Особенности и способы сращивания досок по длине для балок перекрытия

Как делаются соединения

В этом случае необходимо выбирать шканты с диаметром, равным 0,4 толщины деталей, которые в будущем требуется соединить. Длину в этом случае делают равной пяти диаметрам шканта.

Чтобы соединение было качественным, необходимо все части конструкции подогнать друг к другу. Пласты брусков или же досок остругиваются под линейку. Кромки, которые будут присоединены, делают с помощью столярного угольника. Также потребуется рейсмус. С помощью этих инструментов размечают центры шкантовых отверстий.

Сначала замеряют расстояние от торца до центра первого отверстия. Измерение можно проводить с помощью штангенциркуля. Расстояние должно быть больше чем 2 диаметра шканта. Диаметр сверла должен быть таким, как и диаметр шканта. Техника выполнения отверстий должна быть точной. Если ошибиться, отверстие и штырь не совпадут.

При сверлении отверстия его делают на 2-3 мм больше, чем половина длины шканта. И лишь после этого можно отрезать шканты. Их необходимо смазать клеем и вставить в уже приготовленное отверстие второй детали. Для того чтобы соединение было еще прочнее, используют нагели.

Необходима дрель, для сверления отверстия для установки нагелей

Нагелями называют стержни, которые забивают в отверстия детали параллельно торцу. В них вкручивают шурупы. Вместо шурупа можно использовать саморез. На практике, шуруп никогда не вкручивают непосредственно в торец, т.к. он будет плохо держаться в древесине. За счет нагелей усиливают соединение. Перед забиванием нагель обязательно заостряют и смазывают клеем.

При соединении деталей используют не только деревянные нагели, но и стальные — пластмассовые. При строительстве домов, например, рекомендуется использовать нагели из дерева. Такие штыри не поддаются коррозии и имеют ту же структуру что и бревна или брус.

Соединять детали с помощью шкантов намного проще, чем с помощью нагелей. Легче изготовить их с классическими шипами и гнездами. Шкантам всегда найдется применение в любых проектах.

На промышленных предприятиях существует разделение труда. Один человек делает детали и шканты, другой занимается соединением. При производстве мебели чаще используется мебельный клей. Презентация новых видов такого клея постоянно проводится торгующими организациями.

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

Точная настройка станков для точной обработки деталей

Станки и электроинструменты обеспечат великолепные результаты только при условии их правильной настройки и регулировки. На этой странице показаны основные особенности настройки трех машин, главных для большинства мастерских: пильного и строгально-фуговального станков, а также фрезерного стола. Подготовив их к работе, помните следующие правила.

• Прежде всего, сделайте заготовки одинаковой толщины. Начинайте работу над любым проектом с обработки всех заготовок до одной и той же толщины. Любые различия в толщине затрудняют получение аккуратных соединений и вызывают необходимость в дополнительной подгонке шлифовке и циклевании.
• Разумный подход. Длинные доски неудобно обрабатывать, поэтому лучше сразу раскроить их на заготовки с небольшим припуском, с которыми проще управляться, добиваясь необходимой точности.
• Проверяйте размеры дважды. Реальная толщина плитных и листовых материалов, как правило, отличается от номинальной, поэтому для их измерения следует использовать штангенциркуль. Только после этого выпиливайте пазы, шпунты и фальцы соответствующей ширины.

Настройка пильного станка

Прежде чем что-то пилить, проверьте параллельность диска пазам в столе, настройте поперечный (угловой) упор на угол 90°, а затем установите продольный упор параллельно диску. При продольном пилении используйте прижимную гребенку, удерживающую заготовку плотно прижатой к продольному упору.

Настройка пильного станка

Настройка строгального станка

Выровняйте задний стол с высшей точкой траектории режущих кромок ножей, как показано на рисунке справа. Затем с помощью проверенного угольника убедитесь, что продольный упор установлен точно под прямым углом к заднему столу. Чтобы добиться отличного результата, при строгании всегда прижимайте заготовку к упору. Медленно подавайте доску на вращающуюся ножевую головку. Когда передний конец доски пройдет над ножами, сместите вперед место приложения прижимного усилия, чтобы доска прижималась к заднему столу. Для получения хорошего результата отрегулируйте задний стол и продольный упор.

