Шиповые соединения

Шиповые соединения. Шиповые соединения являются основным видом столяр-ных вязок при изготовлении изделий из древесины. Кроме шиповых, применяют различные соединения стяжками, винтами и др., конструкция которых описана в соответствующих разделах книги. Основными элементами шиповых соединений, или вязок (рис. 5), являются шипы 3, 4, проушина 5, гнезда 6, 7, шпунт 1 и гребень 2.

Виды плотницких шиповых соединений

В зависимости от формы шипы бывают плоские, трапециевидные и круглые, в зависимости от конструкции - цельные, выполненные заодно с деталью, и вставные, изготовляемые отдельно. Вставные круглые шипы называются шкантами, вставные плоские шипы,
проходящие по всей длине соединяемых деталей, - рейками или шпонками. Применение вставных шипов позволяет экономить 6-10% древесины соединяемых деталей.

Шпунт

Шпунтом принято называть небольшое углубление, чаще всего прямоугольной формы, выбранное в детали. Прямоугольный выступ другой детали, входящей в шпунт, называется гребнем.
Угловые соединения. Эти соединения могут быть концевыми, серединными и ящичными. В таблице 1 приведены угловые соединения, применяемые в изделиях из древесины.
При концевой и серединной вязках детали в зависимости от толщины и назначения могут соединяться одинарным или двойным (№ 1-5) сквозным или не сквозным шипом. Увеличение числа шипов увеличивает площадь склеивания, отчего прочность соединения повышается.

Угловые шиповые соединения

Угловые соединения с потомком и полупотемком (№ 6-9) применяют в случаях, когда необходимо предохранить соединения от выворачивания брусков при сборке. Соединения с не сквозным шипом применяют в конструкциях, где нельзя допустить открытого торца шипа.
Угловые соединения на ус (№ 10-11) позволяют скрыть торцы деталей, однако по сравнению с предыдущими соединениями имеют меньшую прочность и более сложны в изготовлении. Для увеличения прочности могут применяться соединения двойным вставным шипом.

При угловой вязке (№ 13) для обеспечения равной прочности шкантового соедине-ния в торце и кромке сопрягаемых брусков в торце бруска рекомендуется запрессовы-вать шканты на глубину 0,55, а в кромку - на глубину 0,45 общей длины шканта. Напри* мер, если при соединении царги стула с ножкой общая длина шканта 60 мм, то глубина его запрессовки в торце царги составит 0,55 х 60 = 33 мм, а глубина запрессовки в кромку ножки будет 0,45 х 60 = 27 мм. Угловые ящичные соединения на шип прямой открытый и «ласточкин хвост» (№ 14, 15) имеют высокую прочность, однако торцы шипов выходят наружу с двух сторон.

При помощи шипов детали соединяют в длину, ширину и под углом.

Соединение концов деталей вполдерева . Такие соединения могут быть по длине, концевое и серединное.

