Содержание
Поиск по сайту
Как сделать шиповое ящичное соединение ручным инструментом.
Многошиповые ящичные соединения относятся к классическим столярным технологиям. Они используются и сейчас при производстве качественной мебели. Конечно, в наше время чаще используются более простые и быстрые способы сборки ящиков. Я и сам обычно собираю ящики на саморезах, но об этом напишу в другой статье. Здесь я предлагаю вспомнить как это делалось испокон веков ручным инструментом.
Собственно вопросы изготовления шипов вручную иногда возникают, если у вас под рукой нет специальных инструментов и приспособлений. А покупать дорогостоящий станок для разовой работы не имеет смысла. Правда заранее надо понимать, ручная работа требует внимательности и точности.
Из инструментов понадобится ножовка-наградка, набор стамесок, киянка. Для разметки карандаш и металлическая линейка. Наградка отличается от обычной ножовки не только мелким зубом, но и специальной накладкой «обушком» на верхнем ребре пилы. Эта накладка обеспечивает дополнительную жесткость полотна.
Шипы можно делать самозахватывающиеся, т.е. «ласточкин хвост» или прямые. Начинать лучше с прямых, ласточкин хвост можно использовать когда появится какой то опыт. Детали ящика на фото из МДФ, но это не суть важно, заготовки из дерева обрабатываются точно так же.
1. Начнем с разметки торцов деталей. Планки ящика шириной 100 мм. разделим на пять равных частей. Разобьем их на квадраты 20/20 мм. , затем совместим торцы деталей и заштрихуем карандашом квадраты через один.
То есть чистый квадрат должен располагаться напротив заштрихованного. При изготовлении шипов закрашенные участки нам нужно удалить.
2. Для удобства работы деталь нужно зажать вертикально. Если у вас нет столярного верстака, то деталь зафиксируйте с помощью двух струбцин к рабочему столу. Для этого одной струбциной зажмите на краю стола деревянный брусок, а другой притяните деталь к бруску.
3. Выпиливаем шипы по разметке, причем обратите внимание, пилить нужно не по линии, а так чтобы линии разметки оставались сбоку от пилы. Если пропилы делать точно по линии то шипы окажутся прослабленными и сборка ящика станет проблемой. Придется вклеивать в зазоры шпон или щепки, в общем геморрой и некачественная работа. Мы выпиливаем закрашенные карандашом участки, поэтому пила должна находиться внутри заштрихованного сектора. Пропилы делаем на глубину разметки, в этом случае 20 мм.
4. Стамеской или резаком выбираем сегменты между пропилами.
Вынимаем деталь из зажима и укладываем плашмя на стол. Стамеской выравниваем плечи между шипами. Чтобы не портить стол, под заготовку лучше положить строганную доску или кусок фанеры. Может понадобиться деревянный молоток, смотри как сделать киянку.
5. Когда все шипы пропилены и оформлены проводим первичную сборку. Если при сборке шипы не входят на место, ничего страшного, надо подогнать детали используя стамеску или резак (нож). Для качественной сборки имеют значение доли миллиметра, поэтому для точной подгонки шипы лучше подрабатывать напильником или крупной шкуркой на длинном бруске.
Мне приходилось когда то делать не только ящики на шипах, но и вязать деревянные оконные рамы пользуясь ручным инструментом. Там принципы работы те же, шипы и проушины сначала выпиливал по разметке пилой — наградкой, а затем вырубал излишки в проушинах долотом.
Если вам надо делать много ящиков с шиповым соединением, то лучше все таки подумать о приобретении электро-инструмента. Такие шипы можно делать ручным фрезером установленным в «стол», или на небольшой стационарной циркулярке с изменяемой высотой пилы. Для обоих вариантов нужно будет сделать приспособление для точных пропилов. Но мне кажется сделать такое приспособление не сложнее, чем вручную заготовить детали на несколько ящиков.
