С давних пор в столярных и плотницких работах применяют соединение шип - паз. Древние зодчие, используя этот способ, умудрялись создавать уникальные деревянные постройки без единого гвоздя или шурупа. И хотя самые разнообразные метизы сейчас вполне доступны, сочленение отдельных частей различных конструкций этим методом не только не утратило своей актуальности, но и находит широкое применение в современных изделиях и материалах.

Принцип соединения и его разновидности

По конструктивному исполнению все соединения шип - паз делают по одному принципу: на одной детали делают выступ, а на второй - углубление. По конфигурации и размерам они в точности совпадают. При плотном сочленении этих двух деталей получается прочный технологический узел. При строительстве домов такое соединение препятствует сдвигу одной части конструкции относительно другой; при изготовлении мебели оно значительно увеличивает площадь, на которую наносят клей, тем самым обеспечивая дополнительную прочность изделия.

По геометрической форме выступа и углубления такие стыковки делят на два основных вида:

• прямоугольного сечения (иногда со скругленными ребрами шипов и пазов);

• в виде трапеции (еще ее называют «ласточкин хвост»).

По количеству шипов и углублений, которые необходимо сделать для одного сочленения деталей, эти соединения подразделяют на:

• одношиповые;
• многошиповые.

Важно! Независимо от количества и геометрической формы выступов и углублений их необходимо делать только параллельно волокнам древесины.

Область применения

Соединение шип - паз нашло применение во многих сферах нашей повседневной жизни. Например, при обустройстве полов помещений по такому принципу стыкуют такие привычные всем покрытия, как ламинат, обычная половая доска, плиты из ДСП, ДВП или МДФ.

Дерево, как один из самых экологически безопасных материалов, применяют для изготовления самой различной мебели (от простой кухонной табуретки до дизайнерского гарнитура для гостиной или столовой), рулонных пластинчатых штор, жалюзи и многого другого. И все эти изделия в основном изготавливают с применением соединения шип - паз.

При строительстве деревянных каркасных построек, домов из бруса, при обустройстве балочно-стропильной конструкции потолка и крыши также не обойтись без обустройства выступов и углублений.

Соединение бруса

Шип - паз в соединении бруса применяют как для обустройства угловых конструкций из дерева, так и для продольного совмещения отдельных кусков. В зависимости от размеров сечения и предполагаемых нагрузок выбирают геометрию и количество выступов и проушин. Например, при строительстве деревянных домов в основном используют одношиповое соединение. А для увеличения длины брусков небольшого сечения с использованием клея применяют многошиповой способ.

Соединение досок

Практически всем владельцам загородной недвижимости давно полюбился такой материал, как вагонка, в результате использования которого получают абсолютно ровную вертикальную поверхность. Шип - паз соединение досок применяют для обустройства полов, внутренней отделки дома, а также и для внешней обшивки строения (естественно с антисептическим покрытием).

Выступы плотно фиксируют в углублениях соседних досок, что препятствует их смещению относительно друг друга. При обустройстве полов плотное соединение шпунтованных досок между собой препятствует их смещению в вертикальной плоскости (пол получается ровным) и значительно увеличивает теплосберегающие свойства покрытия (щелей между досками просто нет).

Использование ручного электрического фрезера

Обустройство соединений шип - минимизирует трудозатраты и значительно сокращает время на производство столярных работ. Конечно, этот полезный инструмент не поможет при строительстве дома, например, из бруса с сечением 150 х 150 мм, так как фрез такого размера для ручного фрезера нет, да и мощности этого агрегата будет недостаточно для их установки. А вот если вы захотите самостоятельно построить мебель, небольшие или дверные коробки, то такой инструмент просто необходим. В зависимости от размера соединяемых деталей и геометрической конфигурации соединения приобретаете нужную фрезу, а может быть, и две (одну - для пропила паза, другую - для изготовления шипа). Регулировочные приспособления фрезерного инструмента, а также направляющие подшипники (обычно входящие в комплект таких фрез) помогут создать выступы и углубления, точно совпадающие по размерам и форме.

Инструменты и приспособления для самостоятельного изготовления

Если вам необходимо изготовить какое-то штучное деревянное изделие, то экономически невыгодно приобретать дорогостоящий электрический фрезер. Скорее всего, у каждого в хозяйстве найдется необходимый набор инструментов, а если и придется докупить, то совсем немного. К тому же дополнительно приобретенные приспособления в дальнейшем могут пригодиться для производства мелких ремонтных работ (например, починки деревянной мебели). Для того чтобы изготовить соединение шип - паз своими руками с применением только обычного ручного инструмента, вам понадобятся:

• ножовка по дереву (с мелкими зубцами);
• столярный рейсмус (специальное приспособление для нанесения разметки) или обычный строительный угольник;

• линейка и карандаш;
• стамеска по дереву.

