Текст книги "Проекты мебели для вашего дома"

Разъемные соединения

В мебельных соединениях весьма распространены соединения шурупами, хотя они считаются трудоемки. Соединения шурупами применяют для крепления фурнитуры и других элементов.

Шурупы различают в зависимости от длины резьбы и формы головки. Форма головки бывает полукруглая, плоская (потайная), полупотайная и шестигранная. На поверхности головки есть прорезь в форме паза или двух перекрещивающихся пазов для довинчивания шурупа.

Прочность соединения шурупами выше гвоздевого соединения. Сопротивление выдергиванию шурупа зависит от его размеров, длины резьбы и материала соединяемых деталей. Чем выше плотность материала, тем прочнее соединение. Прочность соединения шурупами, ввинченными вдоль волокон, почти в 2 раза ниже прочности соединения шурупами, у которых ось перпендикулярна направлению волокон. По-разному удерживают шуруп пласть и кромка древесностружечной плиты (сопротивление выдергиванию из кромки плиты очень незначительное).

Размер шурупа выбирается в зависимости от предполагаемых нагрузок и толщины присоединяемой детали. Шуруп должен войти в деталь, к которой производят крепление, на ½-2/3 всей длины. С каждым увеличением диаметра шурупа на 0,5 мм сопротивление выдергиванию увеличивается до 0,5 МПа, а при увеличении глубины ввертывания на каждые 5 мм сопротивление выдергиванию увеличивается до 3 МПа. Длина резьбы должна быть равной глубине ввинчивания, поэтому для крепления тонких деталей надо брать шурупы, имеющие нарезку резьбы по всей длине.

При соединении деталей шурупами в деталях необходимо выбирать отверстия. Диаметр отверстия у прикрепляемой детали равен диаметру шурупа в ненарезанной части. Диаметр отверстия у детали, относительно которой производят крепление, равен внутреннему диаметру резьбы шурупа.

Применяют шурупы для установки многих видов петель, защелок, задвижек, направляющих и др., для крепления конструктивных элементов небольшой толщины (стенок и дна ящика).

Несмотря на то, что шурупы относятся к разборным соединениям, многократно собирать и разбирать их не рекомендуется, так как прочность соединения каждый раз снижается на 10%.

Соединения с помощью стяжек. Стяжки – это специальное крепежное устройство, которое обеспечивает необходимую плотность и прочность соединения элементов, расположенных друг относительно друга в определенном положении. Чаше всего стяжки соединяют элементы под углом 90º.

Рис. 56. Соединения стяжками: а–г – винтовыми (1 – винт; 2 – гайка; 3 – уголок; 4 – шайба; 5 – заглушина); д – эксцентриковой (1 – гайка, 2,3 – винт или стержень; 4 – эксцентрик, 5 – заглушина)

Стяжки должны обеспечивать быструю и надежную сборку изделия, не мешать его эксплуатации и не ухудшать внешний вид. Конструкция стяжек должна исключать возможность самопроизвольного разъединения элементов при нормальной эксплуатации. Различают следующие основные типы стяжек: винтовые, эксцентриковые и крючковые.

Винтовые стяжки применяются нескольких видов. Они отличаются проработкой отдельных элементов, но главными деталями всех винтовых стяжек являются винт и гайка. Прочность крепления элементов стяжки обеспечивается за счет резьбового соединения.

На рисунке (а–в) показана винтовая стяжка, которая состоит из винта, гайки, шайбы и заглушины. Этот вид стяжки можно использовать для угловых концевых и серединных соединений стенок корпусной мебели. Эти соединения достаточно прочные. Крепежные элементы стяжки располагают в отверстиях, закрытых заглушиной, поэтому возможна установка стяжка на открытых участках изделия. Стяжка не ухудшает эстетические и функциональные качества изделий. К недостаткам стяжки этого вида относят большую трудоемкость установки. При изготовлении мебели в домашних условиях производительность труда принципиального значения не имеет, так что эта конструкция вполне применима.

