Текст книги "Самоделкин для мальчиков"

Типы соединений и креплений при работе с деревом

Ты наверняка знаешь, что сделать что-либо полностью из массива древесины без одного крепления и разделения поделки на детали весьма сложно. Сейчас довольно нелегко найти большой цельный массив древесины. Кроме того, есть риск того, что, немного ошибившись, ты испортишь весь брусок.

Очень просто разделить чертеж на отдельные части, а не выпиливать каждый изгиб или выемку, постоянно переворачивая все изделие. При этом все отдельные детали должны соответствовать размерам, а при соединении составлять единое целое. К тому же важными факторами прочности изделия являются точность и прочность соединений. Все соединения (как плотничные, так и столярные) называют посадками, поскольку в основе лежит метод насаживания детали с шипом на деталь с пазом. В зависимости от того, как плотно соприкасаются детали в креплении, все посадки разделяются на напряженные, плотные, скользящие, свободные и очень свободные. Основа всех соединений – это узел, то есть место крепления. В зависимости от того, какую фигуру напоминают соединившиеся части изделия и каким образом расположен узел, выделяют такие типы соединений, как боковые, торцевые, угловые, Т-образные и крестовидные.

Боковое соединение также называются «сплачивание». Очень часто оно применяется при изготовлении дверей, полов, ставень или ворот. Это весьма прочное соединение. Большие массивы, которые получаются в результате его использования, дополнительно еще крепятся поперечными досками или щитами.

Если части изделия имеют обработанную поверхность боковых кромок и при соединении легко склеиваются, такое соединение называется боковым на гладкую фугу. Когда в каждой детали на боковой стороне имеется паз по всей длине, а в него вставляется соединяющая рейка, такой тип соединения называется боковым на вставную рейку. Если на боковых сторонах снята четверть и детали крепятся с их помощью, то это боковое соединение в четверть.

Еще одна разновидность этого соединения называется «боковое в паз и гребень» и имеет несколько видов в зависимости от качества гребня. Этот паз может быть как треугольным, так и прямоугольным. Первый вид наиболее часто применяется при строительстве паркета, а второй – при изготовлении полотна для дверей. Обе эти конструкции предполагают дополнительное скрепление клеем.

При строительстве внешних стен дома или крыши для лучшего удаления дождя и снега с поверхности и большей защиты покрытия от разрушающего воздействия погоды применяют тип бокового соединения, который называется «боковой внахлестку». Соединять части изделия в этом случае надо следующим способом: под нижнюю планку помести тонкую рейку и закрепи гвоздями верхний боковой край детали, потом установи следующую планку, сделав нижним ее краем небольшую нахлестку на четверть толщины планки, и также закрепи ее несколькими гвоздями.

Кроме того, для соединения сразу нескольких деталей в одно целое с помощью только одной можно использовать сплачивание с наконечником. Этот вид требует одинаковой выемки с боковой стороны одиночной детали и с торцевой стороны соединяемых деталей. Наиболее часто он используется при составлении паркета.

В качестве декоративного приема чаще всего используется боковое соединение с перекрытием, которое не только украшает поверхность, но и способствует большей звуко-и теплоизоляции. Такое соединение выполняется следующим образом: сначала через промежуток, равный половине ширины планки, настилается 1 -й ряд, а затем поверх него на детали устанавливается 2-й ряд, который закрывает пустоты.

Торцевое соединение имеет еще одно определение – «наращивание». Оно характеризуется тем, что все части поделки скрепляются между собой в торцевой части: в этом случае увеличивается длина целой детали. В зависимости от вида крепления подобные торцевые соединения могут переносить значительные нагрузки при сжатии, растяжении и изгибе. Обыкновенная целая доска здесь во многом уступает изделию, полученному путем наращивания.

Сопротивляющееся сжатию торцевое соединение частей изделия может иметь разную конструкцию. Главная его особенность заключается в том, что каждый кусок древесины обладает накладкой и пазом, которые очень часто делаются равными по толщине и длине. Ты можешь сделать наращивание с прямой накладкой вполдерева и торцевое соединение с косой накладкой. Если ты сомневаешься в прочности будущего соединения, то можешь дополнительно укрепить его шипами или специальными стыками. Конечно, такое соединение требует дополнительного крепления с помощью клея, гвоздей или шурупов.