Самостоятельное изготовление углового соединения

В качестве примера рассмотрим, как сделать соединение шип - паз двух брусков одинакового сечения под прямым углом с помощью подручных инструментов. Допустим, вам надо соединить 60 х 60 мм (они вполне могут подойти для изготовления оконных рам летнего домика).

Толщина выступа при одношиповом соединении (в соответствии с рекомендациями справочников по столярным работам) должна составлять ⅓÷⅜ от толщины бруска (в вашем случае она составит 20 мм). Длина шипа будет равняться толщине бруска (60 мм). Размеры выемки должны соответствовать размерам шипа, с таким расчетом, чтобы он с усилием входил в проушину.

Внимание! Шипы необходимо обустраивать на вертикальных деталях деревянной конструкции, а пазы - на горизонтальных.

Алгоритм выполнения работ довольно прост:

• Сначала выполняем разметку будущих выступов и проушин. Если отнесетесь к этому процессу без должного внимания, то изготовленные шипы и пазы могут не совпасть друг с другом по размерам или взаиморасположению. Также есть опасность, что они будут входить друг в друга неплотно. Все это значительно снизит прочность и надежность соединения.
• С помощью рейсмуса (или угольника) на расстоянии 60 мм от торца наносим линию на все четыре стороны обоих брусков.
• Затем на двух противоположных сторонах и на торце чертим две параллельные линии на расстоянии 20 мм друг от друга.

• По линиям разметки ножовкой делаем пропилы торца до поперечной черты, то есть на глубину 60 мм.

На заметку! Чтобы толщина пропила (приблизительно равна величине разводки зубьев режущего полотна ножовки) не повлияла на точность изготовления соединения, устанавливаем лезвие пилы с внешней стороны (при обустройстве шипа) или с внутренней (при изготовлении паза).

• На торце бруска с выступом отпиливаем наружные куски древесины.
• Стамеской аккуратно выдалбливаем внутреннюю часть углубления.

• Вставляем шип в паз и проверяем изготовленное соединение. При необходимости удаляем выступающие дефекты стамеской.

В заключение

Если вам необходимо самостоятельно обустроить шип - паз то лучше всего потренироваться на обрезках брусков.

Если изготовленные выступы и углубления точно совпали, и сочленение отдельных частей получилось прочным, то можно приступать к работам на заготовленном строительном материале. Ну, а если шип слишком свободно входит в паз, или наоборот, то необходимо еще раз проверить правильность разметки, провести еще одну тренировку, и только после этого приступать к осуществлению задуманного проекта.

Ласточкин хвост, разъёмное шиповое соединение (пазы трапециевидной формы), используемое в машиностроении и столярных изделиях для надежного крепления деталей между собой. В данном материале рассмотрим изготовление приспособлений облегчающих производство пазов в дереве с помощью ручного фрезера.

Приспособления для фрезера по дереву своими руками

Сам станок очень древнее изобретение человечества, описания принципов фрезеровки появились в 16 веке, а прототипом станка было изобретение Леонардо да Винчи, который предложил вращать круглый напильник для увеличения обработки изделия, что можно считать первым аналогом фрезы.

А уже американский изобретатель Эли Уитни за годы жизни с 1765 по 1825 довел до ума все разрозненные попытки создать полноценный станок, за что по праву считается создателем первого фрезерного станка, хотя с этим утверждение согласны не все ученые.

И поскольку станок имеет столь древние корни, то и приспособлений к изготовлению различных деталей великое множество, описать их все в свете данного материала не представляется возможным, а посему рассмотрим только некоторое из них, на мой взгляд, наиболее важные и полезные.

Универсальное приспособление для соединения шип паз

заводская пластина для изготовления соединения шип паз

Используется с фрезером для резов соответствующих пазов и шипов, оно устанавливается в тиски, и деталь прижимается струбциной к устройству. Как правило, продается в магазинах.

внешний вид соединения

Рассмотрим приспособления для фрезерования пазов

Выпилите верхнюю часть – столешницу из 18 мм фанеры длиной 40 см. и достаточной ширины, чтобы обработать самую толстую заготовку, которую Вы планируете соединять шипом.

Вырежьте два бруска 5х10 см., отпилив их такой же длины, что и верх. Бруски в дальнейшем будут играть роль прижима заготовки и центровки ее относительно паза в столешнице. Чтобы подготовить верх, проведите линию в его центре, затем отфрезеруете пазовую выемку по линии с одного конца.

схематичное изображение оснастки

Обратите внимание

Выемка должна быть такой же ширины, как копировальное кольцо, которое Вы будете использовать со своей фрезой. Выемка должна быть достаточно длинной, чтобы соответствовать длине самого длинного паза, который Вы собираетесь резать.

Затем отфрезеруйте два перпендикулярных центральной линии регулировочных паза. Наконец, просверлите смотровое отверстие между этими двумя пазами. Чтобы собрать всю конструкцию, вверните болты в губки и закрепите верх к брускам гайками-барашками с шайбами.

