≡× МЕНЮ

• Интерьер
• Окна
• Стены
• Проекты
• Постройки

Шиповое соединение используют. Методы и способы соединения деревянных деталей. Другие шиповые соединения

Бруски столярных изделий соединяют между собой шиповым соединением, состоящим из двух элементов – шипа и гнезда или проушины. Шип – выступ на торце бруска, входящий в соответствующее гнездо или проушину другого бруска. Шипы бывают одинарными (рис. 54, а), двойными (рис. 54, б), многократными (рис. 54, в), т.е. более двух.

Цельный шип – это шип, составляющий одно целое с бруском. Вставным шипом называют шип, выполненный отдельно от бруска. Шип с поперечным сечением в виде круга называется круглым (рис. 54, г ).

Шип «ласточкин хвост» (рис. 54, д) имеет профиль в виде равнобочной трапеции с большим основанием на торцовой грани шипа, односторонний шип «ласточкин хвост» – в виде прямоугольной трапеции с большим основанием на торцовой грани шипа.

Зубчатый шип имеет профиль в виде треугольника или трапеции, меньшее основание которого является торцовой гранью шипа (рис. 54, з), двукосый зубчатый шип (рис. 54, ж) – равнобедренного треугольника.

Одинарные и двойные шипы применяют при изготовлении окон, рамочных дверей, мебели; шип «ласточкин хвост» – при изготовлении ящиков, коробок; зубчатые шипы – при клеевом соединении деталей (сращивании) по длине.

Рис. 54. Виды шипов:

а – одинарный; б – двойной; в – многократный; г – круглый;

д – «ласточкин хвост»; е – односторонний «ласточкин хвост»;

ж, з – зубчатые; и – гнездо; к, л – проушины; м – глухой шип;

н – шип в потемок; о – шип в полупотемок

Помимо этого применяют шипы круглые вставные при соединении делянок (заготовок) по ширине. Шипы в потемок (рис. 54, н ) и полупотемок (рис. 54, о) используют при изготовлении рамок, мебели и др.

Шип в потемок делают не только при концевом соединении, но и в тех случаях, когда требуется, чтобы края гнезда были незаметны, так как получить ровные края гнезда не всегда удается. Чтобы скрыть этот дефект, у шипа вырезают потемок, т.е. снимают часть шипа по ширине с одной или обеих сторон.

Для того чтобы образовать шип, проушину, обработанные бруски, простроганные с четырех сторон на требуемый размер, предварительно размечают.

2.2.1. Конструктивные части и элементы столярных изделий. Столярные изделия имеют следующие основные конструктивные части и элементы: брусок – простейшая деталь; бывает разных размеров, сечений и формы (рис. 55, к). Узкая продольная сторона бруска называется кромкой 5, а продольная широкая – пластью 7, линия пересечения пласти с кромкой – ребром. Концевую поперечную сторону бруска, образованную при торцовке под прямым углом, называют торцом б.

Рис. 55. Форма обработанных брусков:

а – фаска, б – штаб (штап); в – закругленные ребра; г – галтель;

д – фалец-четверть; е – калевка; ж – шип; з – проушина; и – кромка с профильной обработкой; к – брусок; л – гнездо; м – раскладка; н – платик;

о – свес; 1 – заплечики; 2 – боковая грань шипа; 3 – торцовая грань шипа; 4– филенка; 5– кромка; 6– торец; 7– пласть; l –длина; b – ширина шипа; s – толщина шипа.

При изготовлении оконных и дверных блоков бруски малых сечений (вертикальные, горизонтальные горбыльки створок) выполняют из цельной древесины, а бруски больших сечений (коробки) делают клееными.

Раскладками называют бруски, предназначенные для крепления стекол в створках, дверях или филенок в дверных полотнах рамочной конструкции.

Филенки представляют собой щит прямоугольной формы, изготовленный из столярной, древесно-стружечной или древесно-волокнистой плиты. По форме филенки бывают плоские, со скошенными кромками и с профильной обработкой кромок. Филенку в рамках дверей устанавливают в паз, фальц и крепят раскладками или накладывают на бруски и крепят шурупами.

Фальцем называют прямоугольную выемку в бруске. Если вы­емка имеет равные стороны угла, то она образует четверть.

Платик – уступ, образованный для скрытия зазора; его применяют в тех случаях, когда пригонка детали заподлицо затруднена.