Торцевое соединение частей изделия, которое будет сопротивляться растяжению, в основе своей конструкции содержит накладку в замок. Главное – тебе нужно расчертить накладку. Затем на одной детали сделать паз, а на другой – выступ. Именно этот замок и поможет обеим деталям избежать разъединения. Как и соединение, сопротивляющееся сжатию, этот тип соединения может иметь прямую и косую накладки. В качестве дополнительного крепления здесь можно использовать клей, гвозди или шурупы.

Препятствующее изгибу торцевое соединение использует накладку с косым или ступенчатым стыком. Особенностью первого типа соединения является то, что торцевые стороны обеих частей срезаются под острым углом. При их выпиливании ты должен с большой точностью соблюдать угол среза. Второй тип соединения (ступенчатый стык) характеризуется тем, что на торцевых сторонах деталей есть небольшие пазы и шины.

Оба вида соединений в точности должны иметь прямую поверхность накладок. Накладки с косой поверхностью применяются весьма редко, хотя они не уступают по прочности прямым. Для дополнительного крепления также можно использовать клей, шурупы или гвозди.

Дополнительное крепление больших брусьев, использующихся при строительстве, может быть металлическим или деревянным. В качестве деревянных креплений используются шипы (как выдолбленные, так и вставные). Металлические крепления могут быть в виде хомутов или обмотки толстой проволокой. Часто можно также наблюдать крепление болтами Т-образное соединение названо так из-за своего внешнего вида. После закрепления частей изделия вставная деталь как бы выходит из массива другой. Наиболее часто такой тип соединения применяется при сопряжении стыков перекрытий и перегородок с обвязкой здания. Угол, при котором скрепляются детали, обязательно должен быть 90°. При прочих углах соединение получается непрочным и очень быстро приходит в непригодность.

Среди большого количества разновидностей Т-образного соединения применяются более часто два типа. При первом типе наблюдается потайной шип, он имеет трапециевидную форму и вставляется с одной из сторон балки. Второй тип для крепления применяет ступенчатую прямую накладку. Для того чтобы сделать ее, тебе нужно прежде всего сделать обычную накладку, выбрав древесину из одной части на половину всей ширины, а другой части – на треть. Затем из первой детали удали древесину на половине накладки еще наполовину, тем самым толщина незатронутой части бруска будет составлять четверть от ширины целого бруска. На второй части изделия, где первоначально древесина выбрана лишь на половину, сделай еще маленькое отверстие таким образом, чтобы целая древесина составляла половину всей толщины заготовки.

Подобная ступенчатая накладка считается самой прочной. Для дополнительного крепления здесь обычно применяется клей. Шурупы и гвозди могут только повредить целостность изделия.

Крестообразное соединение чаще всего используется для строительства крыш и ферм. Оно весьма напоминает Т-образное соединение. Разновидности его различаются только по глубине крепежной накладки: от 30 до 50% от толщины бруска.

Угловое соединение наиболее часто используют в креплении дверных или оконных блоков и парниковых рам. Это соединение отличается от других тем, что сплачиваемые части располагаются по отношению друг к другу под углом 90°. В зависимости от применения креплений все угловые соединения делятся на соединения на шип и соединения на ус.

Угловые крепления на шип обычно имеют несколько разновидностей. Сквозное соединение на шип может в своей конструкции использовать 1-3 шипа (или больше). Также следует знать, что с большим количеством шипов увеличивается и прочность конструкции. Несквозное соединение отличается от первого тем, что шиповое крепление делается в середине частей и внешне оно незаметно. Для этого внутри брусков проделай небольшие углубления под шипы, которые будут немного глубже, чем сами шипы, чтобы оставалось место и для клея.

Угловые крепления на ус выражаются тем, что стороны частей изделия, соединяющихся между собой, спилены под углом 45°. Так же как и соединения на шип, крепления на ус могут быть сквозными, при которых заметно сплачивание, и несквозными, когда само соединение закреплено внутри деталей. Сквозное крепление на ус может закрепляться как 1, так и сразу 3 шипами. Метод крепления в этом случае остается таким же, как и при угловом несквозном на шип.