Чтобы использовать наше оборудование, начертите паз на заготовке и отметьте на ней центральную линию. Ослабьте барашки и установите заготовки между брусками таким образом, чтобы центральная линия соединилась с линией верха приспособы, проверьте, что край заготовки находится напротив кромки верха.

Зажмите барашки. Выровняйте фрезу по одному концу чертежа паза, затем отметьте вспомогательные линии на верхней поверхности стола по края базы фрезера.

Как правильно работать с оснасткой шип паз

Повторите это еще раз, чтобы отметить линии другого конца. Отфрезеруйте паз, внизу начиная рез с выравнивания базы фрезера по первой вспомогательной линии, и остановите фрезерование, когда пластина дойдет до второй вспомогательной линии.

Существует множество видов различных соединений, которые широко используются на сегодняшний день в ремонтах. Они нужны для сборки и ремонта мебели, для соединения отдельных частей каких-то функциональных элементов. Но наибольшую популярность среди всех видов заслужило именно шиповое соединение.

Шиповое соединение - это соединение деревянных деталей путём плотного прилегания в отверстия (пазы) шипов.

Соединение на основе пазов и шипов применяется большей частью для деревянных материалов. Оно обеспечивает довольно прочное стыкование, при этом препятствуя деформированию деталей. Особенно это хорошо для мебели, когда необходимо обеспечить максимальную надежность крепежа.

Шиповое соединение может сделать каждый, только вот перед серьезной сборкой необходимо как следует потренироваться, если у вас нет никаких столярных навыков. В итоге можно получить довольно качественную фиксацию. А если ее еще дополнительно скрепить металлическими уголками, то прочность вашей мебели на высоком уровне.

Производство шипа и паза типа «ласточкин хвост».

Есть много способов того, как можно сделать соединение на основе шипов. Но прежде чем рассмотреть основные самые распространенные из них, целесообразно учесть некоторые правила и тонкости, которыми обязательно нужно будет руководствоваться во время выполнения работы:

1. Если у вас есть возможность, то делайте шип на специальном точном оборудовании. Это обеспечит максимальное соответствие размеров шипов и пазов друг другу. Такое оборудование есть в каждом столярном цехе или же кабинете по производственному трудовому обучению.
2. Бывает так, что вы собираетесь делать мебель, которая не требует особой точности. Вот тогда можно сделать соединения и своими руками. Для этого шипы необходимо нарезать исключительно вдоль волокон древесины. При этом ширина должна составлять примерно 17-20 толщин основной детали. Так вам удастся избежать сколов и появления трещинок.
3. Немного проще обстоят дела с нарезанием шипов на фанере. В данном случае толщина шиповой пазухи может быть абсолютно любой. Ширина основных частей на это не влияет. Но принцип соответствия по направлению волокна остается таким же.
4. После того как произведено вырезание шипов и проверен их размер, дерево необходимо слегка подсушить. Здесь имеется в виду обычное держание материала в помещении на протяжении суток. Так древесина сможет принять постоянную форму, что в будущем поможет избежать искривления соединения.

Подготовка инструмента и первая часть замеров

Замер прямых шиповых соединений.

А теперь рассмотрим основной и самый распространенный вариант того, как можно своими руками сделать качественное шиповое соединение. Оно основывается на применении обычного напильника или большой пилы (в зависимости от требуемых размеров).

Итак, первым делом необходимо подобрать инструмент. Важно иметь в виду то, что каждый напильник имеет свою ширину реза. Поэтому в итоге часть шипа станет немного больше. А насколько — это зависит непосредственно от этой ширины. Именно поэтому при замерах параметров соединения учитывайте ширину реза.

Теперь приступайте к разметке. Для этого вам понадобится карандаш и линейка. Сначала замеряйте детали, которые нужно между собой соединить. После этого ширина деталей наносится на месте будущего пропила. При этом глубина самого пропила как раз и будет равна толщине основной детали.

Как правило, во многих вариантах мебели на одной части может потребоваться несколько шипов или пазов. В этом случае необходимо ориентироваться на то, насколько они будут одинаковы. Если они будут идентичными, то достаточно сделать один замер. При разных размерах производится необходимое количество замеров. Еще помните правило: в толстых деталях пропилы целесообразно делать немного меньше, а в тонких — глубже.

Разметка второй части

Элементы шипового соединения.

После этого переходим к разметке второй части соединения. Для этого необходимо взять две детали, которые предполагается соединять, и приложить их плотно друг к другу. При этом нужно следить за соответствием совпадения с линиями пропилов. Когда детали будут идеально друг к другу приложены рекомендуется зажать их в тиски, чтобы они не сдвигались.

Теперь, когда детали как следует скреплены, нужно на второй еще не размеченной части нанести карандашом метки, а после этого напильником сделать начальные пропилы. Это будут не основательные линии, а просто тоненькие пометки, похожие на царапины. Но делать их все равно необходимо, так как работать потом будет проще. Только при нанесении пометок старайтесь делать так, чтобы достигнуть идеальной ровности и не допускать изгибов.

