Текст книги "Столярные, плотничные, стекольные и паркетные работы: Практическое пособие"

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. 47, а), двойными (рис. 47, б), многократными (рис. 47, 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. 47, г).

Шип «ласточкин хвост» (рис. 47, д) имеет профиль в виде равнобедренной трапеции с большим основанием на торцовой грани типа; односторонний шип «ласточкин хвост» – в виде прямоугольной трапеции на торцовой грани шипа (рис. 47, е).

Зубчатый шип имеет профиль в виде треугольника или трапеции, меньшее основание которого является торцовой гранью шипа (рис. 47, ж), двукосый зубчатый шип (рис. 47, з) – 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.

Для того, чтобы образовать шип, проушину, гнездо, обработанные бруски, простроганные с четырех сторон на требуемый размер, предварительно размечают (рис. 47, и, к, л, м).

Рис. 47. 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.

Кроме этого, применяют шипы круглые вставные при соединении делянок (заготовок) по ширине. Шипы в потемок (рис. 47, н) и полупотемок (рис. 47, 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.

Конструктивные части и элементы столярных изделий. Столярные изделия имеют следующие основные конструктивные части и элементы (рис. 48). Брусок – простейшая деталь; бывает разных размеров, сечений и формы. Узкая продольная сторона бруска называется кромкой, а продольная широкая – пластью, линия пересечения пласти с кромкой – ребром. Концевую поперечную сторону бруска, образованную при торцовке под прямым углом, называют торцом.

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.

Рис. 48. 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.

Филенки представляют собой щит прямоугольной формы, изготовленный из столярной, древесностружечной или древесноволокнистой 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 пластика 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 вразбежку 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. 49, а), с наконечниками (рис. 49, б), с вклеенными (рис. 49, в, г) и наклеенной рейками (рис. 49, 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 шиты, склеенные из трех или пяти однослойных щитов с взаимно перпендикулярным направлением волокон (рис. 49, е).

Рис. 49. Виды щитов: а – 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. 50, а), на рейку (рис. 50, б), в четверть (рис. 50, в), в паз и гребень (рис. 50, г, д) и в «ласточкин хвост»

Рис. 50. Способы соединения щитов: а – на гладкую фугу; б – па рейку; в – в четверть; г – в паз и гребень; д – треугольный гребень; е – в «ласточкин хвост»

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

Торцовое клеевое соединение (рис. 51, а) – это клеевое соединение торцовыми поверхностями склеивания. Под торцовым клеевым соединением на «ус» (рис. 51, 6) понимают клеевое соединение плоскими поверхностями склеивания, расположенными под острым углом к продольной оси заготовок.

Клеевое соединение на ступенчатый «ус» (рис. 51, 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. 51, г).

Зубчатое клеевое соединение (рис. 51, д) – это соединение профилированными поверхностями в виде зубчатых шипов, вертикальное зубчатое соединение (рис. 51, е) – соединение с выходом профиля шипов на пласть заготовки. В горизонтальном зубчатом соединении (рис. 51, ж) профиль шипов выходит за кромку заготовки. Зубчатое клеевое соединение на «ус» (рис. 51, з) – соединение на «ус» профилированными поверхностями склеивания в виде зубчатых шипов.

Рис. 51. 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; з – зубчатое на «ус»; и – ступенчатое; α – угол скоса; L – длина уса шипа; t – шаг соединения; k – зазор; b – затупление; В – толщина заготовки; i – угол шипа

Ступенчатое клеевое соединение (рис. 51, 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. 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 Rmmax не должен превышать 200 мкм.

Размеры шиповых соединений приведены в табл. 1.

Таблица 1

Размер типовых соединений

Сплачивание заключается в соединении брусков, досок, делянок по ширине кромки в щиты или пластями в блоки. Каждую заготовку, соединяемую в щит, называют делянкой.

Соединение по кромке в зависимости от назначения изделий рекомендуется производить на рейку, в четверть, в прямоугольный паз и гребень и на гладкую фугу.

При выполнении соединений на рейку К-1 (рис. 52, а) следует при l, равном 20–30 мм, делать l₁ на 2–3 мм больше; S₁ принимают равным 0,45S₀ для реек из древесины, а для реек из фанеры S₁ делают 0,25S₀; размер S₁ принимают равным ближайшим размерам пазовой дисковой фрезы, т. е. 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20 мм. На кромках допускаются одно– и двусторонние фаски.