Использование платика упрощает сборку изделий. Его применяют при изготовлении мебели.

Свес – выступ за пределы основания. Его применяют при изготовлении мебели.

Галтелью называют полукруглую выемку на кромке или пласти детали.

Рамка состоит из четырех брусков, образующих квадрат или прямоугольник. Отдельные рамки имеют, кроме того, внутренние бруски – средники (рамочные двери, оконные створки с горбыльками).

Рамки собирают на шиповом соединении. Небольшого размера рамки собирают на одинарный открытый сквозной шип, шип с полупотемком или потемком. При изготовлении столярных изделий применяют преимущественно рамки прямоугольной формы, очень редко (для уникальных изделий) – многоугольные или круглые. Оконная створка, форточка, фрамуга, коробка – все это рамки.

Все соединения в оконных блоках выполняют на шипах. Прочность шипового соединения определяется его размерами и площадью склеиваемых поверхностей. Для увеличения прочности шипы делают двойными (в окнах).

Щиты изготовляют массивными (дощатыми) или с пустотами. Массивные щиты во избежание коробления следует набирать из узких реек (деталей) шириной не более 1,5 толщины, с подбором волокон, влажностью до (10 ± 2)%.

При склеивании деталей по ширине одноименные (заболонные) пласти соединяемых реек должны быть обращены в противоположные стороны, а одноименные кромки – друг к другу.

Стыковать рейки по длине допускается, если стыки расположены в разбежку и расстояние между ними в смежных рейках не менее 150 мм. В щитах, предназначенных для несущих конструкций, рейки по длине не стыкуют. Из щитов изготовляют панели стеновые, тамбуры и т.п.

Во избежание коробления щиты делают со шпонками (рис. 56, а ), с наконечниками (рис. 56, б ), с вклеенными (рис. 56, в, г) и наклеенной рейками (рис. 56, д). Шпонки в щитах делают заподлицо с плоскостью или выступающими. На каждый щит ставят не менее двух шпонок. Щиты со шпонками предназначены для дверей временных зданий и т.п.

Кроме дощатых изготовляют многослойные щиты, склеенные из трех или пяти однослойных щитов со взаимно перпендикулярным направлением волокон (рис. 56, е).

Рис. 56. Виды щитов:

a со шпонками; б–с наконечниками в паз (шпунт) и гребень;

в – с вклеенной рейкой в торец; г – с вклеенной треугольной

рейкой; д – с наклеенной треугольной рейкой; е – многослойный

Массивные щиты склеивают на гладкую фугу (рис. 57, а), на рейку (рис. 57, б), в четверть (рис. 57, в), в паз и гребень (рис. 57,г, д) и в «ласточкин хвост» (рис. 57, е).

Рис. 57. Способы соединения щитов:

а – на гладкую фугу; б – на рейку; в – в четверть; г – в паз и гребень;

д – в паз и треугольный гребень; е – в «ласточкин хвост»

2.2.2. Соединение деталей из древесины. Сращивание отрезков по длине может быть торцовым, на «ус», зубчатым, ступенчатым.

Торцовое клеевое соединение (рис. 58, a) – это клеевое соединение торцовыми поверхностями склеивания. Под торцовым клеевым соединением на «ус» (рис. 58, б) понимают клеевое соединение плоскими поверхностями склеивания, расположенными под ост­рым углом к продольной оси заготовок.

Рис. 58. Клеевые соединения брусков, досок по длине:

а – торцовое; б – на «ус»; в – на ступенчатый «ус»; г – на ступенчатый «ус» с затуплением; д – зубчатое; е – вертикальное зубчатое: ж – горизонтальное зубчатое; э – зубчатое на «ус»; и – ступенчатое; α – угол скоса; L – длина уса шипа; t – шаг соединения; S – зазор; В – толщина заготовки; i – угол шипа

Клеевое соединение на ступенчатый «ус» (рис. 58, в) – это соединение, в котором поверхности склеивания имеют выступ, препятствующий смещению заготовок в продольном направлении при растяжении. Соединение, в котором скошенные концы заготовок имеют затупление, препятствующее смещению заготовок в продольном направлении при растяжении и сжатии, называют соеди­нением на ступенчатый «ус» с затуплением (рис. 58, г ).