После этого необходимо освободить детали и сдвинуть их еще относительно друг друга. При этом важно учесть вот что. Если сдвигать детали совсем чуть-чуть на ширину напильника, то соединение получится довольно жестким. А если сделать сдвиги немного больше, оно будет более свободным.

При этом нельзя сказать, что какой-то из вариантов является плохим. Здесь все зависит от характера и размеров соединяемых деталей. А еще от конкретного типа используемой древесины. Если вы используете фанеру, то делать сдвиги можно только по ширине пропила, так как она в любом случае не будет подвергаться сильной деформации.

Окончательное формирование шиповых соединений

Способы шиповых соединений деревянных деталей.

Когда все это будет произведено, переходим к основательному формированию шипов и пазов. Чтобы все прошло правильно, нужно во время работы постоянно производить замеры, чтобы исключить по возможности риск ошибки. Особо тщательно следите за ровностью линий. Для больших деталей используйте для контроля строительный уровень.

Итак, основная часть работы окончена: шиповые соединения сформированы. Теперь вам нужно окончательно все измерить, чтобы убедиться в правильности, после чего можно переходить к окончательному оформлению. Для этого можно использовать наждачную бумагу или ручной лобзик. Это зависит от того, насколько поверхность шероховатая.

Далее последует соединение. Здесь важно учитывать вид соединения. Они бывают разъемные и неразъемные. Неразъемные соединения должны быть более крепкими и основательными, а разъемные такими, чтобы при возникновении необходимости их можно было разобрать. Для неразъемных соединений используется клей, а для разъемных необходимо слегка скруглять уголки.

Вариант того, как можно своими руками сделать шиповые соединения, рассмотрен.

Есть еще несколько способов, но они уже более сложные, и больше подходят для профессионалов. Но если никуда не спешить, то постепенно можно приобрести навыки и выполнять в последующем работу просто.

Добрый день, друзья!

Сегодня давайте разберем один из способов изготовления классического столярного соединения шип — паз . Соединение будем делать не просто само по себе, а сделаем полноценное изделие — небольшой декоративный столик. У нас будет возможность попрактиковаться, ведь для такого изделия необходимо сразу 8 примыканий царг к ножкам. Попутно рассмотрим некоторые другие приемы работы с ручным фрезером.

Изготовления соединение шип — паз начнем с вырезки паза ручным фрезером. Для этого нам понадобится фрезер с параллельным упором и прямая пазовая фреза. В данном примере пазы выбираются на ножках стола в местах соединения с царгами. На фотографиях вы видете пример изготовления ножек стола из покупных балясин — так стол выглядит очень эффектно. Однако, при желании можно использовать и обычный деревянный брусок.

Размечаем место будущего паза следующим образом: находим центр заготовки, ведь мы хотим, чтобы паз находился ровно посередине (в данном случае толщина бруска 50мм, соответственно центр 25мм). Отмечаем границы будущего паза. В качестве царг будет использована доска шириной 100мм, соответственно паз будем делать 90мм. После разметки, устанавливаем фрезер с параллельным упором таким образом, чтобы центр фрезы располагался точно по осевой линии и приступаем к выборке паза.

Для уменьшения нагрузки на фрезу, выборку лучше производить постепенно — за несколько проходов, с каждым разом опуская фрезу все ниже. В данном случае, глубина паза 20мм, выборка производилась за 4 прохода с шагом 5мм. Как видно на фото, на первой заготовке, мне не удалось точно соблюсти границы фрезерования и паз получился чуть больше чем надо. В данном случае это не проблема — все равно паз будет полностью закрыт царгой, но стоит быть внимательным и стараться соблюдать разметку. Не меняя настройки фрезера, делаем одинаковые пазы на всех заготовках.

Для избежания такого дефекта, часто к заготовке прижимают накладки, которые физически не позволяют фрезеру пройти дальше нужного места, но в данном случае, так как выбирается паз слишком близко к краю заготовки — нет возможности применить этот способ и приходится рассчитывать только на свои силы. Если вы часто планируете изготавливать соединение шип — паз, стоит задуматься об изготовлении шаблона, который позволит точно делать пазы близко к краям заготовок. Также стоит быть внимательным с возможным смещением фрезы в боковом направлении — всегда плотно прижимайте параллельный упор к заготовке.

Далее приступаем к изготовлению шипа. В моем распоряжении была циркулярная пила, при помощи которой в этом нет ничего сложного. Берем заготовки под царги, выставляем на пиле 20мм — высоту будущего шипа, а пильный диск поднимаем над столом на расстояние, равное половине толщины паза. В данном случае использовалась фреза толщиной 15мм, соответственно пильный диск выдвигаем на 7-8мм.

Таким образом, не меняя настройки пилы, обрабатываем все 4 заготовки под царги с обоих сторон. Затем, при необходимости изменяем высоту пильного диска, и таким же образом обрабатываем их с торцов для получения полноценного шипа.

