полдерева использует не каждый профессионал. Предлагаем рассмотреть эти и остальные способы соединения древесины детальнее.

Шиповые соединения деревянных деталей.

Соединение методом «в торец»

Данный тип соединения применяют сегодня очень часто, что обусловлено легкостью технологии. В процессе стыковки деталей по методу «в торец» концы элементов подгоняют друг к другу с максимальной плотностью, скрепляют их крепежом (по большей части используют шурупы либо обыкновенные гвозди).

Особенности метода:

1. Элементы креплений должны обладать достаточной длиной. Такой, которая бы позволила полностью проходить сквозь толщину древесины одной детали и входить во вторую хотя бы на одну треть ее размера.
2. Толщина гвоздя должна быть подобрана грамотно. Иначе дерево просто пойдет трещинами. Когда технологией предусмотрено крепление гвоздями большой толщины, тогда изначально перед прикреплением двух частей сверлят отверстия на поверхности дерева при помощи дрели. Для более эффективной фиксации элементов из дерева между собой диаметр отверстия делают несколько уже, нежели диаметр крепежа.
3. Дополнительно рекомендуют элементы склеивать. По мере возможности перед заколачиванием гвоздей стараются склеить поверхности дерева. Состав лучше выбирать безвредный и не содержащий токсинов.
4. Элементы крепежа не располагают в одну линейку. Для лучшего качества соединения элементов гвозди заколачивают с некоторым смещением.

Соединение гнездо-шип

Элементы шипового соединения.

Шиповые соединения хорошо известны каждому мастеру. В результате применения данного метода появляется гарантия того, что детали получат максимально жесткое и прочное сцепление. Для выполнения действий здесь требуются внимательность и наличие небольшого опыта. Потому-то начинающие умельцы к этому методу прибегают не столь часто.

Для скрепления дерева подобным образом один элемент оснащают шипом, другой — пазом. Отлично, когда скрепляемые части древесины имеют равную толщину. Если это не так, то рекомендуют выполнять паз (или гнездо) на утолщенной части. Для облегчения процесса по ввинчиванию шурупов производят сверление заранее. Учитывают, что проделанные отверстия должны обладать диаметром в 2/3 окружности шурупа. Глубину отверстий делают чуть меньшей (около 0,5 см), нежели длина шурупа.

Древесина на обеих составных частях должна иметь одинаковую степень влажности. Этот факт не стоит сбрасывать со счетов, поскольку при усушке дерева шип может стать меньше в размерах, что скажется негативно на прочности крепления.

Соединение в наклад

Виды соединений.

Этот метод не так популярен, как рассмотренные ранее. Хотя все процедуры достаточно просты: детали накладывают и скрепляют, для чего подбирают гвозди, болты либо шурупы. Особенности данной методы заключены в подготовке большого числа крепежных деталей и соблюдении аккуратности и внимательности к технологии.

1. Детали дерева располагают однолинейно либо немного смещают. Главное — не выполнять смещения на чересчур большой градус относительно друг друга.
2. Составляющие крепят, задействовав минимум 4 гвоздя, которые ставят в 2 ряда (не меньше 2-х штук в 1 ряд).
3. Крепление парой шурупов выполняют исключительно в диагональном направлении. Хотя рекомендуют не рисковать и добавить число крепежа.
4. Для увеличения прочности крепления дерева выбирают крепеж с наибольшей длиной, которая позволит выходить сквозь обе детали. После чего концы загибают.

Соединение в полдерева

Использование данного метода предусматривает наличие у специалиста высокой квалификации.

В каждой части дерева делают выборку, которая соответствует ширине скрепляемых частей. Глубину равняют половине от их толщины. Угол выборки предусматривают любой, но такой, чтобы он совпадал на каждой заготовке.

Лишь при выполнении всех правил получится гарантированно плотное соединение элементов друг с другом.

Для крепления деталей подобным образом сначала применяют клей, а после — гвозди либо шурупы.

В случае надобности делают соединение частично: окончание одного элемента древесины срезают, а на другом осуществляют выборку. Каждый из шипов подрезают на 45 градусов.

Вот вы и рассмотрели основные способы соединения деревянных элементов. Выбирайте приемлемый — и за дело.