Зубчатое клеевое соединение (рис. 58, д) – это соединение профилированными поверхностями в виде зубчатых шипов, вертикальное клеевое соединение (рис. 58, е) – соединение с выходом профиля шипов на пласть заготовки.

В горизонтальном зубчатом соединении (рис. 58, ж) профиль шипов выходит за кромку заготовки.

Зубчатое клеевое соединение на «ус» (рис. 58, з) – соединение на «ус» профилированными поверхностями склеивания в виде зубчатых шипов.

Ступенчатое клеевое соединение (рис. 58, и) – торцовое соединение профилированными поверхностями склеивания в виде ступеньки, высота которой равна половине толщины заготовки.

Наиболее прочным является клеевое соединение на зубчатый шип. Этот вид соединения применяют для сращивания брусков створок, фрамуг, оконных и дверных коробок и других строительных элементов. Зубчатое клеевое соединение (см. рис. 58, д) изготовляют в соответствии с ГОСТ 19414-90. Склеиваемые заготовки не должны отличаться по влажности более чем на 6%. В зоне соединения заготовок не допускаются сучки более 5 мм. Параметр шероховатости поверхности склеивания зубчатых шипов Rm тах по ГОСТ 7016-82 не должен превышать 200 мкм.

Шиповые соединения

Размеры шиповых соединений приведены в табл. 1.

Простейшее столярное соединение можно представить как соединение шипа в гнездо или в проушину (рис. 1). Шип - это выступ на торце бруска (рис. 2), 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 таких соединений служат рис. 3 и таблица.

Предположим, необходимо рассчитать соединение на «ус» со вставным сквозным плоским шипом (УК-11). Толщина соединяемого бруска известна (пусть s0 = 25 мм). Тогда, взяв этот размер за основу, определяем размер s1. Согласно таблице, s1 = 0,4 мм, s0 = 10 мм.

Возьмем соединение УК-8. Пусть диаметр нагеля будет 6 мм, тогда l (выбираем среднее значение - 4d) составляет 24 мм, а l1 = 27 мм. Соединения нагелями делают симметрично друг к другу и по отношению к плоскости детали, поэтому, согласно рис. 3 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 рис. 4 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 s1 = 0,2s0, l1 = (0,3…0,8) B, l2 = (0,2…0,3) В1; в соединении УС-3 s1 = 0,4s0, s2 = 0,5 (s0 - s1); в соединении УС-4 s1 = s3 = 0,2s0, s2 = 0,5 Х [ s0 - (2s1 + s3)]; в соединении УС-5 s1 = (0,4…0,5)s0, l = (0,3… 0,8)s0, s2 = 0,5 (s0-s1), b ≥ 2 мм; в соединении УС-6 l = (0,3… 0,5)s0, b ≥ 1 мм; в соединении УС-7 d = 0,4 при l1 > l на 2… 3 мм; в соединении УС-8 l = (0,3…0,5) B1, s1 = 0,85s0.

Размеры шипов и других элементов угловых концевых соединений

Соединения	s 1	s 2	s 3	l	l 1	h	b	d
УК-1	0,4s 0	0,5 (s 0 - s 1)	-	-	-	-	-	-
УК-2	0,2s 0	0,5	0,2s 0	-	-	-	-	-
УК-3	0,1s 0	0,5	0,14s 0	-	-	-	-	-
УК-4	0,4s 0	0,5 (s 0 - s 1)	-	(0,5…0,8)В	(0,6…0,3)l	0,7B 1	≥ 2 мм	-
УК-5	0,4s 0	0,5 (s 0 - s 1)	-	0,5В	-	0,6B 1	-	-
УК-6	0,4s 0	0,5 (s 0 - s 1)	-	(0,5…0,8)B	-	0,7B 1	≥ 2 мм	-
УК-7	-	0,5 (s 0 - s 1)	-	-	-	0,6B 1	-	-
УК-8	-	-	-	(2,5…6)d	l 1 > l на 2…3 мм	-	-	-
УК-9	-	-	-	(2,5…6)d	l 1 > l на 2…3 мм	-	-	-
УК-10	0,4s 0	-	-	(1…1,2)B	-	-	0,75B	-
УК-11	0.4s 0	-	-	-	-	-	-	-

Примечание. Размеры s0, B и B1, известны в каждом конкретном случае.

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

В угловых ящичных соединениях шипы повторяются многократно. В основном применяются три вида таких соединений: на шип прямой открытый (см. рис. 3, а); на шип открытый «ласточкин хвост» (см. рис. 2, д); на открытый круглый вставной шип - нагель (см. рис. 3, з).