Настройка строгального станка

Подготовка фрезерного стола

Планируйте выполнение большей части фрезерных работ за несколько проходов, настроив упор на окончательную высоту или ширину для последнего прохода. Фиксируйте положение фрезера после каждого изменения вылета фрезы. При выборке пазов, шпунтов, фальцев и других элементов соединений используйте прижимы, подобные показанной здесь прижимной гребенке. Нетрудно сделать самому, для этого не потребуется много материала.

Подготовка фрезерного стола

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.

Необходимые инструменты и приспособления

Инструменты для выполнения отличаются большим разнообразием. Выбирают их в зависимости от типа выполнения работ. Так как в плотничном деле обрабатываемые элементы более крупные, чем в столярном, соответственно, и инструмент должен быть подходящий.

Для соединения деревянных деталей используют следующее:

• топор;
• рубанок, прямые и кривые струги, медведка, шерхебель — более тщательная обработка поверхностей;
• долото — долбление отверстий и гнезд;
• стамеска — для подчистки врубок;
• буры с различными наконечниками — для сквозных отверстий;
• различные пилы — для распиловки вдоль и поперек;
• молоток, молот, кувалда, киянка;
• угольник, циркуль, уровень и другие вспомогательные инструменты;
• гвозди, металлические скобы, болты с гайками, шурупы и другие изделия для крепления.

Соединения в боковой гребень и паз

Данный метод соединения представляет собой комбинацию двух способов – врубки в фальц и врубки в четверть. Соединение в боковой гребень применяется при изготовлении разных видов мебели, а также при создании откосов в оконном проёме.

ФОТО: YouTube.comПредварительно обработайте дерево и примерьте соединение прежде, чем полностью соединять два куска дерева. Убедитесь, что правильно сделали распил и не оставили зазоры. При необходимости любую деталь можно подкорректировать

Этапы выполнения соединения в паз и боковой гребень:

1. Начните наносить разметку для будущих торцов. Учитывайте, что они должны располагаться строго перпендикулярно по отношению к продольным осям каждой детали. Наносите разметку не только на лицевой стороне, но и на кромках.
2. Начинайте выпиливать первую деталь и сверяйтесь со второй, наносите разметку так, чтобы обе детали могли быть плотно соединены друг с другом.
3. Используйте реймус для того, чтобы замерить глубину паза.
4. Возьмите специальную ножовку по дереву с обушком и начинайте пропиливать заплечики. Постоянно прикладывайте детали друг к другу и сверяйте их.
5. Затем нанесите разметку на тыльную сторону второй детали и начинайте запиливать её.
6. Соедините детали вместе.

Сделать подобные соединения вы можете в домашних условиях с помощью обычного фрезера. Для этого используйте специальное направляющее приспособление, которое позволит вам вырезать либо паз, либо фальц. После обрезки детали используйте наждачную бумагу и несколько раз обработайте поверхность заготовки.

Как сплачивать элементы несущих конструкций

Для несущих конструкций используют два вида соединений — наращивание и сочленение. Самый простой способ срастить две детали — выполнить надрез ножовкой на половину толщины на одинаковом расстоянии от торцов, а затем сколоть топором лишнюю древесину. После сопоставления двух деталей соединение обычно скрепляют двумя накладными планками, прибитыми сбоку от разреза. Склеивание тоже возможно, но только при плотной подгонке деталей.

Надрезанные в полдерева торцы можно свести практически под любым углом, это основной метод соединения кровельных ферм. Для скрепления деталей необходима дополнительная стягивающая связь: брус прикладывают к соединенным деталям сбоку на расстоянии в 30–50 см от угла и подрубают в половину толщины по местам соприкасания, а затем скрепляют конструкцию гвоздями.

Часто вертикальные и наклонные конструкции нуждаются в опоре, например при соединении стропильной системы с балками перекрытия. В этом случае выполняется зарубка посадочных гнезд на горизонтальной балке, в которые будут вставлены стойки

Очень важно соблюдать угол наклона и делать подрубку не более чем на треть толщины бруса

Угловая врубка

Этот тип соединения можно отнести к угловым типам креплений, т. к. детали находятся друг относительно друга под определенным углом. В зависимости от величины угла различают два типа такого соединения, которые в одинаковой степени перпендикулярно направлены на действующую силу соединения — сжатие.

Первый из них используется только тогда, когда угол между деталями не превышает 45°. Сначала вытесывают древесину со вставной деталью, а затем подгоняют под нее поверхность основания.