При изготовлении самодельной деревянной мебели мастер сталкивается с необходимостью делать качественные шиповые соединения. Шиповое соединение деталей — самое качественное и надежное. И хотя в последнее время все больше и больше мебели делается и собирается при помощи металлических уголков, шип не сдает свои позиции. Просто сделать качественные шипы могут не многие. Если человек может их делать, можно сказать, что как столяр он уже состоялся.
В промышленности шипы, как говорят, «зарезают» на специальном точном оборудовании. В домашних условиях оно, понятно, недоступно. Поэтому многие мастера, изготавливающие простую садовую и дачную мебель, жертвуют качеством в пользу простоты. Напомню также, что шипы зарезаются в подавляющем большинстве случае только вдоль волокон древесины. Если шип будет сделан узким и поперек волокон, он обязательно сколется. Что бы он не скололся, ширина шипа должна быть не менее 15-20 толщин детали. Это требование не относится к фанере. В фанере можно зарезать шипы любой ширины, но желательно, что бы внешние слои были так же ориентированы вдоль шипа.
Между тем, давно существует достаточно простой способ, позволяющий быстро и качественно делать шиповые соединения деревянных деталей даже начинающему столяру. Способ этот предложен Ю.А.Егоровым. Суть способа достаточно проста и понятна.
Допустим, нам надо сделать шиповое соединение двух деталей. Для удобства на рисунках я их окрасил в разные цвета.
Предпосылкой для качественного изготовления шипового соединения является тот факт, что у каждой пилы есть определенная ширина реза. Она определяется величиной разводки зубьев. Ее можно измерить сделав несколько пропилов в какой либо деревяшке. А можно непосредственно использовать пилу для проведения измерений при изготовлении шипов.
На каждой детали наносим риску на глубину пропила она равна толщине деталей. Если детали одинаковые по толщине, то и глубина пропила в каждой детали будет одинаковой. Если детали имеют разную толщину, то и глубины пропилов будут разные. В тонкой детали пропилы глубже (равны толщине толстой детали), в толстой — мельче.
Детали складывают пластями друг к другу так, что бы торцы совпадали, а относительно друг друга по боковым граням их сдвигают на ширину пропила пилы, которой мы будем делать шипы. (Не толщины полотна пилы, а ширина пропила!). Детали закрепляем в тисках или верстаке и делаем произвольные пропилы равномерно по всей ширине деталей. Если детали разнотолстые, делаем пропилы на глубину равную толщине тонкой детали. (В тонкой детали потом допилим отдельно). Пропилы стараемся делать максимально вдоль оси детали, не допуская конусности шипов.
После это освобождаем детали и вновь смещаем их относительно друг друга на ширину пропила, но только уже в другую сторону. Кстати, если мы сейчас произведем сдвиг на величину чуть-чуть меньшую, чем ширина пропила, то мы получим впоследствии тугое шиповое соединение, что важно для мебели. А если сместим детали чуть больше, чем ширина пропила, то получим свободное шиповое соединение. Шипы деталей будут свободно входить в пазы другой детали. Это обстоятельство важно при изготовлении разъемных соединений (на шпильке) или поворотных соединений.
Не обращая внимания на старые пропилы, делаем новые, примерно по середине уже имеющихся шипов. Так же соблюдаем при этом и глубину пропилов и особенно тщательно их продольность .
После этого детали освобождаем, доводим глубину пропилов до необходимой величины (у тонкой детали, если детали разнотолстые). Долотом аккуратно удаляем лишние шипы (смотрите внимательнее и не удалите нужные!), зачищаем торцы в пазах.
После этого детали можно сединять.
Неразьемные соединения выполняют, как правило на клею. Для деревянных деталей прекрасно подойдут столярный клей или клей ПВА. Они сохранят надежность соединения даже в случае намокания деталей или увеличения влажности древесины. Если детали будут эксплуатироваться в сухом помещении, можно использовать и эпоксидные смолы (клеи).
После застывания клея место соединения зачищают, шлифуют и обрабатывают тем же способом, что и все изделие.