>> Шиповые столярные соединения

7. Шиповые столярные соединения

Шиповые соединения деревянных деталей на клею отличаются большой прочностью и нашли широкое применение при изготовлении дверных и оконных переплетов и блоков, мебели и различных деревянных конструкций. "

Элементами шипового соединения являются шип, соединяемый с гнездом (рис. 18, б) или проушиной (рис. 17; рис. 18, в).

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

К шиповым клеевым соединениям относятся угловые и по кромке.
Элементами шиповых соединений или вязок являются шипы,
проушины, гнезда, паз и гребень.

По форме шипы бывают плоские, трапециевидные («ласточкин хвост»)
и круглые; по конструкции - цельные, выполненные вместе с деталью,
и вставные, изготавливаемые отдельно.

Вставные круглые шипы называются шкантами, вставные плоские шипы,
проходящие по всей длине соединяемых деталей - рейками.
Угловые соединения могут быть концевыми, срединными и ящичными.
Концевые соединения показаны на рисунке(1).

а - открытый сквозной одинарный;
б - открытый сквозной одинарный на "ус";
в - с полутемком не сквозной;
г - с потемком не сквозной;
д - шканты несквозные;
е - шканты несквозные, на "ус";
ж - вставной плоский несквозной;
з - вставной плоский сквозной.

Большую прочность имеют соединения на шип открытый сквозной одинарный прямой (а)
и на «ус» (б).

Оптимальная толщина одинарного шипа - 0,4 толщины бруска.
Соединения на шип с полупотемком несквозной (в) и сквозной, на шип с потемком несквозной (г) и сквозной применяют «в случаях, когда необходимо предохранить соединения от выворачивания брусков при сборке.
Соединения с несквозным шипом предусматривают в конструкциях, где желательно
скрыть торец шипа.
Ширина шипов принимается равной 0,6-0,7 ширины бруска, длина несквозных
шипов - 0,5-0,8 ширины бруска, длина полупотемка - 0,3-0,5 длины шипа.
Соединения на шканты несквозные (д) и сквозные под прямым углом, на шканты несквозные на «ус» (е) уступают по прочности соединениям на прямой открытый
шип примерно на 35%.
Учитывая, однако, что в большинстве мебельных изделий нагрузки, действующие на соединения, значительно меньше нагрузок разрушающих эти соединения, можно рекомендовать соединения на шкантах, как дающие экономию древесины.

Диаметр шканта принимают равным 0,4 толщины бруска,
длину шканта - 2,5-6 мм диаметра.
Расстояние между шкантами, а также расстояние от края бруска до
шканта должно быть не менее 2-3d, где d - диаметр шканта.
В соединениях под прямым углом для обеспечения равной прочности соединения
в торце и кромке сопрягаемых брусков в торце бруска рекомендуется
запрессовывать шканты на глубину 0,55, а в кромке
на глубину 0,45 общей длины шканта.
Например, если при соединении царги стула с ножкой общая длина шканта 60 мм,
то глубина его запрессовки в торце царги составит 0,55х60 = 33 мм,
а глубина запрессовки в кромке ножки 0,45х60 = 27 мм.

Соединения на «ус» вставным плоским шипом несквозным (ж) и сквозным (з)
позволяют скрыть торцы соединяемых деталей, однако они менее прочны, чем соединения на цельные шипы.
Для увеличения прочности применяют соединения двойным вставным шипом.

Толщина вставного одинарного шипа 0,4 толщины бруска, двойного - 0,2 толщины бруска.
Для соединения тонких брусков обычно применяют шипы из шпона толщиной 2 мм.
Ширина несквозных шипов - 0,75 ширины бруска, сквозных - 1- 1,2 ширины бруска.

рис.2

Угловое срединное соединение на шип одинарный сквозной и несквозной в
проушину (рис. 2 а) или не сквозной в паз формируют на кромке бруска
по всей его длине или отдельно под каждый шип.

Длина шипов при соединении в проушину - 0,3-0,8 ширины бруска с проушиной,
при соединении в паз - 0,2-0,3 ширины бруска с пазом.
Угловое срединное соединение брусков на шип «ласточкин хвост» может быть несквозным (рис. 2 б), проходящим на половину толщины бруска, и сквозным.