Угловая врубка. I тип

Второй тип соединения требует угла не меньше 45° между соединяющимися деталями. Врубка здесь делается несколько иначе, чем при первом типе, и состоит из двух плоскостей, расположенных под разным наклоном к первоначальной поверхности основания.

Угловая врубка. II тип

Способы соединения элементов путем сращивания

Метод сращивания

Сращивание или наращивание вдоль волокон дерева сравнительно коротких деталей может осуществляться различными способами:

• Впритык, но в этом случае плоские поверхности соединяются непосредственно торцами, срезанными под углом 90 градусов или косым углом.
• Накладкой вполдерева – такое соединение называется сращиванием врубкой, при нем усилия передаются посредством упора поверхностей.
• Прямой накладкой с упором в тупой угол.
• Косой накладкой с упором в шип – косое соединение обеспечивается срезанием торцевых сторон под острым углом.
• Круглыми шипами, в зависимости от конструкции они могут быть разного диаметра, выдолбленными или вставными.
• Плоскими шипами – такой способ соединения считается прочным, особенно когда применяются сквозные шипы.
• Косыми шипами – они имеют трапециевидную форму и называются «ласточкин хвост».
• Зубчатыми шипами, обеспечивающими большую плоскость для склеивания.
• Клиновидным замком, когда на одном элементе вырезается паз, а на другом соответствующий выступ.

Для усиления прочности конструкции любой способ легко усложнить шипами или стыками, например, ступенчатыми. Дополнительными столярными скрепляющими факторами служат шурупы, гвозди, металлические хомуты, а также клей.

Сплачивание досок

Ящики и составные части макетных корпусов производят из раздельных элементов древесины. В данном случае применяются такие виды соединений как сращивание, сплачивание или вязка. Сплачиванием можно назвать стыковку досок по их параметрам: толщина или ширина, у которых волокна древесного материала расположены параллельно. Метод сплачивания в основном применяется для создания громоздких строений.

Для производства цельных лесозаготовок из индивидуальных компонентов используют гвозди, шурупы, клей, нагели, а при сплачивании разъемных заготовок применяют шины и клинья. Часто встречающимся приемом сплачивания считается слияние элементов схлестыванием встык кромками либо пластями.  Чем тоньше доска в процессе сплачивания, тем меньше вероятность деформации материала.

В процессе сплачивания важно принимать во внимание размещение годичных слоев на древесине. В сравнении с лесозаготовками, которые соединены кромками, заготовки сплаченные встык пластями значительно устойчивее и буквально не поддаются деформации. Для разъемных корпусов древесный материал сплачивают так, чтобы годичные кольца располагались выпуклой частью к плоскости разъема, а для строения разъемных ящичков маленького размера – в обратном порядке

Сплачивание, выполненное стыковкой доски в фалец и в шпунт, не обеспечит крепкой сбитой линии шва. Данный вид стыкования применяют для выпуска товара без адгезии, применяемый в условиях высокой влажности

Для разъемных корпусов древесный материал сплачивают так, чтобы годичные кольца располагались выпуклой частью к плоскости разъема, а для строения разъемных ящичков маленького размера – в обратном порядке. Сплачивание, выполненное стыковкой доски в фалец и в шпунт, не обеспечит крепкой сбитой линии шва. Данный вид стыкования применяют для выпуска товара без адгезии, применяемый в условиях высокой влажности.

Виды сплачивания:

1. Сплачивание на гладкую фугу. Доски предварительно фугуют, стыкуют, смазывают клеем, закрепляют фиксаторами до высыхания;
2. Сплачивание с внедрением добавочных связей. Доски предварительно выравнивают, во фронтонах высверливаются проколы для шпилек. Вбивают скобы для увеличения долговечности;
3. Сплачивание несущих составляющих. Стыковка досок в половину дерева с накладной частью на площадь стыковки усиливающих планок.

Столярные инструменты

Столярные топоры

Инструменты для столярных работ необходимо разделить на группы в зависимости от назначения. К рубящим столярным инструментам относятся топоры, они бывают разных видов: прямые, с острым или тупым углом. Кроме своего основного назначения, топоры используются для обтесывания древесины. Пилящие столярные инструменты включают пилы для продольной и поперечной распиловки материала.

К этой группе относятся и ножовки: поперечная широкая, узкая, с обушком, ножовка. Лобзик используется для обработки тонких, криволинейных деталей.