В случае, если соединение планируется разъемным или поворачивающимся, (например, вы делаете жалюзи или дверь-гармошку из досок или щитов), то прежде чем приступить к сборке, надо скруглить торцы шипов, что бы их углы не упирались в пазы при повороте. В неповоротных, но разъемных соединениях этого делать, разумеется, не надо.
Соединив детали, все шипы одновременно просверливают длинным тонким сверлом. Диаметр его должен быть равен диаметру шпильки (гвоздя), который вы будете использовать в качестве оси или крепления.
Используя этот способ изготовления шипового соединения, вы сможете быстро, легко и главное, весьма качественно изготавливать шипы на деталях вашей садовой мебели.
Вы с успехом справитесь с изготовлением и подгонкой этого проверенного временем соединения, вне зависимости от того, какими инструментами располагаете. Просто выберите один из этих испытанных методов с использованием самого разного инструментария: от недорогих инструментов, которые наверняка имеются у вас под рукой, до специализированных станков.
Начните с основ: главные правила для соединений «шип-гнездом
Независимо от того, как именно вы формируете шипы и гнезда, эти советы помогут получать идеально подогнанные, прочные соединения для любых изделий.
- Правильные соединения всегда начинаются с аккуратной разметки. Используйте проверенные стальную линейку и угольник, а линии разметки наносите остро заточенным карандашом, рейсмусом или разметочным ножом.
- Простое правило, которое легко запомнить: при разметке гнезда на торце или кромке толщину заготовки нужно делить на три равные части. Две внешние трети станут стенками гнезда, а средняя треть должна быть удалена. Так, в доске толщиной 18 мм (рисунок внизу) делается гнездо шириной 6 мм по центру кромки заготовки. При использовании материала толщиной более 18 мм ширина гнезда может быть больше одной трети толщины заготовки при условии, что толщина стенок гнезда будет не менее 6 мм — это вызвано соображениями прочности.
Подогнать шип перекладины к гнезду с закругленными краями проще, чем сделать прямоугольным гнездо. Чтобы скруглить углы, используйте рашпиль или нож со сменными лезвиями.
Вначале сделайте гнезда, а затем сформируйте подходящие к ним шипы. Намного проще точно подогнать шип, чем изменять размеры готового гнезда.
Вначале сделайте гнезда
Способ № 1. Простой сверлильный кондуктор для соединений на шкантах
Первые два способа выборки гнезд предусматривают сверление ряда перекрывающихся отверстий и удаление лишнего материала между ними. Отверстия должны быть перпендикулярными кромке доски, и с этой задачей отлично справляются приспособления-кондукторы для сверления отверстий под шканты. Они особенно удобны при работе с материалом толщиной около 18 мм, для которого подходят втулки распространенного диаметра 6 мм, как раз соответствующего ширине гнезда. (Большинство подобных приспособлений снабжено втулками для сверления отверстий диаметром 6, 8 и 10 мм, а некоторые имеют втулку для отверстий диаметром 12 мм.) Если сверлильный кондуктор не был укомплектован сверлом, приобретите спиральное сверло по дереву с центральным острием — такое режет чище и не дает сколов на поверхности.
Для ограничения глубины отверстия закрепите на сверле стопорное кольцо или сделайте «флажок» из малярного скотча.
Удерживая стамеску перпендикулярно кромке доски, аккуратно срежьте неровности на стенках гнезда. Если стамеска острая, киянка не понадобится.
Чтобы сделать гнездо, прикрепите приспособление к заготовке, установив его у края размеченного гнезда так, чтобы край отверстия едва касался линий разметки, обозначающих край и стенки гнезда. Просверлите отверстие, предварительно установив необходимую глубину сверления. Проделайте то же самое у другого края гнезда, как показано вверху слева. Теперь переставьте кондуктор и просверлите между двумя крайними отверстиями еще несколько отверстий. После этого высверлите материал между ними, центрируя сверло на перемычках между ними.