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 драчёвым напильником (риски делают не поперек, а вдоль шканта).

При выборе соединения необходимо учитывать прежде всего характер и величину нагрузки, а также то, как соединение будет сопротивляться нагрузке. Например, при соединении полки шкафа впритык со стенкой вся нагрузка будет ложиться на шурупы или шканты. Сила, с которой изделие (полка) давит на них, заставляет их сопротивляться поперечному срезу и излому. Следовательно, нагрузку здесь делают небольшую. Целесообразнее в этом случае под полочку установить деревянную рейку, плотно привинтив ее к стенке шкафа. Нагрузка увеличится, но увеличится и сопротивление ей за счет не только шурупов, но и трения между рейкой и стенкой шкафа. Значительно большую нагрузку можно допустить, если полку врезать хотя бы на небольшую глубину в массив стенки; при этом нагрузку будет воспринимать сама мебельная стенка.

Рис. 3. : 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 потёмком несквозной - УК-6; ж - на шип с потёмком сквозной - УК-7; з - на шипы круглые вставные, 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.

Рис. 4. : 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; в - в паз несквозной - УС-6; ж - на шипы круглые вставные несквозные - УС-7; з - на шип «ласточкин хвост» несквозной - УС-8.

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; 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.

При помощи шипов детали соединяют в длину, ширину и под углом.

Соединение концов деталей вполдерева . Такие соединения могут быть по длине, концевое и 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. 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 (S1) и заплечика (S2) в этом соединении рассчитывают по следующим формулам(а) :S1 = 0,4S0; S2 = 0,5(S0 – S1), где S0 - 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 = 0,4S0. 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 S1 = 0,4S0. Допускается соединение на «ус» двойным вставным шипом, при этом S1 = 0,2S0. Зубчатое соединение УК-12 – это новый вид соединения, элементы которого выполняют на станках.

Шипы и их виды.

Шипом называется выступ на детали, ширина которого меньше ширины самой детали. Шипы вставляются в гнезда. Гнездо должно обладать таким размером, чтобы шип плотно входил в него. Шип в то же время не может быть слишком толстым, так как при его вгонке в гнездо деталь может треснуть. Шип имеет длину, толщину и ширину. Длина шина - это расстояние от торца до заплечиков, толщина - расстояние между заплечиками или щечками, а ширина - поперечный размер щечки. 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. По форме шипы могут быть круглыми, плоскими и трапециевидными. Грани трапециевидных и плоских шипов называют щечками. Заплечики - это срезанные части бруска, то есть та поверхность, над которой возвышается шип. Торцовая часть шипа называется торцом .

Шурупы и их виды.

Шуруп (винт от немецкого schraube) – это собственно усовершенствованный винт, который вкручивается в мягкий материал (дерево) и деформированием материала сам формирует резьбу, то есть является одним из 6 простейших механизмов и в зависимости от прилагаемой силы меняет направление или величину. Виды: универсальные шурупы - этот вид с успехом используется для самых разных поверхностей. Универсал употребляется в основном в бытовых работах – строительстве и ремонте. Частая резьба с потайной головкой, которая имеет шлиц под крестовую резьбу – отличительные черты таких шурупов. Универсальные шурупы изготавливаются с различными типами головок: потайной, полукруглой, цилиндрической, шестигранной, с крестообразным шлицом. Далее – шестигранные шурупы . Они изготавливаются из холоднокатаной стали и выпускаются с дюбелями. Очень прочны, применяются в сантехнике и работе с деревом. Рамные шурупы имеют резьбу по всему стержню; используются при изготовлении различных оконных рам и дверных проемов. Здесь дюбель применять не требуется. Шуруп кольцо сварной снабжен вместо головки стальным кольцом. Применяется не только в работе с деревом, но и бетоном, кирпичом. Выделяют круглые головки шурупов, овальные головки шурупов и плоские головки шурупов. Круглые головки шурупов просматриваются на поверхности материала в ввинченном состоянии и они более всего поддаются выкручиванию. Овальные головки шурупов вкручиваются заподлицо, но все равно головка немного высунута. Плоские головки шурупов в основном не видны и их называют потайными, так как при их ввинчивании, они становятся на один уровень с поверхностью.

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.

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.