Стяжка под буквенным индексом «б» также содержит винт, гайку и заглушину. Она обеспечивает большую прочность, чем стяжка «а», но ее недостатком является выход головки винта на лицевую поверхность изделия, что ухудшает внешний вид мебели и исключает возможность блокирования изделий в «стенку».

Оба типа винтовых стяжек требуют при сборке корпусов дополнительной фиксации стенок шкантами.

Стяжка, представленная на рисунке под индексом «г», состоит из гаек, уголка, винта. Она прочно соединяет стенки корпуса изделия, дополнительной фиксации стенок шкантами не требуется. Но выход крепежных элементов наружу изделия ухудшает внешний вид и снижает функциональнее и эстетические качества. В высококачественных мебельных изделиях эти недостатки недопустимы.

Эксцентриковые стяжки бывают нескольких видов. Основные элементы этого типа стяжки – гайка, винт или стержень, эксцентрик и заглушина. Ось эксцентрика смещена относительно оси его вращения. Поворотом эксцентрика осуществляется его заклинивание, что и обеспечивает соединение. Это соединение уступает по прочности соединению на винтовых стяжках, но менее трудоемко. Оба вида стяжек обеспечивают аналогичные эстетические и функциональные качества изделия.

Крючковые стяжки конструктивно очень просты. Это металлические пластины с вырезами и крючками, посредством которых они соединяются друг с другом. Пластины крепят шурупами. Крючковые стяжки можно применять в случаях, когда соединения испытывают нагрузки в одном направлении.

Соединения на петлях едва ли не самые распространенные. В мебельных изделиях применяют следующие типы петель: карточные, пятниковые, стержневые, ломберные, четырехшарнирные и двухшарнирные. Петли применяют для навески дверей, крепления откидных крышек столов.

Петли карточные состоят из двух пластин, соединенных шарнирно. Петли могут быть разъемными и нepазъемными, правого и левого исполнения. Разъемные петли более технологичны, так как их установка требует меньших трудозатрат. Крепят карточные петли шурупами к кромке или пласти двери и вертикальной стенке корпуса. Из-за недостаточной прочности крепления шурупами в кромке древесностружечной плиты, карточные петли делают изогнутыми или упрочняют кромки плит.

Рис. 57. Петли для навески щитовых дверей: а – одношарнирные карточные; б – одношарнирные пятниковые; в – одношарнирные стержневые, г – петля двухшарнирная ломберная; д – четырехшарнирная комбинированная; е – двухшарнирная комбинированная; 1, 3 – карты; 2 – ось; 4, 5 – пластины; 6 – стержень, 7 – серьга; 8 – чаша; 9 – корпус; 10 – винт, 11 – планка

Разновидностью карточных петель является рояльная петля. Ее крепят на всю длину двери. Большое число шурупов, используемых для ее установки, делает этот вид петли нетехнологичным, что и ограничивает ее применение.

Пятниковые петли состоят из пластин, поворачивающихся в горизонтальной плоскости. Пластины крепят к кромкам дверей, в которых выбирают углубления на толщину пластины, и к горизонтальным стенкам корпуса. Выход элементов этой петли на лицевые поверхности ухудшает внешний вид изделия. Кроме того, кромки дверей из древесностружечных плит при установке этих петель необходимо упрочнять, что снижает технологичность конструкции. Эти недостатки ограничивают применение пятниковой петли.

Для навески стеклянных распашных дверей используют пятниковые петли в виде металлической скобы с осью. В скобу устанавливают прокладки, а между ними – стеклянное полотно двери, которое фиксируют винтами. Ось вставляют в отверстие металлической пластины, прикрепленной к горизонтальным стенкам корпуса шурупами. Петля обеспечивает прочное и надежное соединение.

Рис. 58. Петли для навески стеклянных дверей

Стержневые петли устанавливаются в кромку двери. Эти петли состоят из двух стержней (гладких или с резьбой) и фиксирующего винта. Прочность соединения стержневыми петлями зависит от упругих свойств материала, в который вставляются стержни.

