§ 9. Виды столярных соединении [1989 Крейндлин Л.Н. - Столярные, плотничные и паркетные работы]

Бруски столярных изделий соединяют между собой шиповым соединением, состоящим 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. 42, а), двойными (рис. 42, б), многократными (рис. 42, в), т. е. более двух.

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. 42, г).

Рис. 42. 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

Шип "ласточкин хвост" (рис. 42 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. 42, з), двукосый зубчатый шип (рис. 42, 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 применяют шипы круглые вставные при соединении делянок (заготовок) по ширине. Шипы впотемок и полупотемок (рис. 42, н, о) используют при изготовлении рамок, мебели и др.

Шип впотемок делают 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, обработанные бруски, т. е. простроганные с четырех сторон на требуемый размер, предварительно размечают.

Конструктивные части и элементы столярных изделий. Столярные изделия имеют следующие основные конструктивные части и элементы.

Брусок - простейшая деталь; бывает разных размеров, сечений и формы (рис. 43, а). Узкая продольная сторона бруска называется кромкой 5, а продольная широкая - пластью 7, линия пересечения пласти с кромкой - ребром. Концевую поперечную сторону бруска, образованную при торцовке под прямым углом, называют торцом 6.

При изготовлении оконных и дверных блоков бруски малых сечений (вертикальные, горизонтальные горбыльки створок) выполняют из цельной древесины, а бруски больших сечений (коробки) делают клееными.

Рис. 43. Форма обработанных брусков: а - фаска, б - штаб (штап), в - закругление ребра, г - галтель, д - фалец-четверть, е - калевка, ж - шип, з - проушина, и - кромка с профильной обработкой, к - брусок, л - гнездо, м - раскладка, н - платик, о - свес; 1 - заплечики, 2 - боковая грань шипа, 3 - торцовая грань шипа, 4 - филенка, 5 - кромка, 6 - торец, 7 - пласть; l - длина шипа, b - ширина шипа, s - толщина шипа

Раскладками называют бруски, предназначенные для крепления стекол в створках, дверях или филенок в дверных полотнах рамочной конструкции.

Филенки представляют собой щит прямоугольной формы, изготовленный из столярной, древесностружечной или древесноволокнистой плиты. По форме филенки бывают плоские, со скошенными кромками и с профильной обработкой кромок. Филенку в рамках дверей устанавливают в паз, фальц и крепят раскладками или накладывают на бруски и крепят шурупами.

Фальцем называют прямоугольную выемку в бруске. Если выемка имеет равные стороны угла, то она образует четверть.

Платик - уступ, образованный для скрытия зазора; применяют в тех случаях, когда пригонка детали заподлицо затруднена. Использование платика упрощает сборку изделий. Применяют его при изготовлении мебели.

Свес - выступ за пределы основания. Применяют при изготовлении мебели.

Галтелью называют полукруглую выемку на кромке или пласти детали.

Рамка состоит из четырех брусков, образующих квадрат или прямоугольник. Отдельные рамки имеют, кроме того, внутренние бруски-средники (рамочные двери, оконные створки с гор-быльками).

Рамки собирают на шиповом соединении. Небольшого размера рамки собирают на одинарный открытый сквозной шип или шип с полупотемком или с потемком. При изготовлении столярных изделий применяют преимущественно рамки прямоугольной формы, очень редко (для уникальных зданий) - многоугольные или круглые. Оконная створка, форточка, фрамуга, коробка - все это рамки.

Все соединения в оконных блоках выполняют на шипах. Прочность шипового соединения определяется его размерами и площадью склеиваемых поверхностей. Для увеличения прочности шипы делают двойными (в окнах).

Щиты изготовляют массивными (дощатыми) или с пустотами. Массивные щиты во избежание коробления следует набирать из узких реек (деталей) шириной не более 1,5 толщины, с подбором волокон, влажностью до (10 ±2) %.