Длина шипа - 0,3-0,5 ширины присоединенного бруска,
угол наклона шипа -10*.
Угловые соединения в паз и гребень несквозной (рис. 2 в) обеспечивают правильное расположение деталей при сборке изделий.
Длина гребня должна быть 0,3 - 0,5 мм толщины бруска.
Соединение рекомендуется располагать от торца бруска с пазом на расстоянии
не менее 10мм.
Ящичные угловые соединения на шип прямой открытый (рис. 2 г) и на шип
«ласточкин хвост» открытый (рис. 2 е) и полупотайной (рис. 2 д) имеют
высокую прочность.
Толщина прямых шипов 6-16 мм с градацией 2мм.
Толщина шипов «ласточкин хвост» в широкой части шипа - 0,85 толщины бруска,
угол наклона шипа 10*.
Шипы должны располагаться от кромки бруска на расстоянии не менее 0,75 его толщины.

Ящичные соединения на шкант открытый (рис. 2 ж) и несквозной (рис. 2 з) имеют небольшую площадь склеивания, поэтому такие соединения следует применять
в тех случаях, когда основные нагрузки на шканты работают
не на растяжение, а на срез.

Необходимо учитывать, что увеличение количества шкантов на одно соединение усложняет подгонку и сборку соединения, но усиливает его прочность.
В одном соединении не рекомендуется ставить более четырех шкантов.
Диаметр шкантов 8 и 10мм, длина 30-40мм.
Ящичное угловое соединение на «ус» вставной рейкой (рис. 2 и) применяют, когда
надо скрыть торцы соединяемых деталей.
Для увеличения прочности соединения может быть применено дополнительное крепление металлическим уголком, деревянным бруском (бобышкой) и др.
Ширина рейки равна толщине соединяемых плит, толщина - 4-6 мм.
Рейки изготавливают из фанеры.
Соединение по кромке на вставную рейку (рис. 2 к) - прочное, если применять рейки
из древесины с поперечным направлением волокон или из фанеры.
Ширина реек 20-30мм, толщина реек из древесины - 0,4 толщины
заготовки, из фанеры - 3-6 мм.
В соединениях на шкантах (рис. 2 л) диаметр шкантов 8 и 10мм, длина 30-40 мм.
Количество шкантов на одно соединение не более четырех.
Прочность клеевых соединений на шкантах во многом зависит
от конструкции шканта.
Шканты изготавливают из цилиндрических заготовок твердых лиственных пород.
Чтобы при установке шканта клей не сгонялся с поверхностей склеивания,
образующую поверхность шканта делают рифленой,
на торцах шканта формируют фаски (рис. 3 а).

рис.3

Для рифления поверхности шканта применяют специальный калибр
(рис. 3 б), представляющий собой стальную пластину толщиной 5-6 мм с
четырьмя конусными отверстиями, диаметром каждого на 0,5 мм
менее диаметра шканта.
На верхней образующей конусного отверстия надфилем нарезают зубья высотой 0,5 мм.
При прогоне заготовки ударом молотка через отверстие калибра на ее поверхности образуется рифление.
При отсутствии калибра рифление заготовки проводят рашпилем.
Диаметр гнезда для установки шкантов равен диаметру шканта.
Сопрягаемые поверхности шипа и проушины должны обрабатываться
с достаточной точностью.
Сопрягаемые поверхности плоских шипов и проушин размечают под

запиливание рейсмусом.
Такая разметка выполнена с одинаковыми отклонениями в сопрягаемых заготовках, поэтому погрешности разметки не влияют на точность запиливания.

Зона пропила 1 должна захватывать половину ширины риски 2,
причем при запиливании проушины зона пропила располагается с внутренней стороны риски, в теле проушины (рис. 4 а), а при запиливании шипа - с наружной стороны риски, в теле щечек шипа (рис. 4 б).

Такое запиливание шипов и проушин позволяет выполнять соединения деталей с достаточной точностью, без дополнительной последующей обработки.
Шипы «ласточкин хвост» (рис. 4 в) размечают карандашом с помощью
малки или на глаз.

При запиливании шипов зона пропила располагается рядом с риской с наружной
стороны шипа.
После формирования шипов (рис. 4 г) размечают проушины.
Зона пропила при запиливании проушин располагается рядом с риской с
внутренней стороны проушины.
Запиливание шипов и проушины следует начинать только после приобретения достаточного опыта в работе ручными пилами, отработки приемов пиления.

Полотно пилы может отклоняться от риски, если зубья имеют неравномерный односторонний развод.
Необходимо устранять такой дефект в начале пиления.

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