Для изготовления древесину спиливают в местах сопряжения на толщины сопрягаемой детали. Длина элементов соединения по длине равна 2-2,5 толщинам соединяемых деталей. Элементы соединений крепят между собой склеиванием. Угловые концевые соединения (УК). Наибольшей простотой и высокой прочностью характеризуются соединения на открытые прямые сквозные шипы. Существенным недостатком этих соединений является что, что торцы их элементов видны на обеих сторонах детали, что ухудшает внешний вид. Поэтому такие соединения применяют в тех конструкциях, где возможно закрыть шипы накладными или соприкасающимися с ними деталями. Соединение на открытый сквозной одинарный шип (УК-1); толщины шипа (S1) и заплечика (S2) в этом соединении рассчитывают по следующим формулам(а) :S1 = 0,4S0; S2 = 0,5(S0 – S1), где S0 - толщина детали. Более прочными соединениями этой группы являются соединения на открытый сквозной двойной УК-2 (рис. б) и тройной УК-3 шипы (рис. в). Для выполнения таких соединений необходимы точные размеры и выпиливание элементов соединений. Соединения на шип с полупотёмком , (рис. г, д) имеют более сложную форму, и поэтому их сложнее изготовлять. Толщина шипов этих соединений рассчитывается аналогично толщине соединения УК-1.Данные соединения могут изготовляться с несквозным шипом УК-4 (рис. г) и сквозным шипом УК-5 (рис. д). По прочности соединения УК-4 и УК-5 уступают рассмотренным выше соединениям. Применяются в тех случаях, когда не требуется высокая прочность соединения и необходимо избежать порчи внешнего вида детали, сопряженной с торцом другой детали. Соединения на шип с потёмком (рис. ж, е) могут быть со сквозным УК-7 и несквозным УК-6 шипом. Толщину шипа и заплечиков определяют так же, как и в соединениях с полупотемком открытым сквозным одинарным шипом. Соединения на круглые вставные шипы (шканты) несколько уступают по прочности соединениям на прямые открытые шипы. Однако дают некоторую экономию древесины. Ранее шканты изготовлялись преимущественно из твердых лиственных пород древесины, но теперь широко применяют также шканты из пластмасс. Эти соединения характеризуются также простотой изготовления. Для этого необходимо высверлить отверстия необходимого диаметра, установить на клею шипы и выдержать под давлением находящиеся в сопряжении детали. Диаметр шканта в соединении на круглые вставные шипы рассчитывают по следующей формуле: d = 0,4S0. В соединении УК-9 допускается применение сквозных шипов (рис. и). Соединения на «ус» со вставным плоским шипом могут иметь сквозной (УК-11) и несквозной (УК-10) шипы (рис. к, л). Эти соединения характеризуются невысокой прочностью и более сложным изготовлением по сравнению с соединениями на круглые вставные шипы. Они обладают красивым внешним видом и обеспечивают однотонность при отделке (особенно несквозные). Толщину шипа соединений УК-10 и УК-11 определяют по формуле S1 = 0,4S0. Допускается соединение на «ус» двойным вставным шипом, при этом S1 = 0,2S0. Зубчатое соединение УК-12 – это новый вид соединения, элементы которого выполняют на станках.

Шипы и их виды.

Шипом называется выступ на детали, ширина которого меньше ширины самой детали. Шипы вставляются в гнезда. Гнездо должно обладать таким размером, чтобы шип плотно входил в него. Шип в то же время не может быть слишком толстым, так как при его вгонке в гнездо деталь может треснуть. Шип имеет длину, толщину и ширину. Длина шина - это расстояние от торца до заплечиков, толщина - расстояние между заплечиками или щечками, а ширина - поперечный размер щечки. Шипы бывают цельными и вставными.Цельные шипы изготовляют на концах деталей, подлежащих соединению. Цельные шипы бывают обычно плоскими. Вставные шипы могут быть плоскими и круглыми. По прочности соединений цельные и вставные шипы одинаковы. Шипы могут быть сквозными и глухими . Сквозной шип при соединении с проушиной или сквозным гнездом проходит через сопрягаемую деталь насквозь. Глухие шипы сопрягают с несквозными гнездами, глубина которых больше длины шипа не менее чем на 2 мм. Число, форма и размеры шипов существенным образом влияют на прочность соединения. По форме шипы могут быть круглыми, плоскими и трапециевидными. Грани трапециевидных и плоских шипов называют щечками. Заплечики - это срезанные части бруска, то есть та поверхность, над которой возвышается шип. Торцовая часть шипа называется торцом .

Шурупы и их виды.

