Шиповые соединения
Простейшее столярное соединение можно представить как соединение шипа в гнездо или проушину. Шип – это выступ на торце бруска, входящий в соответствующее гнездо или проушину другого бруска. Шипы бывают одинарными, двойными, многократными.
Цельный шип —это шип, составляющий одно целое с бруском. Вставным шипомназывают шип, выполненный отдельно от бруска. Шип с поперечным сечением в виде круга называется круглым, вставной круглый шип – шкантом.
Шип «ласточкин хвост»имеет профиль в виде равнобокой трапеции с большим основанием на торцевой грани шипа.
Зубчатый шипимеет профиль в виде треугольника или трапеции, меньшее основание которого является торцовой гранью шипа. Двускосый зубчатый шип имеет профиль равнобедренного треугольника.
Одинарные, 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. Шипы в «потемок» и «полупотемок» используют при изготовлении рамок, мебели и др. Шип в «потемок» применяют не только при концевом соединении, но и в тех случаях, когда требуется, чтобы края гнезда были незаметны, так как получить ровные края не всегда удается. Чтобы скрыть этот дефект, у шипа вырезают потемок, т. е. снимают часть шипа по ширине с одной или обеих сторон.
Шиповые соединения брусков бывают угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные. Из угловых концевых соединений наибольшую прочность имеют так называемые соединения на шип открытый сквозной одинарный, двойной и тройной.
Увеличение числа шипов увеличивает площадь склеивания, отчего повышается прочность соединения. На шип одинарный соединяют детали толщиной до 40 мм, на шип двузубчатый – от 40 до 70 мм, на шип тройной – более 70 мм. Оптимальная толщина одинарного шипа – 0,4 толщины бруска, двойного и тройного – соответственно 0,2 и 0,14 толщины бруска. Соединения на шип с «полупотемком» несквозной и сквозной применяют в случаях, когда необходимо предохранить соединения от выворачивания брусков при сборке. Соединения с несквозным шипом предусматривают в конструкциях, где желательно скрыть торец шипа. Ширина шипов принимается равной 0,6–0,7 ширины бруска, длина несквозных шипов – 0,5–0,8 ширины бруска, длина полупотемка – 0,3–0,5 длины шипа.
Шкант —это цилиндрическая палочка из древесины березы, дуба и т. п. Она забивается в заранее просверленные отверстия – каналы, предварительно смазанные клеем. Отверстия под шканты делают по шаблонам или, при возможности, в обеих деталях сразу. Шкант должен входить в отверстие туго, с помощью ударов киянки. Сверло для подготовки отверстий должно соответствовать размерам шканта. Для уменьшения диаметра шканта применяют шлифование шлифовальной шкуркой или драчевым напильником (риски делают не поперек, а вдоль шканта).
Диаметр шканта принимается равным 0,4 толщины бруска, длина – 2,5–6 его диаметрам. Расстояние между шкантами, а также расстояние от края бруска до шканта должно быть не менее 2–3 диаметров шканта. В соединениях под прямым углом для обеспечения равной прочности соединения в торце бруска рекомендуется запрессовывать шканты на глубину 0,55, а в кромку – на глубину 0,45 общей длины шканта.
Так называемые соединения на «ус» вставным плоским шипом несквозным и сквозным позволяют скрыть торцы соединяемых деталей, однако они менее прочны, чем соединения на цельные шипы. Для увеличения прочности применяют соединения двойным вставным шипом. Толщина вставного одинарного шипа принимается равной 0,4 толщины бруска, двойного – 0,2 толщины бруска. Для соединения тонких брусков обычно применяют шипы из шпона толщиной 2 мм. Ширина несквозных шипов – 0,75 ширины бруска, сквозных – 1–1,2 ширины бруска.
Из угловых серединных шиповых соединений наибольшее распространение получили соединения в паз и гребень, так как они обеспечивают правильное месторасположение присоединяемой детали без применения дополнительных креплений и увеличивают жесткость конструкции. Заплечики повышают прочность соединения и закрывают шов.
Соединение в паз – более простое, но менее устойчивое. Паз – широкий, равный толщине присоединяемой детали; торцевая часть детали выполняет функции шипа.
Из угловых ящичных соединений наиболее распространенное, простое в изготовлении и достаточно прочное соединение на шип прямой открытый. Оно применяется при угловой вязке широких дощатых деталей и щитов на нелицевых частях изделия. Чем тоньше и чаще расположены шипы, тем прочнее вязка. Рекомендуемая толщина шипа не менее 1/4 и не более целой толщины щита. Клеевые швы должны проходить через шипы, а не через проушины; при одинаковых размерах шипов и проушин месторасположение клеевого шва на прочность соединения не влияет.
Соединения на шип круглый вставной (шкант) менее распространено из-за сложности изготовления.