Ломберные петли обеспечивают поворот вокруг оси на 180°. Они состоят из двух пластин, прикрепляющихся шурупами, оси и серьги. Ломберные петли применяют для установки откидных полукрышек столов.

Четырехшарнирные петли – более распространенный тип разъемного соединения. Они состоят из корпуса, планки и установочного винта. Корпус и планку крепят соответственно к двери и стенке шурупами, а соединяют установочным винтом, с помощью которого можно регулировать навеску двери – зазор между дверью и величину выступа боковой стенки.

Четырехшарнирные петли бывают без фиксации и фиксирующими, обеспечивающими плотное примыкание двери к корпусу изделия. Фиксация осуществляется за счет специальных пружин в корпусе петли.

Эти петли обеспечивают надежное и высоко технологичное соединение.

Для установки откидных дверей применяют двухшapнирные (секретерные) петли. Они состоят из пластин и корпуса, которые соединены между собой шарнирно. Пластину крепят к горизонтальной стенке изделия, а корпус крепят к двери.

Для установки ящиков, полок, раздвижных дверей используют направляющие. Они бывают роликовые и телескопические, в виде планок и полозков. Направляющие к стенкам изделий крепят шурупами, гвоздями, скобами или вставляют в пазы стенок. Планки и полозки изготовляют из древесины, металла, фанеры, полимерных материалов. Конструктивно направляющие делят на одинарные и двойные, врезные и накладные.

Рис. 59. Направляющие: а – телескопические; б – роликовые

Телескопические направляющие обеспечивают плавное выдвижение ящика с нагрузкой до 250 Н на всю его глубину. Телескопический механизм состоит из верхней и нижней направляющих и каретки. Верхняя и нижняя направляющие имеют по четыре отверстия под шурупы. Каретка снабжена четырьмя вращающимися роликами, при помощи которых происходит ее движение в направляющих. На верхней направляющей установлен неподвижный упор – ограничитель хода каретки. На нижней направляющей установлен свободно вращающийся ролик, ограничивающий ход направляющей и способствующий легкому перемещению каретки.

Направляющие и каретки изготовлены из листового металла (сталь или алюминиевый сплав), а ролики – из полиэтилена низкого давления или полиамида. Упоры резиновые.

Более просты конструктивно нетелескопические роликовые направляющие. Они состоят из нижней и верхней планок и роликов.

Бесшурупная фурнитура. Основным элементом при креплении бесшурупной фурнитуры является дюбельный элемент, отлитый заодно с ее корпусом. Дюбель имеет форму с заостренными кольцевыми или полукольцевыми выступами. Высота втулок в зависимости от вида фурнитуры составляет 10, 12 мм, диаметр – 8,7; 11,5; 35,8 мм. Бесшурупную фурнитуру устанавливают на специальном оборудовании методом запрессовывания дюбелей в заранее высверленные отверстия.

Рис. 60. Бесшурупная фурнитура: а – стяжка, б – планка петли, в – магнитная защелка, г – схема установки

Не всегда крепежные дюбели можно отлить заодно с изделием фурнитуры, поэтому иногда их крепят с помощью резьбовых соединений.

Глава 10.
Конструктивные элементы

Элементы мебельных изделий имеют сечения самого разного профиля, по-разному могут соединяться и детали мебели – заподлицо, со свесом, с платиком и т. д. Познакомимся с некоторыми понятиями, касающимися конструкции и формы мебельных изделий.

Раскладки – это заготовки, которые закрывают кромки щитов и рамок. В сечении они могут быть прямоугольными и профильными, устанавливаются по отношению к щиту заподлицо, с выступом или уступом.

Штапик – брусок, используемый для крепления вставленных в четверть стекол или филенок.

Рис. 61. Элементы мебельного изделия: 1 – брусок; 2 – раскладка; 3 – штапик; 4 – филенка; 5 – фаска; 6 – смягчение; 7 – закругление; 8 – галтель; 9 – калевка; 10 – фальц; 11 – размер платика; 12 – размер свеса

Филенки – щитки, вложенные внутрь рамки. Бывают плоские, со скошенными или профильными кромками, так называемые фигарейные.