Шуруп (винт от немецкого schraube) – это собственно усовершенствованный винт, который вкручивается в мягкий материал (дерево) и деформированием материала сам формирует резьбу, то есть является одним из 6 простейших механизмов и в зависимости от прилагаемой силы меняет направление или величину. Виды: универсальные шурупы - этот вид с успехом используется для самых разных поверхностей. Универсал употребляется в основном в бытовых работах – строительстве и ремонте. Частая резьба с потайной головкой, которая имеет шлиц под крестовую резьбу – отличительные черты таких шурупов. Универсальные шурупы изготавливаются с различными типами головок: потайной, полукруглой, цилиндрической, шестигранной, с крестообразным шлицом. Далее – шестигранные шурупы . Они изготавливаются из холоднокатаной стали и выпускаются с дюбелями. Очень прочны, применяются в сантехнике и работе с деревом. Рамные шурупы имеют резьбу по всему стержню; используются при изготовлении различных оконных рам и дверных проемов. Здесь дюбель применять не требуется. Шуруп кольцо сварной снабжен вместо головки стальным кольцом. Применяется не только в работе с деревом, но и бетоном, кирпичом. Выделяют круглые головки шурупов, овальные головки шурупов и плоские головки шурупов. Круглые головки шурупов просматриваются на поверхности материала в ввинченном состоянии и они более всего поддаются выкручиванию. Овальные головки шурупов вкручиваются заподлицо, но все равно головка немного высунута. Плоские головки шурупов в основном не видны и их называют потайными, так как при их ввинчивании, они становятся на один уровень с поверхностью.

>> Шиповые столярные соединения

7. Шиповые столярные соединения

Шиповые соединения деревянных деталей на клею отличаются большой прочностью и нашли широкое применение при изготовлении дверных и оконных переплетов и блоков, мебели и различных деревянных конструкций. "

Элементами шипового соединения являются шип, соединяемый с гнездом (рис. 18, б) или проушиной (рис. 17; рис. 18, в).

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

ОБРАБОТКА ДРЕВЕСИНЫ НА ШИПОРЕЗНЫХ СТАНКАХ

Характеристика шиповых соединений древесины и требования к ним

Соединения на шипах широко применяют при сборке столярных изделий, а также при сращивании коротких брусков для получения длинномерных материалов.

Изделия, отдельные элементы которых соединяют при помощи шипов, могут быть выполнены в виде рамок и ящиков. К изделиям рамочной конструкции относятся оконные переплеты, коробки, двери, форточки, различные элементы мебели. Рамочная конструкция может быть собрана из двух продольных и двух поперечных брусков без промежуточных связывающих элементов или с серединными брусками в виде переплетов или решеток. Шиповые соединения в основном выполняют на клею, иногда для повышения прочности их дополнительно усиливают металлическими крепежными деталями. По месту расположения в изделии шиповые соединения бывают угловые, серединные и концевые.

Угловые шиповые соединения осуществляют при помощи плоских прямоугольных (рамных) или клиновых (зубчатых) шипов (рис. 130). Рамное шиповое соединение бывает на сквозной одинарный (рис. 130а)двойной (рис. 130 6) или тройной (рис. 130 в) шип и соответствующую ему проушину. Обычно шипы вырезают на коротких (поперечных) брусках рамки, а проушины - на длинных (продольных).

Плоский одинарный рамный шип (рис. 130, а) состоит из следующих элементов: двух боковых граней (пластей) 5, двух заплечиков 6 и торцовой грани 4. У проушины различают две боковые пласта 2, внутреннюю торцевую грань 1 и две внешние торцевые грани 3.

Рис. 130. Угловые шиповые концевые соединения: а,б,в-рамные на одинарный, двойной и тройной шипы; г-клиновид-ные шипы; д,е,ж-«ласточкин хвост» с плоскими скругленными и закрытыми шипами; 1-дно проушины; 2,5-пласти; 3-внешние торцевые грани; 4-торец шипа; 6-шипы

Кроме открытых сквозных соединений бывают шиповые соединения несквозные - на шип с полупотемком или потем-ком. В этом случае торцовая грань (вершина) шипа скрыта или частично выступает на боковую внешнюю поверхность рамки. В столярной практике используют также шиповые соединения на ус с применением вставных круглых шипов (шкантов) или плоских шипов. Концы соединяемых брусков в этом случае предварительно торцуют под углом 45°.

Клиновые шипы для углового концевого соединения (рис. 130 г) формируют с одинаковым для обоих брусков шагом на предварительно торцованных под углом 45 ° концах. Чтобы острые концы шипов не выступали на внешних ушах рамки, перед сборкой на торцах заготовок заранее делают фаску 7 под углом 45 ° размером, равным высоте шипа. Угловые соединения при помощи клиновых шипов обеспечивают достаточную прочность и надежность.