При несквозном креплении на ус увидеть расположение шипа невозможно. Здесь в равной степени могут использоваться как круглые шипы, так и плоские, но крепление от этого ни в коем случае не станет слабее. Однако при выборке материала под шипы обязательно сделай гнезда немного больше, чем сами шипы, чтобы затем заготовки легко соединились между собой.

Вытачивание из дерева

С давних времен до нас дошли образцы точеных изделий из дерева. Довольно часто в раскопках ученые находят всевозможные предметы домашней утвари:

кружки, кубки, чаши, плошки, подносы, тарелки и солонки. Все вышеперечисленные изделия предназначались для пищи и напитков. Уже в те далекие времена старинные мастера работали на примитивных токарных станках, принцип работы которых используется во множестве современных деревообрабатывающих установок.

Обнаруженная во время археологических раскопок старинная деревянная посуда отличалась особенной прочностью. Секрет этого заключается в том, что мастера прошлого вытачивали утварь не по направлению роста волокон, а поперек них. Это помогало не только долго хранить вещи, но и наиболее широко продемонстрировать весь текстурный рисунок, а также украсить изделие без применения резьбы и мозаики. Старинное искусство не забылось и сегодня. Современные токарные станки позволяют выполнять изделия намного быстрее и качественнее. Но сначала надо подобрать подходящий материал для будущего изделия. Для работы подойдет только хорошо просушенный брусок, иначе твоя поделка после вытачивания со временем покоробится, а при шлифовании тебе не удастся полностью избавиться от бросающегося в глаза ворса и заусенцев.

Сначала, тебе понадобится сам токарный станок, без которого не может быть и речи о художественном вытачивании (рис. 15).

Рис. 15. Токарный станок для работы с древесиной

Если ты желаешь изготовить изделие большой длины, тебе следует отдать предпочтение токарному станку с задней бабкой, который фиксирует брусок с обеих сторон. В том случае, если ты планируешь сделать небольшое изделие, тебе понадобится станок с трубчатым патроном. Именно он позволит сделать в бруске полость. Если ты хочешь что-нибудь выточить из древесины, тебе надо будет подыскать кусок древесины, соответствующий размерам будущей поделки. Кроме того, в зависимости от того, что именно ты наметил сделать, нужно подобрать брусок с соответствующей текстурой.

Для изготовления домашней утвари больше всего подойдут бруски из липы, осины, дуба и березы. Для украшений корой подойдут можжевельник, грецкий орех, красное дерево, сосна или кедр, которые обладают прекрасным текстурным рисунком, не требующим никакого особенного украшения. Большие пологие поделки вытачивают на планшайбе – специальном приспособлении в виде металлического круга с зажимами или отверстиями для шурупов, которыми заготовка крепится к диску.

Процедуру выборки древесины следует выполнять плоскими и полукруглыми резцами. Если у тебя их нет, для этого можно использовать и обычные узкие и широкие стамески с односторонней фаской. Полукруглые стамески используются для чернового снятия древесины с бруска, а прямые понадобятся для окончательной обработки поверхности изделия.

Чтобы сделать в бруске полость, тебе понадобятся два специальных инструмента – крючок и колечко. Ты можешь отдать предпочтение какому-то одному инструменту, но если в твоем шкафчике есть и то и другое, это значительно облегчит задачу.

В первую очередь на листе бумаги в натуральную величину начерти то, что хочешь получить в конце работы. Затем приступай к подготовке бруска. Для начала обработай топориком кусок древесины, придай ему более или менее правильную цилиндрическую форму с одного конца, чтобы вставить его в патрон. Затем после начала вращения цилиндра несколькими движениями стамески сними часть древесины, сделав правильный цилиндр.

После предварительной обработки можно уже приступать к собственно вытачиванию. Если у твоего будущего изделия должна быть внутри полость, сначала выбери древесину из бруска. Затем аккуратными движениями сними тонкую стружку, а потом – по мере вырисовывания полости – делай ее больше и глубже. После того как будет выбрана древесина из полости, нанеси размеры будущего изделия на заготовку, для этого удобнее пользоваться штангенциркулем.

