Столярное шиповое соединение (шип-паз)

Скрытые шипы

Прямоугольное соединение, скрепленное вставными шипами, выглядит наиболее аккуратно, поскольку шипы полностью скрыты.

Вставляют шипы поперек стыковочного шва и как можно ближе к внутренней стороне рамы. Отверстия для шипов сначала высверливают на одной планке. Затем с помощью маркировочных штифтов, вставленных в готовые отверстия, определяют места для сверления в другой планке.

Есть и другой способ маркировки: в планку вбивают маленькие гвоздики, потом их откусывают клещами. При плотной стыковке двух планок выступающие кончики оставят нужные метки на второй заготовке.

Два или три вставных шипа придадут дополнительную жесткость любому соединению, даже если это большие и тяжелые рамы.

Только при точном совпадении отверстий для вставных шипов можно получить безупречное прямоугольное соединение с двух деталей рамки.

Торцевое соединение досок

Есть еще одно определение такого соединения — наращивание. Оно характеризуется тем, что все детали скрепляются между собой в торцевой части, при этом увеличивается длина целой детали. В зависимости от типа крепления такие торцевые соединения могут выдержать большие нагрузки при сжатии, растяжении и изгибе. Обычная целая доска здесь во многом уступает доске, полученной при наращивании.

Торцевое соединение деталей, сопротивляющееся сжатию может иметь различную конструкцию. Основная особенность этого соединения состоит в том, что каждый брусок обладает и накладкой, и пазом, которые чаще всего делаются равными и по толщине и по длине. Вы можете сделать наращивание с прямой накладкой вполдерева, а можете сделать торцевое соединение с косой накладкой.

Наращивание, сопротивляющееся сжатию, с прямой накладкой вполдерева

Наращивание, сопротивляющееся сжатию, с косой накладкой

Если вы не уверены в прочности будущего соединения, то можете дополнительно усложнить его шипами или различным стыком. Естественно, это соединение требует дополнительного клеевого крепления или крепления при помощи гвоздей и шурупов.

Торцевое соединение деталей, сопротивляющееся растяжению в основе своей конструкции содержит накладку в замок. Прежде всего вам необходимо расчертить накладку. Затем на одной детали сделать паз, а на другой — выступ. Именно этот замок и позволит обеим половинам избежать разъединения.

Так же, как и соединение, сопротивляющееся сжатию, этот тип соединения может иметь прямую накладку и косую накладку.

Наращивание, сопротивляющееся растяжению, с прямой накладкой

Наращивание, сопротивляющееся растяжению, с косой накладкой

В качестве дополнительного крепления здесь можно использовать клей, гвозди или шурупы.

Торцевое соединение, препятствующее изгибу, в своей основе использует накладку либо с косым стыком, либо накладку со ступенчатым стыком.

Наращивание, сопротивляющееся изгибу, с косым стыком

Наращивание, сопротивляющееся изгибу, со ступенчатым стыком

Особенностью первого типа соединения, где используется косой стык, является то, что торцевые стороны обеих деталей срезаются под острым углом. При этом при выпиливании торцов вы должны с точностью до нанометра соблюдать угол среза.

Второй тип соединения характеризуется тем, что на торцевых сторонах деталей есть небольшие пазы и шипы.

Оба перечисленные типы соединений обязательно должны иметь прямую поверхность накладок. Накладки с косой поверхностью используются достаточно редко, хотя они не уступают по прочности прямым. Для дополнительного крепления здесь в одинаковой степени могут использоваться клей, шурупы или гвозди.

Дополнительное крепление больших брусьев, использующихся при строительстве домов, 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. Нередко встречается крепление болтами.

Соединения сквозными шипами и гребнями

Обработка планок для закрепления угловых соединений сквозными шипами или вставными гребнями требует определенной профессиональной подготовки. Ведь надо точно пропилить пазы для вставки шипов или гребней, что для новичка довольно сложно, но именно благодаря пазам заметно увеличивается площадь стыковочных участков и соответственно клеевого покрытия. В результате получается соединение повышенной прочности.