Угловое концевое соединение широких досок при сборе ящиков или коробок осуществляют с помощью прямоугольных шипов (рис. 130 б, в) и шипов “ласточкин хвост” с плоскими (рис. 130 д) или округленными (рис. 130 е) гранями. У мебельных ящиков шипы “ласточкин хвост” делают с лицевой стороны закрытыми (рис. 130 ж). При этом лицевая стенка должна быть толще боковой.

Рис. 131. Срединные шиповые соединения: a-плоским одинарным шипом; б-прямым скругленным шипом; в-несквозным срединным «ласточкиным хвостом»

Угловые серединные шиповые соединения используют при сопряжении конца одного бруска со средней частью другого (рис. 131). Такие соединения бывают в виде плоского одинарного шипа и прямоугольного несквозного или сквозного гнезда (рис. 131а). При больших поперечных сечениях собирают детали на двойной шип и два гнезда. Соединение с помощью прямого или косого скругленного шипа и соответствующего ему гнезда овальной формы показано на рис. 131 б, в. В качестве соединительного элемента используют также цилиндрические шипы (шканты) и круглые отверстия, выполненные сверлением. Иногда при сборке крупномерных изделий применяют серединное несквозное соединение “ласточкин хвост”

(рис. 131 в). Форма и размеры шиповых элементов определяют прочность соединения, поэтому их выбирают в зависимости от конструкции изделия.

Шиповые соединения по длине (сращивание) выполняют с помощью клиновых (зубчатых) шипов. Клиновые шипы могут быть с торцовыми гранями или остроконечные. Грани шипов делают плоскими или фасонными в зависимости от применяемого режущего инструмента. Наиболее широко распространены клиновые шипы, показанные на рис. 132. Основные параметры соединения - длина шипа L и шаг соединения t. Шипы затупляют, чтобы в стыках после запрессовки оставался зазор S.

Рис. 132. Клиновой шип: L-длина шипа; t-шаг соединения; S-зазор

По длине различают длинные (30-50 мм), средние (10 -20 мм) и мелкие (3-5 мм) шипы. Стандартные размеры шипов приведены в таблице 17. В зависимости от расположения шипов по отношению к пласти склеиваемых заготовок зубчатые соединения могут быть трех типов: вертикальные, горизонтальные, диагональные.

Торцовое давление запрессовки устанавливают в зависимости от геометрических параметров зубчатого соединения, размеров поперечного сечения заготовки и породы склеиваемой древесины. Чем меньше длина шипа, тем выше давление запрессовки. Основная характеристика зубчатого клеевого соединения - его прочность. Существует две категории относительной прочности: 1 - не менее 75 % прочности цельной древесины и II категория - не менее 60 %.

Таблица 34. Стандартные размеры шипов

Длина, мм	Шаг, мм	Затупление, мм	прочности	Минимальное удель­ное торцовое давление при запрессовке, МПа
50	12,0	2,0}		1,5
32	8,00	1,0}	1,11	2,5
20	6,00	1,0		3,5
10	3,50	0,5	И	6,0
5	1,75	0,2}		10,0

Сборка шиповых соединений является очень ответственной частью технологического процесса. Она заключается в нанесении клея на боковые поверхности шипов и приложении определенного давления на места их запрессовки либо сразу же после нанесения клея, либо после некоторой выдержки. На качество сборки шиповых соединений влияют такие факторы: качество подготовки поверхности под склеивание, точность формирования шипов, техническая характеристика клея и режим склеивания, давление запрессовки, режим отверждения клеевой прослойки.

Отдельные элементы шипа имеют разное функциональное назначение и по-разному влияют на качество углового соединения, поэтому требования к точности их обработки различны. Наиболее важные размеры-толщина шипа и ширина проушины, так как в основном они определяют прочность и долговечность шипового соединения.

Следует помнить, что в шиповых соединениях деревянных деталей используют посадки с натягом. Натяг - это разница в размерах шипа и проушины до сборки, если толщина шипа больше размера проушины. При образовании посадок допуски проушины и шипа могут быть одинаковыми или разными. При разных допусках проушины и шипа в посадке рекомендуется, чтобы больший допуск был у проушины.