Фаской называют срезанное ребро кромки детали, смягчением – небольшое закругление острого ребра кромки (радиус 1-2 мм), а заоваливанием – более значительное закругление. Фаска, смягчение и заоваливание служат предохранению ребра от повреждений (смягчают остроту грани и тем самым увеличивают сопротивление материала внешним нагрузкам).

Галтелью называют полукруглую выемку па ребре или пласти детали, калевкой – фигурно обработанную кромку элемента с целью декоративного оформления изделия.

Фальц – прямоугольная выемка. Выступающая часть, полученная при отборе фальца, называется губкой. Фальц с равными сторонами называют четвертью.

Платик – уступ размером 2-6 мм. Назначение платика – скрыть зазор, несовпадения в одной плоскости соединяемых элементов и другие дефекты. Платики упрощают сборку изделия и, как правило, предусматриваются конструкцией.

Свес – выступающая за пределы основания часть сидения табурета, крышки стола и т. д. Его размер конструктивно принимают равным 10-50 мм.

Изделия из древесины формируются из деталей и сборочных единиц. Детали изготовляют из исходного материала без сборки, они могут иметь форму бруска, щита, рамки. Такие формы могут иметь и сборочные единицы, но они получаются методом сборки отдельных деталей. Другими словами: основные конструктивные элементы изделий из древесины могут быть в виде деталей и сборочных единиц, которые в свою очередь могут иметь форму брусков, щитов, рамок и т.д.

Брусок – это простейший конструктивный элемент изделия, может быть разной формы и конструкции. Считается, что ширина бруска должна быть не более его удвоенной толщины.

Рис. 62. Виды брусков: а – цельный, б – склеенный по длине, в – скленный по ширине, г – склеенный по толщине и длине, д – гнуто-пропиленный

При проектировании изделия надо учитывать. что бруски из цельного куска древесины больше подвержены растрескиванию и короблению, чем клееные. В связи с этим существуют ограничения размеров: в сечении – 100 × 50 мм, по длине – 2000 мм. Детали больших размеров делают клееными, так как они более прочные и формоустойчивые. Даже небольшие по сечению и длине бруски рекомендуется делать составными.

При склеивании заготовок по ширине и толщине применяют соединения по пласти и кромке. По толщине и длине наиболее простое долевое склеивание заготовок может выполняться впритык. Расстояние между такими соединениями в соседних делянках должно быть не менее 300 мм. Склеивать можно также на ус или зубчатые шипы длиной 5 мм с расположением соединений вразбежку.

При склеивании заготовок по длине применяется зубчатый шип. Для малонагруженных деталей зубчатые шипы имеют длину 10-20 мм, для деталей, работающих в напряженных конструкциях, – 32-50 мм. Размеры сечений деталей назначают с учетом стандартных размеров заготовок и припусков на обработку.

В продольном направлении бруски по форме могут быть прямоугольными и криволинейными, в сечении – прямоугольными и профильными, а в зависимости от способа изготовления – выпильными, прессованными, гнутыми, гнуто-клееными, гнуто-пропиленными. Выпильные и гнутые бруски получают из цельной древесины. Конструкция гнутых брусков зависит от назначения. Прессованные и гнуто-клееные бруски изготавливают из пластин древесины, фанеры, шпона. Направления волокон в гнуто-клееных брусках из шпона могут быть взаимно перпендикулярными или продольными во всех слоях (в последнем случае жесткость брусков выше). Такие бруски применяют для изготовления ножек стульев, кресел, столов и т. п. Гнуто-пропиленные бруски представляют собой разновидность гнуто-клееных. В них предварительно делают продольные пропилы, в которые вставляют на клею конструктивные элементы (обычно из лущеного шпона). Пропиленную часть бруска с вложенными элементами гнут и склеивают. После склеивания заготовка сохраняет свою форму. Такие бруски используются, если необходимо иметь детали с кривизной только одного конца.