Пазы для сквозного шипа

После того как планки для рамок подготовлены, нужно пропилить на косых срезах пазы шириной примерно в одну треть планки (но не больше). Однако за ориентир можно взять и толщину деревянной пластины, которая будет использована в качестве сквозного шипа.

При изготовлении шипа следует обратить внимание на то, чтобы волокна в нем располагались поперек. Если направление волокон и шва совпадает, то шип после жесткой фиксации пазами может легко сломаться

Сквозной шип в виде тонкой деревянной планки или пластины должен быть достаточно длинным, чтобы заполнить пазы на всю длину.

Вставка гребней снаружи

Закрепить угловое соединение вставными гребнями несколько проще, чем сквозным швом. После того как рамка собрана и склеена, на углах снаружи делаются пропилы глубиной примерно в две трети толщины планки, куда вставляются покрытые клеем тонкие деревянные пластины (гребни).

Лучше вклеивать не один, а два гребня. Причем располагать их не обязательно параллельно. Пропилы могут иметь форму V по отношению к середине планки и друг к другу.

Такое клиновидное расположение гребней придает угловым соединениям рамки дополнительную прочность.

Сделать точные пазы в косых срезах планок довольно сложно, но результат стоит затраченных усилий: соединение, получаемое вставкой в пазы сквозного шипа, очень надежное.

Толщина гребней должна соответствовать толщине пропила.

Вставной шип должен быть достаточно длинным, чтобы заполнить пазы целиком. Выступающие части шипа после склеивания отпиливают, а неровности зачищают.

Проклеенные снаружи гребни должны заходить в пропилы до упора.

Только после того как клей схватится, можно отпиливать выступающие части шипов или гребней.

Виды углового соединения для бруса

Отдельно стоит упомянуть о соединении бруса или бревна при изготовлении сруба для дома или иной постройки. Данная технология строительства используется веками, качественно уложенные бревна гарантируют зданию долгую службу.

Выделяют два основных вида углового соединения при постройке сруба:

• без остатка (в лапу);
• с остатком (в чашу).

Рубка без остатка означает, что уложенные бревна сформируют ровный угол, их концы не будут выступать за пределы строения, отдельная его разновидность – теплый угол. Рубка с остатком, в свою очередь, означает, что по углам здания сформируется переплетение из выступающих торцов. Второй способ более затратный в плане количества материала, но здание лучше сохраняет тепло и более устойчиво.

Существуют различные способы соединения деталей из дерева, умение определить оптимальный для того или иного вида работ позволит значительно разнообразить ассортимент изделий, которые может изготовить мастер. Правильно выбранный способ обеспечит привлекательный внешний вид изделию и гарантирует надежность объемной конструкции.

Тщательно планируйте последовательность сборки

Вы аккуратно выпилили все детали, добились плотности во всех соединениях и теперь готовы заняться сборкой. Но прежде чем открыть флакон с клеем, обязательно проведите пробную сухую сборку (без клея). Собирая изделие, определите, в каком порядке лучше соединять детали, сколько струбцин потребуется для плотного сжатия всех соединений и как лучше разместить струбцины, чтобы не было перекосов.

Сборку больших и сложных проектов лучше разделить на несколько простых этапов, вместо того чтобы суетиться, пытаясь склеить все детали за один раз. Например, делая шкафчик с филенчатыми боковинами, сначала соберите рамы с филенками, а затем приступайте к основной сборке. Такой подход дает вам больше времени для проверки всех соединений и требует меньше струбцин. Другой способ выиграть время — использовать клей с увеличенным временем схватывания. Например, обычный желтый клей Titebond заставляет провести всю сборку за 15 минут, а разновидность Titebond Extend позволяет выравнивать склейку в течение 25 минут.