В шиповых соединениях и в местах расположения врезных приборов и крепежных деталей не допускается наличие сучков, смоляных карманов и червоточины. Влажность коробок наружных и тамбурных дверей должна быть 12 ±3 %, коробок внутренних дверей и дверных полотен - 9± 3%; влажность древесины для пробок, планок, нагелей и шкантов - на 2-3 % меньше влажности древесины деталей. Прочность на изгиб должна быть не менее 0,4 Мпа для угловых шиповых соединений дверных коробок и не менее 0,7 Мпа для обвязок дверных полотен.

Детали дверей можно изготовлять клеенными по толщине, ширине и длине. Соединения с зубчатым шипом длиной до 10 мм применяются во всех деталях без ограничения места их расположения, но в угловых соединениях на расстояниях менее 150 мм от них - исключаются. Количество соединений по длине не должно быть более трех на 1 м детали при минимальной длине склеиваемых заготовок 250 мм; склеенные элементы могут отличаться по влажности не более чем на 5 %. В зоне соединения не допускаются сучки диаметром более 5 мм. Сучки, разрешенные техническими требованиями на изделия, должны находиться от основания шипов на расстоянии не менее трех размеров сучка. Лишний сучок вырезают - расстояние от реза до сучка не менее одного размера сучка При выполнении шипового соединения следует также учесть, что склеивание необходимо производить не позднее, чем через 24 ч после формирования зубчатых шипов, так как возможно нарушение формы шипов вследствие упругого восстановления волокон древесины.

Короткий путь http://bibt.ru

Глава III ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СОЕДИНЕНИИ СТОЛЯРНЫХ ИЗДЕЛИИ

§ 11. Виды шипов для соединения столярных изделий. Шиповые соединения древесины.

Бруски столярных изделий соединяют между собой посредством шипового соединения, состоящего из двух элементов - шипа и гнезда или проушины. Шип - выступ на торце бруска, входящий в соответствующее гнездо или проушину другого бруска.

Шипы бывают одинарными (рис. 44, а), двойными (рис. 44, б), многократными (рис. 44, в), т. е. более двух.

Рис. 44. Виды шипов :

а - одинарный, б - двойной, в - многократный, г - круглый, д - «ласточкин хвост», е - односторонний «ласточкин хвост», ж, з - зубчатые, и - гнездо, к, л - проушины, м - глухой шип, н - шип впотемок, о - шип в полупотемок

Цельный шип - это шип, составляющий одно целое с бруском. Вставным шипом называют шип, выполненный отдельно от бруска. Шип с поперечным сечением в виде круга называется круглым (рис. 44, г).

Шип «ласточкин хвост» (рис. 44, д) имеет профиль в виде равнобочной трапеции с большим основанием на торцовой грани шипа, односторонний шип «ласточкин хвост» - в виде прямоугольной трапеции с большим основанием на торцовой грани шипа.

Зубчатый шип имеет профиль в виде треугольника или трапеции, меньшее основание которого является торцовой гранью шипа (рис. 44, з), двукосый зубчатый шип (рис. 44, ж) - равнобедренного треугольника.

Одинарные и двойные шипы применяют при изготовлении окон, рамочных дверей, мебели; шип «ласточкин хвост» - при изготовлении ящиков, коробок; зубчатые шипы - при клеевом соединении деталей (сращивании) по длине.

Помимо этого применяются шипы круглые вставные при соединении делянок (заготовок) по ширине. Шипы в потемок и полупотемок (Рис. 44, н, о) используют при изготовлении рамок, мебели и др.

Шип в потемок делается не только при концевом соединении, но и в тех случаях, когда требуется, чтобы края гнезда были незаметны, так как получить ровные края гнезда не всегда удается. Чтобы скрыть этот дефект, у шипа вырезают потемок, т. е. снимают часть шипа по ширине с одной или обеих сторон.

Для того чтобы образовать шип, проушину, надо обработанные бруски, т. е. простроганные с четырех сторон на требуемый размер, предварительно разметить.