Режущие или строгальные инструменты предназначены для снятия шероховатостей с деревянной поверхности. Эта группа представлена рубанками различных видов:

одинарный и двойной рубанок;

• шерхебель;
• зензубель;
• шлифтик;
• фуганок;
• фальцгебель.

Перечисленные столярные инструменты применяются для обеспечения гладкости материала разной степени. Плоские и полукруглые стамески необходимы для зачистки пазов и гнезд.

Сверлильными инструментами делают различные круглые отверстия под шурупы, болты или шипы. Обязательно понадобится дрель с набором столярных сверл, которые отличаются от сверл для работы по металлу. Отверстия также можно изготовить с помощью коловорота или буравчика.

Наращивание по высоте

Из названия понятно, что суть заключается в удлинении брусьев или бревен в вертикальном направлении. Оси элементов находятся на одной вертикальной прямой. Виды наращивания такие:

• Наращивание впритык. Для восприятия случайных нагрузок по бокам вставляется заершенный штырь.
• Наращивание с одним или двумя шипами. Ширина и высота одного шипа должны быть не меньше одной трети толщины бруса. Глубина гнезда — чуть больше высоты шипа.
• Наращивание в полдерева. Концы обоих бревен нужно срезать на половину их толщины на 3-3,5 диаметра в длину.
• Наращивание языком. В одном брусе нужно выпилить развилку, в которую нужно вставить соответственно срезанный конец другой заготовки. Само соединение необходимо обернуть жестью.

Пошаговая инструкция

Когда все инструменты готовы, древесина обработана и зачищена, можно переходить к основной работе по выпиливанию стыков. Выглядит она следующим образом.

1. Каждый рабочий брус выравнивают по краям. Для этого используют угольник, которым измеряют каждую из 4 сторон бруса, чертят контрольную линию и срезают при помощи бензопилы или циркулярной пилы с 2-х широких сторон. Если диска не хватает по всей длине, остаток спиливают вручную ножовкой.
2. Далее прочерчивают сам рисунок, линии на брусе также со всех 4-х сторон.
3. Бензопилой или ножовкой создают надрезы. Если нет уверенности, чтоб мастер при помощи бензопилы сделает точный надрез, лучше использовать ручную пилу. В данном случае погрешности сильно скажутся на качестве стыков, восстановить или заделать их будет крайне сложно или невозможно.
4. После выполнения надрезов, ненужный кусок бруса аккуратно удаляют при помощи стамески и молотка.
5. Когда лишние части с обоих брусков удалены, необходимо приложить один брус к другом, чтобы проверить точность соединения. Как правило, на стыке всегда присутствует незначительная щель, она не должна превышать 1 см. В этом месте будет проложен джут.
6. Далее обе части склеивают или соединяют при помощи болтов, предварительно просверлив дрелью отверстия. Идеальным вариантом будет склейка и соединение болтами.

Доски сращивают методом внахлест. Поскольку пиломатериал мелкого сечения, его нельзя подпиливать и удалять какие-либо, даже незначительные части. Таким образом, доски соединяют при помощи 4-6 болтов.

Что нужно знать пред началом работы

Все существующие виды соединений делятся на три большие группы: рамные, ящичные, сплачивающие. Если вы решили собрать своими руками шкаф и делаете выдвижные ящики, то воспользуйтесь ящичным соединением, а для получения детали увеличенного размера лучше всего подойдёт сплачивающее соединение.

ФОТО: cdn3.craftsy.comПеред скреплением деревянных деталей тщательно обработайте их наждачной бумагой, чтобы они были идеально гладкими и ровными

Этапы подготовки детали к дальнейшему соединению с другим деревянным элементом:

1. Обрежьте деревянную доску по толщине и ширине, но длину оставьте прежней.
2. Хорошо обработайте лицевую часть изделия.
3. Строгайте кромку деревянной доски и проверяйте её не только линейкой, но и угольником с лицевой стороны.
4. С помощью реймуса нанесите разметку по всем кромкам и начинайте строгать доску. Время от времени проверяйте степень толщины выемки для соединения линейкой.
5. Проделайте всё то же самое, но для того, чтобы довести ширину доски до нужного показателя.
6. Сделайте разметку для соединений.

Будьте особенно внимательны, делая разметку для пиломатериалов. Всегда оставляйте припуски 2-3 мм, поскольку рассчитать ширину пропила полностью практически невозможно.