На заготовке нанеси карандашом лишь легкие штрихи, а затем резцом или лезвием стамески сделай контуры рисунка более заметными. При этом не сильно нажимай резцом на заготовку и не веди по древесине всем лезвием, а только слегка коснись кончиком стамески вращающегося бруска, делая отчетливые и неглубокие резки. Затем плоской широкой или узкой стамеской (в зависимости от расстояния между рисками) тонкой стружкой удали лишнюю древесину с основной части, а после этого приступай к вытачиванию отдельных деталей.

Вращающуюся болванку отшлифуй мелкозернистой шкуркой и отполируй конским волосом, сушеным хвощем или древесными опилками. Не прекращая вращения, изделие можно покрыть тонким слоем лака или восковой мастики. Только после этого срежь получившееся изделие с оставшегося куска древесины. Довольно востребованными среди деревянных изделий являются предметы домашнего обихода – блюда, плошки, кружки, стаканы и кувшины (рис. 16-18). Для изготовления точеных плошек чаще всего используют старые сосновые бруски, древесина которых уже от времени приобрела яркий золотистый цвет с четкими бурыми прожилками.

Рис. 16. Блюдо

Использование таких заготовок делает художественное покрытие излишним. Кроме того, в будущем посуда не потеряет свою форму, а природный рисунок будет проявляться еще сильнее. Сначала нанеси на заготовку легкими линиями контуры будущего изделия, а затем закрепи древесину на планшайбе.

Рис. 17. Кубок

После этого с вращающейся болванки выбери внутри древесину таким образом, сделав небольшое углубление. Потом тонкой стружкой сними с заготовки лишнюю древесину, придав изделию правильные очертания. На станке отшлифуй и отполируй его со всех сторон, после чего его можно будет покрыть лаком или восковой мастикой (рис. 19). Не прибегая к применению красителей, ты сможешь создать неповторимый рисунок, соединив небольшие заготовки древесины. Для этого вы пили бруски из одного массива и склей их с помощью клея ПВА. Волокна каждой отдельной заготовки должны идти поперек других брусков. Все это обеспечит прочность будущей вещи и создаст интересный текстурный рисунок. Для небольшой неглубокой плошки куски древесины можно склеить друг с другом, выложив их в одну линию. Для глубокого кувшина или вазы квадратные заготовки уложи друг на друга в виде маленькой пирамиды. При изготовлении деревянной кружки лучше всего склеить заготовку из секторов-клиньев.

Рис. 18. Плошка

Рис. 19. Ваза из дерева

С помощью токарного станка ты сумеешь создавать не только бытовую утварь, но и разнообразные игрушки для младшего брата или сестры. Освоив вытачивание простых геометрических фигур, ты можешь скомбинировать из них фигурки людей, животных, игрушечные автомобили и предметы домашнего обихода для кукол (рис. 20).

В первую очередь тебе нужно решить, что именно ты желаешь делать, а потом воплотить свой замысел на бумаге. Если будущая игрушка должна получиться маленькой, выбери для чертежа удобный масштаб, но лучше всего, если ты также сделаешь чертеж в натуральную величину, поскольку тогда при вытачивании будет удобно переносить размеры с бумаги на дерево.

Цельные игрушки, то есть полностью сделанные из одного массива древесины, встречаются довольно редко. В основном можно увидеть клееные игрушки, собранные из отдельных частей и соединенные с помощью клея ПВА.

Рис. 20. Игрушки, выточенные из дерева

В том случае, когда склеиваемая поверхность деталей достаточно большая, тебе не понадобятся дополнительные соединения. Если же поверхность приклеивания меньше высоты детали, в соединяемых частях нужно будет сделать маленькие надрезы, смазать их клеем и поместить в них небольшие выступающие щепки или специально изготовленные палочки. Этот тип крепления называется «соединение на шип». После того как игрушка будет полностью закончена, ты можешь покрыть ее слоем древесного лака, подчеркнув естественный цвет дерева.

Можно также поместить получившееся изделие в протраву, сделав таким образом акцент на красоте природного рисунка. После того как поверхность изделия будет хорошо отшлифована и зачищена, нанеси на нее грунтовку, чтобы в дальнейшем краски не растекались. В качестве грунтовки можно использовать крахмальный клейстер.