Для соединений в четверть по кромке К-2 (рис. 52, б) h₀ = 0,5, S₀ – 0,5 мм, а b находится в следующей зависимости от S₀, мм:

S₀          12–15           15–20           20–30           30

b            6                      8                10           16

Для соединения в паз и гребень типа К-3 (рис. 52, в) (табл. 2) радиус закругления r делают 1–2 мм, а размер l₁ – на 1–2 мм больше размера l. На кромках допускаются одно– и двусторонние фаски.

Размеры соединений К-4 (рис. 52, г) приведены в табл. 3.

Размеры пазов и гребней соединения К-5 (рис. 52, д) определяют по табл. 4.

Шов, образуемый при соединении делянок, называют фугой. Делянки, из которых склеивают щит на гладкую фугу типа К-6 (рис. 52, е), должны иметь гладкие и ровные кромки, образующие с плоскостью (пластью) прямой угол по всей длине. Если при соединении делянок нет просветов, то прифуговка (пригонка) их выполнена качественно. Склеивают щиты в стяжных хомутах, ваймах, прессах.

Рис. 52. Схемы соединения досок (делянок) по кромке: а – по кромке на рейку К-1; б – в четверть по кромке К-2; в – в прямоугольный паз и гребень по кромке К-3; г – по кромке в прямоугольный паз и гребень К-4; д – трапецеидальный паз и гребень по кромке К-5; е – на гладкую фугу по кромке К-6

Таблица 2

Размеры соединений К-3, мм

Таблица 3

Размеры соединений К-4, мм

Таблица 4

Размеры соединений К-5, мм

Кроме склеивания, щиты можно собирать из делянок на круглые вставные шипы, при этом диаметр шипа должен составлять 0,5 толщины делянки, а длина должна быть 8–10 диаметров. Шипы устанавливают с шагом 100–150 мм.

Соединение в паз и гребень, а также в четверть производят путем отборки по всей длине кромки (делянки) с одной стороны паза или четверти, а с другой – гребня или четверти. Это соединение применяют при изготовлении щитов, настилке дощатых полов, устройстве столярных перегородок, подшивке потолков. Соединение на гладкую фугу более экономично, чем соединение в четверть или в паз и гребень.

При соединении на рейку вдоль кромок делянок выбирают пазы, в которые вставляют деревянные или фанерные рейки.

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

Шиповые соединения брусков бывают угловые концевые, серединные и ящичные.

Угловые концевые соединения брусков выполняют на шипы: открытый сквозной одинарный УК-1 (рис. 53, а), открытый сквозной двойной УК-2 (рис. 53, б), открытый сквозной тройной УК-3 (рис. 53, в), несквозной с полупотемком УК-4 (рис. 53, г), сквозной с полупотемком УК-5 (рис. 53, д), несквозной с потемком УК-6 (рис. 53, е), сквозной с потемком УК-7 (рис. 53, ж), несквозные и сквозные на круглые вставные шипы УК-8 (рис. 53, з), на «ус» со вставным несквозным круглым шипом УК-9 (рис. 53, и), на «ус» со вставным несквозным плоским шипом УК-10 (рис. 53, к), на «ус» со вставным сквозным плоским шипом УК-11 (рис. 53, л). Размеры шипов и других элементов угловых концевых шиповых соединений приведены в табл. 5, а виды угловых соединений и угловых ящичных соединений – на рис. 54 и 55.

Таблица 5

Размеры шипов и других элементов угловых концевых соединений

Рис. 53. 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

Размеры шипов и других угловых серединных соединений должны быть следующие. В соединении УС-3 S₁ = 0,4S₀; S₂ = 0,5(S₀ – S₁); b – не менее 2 мм; l₁ = (0,3–0,8)В; l₂ = (0,2–0,3)B₁. В соединениях УС-1, УС-2 допускается двойной шип, при этом S₁ = 0,2S₀; R соответствует радиусу фрезы. Для соединения УС-4 S₁ = S₃ = 0,2S₀; S₂ = 0,5[S₀ – (2S₁ + S₃)]. Для соединения УС-5 S₁ = (0,4–0,5)S₀; l = (0,3–0,8)S; S₂ = 0,5(S₀ – S₁); b – не менее 2 мм. Для соединения УС-6 l = (0,3–0,5)S₀; b – не менее 1 мм. Для соединения УС-7 d = 0,4; l = (2,5–6)d; l₁ > l на 2–3 мм. Для соединения УС-8 l = (0,3–0,5)B₁; S₁ = 0,85S₀. Полученный размер следует округлить до ближайшего размера фрезы (13, 14, 15, 16 и 17 мм), но не менее S₀.