Осталось лишь немного скруглить углы шипа ножом, для точного совпадения с пазом и соединение готово!

После отпила ножек в размер, можно переходить к склейке ножек и царг.

Нам осталось сделать столешницу. В данном случае она была вырезана фрезером из клеенего щита толщиной 30мм. Подробнее о том как это было сделано смотрите в В принципе, столешница может быть любой формы.

Затем кромка столешницы была обработана кромочной калевочной фрезой. И приклеена на шканты к царгам.

Столик готов! Согласитесь, благодаря ножкам из балясин он выглядит очень эффектно.

В ближайшие дни не пропустите еще одну заметку о приемах работы с ручным фрезером. Будет интересно!

Всем удачи в ремесле!

Читайте новые заметки раньше всех – подписывайтесь на канал в Телеграм !

Итак, в каких случаях нужно соединение «шип паз»

Вертикальные перемычки

В большинстве изделий (например, столах) перемычки или распорки соединяются с вертикальными ножками (рис. 1). При таком расположении волокна на склеиваемых поверхностях деталей - взаимно перпендикулярны.

Горизонтальные перемычки

Ситуация с перемычками, например, на пристенном столике. как сделать который мы расскажем в одной из следующих статей, несколько другая. Чтобы получить отсеки для выдвижных ящиков, перемычки устанавливаются горизонтально относительно ножек, и вместо одного широкого шипа с большой поверхностью склейки у вас появляются две маленькие склеиваемые поверхности.

Решение

Для решения этой проблемы придётся выпилить два паза и два шипа (рис. 2). Это может выглядеть как ослабление соединения, но это не совсем так. Двойные шипы увеличивают площадь склейки за счёт двух больших щёчек.

Итак,изготовление соединения двойной паз шип - хороший вариант соединения ножек с узкими (тонкими) перемычками, но при этом в два раза возрастает количество запилов. Это не означает, что в два раза увеличивается количество настроек станка.

В пристенном столике (о нем в следующей статье) перемычки и ножки одинаковой толщины. Это означает, что внешние щёчки шипов (и пазов) могут быть на одинаковом расстоянии от рёбер детали.

Поэтому два паза на каждой ножке (и две внешние щёчки шипов) могут быть выпилены с одной установки станка.

Как в любом соединении паз/шип, необходимо сначала выбрать пазы (рис. 3 и 4). Для их высверливания требуется всего одна установка сверлильного станка. Затем концы пазов можно спрямить стамеской.

Как сделать двойные шипы

Внешние щечки

Сначала для выпиливания заплечика установите продольную линейку, которая будет служить ограничителем (рис. 5-7), определяющим длину шипа. Затем поднимите диск и перекрывающимися запилами выпилите первую щёчку. Затем разверните деталь и выпилите вторую щёчку. Проверьте подгонку и. если необходимо, поднимите диск.

Внутренние щёчки

Разметьте их непосредственно по пазам. Для этого поставьте деталь над пазами и сделайте соответствующие отметки (фото 2). Как и для внешних щёчек, для выпиливания внутренних нужна только одна установка диска. Но на этот раз деталь надо поставить на торец (рис. 8-13).

Затем подрезкой острой стамеской подгоните шипы к пазам.

Двойное соединение шип-паз – как сделать: инструкция к фото

1. Чтобы создать проём для выдвижных ящиков, вместо одной перемычки устанавливают две. Но тогда на шипах уменьшится поверхность склейки.

2. При использовании двойных шипов и пазов площадь склейки удваивается, что увеличивает прочность соединения деталей.

3. Чтобы определить длину пазов, на каждой детали отметьте их верхние и нижние концы. Затем, чтобы определить ширину пазов, разметьте все их боковые стороны.

10. Не меняя установки диска, разверните деталь так, чтобы к блоку-ограничителю прижалась противоположная грань детали. Выпилите щёчку и удалите лишнюю древесину.

11. Грубо выпилив шипы, проверьте их подгонку к пазам. Для точной подгонки щёчки и заплечики придётся подрезать стамеской.

12. Если шипы не входят точно в пазы, несколькими проходами острой стамески надо удалить неровности на внешних сторонах щёчек.

13. Чтобы шипы полностью сели в пазы, надо подрезать их заплечики, при этом внутренний заплечик может быть немного утоплен.

Разные виды столярных соединений – какие прочнее других

Вам требуется рамочное соединение, которое не развалится, когда дети превратят дверцу шкафа в игровой снаряд для своих забав?

Или ящичное соединение, выдерживающее рывки и толчки без повреждений?

Мы испытали 12 образца обоих типов, чтобы выбрать из них два лучших.

Ранее мы подвергли жестокому испытанию различные пазовые, шиповые, стыковые и усовые соединения, чтобы выяснить, какие из них наиболее. Теперь, чтобы узнать, какие рамочные и ящичные соединения самые крепкие, мы изготовили дюжины образцов для испытаний и подтолкнули их к гибели (в буквальном смысле).