При склеивании деталей по ширине одноименные (заболон-ные) пласти соединяемых реек должны быть обращены в противоположные стороны, а одноименные кромки - друг к другу.

Стыковать рейки по длине допускается, если стыки расположены вразбежку и расстояние между ними в смежных рейках не менее 150 мм. В щитах, предназначенных для несущих конструкций, рейки по длине не стыкуют. Из щитов изготовляют панели стеновые, тамбуры и др.

Во избежание коробления щиты делают со шпонками (рис. 44, а), с наконечниками (рис. 44, б), с вклеенными и наклеенными рейками (рис. 44, в, г, д). Шпонки в щитах делают заподлицо с плоскостью или выступающими. На каждый щит ставят не менее двух шпонок. Щиты со шпонками предназначены для дверей временных зданий и др.

Рис. 44. Виды щитов: а - со шпонками, б - с наконечниками в паз (шпунт) и гребень, в - с вклеенной рейкой в торец, г - с вклеенной треугольной рейкой, д - с наклеенной треугольной рейкой, е - многослойный

Кроме дощатых изготовляют щиты многослойные, склеенные из трех или пяти однослойных щитов со взаимно перпендикулярным направлением волокон (рис. 44, е).

Массивные щиты склеивают на гладкую фугу (рис. 45, а), на рейку (рис. 45, б), в четверть (рис. 45, в), в паз и гребень (рис. 45, г, д) и в "ласточкин хвост" (рис. 45, е).

Столярная плита (ГОСТ 13715-78) представляет собой реечный шит, оклеенный с обеих сторон шпоном. Плиты выпускают трех типов: HP - из не склеенных между собой реек древесины, CP - из склеенных между собой реек, БР - из склеенных в блок досок. Плиты имеют длину 1525, 1830 и 2500, ширину 1220, 1525 и толщину 16, 19, 22, 25 и 30 мм. Щиты плит изготовляют из древесины хвойных, мягких лиственных пород и березы. Для изготовления плит применяют клеи на основе фенолформальдегидных и моче-виноформальдегидных смол. Применяют плиты для изготовления панелей, тамбуров, мебели и др.

Рис. 45. Способы соединения щитов: а - на гладкую фугу, б - на рейку, в - в четверть, г - в паз и гребень, д - в паз и треугольный гребень, е - в 'ласточкин хвост'

Пустотелые щиты представляют собой рамку, облицованную с обеих сторон фанерой или твердой древесноволокнистой плитой и заполненную внутри сотами, которые изготовлены из бумаги, отходов твердой древесноволокнистой плиты или фанеры. Заполнять щиты можно также рейками, уложенными с зазором не более 30...40 мм.

Соединение деталей из древесины. Сращивание отрезков по длине может быть торцовым, на "ус", зубчатым, ступенчатым (ГОСТ 17161-79).

Торцовое клеевое соединение (рис. 46, а) - это клеевое соединение торцовыми поверхностями склеивания. Под торцовым клеевым соединением на "ус" (рис. 46, б) понимают клеевое соединение плоскими поверхностями склеивания, расположенными под острым углом к продольной оси заготовок. Клеевое соединение на ступенчатый "ус" (рис. 46, в) это соединение, в котором поверхности склеивания имеют выступ, препятствующий смещению заготовок в продольном направлении при растяжении. Соединение, в котором скошенные концы заготовок имеют затупление, препятствующее смещению заготовок в продольном направлении при растяжении и сжатии, называют соединением на ступенчатый "ус" с затуплением (рис. 46, г).

Зубчатое клеевое соединение (рис. 46, д) - это соединение профилированными поверхностями в виде зубчатых шипов, вертикальное зубчатое клеевое соединение (рис. 46, е) - соединение с выходом профиля шипов на пласть заготовки. В горизонтальном зубчатом соединении (рис. 46, ж) профиль шипов выходит на кромку заготовки.