Удалив большую часть лишнего материала, зачистите и выровняйте боковые стенки гнезда стамеской. Используйте стамеску наибольшей ширины, которую позволят размеры гнезда. Если вы предпочитаете прямоугольные гнезда, подрежьте уголки стамеской, ширина которой равна ширине гнезда.
Способ № 2. Тот же принцип, но используется сверлильный станок
Оставленные между отверстиями перемычки нужны для вхождения сверла при удалении остатков лишнего материала.
Если у вас есть сверлильный станок, то для большей производительности и точности используйте его вместо электродрели и сверлильного кондуктора. Вам понадобится упор (хотя бы в виде ровной доски, струбцинами прикрепленной к столику станка), чтобы позиционировать гнездо и обеспечить его параллельность краям заготовки. Пользуясь угольником, проверьте перпендикулярность столика сверлу. Установите в патрон станка остроконечное спиральное сверло или сверло Форстера, имеющееся у таких сверл центральное острие препятствует уходу сверла с намеченной точки. Отрегулируйте ограничитель глубины сверления в соответствии с глубиной гнезда.
Так же как и при использовании кондуктора, вначале просверлите отверстия у концов будущего гнезда. Затем просверлите между ними ряд отверстий, оставляя перемычки шириной около 3 мм. Закончив сверление, подровняйте стенки и уголки гнезда стамеской.
Способ № 3. Использование погружного фрезера
Эта техника предполагает фрезерование гнезда с увеличением глубины на б мм за каждый проход. Кроме погружного фрезера потребуются острая фреза (мы рекомендуем спиральную фрезу с восходящей спиралью), а также боковой упор или специальное приспособление, удерживающее фрезу в пределах линий разметки. Можно контролировать начальную и конечную точки фрезеруемого гнезда на глаз или прикрепить к заготовке бруски- упоры, ограничивающие продольный ход фрезера.
Самодельное или фабричное приспособление для фрезерования гнезд, подобное показанному на рисунке вверху, станет универсальным дополнением к любой мастерской. Верхняя пластина из прозрачного оргстекла позволяет легко совмещать центровочные линии приспособления с разметкой на заготовке. Длина и ширина щелевого отверстия приспособления должны быть несколько больше размеров гнезда с учетом разницы диаметров фрезы и копировальной втулки, перемещающейся в щелевом отверстии. Дополнительные затраты на покупку готового приспособления компенсируются его быстрой установкой и гибкой на стройкой размеров гнезда. Примерами таких приспособлений могут служить модели Mortise Pal и Leigh Super FMT. Приспособление Mortise Pal имеет встроенный зажим и поставляется с шестью шаблонами для фрезерования гнезд разной ширины и длины (дополнительные шаблоны можно приобрести отдельно). Настольное приспособление Leigh Super FMT (www.leighjigs.com) позволяет фрезеровать за одну установку и гнездо, и шип. В комплект входят направляющие и фрезы для шипов и гнезд пяти различных размеров. Дополнительные направляющие приобретаются отдельно.
КРОМКА ЗАГОТОВКИ. При обработке узких заготовок, таких как эта стойка, прижмите струбциной вспомогательный обрезок бруска для устойчивости фрезера. ТОРЕЦ ЗАГОТОВКИ. Несложное приспособление создает широкую и устойчивую опорную поверхность для фрезера при выборке гнезд в торцах заготовок.
Способ № 4. Сверление квадратных отверстий — это просто
Конечно, с технической точки зрения на долбежном станке выполняется не сверление, а долбление квадратных отверстий. Прямоугольное гнездо выдалбливается вокруг круглого отверстия одновременно со сверлением последнего, для чего используется специальное шнековое сверло, расположенное внутри полого резца-долота (нежнее фото слева). Этот способ выборки гнезд является быстрым, но также и наиболее затратным. Настольные долбежные станки, перекрывающие практически все ваши потребности по выборке гнезд, стоят примерно S225-500, стоимость напольных моделей начинается от $900. (Имейте в виду, что некоторые специализированные станки не укомплектованы резцами и сверлами, стоимость которых составляет $ 1 0-30 за штуку, а цена набора из четырех штук — от $40.)