Расчетные толщины шипов и диаметры шкантов соединений типа УС округляют до ближайшего размера фрезы (4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20 и 25 мм), а угол α устанавливают в зависимости от конструкции изделия.

Размеры углового ящичного соединения УЯ-1: S₁ = S₃ = 6, 8, 10, 12, 14, 16 мм; l = S₀; S₂ должно быть не менее 0,3S₀. В соединении УЯ-2 S₁ = 0,85S₀, причем полученный таким образом размер округляют до ближайшего размера фрезы (13, 14, 15, 16, 17 мм); S – не менее 0,75S ;

S₃ = (0,85—3)S₀; l = S₀, α = 10°.

В этом соединении допускается шип «ласточкин хвост» в полупотай.

Рис. 54. 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. 55. 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

В соединении УЯ-3 d = = 0,4S₀; полученный размер шкантов округляют до ближайшего размера фрезы (4, 6, 8, 10, 12, 16, 20 и 25 мм); l = = (2,5–6)d; l₁ более l на 1–2 мм; b – от 0 до d_min.

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 в шиповом соединении являются: невыдержанность размеров шипа по длине, толщине, непараллельность поверхностей шипа или проушины, сколы, вырывы, неплотности в шиповом соединении и др.

Таблица 6

Шиповые соединения столярных изделий

При выработке шипов и проушин выполняют следующие операции: размечают шипы и проушины, запиливают, выпиливают заплечики и выдалбливают проушины. В соответствии с рабочим чертежом определяют размеры соединений, после чего приступают к разметке.

Разметка углового концевого соединения на открытый сквозной одинарный шип УК-1 для брусков толщиной 42 мм и шириной 65 мм приведена на рис. 56. Для соединения УК-1 S_l = 0,4S₀; S₂ = 0,5(S₀ – S₁), где S₀ – толщина бруска, равная 42 мм. Отсюда толщина шипа S₁ = 0,4S₀ = = 0,4 · 42 = 16,8 мм (округленно принимаем равной 16 мм), S₂ = 0,5(42 – 16) = 13 мм. В соответствии с этими данными размечают шипы. И шипы, и проушины можно размечать используя шаблоны, с помощью которых на торцах бруска наносят риски.

Запиливают шипы и проушины лучковой пилой очень тщательно, так как перекос шипа приведет к перекосу створки. Если шип толще проектного размера, то при посадке в проушину он может расколоть брусок, а если тоньше, то соединение получится непрочным, так как оно будет без плотной посадки.

При пилении следят за тем, чтобы пила проходила около риски, только в этом случае получится точный размер шипа или проушины. При выработке шипов пилят только с наружной стороны риски, а при выработке проушин – с внутренней.

Рис. 56. Разметка шипов и проушин: а – разметка линейной высоты шипа; б – нанесение риски длины шипа угольником с карандашом; в – разметка толщины шипа линейкой; г – нанесение риски рейсмусом; д – разметка концевого соединения; е – проушина; ж – шип; 1 – риска; 2 – линия пропила; 3 – линия разметки; 4 – заплечико; 5 – удаляемая часть древесины

При начале пиления для быстрого углубления пилу ставят на ребро под углом 15–20° и, сделав несколько движений на себя, без нажима углубляют пилу, после чего пилят равномерно без нажима и рывков. После запила срезают плечики. Проушину после запила выдалбливают долотом с киянкой и зачищают стамеской.

Нагели представляют собой деревянные или металлические стержни цилиндрической или крестообразной формы. Их применяют как дополнительное крепление в угловых и серединных шиповых соединениях для предохранения шипа от выворачивания. Соединяют детали нагелями по расчет у, размечая места установки в соответствии с чертежом, и по шаблонам.

Отверстия под нагели выбирают сверлами. Места отверстий до начала сверления размечают по шаблону. Сверлить отверстия нужно так, чтобы сверло шло без отклонений по заданному направлению.

Нагель ставят таким образом, чтобы он был перпендикулярен боковым граням шипа и проходил сквозь оба соединяемых бруска, т. е. через шип и проушину. Заменять деревянные нагели обычными гвоздями в шиповом соединении не допускается, так как гвозди портят соединение и не дают той прочности, что нагель. Деревянные нагели в шиповом соединении ставят на клею.