Для дверных рамок мы сделали по шесть образцов с контрпрофильными соединениями, в шпунт и гребень, вполдерева и с полупотайными шипами.

Также изготовили опытные образцы ящичных соединений:

• с пазом и гребнем,
• с прямыми ящичными шипами,
• с открытыми и полупотайными шипами «ласточкин хвост»,
• шпоночные с пазом «ласточкин хвост»,
• пазо-гребневые с двумя плечиками,
• в фальц и ус с замком.

Для обеспечения равных условий все соединения были изготовлены из ш древесины примерно одинаковой плотности с применением одного и того же клея. В образцах рамочных соединений (за исключением отдельных указанных случаев) использовался красный дуб сечением 18×50 мм. Образцы ящичных соединений – из тополя 12×100 мм.

На испытательном оборудовании в каждое соединение двумя способами. В первом измерялось сопротивление соединений разрыву, как в случае грубого открывания выдвижного ящика или резкого бокового рывка сдвижной дверцы.

В другом испытании проверялась способность соединений противостоять излому до нарушения прямоугольности деталей и разрушения склейки. (Представьте себе ребёнка, раскачивающегося на дверце шкафа или широкий бельевой ящик, перекосившийся от резкого выдёргивания.)

Когда утихли треск и хруст ломающейся древесины, мы обнаружили, что все соединения выдержали значительно большую нагрузку на разрыв, чем на излом, что показалось довольно необычным для реальных условий. Например, ящичные соединения в среднем выдерживали усилие на разрыв около 675 кгс, а на излом только 36 кгс.

Рамочные соединения в дверцах в среднем выдержали усилие на разрыв около 550 кгс, но только 231 кгс на излом. Сравнить относительную прочность соединений в каждой категории можно по таблицам. Проанализировав столбцы цифр, мы выяснили несколько особенностей, которые вы сможете применить в своей мастерской, чтобы сделать соединения прочнее.

РАМОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Соединения вполдерева

Результат. В испытании на излом соединения вполдерева выдержали вдвое большую нагрузку, чем следующее по прочности соединение. Вывод. Большая площадь склейки вдоль волокон придает этому соединению исключительную прочность. Применяйте его в рамах для зеркал и тяжелых дверцах, чтобы быть уверенными в их надежности.

Результат. В испытаниях на разрыв у большей части соединений вполдерева лопнула не склейка, а древесина на стойках. Вывод. Это соединение способно удержать в дверцах тяжелые вставки, например, стеклянные витражи.

Результат. В соединениях с разрушенной склейкой можно было увидеть грубые следы пильного диска. Вывод. Для прочного склеивания гладко шлифуйте контактирующие поверхности соединения.

Результат. Несмотря на то, что соединения вполдерева примитивны и легко выполняются, они превосходят по прочности другие, более трудоёмкие соединения, например, контрпрофильные. Вывод. Большая сложность не гарантирует большей прочности.

Соединения с полупотайным шипом

Результат. В каждом испытании на разрыв стойка с гнездом разрывалась по древесине вдоль прежде, чем ломался шип на перекладине. Вывод. Склейка вдоль волокон стенок гнезда и щёчек шипа достаточно прочна, но слабее, чем в соединениях вполдерева.

Результат. В испытаниях на разрыв во всех образцах трещины в стойках совпадали с дном гнезда. Вывод. Длинные шипы уменьшают вероятность появления трещин и усиливают соединение, как и в предыдущих испытаниях.

Результат. Ни в одном из испытанных образов шипы не сломались и даже не проявили признаков слабости. Вывод. Неоднократно проверенное практикой правило делать шипы толщиной равной трети толщины деталей в очередной раз доказало достаточную продольную прочность шипов.

Результат. В нескольких образцах, испытанных на излом, шипы выламывали древесину между гнездом и торцом стойки (см. фото), но не раньше, чем стойки лопались вдоль. Вывод. Применяйте это соединение для случаев, когда требуется повышенная надёжность. Прочности склейки шипа более чем достаточно, несмотря на уязвимость тонкой стенки гнезда.

Результат. Соединение ослабляется, когда торец шипа не достигает дна гнезда. Вывод. Зазор между дном гнезда и шипом для сбора излишков клея ослабляет соединение. Старайтесь уменьшать его до минимума и не наносить слишком много клея.

Соединения в шпунт и гребень

Результат. Как и в соединениях с полупотайными шипами, стойки разламываются по дну шпунта при испытаниях на разрыв. Во всех случаях короткие гребни-шипы длиной 10 мм прочно удерживались прилегающими стенками пазов.

Вывод. Так как длина таких шипов ограничена глубиной шпунтов в стойках, уделите особое внимание тщательной подгонке и склейке всех элементов такого соединения, в том числе торцам и заплечикам шипов.