Сверло имеет глубокие канавки, быстро отводящие стружку, а внешний квадратный резец-долото формирует чистые стенки гнезда.
Длинный рычаг долбежного станка создает усилие, необходимое для погружения резца в заготовку.
Настроив долбежный станок, вы сумеете выбрать такое гнездо меньше чем за минуту.
Вот как работает долбежный станок. Вначале установите в станок резец-долото со сверлом. Отрегулируйте ограничитель глубины в соответствии с глубиной гнезда. Выровняйте упор параллельно резцу так, чтобы последний находился точно между линиями разметки. Сформируйте сначала концы гнезда, а затем удалите материал между ними, проделывая перекрывающиеся отверстия. Если вам нравится этот способ, но вы не готовы к покупке специализированного станка, подумайте о приобретении долбежного приспособления-насадки для вашего сверлильного станка. Подобные приспособления относительно недороги ($65-125). Насадка устанавливается на пиноль станка (фото внизу) и работает точно так же, как и долбежный станок. Недостаток ее заключается в том, что вы не сможете использовать станок для обычного сверления, пока не снимете приспособление.
Всего за 20 минут можно превратить сверлильный станок в долбежный, установив на пиноль приспособление-насадку.
Теперь сделайте шипы и подгоните их к гнездам
Вставные шипы удобно использовать с фрезерованными гнездами. Отпилите шипы от длинной заготовки, обработанной до требуемого сечения.
В зависимости от выбранного способа выборки гнезд и имеющихся в наличии инструментов можно сделать шипы на концах деталей, либо вставные (отдельные) шипы, которые соединяют две детали с гнездами.
Использование вставных шипов предполагает выборку в обеих соединяемых деталях гнезд, в которые вставляется выпиленный шип, подходящий к обоим гнездам (фото справа). Вы можете не покупать заготовки для вставных шипов, а делать их сами из обрезков твердой древесины (для безопасности обрабатывайте обрезки длиной не менее 305 мм). Просто острогайте заготовку до толщины, обеспечивающей плотную посадку шипа в гнезде. Если концы гнезда полукруглые, отфрезеруйте на заготовках для шипов соответствующие скругления. После этого отпилите от заготовки шипы необходимой длины.
Способ № 1. Пазовый диск поможет быстро справиться с шипами
Наборный пазовый диск позволяет выпиливать шипы с высокой точностью и минимальными затратами времени. Точная настройка толщины диска не требуется, так как лишний материал удаляется за несколько проходов. Чтобы выпилить шипы этим способом, используйте два внешних диска, между которыми установите три промежуточных диска-чиппера толщиной 3,2 мм. Для предотвращения сколов на выходе диска из заготовки прикрепите к поперечному (угловому) упору пильного станка накладку из фанеры или МДФ.
Установив пазовый диск в станок, настройте его вылет так, чтобы он едва касался линии разметки шипа на заготовке. Используя обрезок материала той же толщины, что и у заготовки, сделайте с обеих сторон по одному проходу и проверьте посадку полученного шипа. Отрегулируйте вылет диска и снова выполните пробные проходы. Результатом должна стать плотная посадка шипа в гнезде.
ПАЗОВЫЙ ДИСК ОДНОВРЕМЕННО ФОРМИРУЕТ ПЛЕЧИКИ И ЩЕЧКИ ШИПА
Наборный пазовый диск работает быстро и прост в использовании, но часто оставляет характерные следы в виде царапин, требующие дополнительной зачистки.
Сначала выпилите пазовым диском лицевые щечки шипа, а затем боковые. Высокая накладка поперечного упора обеспечит поддержку заготовки при выпиливании боковых щечек.