Бруски являются простейшим исходным элементом при конструировании изделий. Путем склеивания и сборки из брусков можно получить самые разные конструктивные элементы – щиты, рамки, коробки, каркасы изделий.

Рамки также бывают различными по конструкции и форме. Их изготавливают из брусков, соединенных между собой угловыми и серединными вязками или скобами, а также из плитных материалов (методом фрезерования).

При конструировании брусковых рамок с облицованными кромками соединения надо применять такие, чтобы торцы шипов не выходили на облицованную поверхность. Делается это потому что со временем шипы станут заметными. Правда, изготовление рамок с шиповыми соединениями брусков трудоемко, поэтому, если рамка не воспринимает больших усилий, детали можно соединить и скобами. Подобное соединение является промежуточным, его прочность должна обеспечить выполнение технологической операции (например, склеивание в прессе).

Рис. 63. Различные конструкции рамок и коробок: а – рамка брусковая; б – рамка щитовая, в – коробка

Щитовые рамки можно изготовить из облицованных древесностружечных плит, в этом случае просвет рамки выполняют фрезерованием. На мебельных предприятиях такие рамки изготавливают цельнопрессованными из измельченной древесины, кусковых отходов древесностружечных плит или столярных плит методом предварительной сборки и с последующим облицовыванием.

Проем рамки закрывается стеклом или филенкой из фанеры или древесностружечной плиты (обычно облицованной). Филенки и стекла вставляют в четверть или крепят с двух сторон штапиками. Филенки можно вставлять в паз, тогда их нельзя вынуть из рамки.

Коробки являются разновидностью рамок (широкие пласти брусков расположены перпендикулярно к плоскости самой коробки). Коробки широко применяют в мебельных изделиях для формирования корпуса и при изготовлении ящиков. В зависимости от назначения коробки могут иметь различные соединения. Детали коробок изготавливают из древесины, различных плит, пластмасс, металла.

Одним из основных формообразующих конструктивных элементов изделий из древесины являются щиты. Они изготавливаются из различных материалов и имеют разную конструкцию. Наиболее распространены щиты из древесностружечных плит, облицованных различными материалами (шпоном, пленками).

Применяются также щиты дощатые в виде рамок с различным заполнением. Их склеивают из массивных делянок на гладкую фугу, в паз и гребень, на рейку. Чтобы уменьшить коробление таких щитов, применяют различные наконечники, обвязку рамками, а делянки делают малой ширины.

Нестандартные столярные плиты получают при оклеивании основы щитов из древесины лущеным шпоном. Если используется основа из не склеенных между собой реек, толщина слоев облицовки должна быть не менее 3 мм, а плит со склеенными рейками – не менее 1,5 мм.

Рис. 64. Конструкции щитов: а – трехслойного столярного; б – рамочного со сплошным заполнением; в – пустотелых с реечным заполнением из древесины; г, д – пустотелых с реечным заполнением из фанеры или древесноволокнистой плиты; е – пустотелых с сотовым заполнением из пропитанной смолой бумаги

Щиты со сплошным заполнением делают в виде рамки, заполненной стружечно-клеевой смесью, пенопластом или другим материалом.

Применяются также пустотелые щиты, которые представляют собой рамку, оклеенную шпоном, фанерой или древесноволокнистой плитой. Для обеспечения жесткости между облицовками кладут реечный или сотовый заполнитель. Такие щиты легче, достаточно прочные, имеют низкую звуко– и теплопроводность, но подвержены большему короблению, чем щиты из древесностружечных плит, имеют меньшую жесткость в плоскости, перпендикулярной к пласти, а также волнистость поверхности из-за втягивания облицовок в промежутки между рейками.