Результат. Торцы шипов отрывали волокна древесины на дне шпунтов. Вывод. Клей плохо заполняет зазоры в соединениях. Точно подогнанный по длине шип увеличивает прочность и улучшает внешний вид соединения.

Контрпрофильные соединения

Результат. Несмотря на профилированные кромки стоек и перекладин, эти соединения в испытаниях на разрыв и излом оказались примерно равными по прочности соединениям в шпунт и гребень. Вывод. Профильные стыки не ослабляют соединение.

Результат. Во всех испытаниях на разрыв стойки расщеплялись у конца шипа перекладины. Вывод. Соединение, показанное справа, разрушается в местах со свилеватыми или направленными под углом волокнами. Для прочных рам подбирайте прямослойную древесину.

Результат. Даже склейка торцевых и продольных волокон в таких соединениях превосходит прочностью окружающую древесину. Вывод. Соединение вполне пригодно для рам с филёнками.

Заключение

Нельзя считать случайным совпадением то, что двумя самыми прочными оказались соединения с наибольшей площадью склейки продольных волокон. Для рам с тяжёлыми стёклами или зеркалами выбирайте соединения вполдерева, особенно в тех случаях, когда ширина рамы больше её высоты. Соединения с полупотайными шипами работают так же, при этом шпунты в стойках и перекладинах делаются в заготовках до начала изготовления самих соединений. Используйте их в часто открываемых дверцах.

Не стоит также пренебрегать контрпрофильными соединениями, а также в шпунт и гребень. В реальных условиях четыре таких соединения в углах дверцы дадут вчетверо большую прочность, а заполнение филёнкой дополнительно усилит конструкцию. Оба этих соединения достаточно прочны для нормальной эксплуатации, не выдерживая лишь слишком грубого обращения. Повысить прочность любого соединения можно применением прямослойной древесины и тщательной подгонкой и склейкой элементов с гладкими поверхностями.

Ящичные соединения

Прямые ящичные шипы

Результат. Склейка прямых шипов оказалась довольно прочной – в испытаниях на разрыв расщеплялись волокна и края шипов на обеих деталях соединения. Даже в склейке торцевых волокон с продольными скалывались углы отдельных шипов. Вывод. В соединении с прямыми ящичными шипами деталей толщиной 12 мм площадь склей ки составляет 24 см2, и половина этой площади приходится на склейку продольных волокон. Применяйте эти соединения в тех местах, где требуется наибольшая прочность на разрыв, например, в ящиках для хранения тяжёлых предметов.

Результат. К нашему удивлению, прочность этих соединений на излом оказалась намного меньше и составила только 4 процента от прочности на разрыв. Вывод. Усиливайте такие соединения тонкими гвоздями, вбивая их в крайние шипы на обеих кромках.

Соединение на ус с замком

Результат. На всех образцах сужающийся гребень оставался приклеенным к ответному пазу. Прочность соединения обеспечивается склейкой продольных волокон. Вывод. В этих соединениях сочетаются прочность и красота благодаря аккуратным стыкам на внешних углах.

Результат. Узкие скосы у внешнего и внутреннего углов снижают прочность склейки.

Вывод. Выбирайте профиль фрезы, чтобы минимизировать ширину этих скосов.

Результат. В обоих испытаниях образцы разрушались почти одинаково, когда гребень ломался у основания.

Вывод. Так как формируемый фрезой гребень расширен у основания, такие соединения прочнее пазо-гребневых.

Соединение в паз и гребень

Результат. Несмотря на то, что на каждом участке продольные волокна контактируют с торцевыми, прочность склейки пазо-гребневых соединений превосходит прочность самой древесины. Соединения разрушаются, когда внешняя стенка паза отламывается полностью от кромки до кромки. Вывод. Применяя пазо-гребневое соединение для крепления задней стенки ящика к боковым, можно повысить прочность, расположив пазы в боковых стенках на большем расстоянии от торцов.

Результат. На разрушенных соединениях мы обнаружили участки с прижогами, где прочность склейки оказалась невысокой. Вывод. Древесина с прижогами плохо впитывает клей. Делая эти соединения, уменьшите частоту вращения фрезы или отшлифуйте прижоги, оставленные пильным диском.

Открытое соединение «ласточкин хвост»

Результат. В испытаниях на разрыв торцевые грани проушин отделялись от продольных волокон боковой стенки, почти не оставляя следов.

Вывод. Для большей прочности тщательно наносите клей на грани шипов и проушин с продольными волокнами.

Результат. Несмотря на тщательность работы, на некоторых шипах почти не было следов клея. Вывод. Смазывайте клеем обе детали, чтобы после выдавливания излишков в соединении оставалось достаточно клея.

Результат. Даже после разрушения склейки из-за превышения нагрузки детали остаются механически связанными. Вывод. В отличие от других соединений слабая склейка не приводит к полному разрушению ящика, если шипы расположены на передней и задней стенках, а проушины на боковых.