Погодоустойчивая сталь

1. Хромированная

При хромировании предварительно оцинкованные стальные детали опускают в хромовую кислоту, в результате чего на изделиях образуется хромовая плёнка. Она даёт очень хорошую защиту от коррозии шурупам и иному крепежу, которая сохраняется, как и после цинкования, в течение приблизительно 40 лет. Так же, как и крепёж из бронзы, хромированные изделия по цветовой гамме хорошо подходят к дереву, эксплуатирующемуся под открытым небом.

2. Оцинкованная

При цинковании сталь обретает защитный слой из цинка. При горячем цинковании детали погружают в ванну с разогретым до 450°С цинком. При гальванизации цинк наносят на деталь

в электролитной ванне. Крепёжные изделия, обработанные таким образом, сохраняют свои антикоррозионные свойства до 40 лет. Правда, солёный воздух сокращает этот срок до 25 лет.

3. Нержавеющая сталь

Под высококачественной нержавеющей сталью понимают виды стали, которые благодаря добавлению в них хрома, никеля, молибдена или титана становятся при нормальном атмосферном воздействии совершенно невосприимчивыми к коррозии. При этом изделия с гладкими поверхностями ещё более коррозионно-устойчивы, чем шершавые, поэтому некоторые производители подвергают свои крепёжные изделия специальной шлифовке. Однако неправильно считать, что изделия

из нержавеющей стали вовсе не подвержены коррозии. Даже этот тип высоколегированной стали поддаётся двум типам коррозии: щелевой и точечной. Для поддержания достойного облика нержавейки требуется регулярное мытьё металлических изделий тёплой водой с ПАВ.

4. С нанесением порошкового покрытия

Перед нанесением порошково-лакового покрытия изделия оцинковывают. Порошок, нанесённый затем на изделие, расплавляют в печи при температуре свыше 200°С. После остывания на изделии образуется прочное антикоррозионное покрытие. Чтобы металл долго сохранял свои антикоррозионные свойства, покрытие нельзя повреждать.

Ссылка по теме: Как сделать своими руками табуретку-тумбочку

Соединение «гнездо-шип»

Наиболее часто используемый способ соединения деревянных деталей. Такое сочленение прочное, жесткое и выглядит максимально аккуратно. Чтобы выполнить такое соединение, нужно иметь некие навыки и опыт, а также быть внимательным. Неправильно выполненное соединение «гнездо-шип» непрочное и выглядит некрасиво.

Суть его следующая. В конце одной заготовки высверливается или выдалбливается паз, а в конце другой — шип. Лучше, когда элементы имеют одинаковую ширину. Если толщина разная, то шип проделывают в тонкой детали, а паз, соответственно, в толстой.

Последовательность шипового соединения:

• Используя рейсмус, прочертить две параллельные друг другу риски сбоку одной заготовки. Расстояние должно быть по ширине будущего шипа. Для его ровности следует сделать разметку с двух сторон.
• Наиболее оптимальный инструмент для выполнения шипов — ножовка, имеющая узкое полотно и мелкие зубья, или лучковая пила. В процессе работы зубья инструмента должны проходить по внутренней кромке разметочной линии. Для удобства деталь лучше зажать в тисках. Лучше всего шип изготовить чуть больше требуемого размера. Тогда в случае необходимости можно убрать лишнее. А вот если шип окажется короче, то весь процесс потребуется повторить заново.
• Используя долото или стамеску, во второй детали делают гнездо (паз). Естественно, размеры паза должны соответствовать размерам шипа. Лучше всего перед тем, как приступить к долблению, по всему периметру паза просверлить отверстия. Края аккуратно обрабатываются стамеской.

Если соединение деревянных деталей выполнено правильно, то поверхности кромок шипов прилегают плотно к стенкам гнезда. Это дает хорошее сцепление при склеивании. Чтобы посадка шипов была более тугой, их размеры должны быть на 0,2-0,3 мм больше размеров гнезда. При превышении этой величины может произойти раскол тетивы, при допуске меньше крепление потеряет свою прочность в процессе эксплуатации.

Кроме того, такое соединение предполагает еще склеивание и крепление шурупами, гвоздями или деревянными нагелями. Для упрощения работы перед ввинчиванием шурупов следует просверлить отверстия. Головки шурупов скрывают в потай (выполненный с помощью зенковки). Направляющее отверстие должно быть равно 2/3 диаметра винта и быть меньше на 6 мм (приблизительно) его длины.