При установке струбцин убедитесь, что их давление приходится на середину соединения. Неправильно установленная струбцина может деформировать детали так, что между ними образуется зазор. Иногда, несмотря на все старания, соединения не получаются аккуратными. Случайно соскользнувший инструмент, невнимательность или незамеченные опилки около упора приводят к тому, что соединение оказывается неплотным или в нем появляется заметный зазор.

Собирайте шкафчик поэтапно, склеив сначала небольшие боковые филенчатые рамы. Тогда вы сможете уделить больше внимания каждому соединению. Затем приступайте к сборке корпуса

Хитрости склеивания и правильные стыки

В клееных конструкциях неизменно присутствуют внутренние напряжения и отдирающие напряжения поперек волокон. Чтобы их максимально снизить рекомендуются схемы склеивания конструкций, которые представлены на рисунке.

а) склеивание досок по вертикали – согласованное расположение годичных слоев древесины;б) склеивание досок по горизонтали – чередование направления годичных слоев древесины;в) склеивание досок по вертикали и горизонтали – смешанное расположение годичных слоев древесины.

Существуют три основных стыка, которые используются при склеивании древесины. Это стык на ус, зубчатый шип и склеивание впритык. Последний вариант использовать крайне не рекомендуется, его чаще всего заменяют зубчатым шипом. Выглядят стыки вот так:

а) стык на ус;б) зубчатый шип;в) стык впритык.

Измерительные инструменты

Качество столярного изделия напрямую зависит от правильно подобранных деталей и точной разметки расположения элементов соединения. Для работы понадобятся различные измерительные и разметочные инструменты:

Измерительные инструменты для работы

• Рулетка – это стальная гибкая лента до 200 см, она сматывается автоматически. Используется для измерения линейных показателей.
• Складной метр подходит для измерения небольших величин, выполнен из пластинок с делениями, соединенных шарнирами.
• Угольник используется для проверки прямого угла, часто бывает деревянным или стальным. Одна сторона размечена делениями.
• Угольник-центроискатель – он необходим для определения центра цилиндрической детали по диаметру окружности.
• Рейсмус выполнен в виде бруска со вставленными планками, применяется для нанесения параллельных отметок специальными остриями.
• Ерунок – это угольник, состоящий из двух реек, удобен для разметки угла в 135 градусов.
• Малка – инструмент, предназначенный для измерения и перенесения на деталь углов, состоит из элементов на шарнире.
• Циркуль необходим для нанесения окружности определенного диаметра на заготовку.
• Нутромер работает по принципу циркуля и используется для измерения диаметра внутри детали за счет вывернутых наружу концов.
• Уровень – это линейка, оснащенная ампулой с жидкостью. Пузырек внутри жидкости показывает вертикальность или горизонтальность поверхности.
• Уровень с отвесом представляет собой груз на веревке, с помощью которого определяется вертикальное отклонение.
• Скоба плотничная предназначена для нанесения разметки гнезда или проушины.

Формирование углов на ус

Одним из лучших способов создания углов различных объемных изделий является стык на ус. Он позволяет создать монолитную конструкцию, скрыть волокна торца, тем самым обеспечить привлекательный вид. Этот способ подходит для самых разнообразных изделий, но чаще всего применяется для изготовления рамок и деталей корпусной мебели.

Для создания соединения в каждой из деревянных деталей делают пропилы под углом, равным половине угла, под которым встречаются заготовки. Чаще всего этот угол прямой, следовательно, запилы выполняют под 45 градусов, тем не менее угол может варьироваться в широких пределах. Работы выполняют по следующему алгоритму.