Зубчатое клеевое соединение на "ус" (рис. 46, з) - соединение на "ус" профилированными поверхностями склеивания в виде зубчатых шипов. Ступенчатое клеевое соединение (рис. 46, и) - торцовое соединение профилированными поверхностями склеивания в виде ступеньки, высота которой равна половине толщины" заготовки.

Рис. 46. Клеевые соединения брусков, досок по длине: а - торцовое, б - на 'ус', в - на ступенчатый 'ус', г - на ступенчатый 'ус' с затуплением, д - зубчатое, е - вертикальное зубчатое, ж - горизонтальное зубчатое, з - зубчатое на 'ус', и - ступенчатое; а - угол скоса, L - длина уса шипа, f - шаг соединения, 6δ - затупление, S - зазор, В - толщина заготовки, i - угол шипа

Наиболее прочным является клеевое соединение на зубчатый шип. Этот вид соединения применяют для сращивания брусков створок, фрамуг, оконных и дверных коробок и других строительных элементов (балок, прогонов).

Сплачивание заключается в соединении брусков, досок, делянок по ширине кромки в щиты или пластями в блоки. Каждую заготовку, соединяемую в щит, называют делянкой.

В соответствии с ГОСТ 9330-76 соединение по кромке рекомендуется в зависимости от назначения изделий производить на рейку, в четверть, в прямоугольный и трапецеидальный паз и гребень и на гладкую фугу.

При выполнении соединений на рейку К-1 (рис. 47, а) следует при I, равном 20...30 мм, делать I₁ на 2...3 мм больше; S₁ принимают равным 0,4S₀ для реек из древесины, а для реек из фанеры S₁ делают 0,25S₀; размер S₁ принимают равным ближайшим размерам пазовой дисковой фрезы, т. е. 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16 и 20 мм. На кромках допускаются одно- и двусторонние фаски.

Таблица 5. Размеры соединения K-3, мм

Для соединений по кромке в четверть К-2 (рис. 47, б) h₀ = 0,5 S₀ - 0,5 мм, a B находится в следующей зависимости от S₀:

Для соединений типа К-3 в паз и гребень (рис. 47, в) (табл. 5) радиус закруглений r делают 1...2 мм, а размер I, - на 1...2 мм больше размера I. На кромках допускаются одно- и двусторонние фаски.

Рис. 47. Схемы соединений досок (делянок) по кромке: а- по кромке на рейку К-1, б - в четверть по кромке К-2, в - в прямоугольный паз и гребень по кромке К-3, г - в трапецеидальный паз и гребень по кромке К-5, д - на гладкую фугу К-6 (по кромке), е - по кромке в прямоугольный паз и гребень К-4

Размеры соединений К-4 (рис. 47, е) приведены в табл. 6.

Таблица 6. Размеры соединения К-4, мм

Размеры пазов и гребней соединения К-5 (рис. 47, г) определяют по табл. 7.

Таблица 7. Размеры соединения К-5, мм

Шов, образуемый при соединении делянок, называют фугой. Делянки, из которых склеивают щит на гладкую фугу типа К-6 (рис. 47, д), должны иметь гладкие и ровные кромки, образующие с плоскостью (пластью) прямой угол по всей длине. Если при соединении делянок нет просветов, то прифуговка (пригонка) их выполнена качественно. Склеивают щиты в стяжных хомутах, ваймах, прессах.

Помимо склеивания щиты можно собирать из делянок на круглые вставные шипы, при этом диаметр шипа должен составлять 0,5 толщины делянки, а длина должна быть 8...10 диаметров. Шипы устанавливают с шагом 100...150 мм.

Соединение в паз и гребень, а также в четверть производят путем отборки по всей длине кромки (делянки) с одной стороны паза или четверти, а с другой - гребня или четверти. Это соединение применяют при изготовлении щитов, настилке дощатых полов, устройстве столярных перегородок, подшивке потолков. Соединение на гладкую фугу более экономично, чем соединение в четверть или в паз и гребень.

При соединении на рейку вдоль кромок делянок выбирают пазы, в которые вставляют деревянные или фанерные рейки.