Шпоночное соединение с пазом «ласточкин хвост»

Результат. Все образцы в обоих испытаниях разрушались, когда отламывалась 3-миллиметровая стенка между пазом и торцом доски. Вывод. Это соединение лучше применять для ящиков, у которых деталь с гребнем может быть установлена дальше от торца детали с пазом.

Результат. В обоих испытаниях эти соединения оказались менее прочными, чем похожие пазо-гребневые соединения, которые можно просто выпилить на пильном станке. Вывод. Учитывая, что одну деталь соединения необходимо вдвигать в другую, и это затрудняет установку дна, возможно, вам будет проще делать ящики с пазо-гребневыми соединениями.

Фальцевое соединение, усиленное гвоздями

Результат. Несмотря на отсутствие деталей с мелкими элементами, такими как в соединениях на ус с замком или в шпоночных соединениях с пазом «ласточкин хвост», здесь толщина деталей не приводит к увеличению прочности соединения. При испытании на разрыв только на одном из трёх образцов появилась трещина вдоль торца детали с фальцем. У остальных разрушение происходило по клеево му шву, соединяющему продольные волокна с торцевыми. Вывод. Даже при механическом усилении с помощью трёх гвоздей склейка торцевых и продольных волокон намного уступала прочности древесины, в отличие от большинства других соединений.

Результат. Шляпки гвоздей частично или полностью прошли сквозь деталь с фальцем при испытаниях на разрыв, и только два гвоздя вели себя так же в образцах, испытанных на излом. Вывод. Гвозди помогают фиксировать детали в процессе сборки ящика, но не надейтесь, что они компенсируют непрочную склейку.

Пазо-гребневое соединение с двумя плечиками

Результат. Слабым местом таких соединений оказалась тонкая полоска между стенкой паза и торцом детали. Вывод. Такое соединение лучше применять, когда паз можно расположить дальше от торца боковой стенки ящика.

Результат. Гребни имели толщину 4 мм, но ни один из них не сломался в ходе обоих испытаний. Вывод. Качественная склейка обеспечивает прочность даже тонких шипов и гребней.

Результат. В испытаниях на разрыв у двух образцов при максимальной нагрузке появились трещины, но соединения не разрушились. Вывод. При первых признаках растрескивания обильно нанесите клей на стенки паза с торцевыми волокнами, и, возможно, вам удастся сохранить деталь.

Полупотайное соединение «ласточкин хвост» (вверху справа)

Результат. В испытаниях на разрыв клеевые швы быстро разрушались, но детали оставались вместе благодаря форме элементов, обеспечивающих механическое запирание. Вывод. Вы можете разобрать рассохшееся соединение, удалить старый клей и заново склеить ящик.

Результат. В испытаниях на разрыв закруглённая внутренняя часть некоторых шипов отрывалась под нагрузкой. Вывод. Уменьшайте частоту вращения фрезы, чтобы избежать появления при-жогов на обеих деталях соединения. Затем наносите клей на обе детали, а не только в гнёзда.

Заключение

Выбирайте соединения с прямыми шипами для ящиков, подвергаемых грубому обращению, выдёргиванию или если они используются для хранения тяжёлых вещей. Если важен внешний вид, и на углах не должны быть видны торцевые поверхности, выбирайте соединения на ус с замком, имеющие почти такую же прочность. Пазо-гребневые соединения делаются просто, и они достаточно прочны для крепления задней стенки ящика, расположенной с отступом не менее 2 5 мм от торцов боковых стенок. Открытым соединениям «ласточкин хвост», сформированным фрезой, не хватает прочности на излом, но они считаются одними из наиболее пригодных к ремонту, поэтому столь популярны при изготовлении фамильных предметов мебели. Шпоночные соединения «ласточкин хвост» не отличаются прочностью или практичностью.

Если дно будет вставляться в шпунты всех четырёх стенок ящика, необходимо выбрать другой вариант соединения для передней или задней стенки. Усиленные гвоздями фальцы выглядят не слишком элегантно, но они легко делаются и подходят для крепления передней и задней стенок, что, несомненно, делает их очень удобными для изготовления обычных ящиков, к которым не предъявляются повышенные требования.

Вместо пазо-гребневых соединений с двумя плечиками лучше выбрать соединение на ус с замком, если только вы не вынуждены работать только с пильным станком. Полупотайные соединения «ласточкин хвост» уступают прочностью остальным соединениям, но они эффектно выглядят, не видны на передней стенке ящика, и их можно заново склеить, как и открытое соединение «ласточкин хвост».

ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ МАСТЕРОВ И МАСТЕРИЦ, И ТОВАРЫ ДЛЯ ДОМА ОЧЕНЬ ДЕШЕВО. БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА. РЕКОМЕНДУЕМ - ПРОВЕРЕНО 100% ЕСТЬ ОТЗЫВЫ. Как сделать кровать с балдахином...

Навес из поликарбоната своими руками – для скамейки Как сделать поликарбонатный навес для...

Высокие грядки - участок в...

Применение химического анкера Материал, о котором...