Вначале размечают детали

Важно не забывать, что разметка выполняется по длинной стороне, в противном случае можно не угадать с размерами

На кромках, которые будут соединены, проводят линию под требуемым углом. Комбинированным угольником разметку переносят на каждую сторону заготовки. Затем выполняют распил, для которого лучше использовать электрическую торцовую пилу, но можно работать и ручным инструментом

Работая ножовкой, важно контролировать угол среза, нелишним будет воспользоваться бруском в качестве направляющей

Готовые детали прикладывают друг к другу, проверяя точность подгонки. Неровности придется сгладить ручным рубанком, довести угол с помощью шлифовальной шкурки. На обе поверхности наносится столярный клей, и с помощью струбцин изделие фиксируется. Дополнительной прочности можно добиться с помощью гвоздиков

Работая молотком, важно контролировать силу удара, чтобы заготовки не сдвинулись

Особо ответственные соединения усиливают с помощью брусков, которые вклеивают во внутренний угол. Стык, который не будет виден, можно дополнительно укрепить металлическим угольником.

В результате качественно выполненной работы получится идеальный шов. Если же образовалась небольшая щель, то ее можно скрыть, расправив прилегающие волокна древесины с помощью гладкой цилиндрической поверхности. Для этого подойдет стержень обычной отвертки.

Угловое соединение

Такой тип креплений чаще всего используется в креплении оконных, дверных блоков и парниковых рам.

Угловое соединение отличается от других тем, что сплачиваемые детали располагаются по отношению друг к другу под углом в 90°. В зависимости от использованных креплений все угловые соединения разделяются на соединения на шип и на соединения на ус.

Угловые соединения на шип имеют несколько разновидностей. Сквозное соединение на шип может в своей конструкции использовать от 1 до 3 шипов, причем с увеличением количества шипов увеличивается и прочность крепления.

Угловое сквозное соединение на шип

Несквозное соединение отличается от сквозного тем, что шиповое крепление происходит в середине деталей и внешне остается незаметным. В этом случае внутри заготовок проделайте небольшие углубления под шипы, которые будут немного глубже, чем сами шипы, чтобы оставалось место и для клея.

Угловое несквозное соединение на шип

Угловые соединения на ус отличаются тем, что стороны деталей, соединяющихся между собой, срезаны под углом в 45°. Так же, как и соединения на шип, крепления на ус могут быть сквозными, при котором видно сплачивание, и несквозными, когда само крепление зафиксировано внутри деталей.

Сквозное соединение на ус может укрепляться как одним шипом, так и тремя. Принцип крепления здесь остается тем же, что и при угловом несквозном на шип.

Угловое сквозное соединение на ус

При несквозном соединении на ус разглядеть положение шипа невозможно. Здесь в равной степени могут использоваться как круглые шипы, так и плоские — крепление от этого ни в коей мере не ослабеет. Только при выборке древесины под шипы обязательно сделайте гнезда немного больше, чем сами шипы, чтобы потом заготовки легко соединились между собой.

Угловое несквозное соединение на ус

При строительстве дома и возведении крыши вам потребуется освоить еще два типа соединения: угловая врубка и врубка в лапу.

Соединения со специальными связями

Практически все столярные соединения выполняются с дополнительными укрепляющими связями. В самом простом примере роль таких выполняют гвозди или саморезы.

При наращивании деталей узел может укрепляться сквозным болтовым соединением, хомутами, скобами и глухарями, либо его просто обматывают холоднокатаной проволокой. Сращенные вертикальные опоры достаточно скрепить двумя накладными планками — деревянными или металлическими.

Угловые соединения чаще всего скрепляют скобами, накладными пластинами или уголками. В случаях, когда надо сохранить небольшую подвижность соединения, используют один сквозной болт, который либо прошивает поперек место накладки деталей, либо стягивает их в продольном направлении с минимальным отступом от накладки.

Место крепления специальной связи должно быть удалено от края не менее чем на 10 диаметров крепежного элемента и не иметь пороков

Важно помнить, что часто связи не обеспечивают общую прочность соединения, а только компенсируют неучтенную нагрузку

рмнт.ру