Гвоздевые соединения определяют расчетным путем, а в некоторых случаях количество гвоздей устанавливают конструктивно, например, при настилке полов, установке встроенного оборудования, устройстве перегородок, подшивке потолков и т. п.

В гвоздевых соединениях конструкции, изготовляемых из древесины лиственницы и твердых лиственных пород (береза), гвозди диаметром более 6 мм следует забивать в заранее просверленные гнезда, причем диаметр гнезда должен составлять 0,9d (d – диаметр забиваемого гвоздя), а глубина – 0,6 длины гвоздя.

В соединении элементов из досок хвойных и мягких лиственных пород гвозди независимо от диаметра забивают без предварительного рассверливания гнезд.

Расстояние между осями гвоздей (вдоль волокон) для сколачивания деревянных элементов (досок) должны быть 15d при толщине пробиваемого элемента большей 10d и 25d при толщине пробиваемого элемента равной 4d. Это же расстояние между осями гвоздей для элементов, не пробиваемых насквозь гвоздями, должно быть равно или больше 15d.

Расстояние между осями гвоздей (поперек волокон) при условии прямой расстановки гвоздей должно быть 4d, а при забивании гвоздей в шахматном порядке или под углом меньшем 45° расстояние между продольными рядами гвоздей уменьшают до 3d.

Расстояние от продольной кромки элемента до крайнего гвоздя должно быть не менее 4d. Диаметр гвоздей не должен быть больше 0,25 толщины наиболее тонкой пробиваемой доски.

Забивать гвозди в деревянные конструкции следует по шаблону, кондуктору, в которых места забивания гвоздей должны точно соответствовать чертежам. Шаблоны изготовляют из фанеры или кровельной стали.

В конструкциях, в которых гвозди работают на выдергивание, длина защемленной части гвоздя должна быть не менее двух толщин пробиваемого деревянного элемента и не менее 10 диаметров гвоздя.

При встречном забивании гвозди не должны пробивать насквозь все доски (паркет). При сквозном забивании концы гвоздей следует загнуть поперек волокон. Допускаемое отклонение в расстоянии между центрами гвоздей с той стороны, с которой их забивают, составляет ±2 мм.

Если при забивании гвоздь изогнулся, его необходимо выдернуть и заменить новым. Забивать гвозди в мерзлую и сырую древесину не рекомендуется, так как они коррозируют (ржавеют), что снижает прочность соединения. Гвозди надо забивать в здоровую часть древесины. Не следует забивать их в сучки и трещины.

При креплении наличников, плинтусов, досок пола головки гвоздей утапливают и перед окраской шпаклюют для укрытия возможных вмятин.

Шурупы в столярных изделиях используют для крепления нащельников, приборов – петель, ручек, заверток, замков и т. п. При этом преимущественно используют шурупы с потайной головкой. Соединения на шурупах применяют при сборке встроенной мебели, когда соединяемые элементы трудно склеить, а также в том случае, когда отдельные элементы нужно сделать разборными (ремонт приборов, нательников, отливов и др.).

В древесину шуруп завертывают коловоротом с отверткой или электрошуруповертом, а не забивают. При забивании шурупа в древесину молотком винтовое соединение получается непрочным, так как сминается нарезка и нарушается древесина в месте прохождения шурупа. При этом соединение теряет до 40 % силы, удерживающей шуруп в древесине.

При завертывании шурупа в древесине образуется естественная гайка, благодаря чему соединяемые элементы прочно стягиваются.

Прочность соединения шурупами зависит от плотности древесины, размеров и количества шурупов, глубины их завертывания (завертывать шуруп надо до отказа), направления волокон.

В древесину твердых пород шурупы следует завертывать в заранее просверленные отверстия. Диаметр отверстия должен составлять 0,9 диаметра ненарезанной части шурупа, а длина отверстия – от 1/2 до 3/4 длины шурупа. При завертывании шурупов в древесину дуба во избежание коррозии их предварительно смазывают тавотом. Во влажную древесину шурупы завертывать не рекомендуется, так как они будут быстро коррозировать (ржаветь). При соединении строительных элементов шурупами расстояние между осями вдоль волокон должно составлять 10d, между осями поперек волокон и от продольной кромки – 5d (d – диаметр шурупа).