Теперь установите продольный (параллельный) упор станка так, чтобы он ограничивал длину шипа. Измерьте расстояние между упором и зубьями внешнего диска, дальнего от упора, — это расстояние определяет линию заплечиков шипа. При условии, что продольный упор расположен параллельно пильному диску и пазам для поперечного упора, выполнение прохода не приведет к защемлению диска или отбросу заготовки назад. Выпилите с этими настройками станка обе лицевые щечки шипа на всех заготовках. После этого, не меняя положения продольного упора, сформируйте боковые щечки шипов, отрегулировав соответственно вылет диска, чтобы получить нужную ширину шипа. Закончив выпиливание шипов, удалите с их щечек шероховатости при помощи зензубеля или шлифовальной колодки.
Способ № 2. С шипорезной кареткой шипы будут более гладкими
Шипорезная каретка, подобная показанной на правом фото внизу, стоит примерно столько же, что и хороший пазовый диск ($ 100-150), но она обеспечивает более чистую поверхность щечек шипа. Установите вылет пильного диска в соответствии с шириной плечиков. Затем, продвигая заготовку с помощью поперечного упора, сформируйте все четыре плечика шипа, как показано на левом фото внизу. Если необходимо, при выпиливании кромочных (боковых) плечиков отрегулируйте вылет диска. Предварительное формирование плечиков гарантирует, что они будут чистыми и четкими.
Сначала сделайте пропилы, формирующие плечики шипа. Подавайте заготовку при помощи углового (поперечного) упора, используя продольный упор как ограничитель длины шипа.
Настройте шипорезную каретку так, чтобы после выпиливания щечки шипа обрезок свободно падал в сторону, а не был зажат между диском и кареткой.
Чтобы выпилить щечки, просто закрепите стоящую на торце заготовку в каретке, отрегулируйте каретку, совместив линию разметки с краем пильного диска, настройте вылет диска и сделайте пропил. Переверните заготовку и опилите противоположную щечку шипа. Выпиленный таким способом шип будет расположен точно по центру (если шип должен быть смещен к одной из сторон заготовки, его следует выпиливать при двух разных установках). Шипорезные каретки позволяют формировать шипы не только под прямым углом, их задний упор можно наклонить. Желая сэкономить, изготовьте шипорезную каретку самостоятельно.
Способ № 3. Шипы на ленточной пиле — грубо и быстро
Настроить ленточную пилу для выпиливания шипов так же просто, как и для обычного продольного пиления. Предварительно сформируйте плечики шипа на круглопильном станке, как описано в «Способе № 2». После этого установите продольный упор ленточной пилы так, чтобы толщина выпиливаемого шипа была примерно на 0,8 мм больше требуемой, и сделайте пропил (фото внизу).
Формируя щечки шипа, подавайте доску медленно, чтобы пильное полотно не изгибалось и в результате не получились искривленные шипы. Будьте осторожны и прекратите подачу заготовки после того, как обрезок отпадет в сторону, чтобы случайно не пропилить плечики шипа. Выпиленные на ленточной пиле щечки будут слегка шероховатыми. Для лучшей адгезии клея сделайте их гладкими при помощи шлифовальной колодки или зензубеля.
Способ № 4. Зачем пилить, если есть фрезерный стол?
Вы можете фрезеровать гладкие и аккуратные шипы на фрезерном столе при помощи всего одной фрезы, поперечного и продольного упоров. Вначале вставьте в цангу фрезера прямую фрезу самого большого имеющегося диаметра и отрегулируйте ее вылет по линиям разметки шипа. Установите продольный упор фрезерного стола так, чтобы он ограничивал длину шипа. При этом он должен быть установлен параллельно пазу для поперечного (углового) упора — это гарантирует, что плечики шипа будут перпендикулярны кромкам заготовки.
Просвет между накладками продольного упора позволяет удалять стружку пылесосом.
Закончив настройку, приступайте к фрезерованию, выполнив сначала проход вдоль торца. Последовательно выполняйте один проход за другим, пока торец заготовки не будет скользить вдоль продольного упора. (Если сначала сформировать плечико шипа, есть риск, что при последующих проходах заготовку может вырвать из рук.)