Если для раскраски ты будешь использовать масляные краски, вся поверхность изделия должна быть покрыта 3 слоями столярного клея, а если его нет под рукой, приготовь свою грунтовку. Для этого на 5 частей обычного зубного порошка возьми 1 часть животного желатина, тщательно перемешай и разведи теплой водой до консистенции негустой сметаны. Готовую массу нанеси на поверхность тонким слоем, дай ей просохнуть, а потом обработай изделие аналогичным образом еще 2 раза.

После того как грунтовка хорошо просохнет, ты можешь украсить свое изделие. Краску лучше всего наносить специальной тонкой кистью, которая может легко обозначить тонкий контур, а при легком нажиме – линии разной толщины. Если для росписи ты используешь анилиновые краски, отдай предпочтение светостойким.

Для самой росписи тебе пригодятся несколько интенсивных цветов: ярко-красный, ярко-желтый и ярко-фиолетовый. Среди так называемых кислотных анилиновых красок выбери красную, зеленую, фиолетовую и ярко-синюю. Обычно краски продаются в виде цветных порошков, которые разводятся только в горячей воде, причем на 1 л воды берется не больше 10 г порошка.

При росписи анилиновыми красками следует соблюдать ряд правил. Во-первых, нельзя проводить кистью по одному и тому же месту дважды. Во-вторых, сами водные растворы и порошки очень ядовиты, а следы от них долго нельзя отмыть, поэтому нужно быть очень осторожным при их применении. А если краска попала на кожу, очень быстро удали ее, промыв проточной водой.

Итак, нанеси слой желтой краски на ту поверхность игрушки, где, согласно твоим планам, должны быть красные или зеленые цвета. Для того чтобы потом получился ярко-красный цвет, сверху желтого аккуратно нанеси слой алой краски. Чтобы получился ярко-зеленый цвет – слой синей краски.

После росписи позволь краске хорошо высохнуть (около 8 часов), затем покрой слоем лака и оставь на 24 часа. После этого нанеси второй слой лака и опять оставь сохнуть на день. Если ты для росписи использовал гуашь, после ее высыхания необходимо покрыть изделие 2-3 тонкими слоями прозрачного древесного лака.

Если ты желаешь покрыть игрушку темперой, после высыхания краски тебе не нужно будет наносить еще несколько слоев лака, поскольку она прочно держится на дереве. Довольно часто роспись по дереву используется в сочетании с выжиганием контуров орнамента. Для этого подойдут любые краски: гуашь, темпера или масло. Если тебе потребуется нарисовать кукле яркую одежду с мелким рисунком, нанеси кончиком лезвия ножа-косяка или узкой стамески рельефную резьбу, а затем покрой ее тонким слоем краски. Прорези также потом можно закрасить другим цветом или оставить однотонный цвет, орнамент все равно будет видим.

Раньше на Руси очень ценились украшения из дерева. Ты также можешь попробовать изготовить нечто подобное (например, для своей сестры). Лучше всего начать с браслета (рис. 21). Технология его вытачивания ничем не отличается от изготовления домашней утвари или игрушек. Тебе понадобится лишь выбрать всю древесину изнутри, а внешнюю сторону сделать овальной. Внутренний диаметр браслета или кольца должен быть равен диаметру запястья или пальца. Диаметр браслета должен быть не меньше диаметра кисти, чтобы он без труда мог надеваться на руку.

Рис. 21. Браслет, выточенный из дерева

Выточив кольцо или браслет, не спеши срезать украшение с болванки, поскольку ему можно придать чудесный оттенок с помощью трения. Для этого возьми небольшой брусок дерева более твердой породы и приложи к вращающемуся украшению узкой стороной. От соприкосновения с бруском верхний слой древесины изделия станет темнеть и обугливаться. Чем дольше ты будешь тереть древесину тем более выраженный натуральный цвет приобретет поверхность украшения. Для того чтобы прожилки древесины приобрели бурый цвет, приложи к древесине кусочек сургуча.

Подобного же результата можно достичь и иным способом. Уже обрезанное изделие опусти на несколько минут в раствор медного купороса, а потом паяльной лампой обожги верхний слой украшения. Так ты сделаешь природный рисунок дерева более ярким. После этого протри поверхность суконной тряпкой и покрой 2 тонкими слоями лака.