Заполнителями пустотелых щитов могут быть отходы фанеры, древесноволокнистой, столярной и древесностружечной плит. Рамки таких щитов также могут изготавливаться из отходов древесностружечных плит, так как для мебели они могут быть шириной 35-50 мм. Чтобы втягивание облицовок было небольшим, заполнители располагают перпендикулярно к направлению волокон облицовки, а расстояние между рейками-заполнителями должно быть не более 20b (b – толщина облицовочного слоя). В пустотелых щитах с сотовым заполнением ширина ячеек не должна превышать 20 мм при облицовывании двумя слоями шпона, 30 мм – фанерой толщиной 3-4 мм с одновременным облицовыванием строганым шпоном. Такие щиты мало подвержены втягиванию облицовок и могут применяться при производстве мебели.

Пустотелые щиты могут быть односторонними, т. е. несимметричной конструкции. В изделии их устанавливают наглухо, в противном случае они будут коробиться.

Кромки щитовых деталей конструктивно оформляются в зависимости от вида и назначения щитов. В большинстве случаев кромки древесностружечных плит облицовывают строганым шпоном или кромочным пластиком. На торцовые кромки столярных плит должны быть приклеены обкладки, соединяемые в паз и гребень. Долевые кромки с серединками из склеенных реек можно облицовывать без предварительного наклеивания обкладок.

Рис. 65. Оформление кромок щитовых деталей: а, б – облицовкой строганым шпоном или кромочным пластиком; в– д – приклеиванием обкладок из массивной древесины на гладкую фугу; е – то же, в шпунт и гребень; ж – то же, на вставную рейку; з, и – металлическими или пластмассовыми раскладками

Если на наружную поверхность не выступают торцы шипов и брусков, кромки пустотелых и других рамочных щитов можно облицовывать без обкладок. Кромки всех видов щитов могут закрываться профильными металлическими или пластмассовыми обкладками. Часто кромки щитовых деталей делают не только прямыми, но и профильными. Так оформляют и кромки деталей из древесностружечных плит. Для этого их предварительно профилируют, а при необходимости шлифуют и облицовывают специальным кромочным материалом.

Оптимальная конструкция требует, чтобы нагруженные участки деталей имели сечения большей площади или повышенную прочность. Например, полки, работающие на изгиб, должны иметь высокую жесткость облицовочных слоев. Для деталей такого типа целесообразно применять плиты с ориентированной стружкой, а также профилированные сечения (на рис. позиции а и б).

Рис. 66. Сечения щитовых элементов и мебельных дверей

Мебельные двери могут иметь сечения, показанные на рис. 66 (позиции в–е).

Для жесткости и возможности крепления фурнитуры по периметру дверь должна иметь утолщенный пояс или борт, средняя часть при этом может быть в виде филенки. В качестве филенок могут использоваться тонкие плиты, фанера, ДВП, стекло, листовой полистирол, листовое стекло, облицованное строганым шпоном. Перечисленные элементы при своей относительно малой толщине обладают высокой прочностью на изгиб.

Изготовить мебельную дверь можно из древесностружечной плиты малой толщины (12 мм, на рис. позиция а). С внутренней стороны двери по длине наклеиваются полосы из твердой древесноволокнистой плиты толщиной 3-4 мм, что позволяет производить крепление дверей с помощью обычной фурнитуры. Конструкция двери, показанная на рис. (б), состоит из плит двух толщин: ее крайние элементы выполнены из плиты толщиной 19 мм, а средний, выполняющий роль филенки, – 10 мм. Позиция «б» демонстрирует рамочно-филенчатую дверь с рамкой из плиты толщиной 14 мм и филенкой из ДВП толщиной 2,5 мм.

Рис. 67. Конструкции дверей из плит разной толщины

Для разнообразия конструкций в одном изделии можно использовать древесностружечные плиты разной толщины, например для малонагруженных элементов – толщиной 8-10 мм, в качестве основного конструкционного материала – 15-16 мм, а для сильно нагруженных деталей – более 16 мм.

Вместо массивной древесины и древесностружечных плит можно применять также древесноволокнистые плиты средней плотности (сухого способа производства) толщиной 8-35 мм.

Рис. 68. Сечения профильных погонажных элементов

Погонажные элементы из древесно-клеевой массы или шпона можно использовать для изготовления ножек столов, кресел, оснований мягких элементов, декоративных элементов и т. д.