Способы соединения деревянных деталей

Сплачивание

Модели, стержневые ящики и другие части модельных комплектов как правило, изготовляют не из целого куска древесины, а из отдельных кусков. Основными видами соединения частей древесных заготовок в модельном производстве являются сплачивание, вязка и частично  сращивание.

Сплачиванием называется соединение досок или брусков по ширине и толщине, при котором долевые волокна древесины располагаются параллельно. Сплачивание применяют главным образом  для получения щитов и массивных заготовок. При сплачивании целых заготовок из отдельных частей применяют клей, гвозди, шурупы, нагели, а сплачивание разъемных заготовок выполняют на шипах, клиньях и т.п. Наиболее распространенным способом  сплачивания является соединение склеиванием встык пластями или кромками см рис 1 а, б. Чем уже сплачиваемые доски (делянки), тем меньше будет коробление.

примеры сплачивания

                            примеры сплачивания

При сплачивании учитывают расположение годичных колец древесины. Заготовки, выполненные сплачиванием встык пластями, достаточно прочные и почти не деформируются по сравнению с заготовками, соединенными кромками. Для наиболее ответственных работ применяют сплачивание пластями по способу, указанному на рис 92В. Выстроганная доска распиливается на бруски определенной ширины и пластями сплачивается в целую заготовку, но этот способ сплачивания значительно дороже способов, указанных на рис 1 а, б.

Доски для разъемных моделей сплачивают так, чтобы годичные кольца были направлены выпуклой стороной к плоскости разъема рис 1 г, а для разъемных стержневых ящиков небольших размеров – наоборот рис 1 д.

Сплачивание может выполняться соединением досок и брусков в фалец рис 1 е, и в шпунт рис 2 ж, но эти способы сплачивания не обеспечивают  плотного шва. Их применяют при изготовлении изделий без склеивания, работающих в условиях значительного изменения влажности.

При изготовлении широких и длинных щитов, чтобы повысить  их прочность, в кромках досок ставят не менее двух круглых рис 1 з, или прямоугольных деревянных шипов на клею. Диаметр или толщина каждого из них должна быть равна 1/3 толщины щита, а высота – двойной толщине. Расстояние между ними до 500 мм устанавливать целесообразно в шахматном порядке. Разметку гнезд для шипов делают точно, шипы подгоняют  плотно по гнездам, глубина которых должна быть больше шипов на 3-5 мм.

Сплачивание в шпунт на рейку рис 2 и, -один из несложных и удобных способов  соединения досок кромками. Вставная на клею рейка  обеспечивает прочность, а также точность сплачиваемых досок, так как кромки можно хорошо пристрогать друг  к другу. Этот способ сплачивания экономичнее сплачивания в фалец и в шпунт, так как на рейку, изготовляемую из  отходов не тратят часть доски.

скрепление щитов при сплачивании

           скрепление щитов при сплачивании

Чтобы увеличить прочность и предупредить поперечное коробление, щиты скрепляют шпонками и наконечниками. Шпонка – деревянный брусок трапециевидной формы в поперечном сечении, который пригоняют к поверхности щита.

При изготовлении модельных комплектов широко применяют накладные шпонки рис 93 а. Шпонки плотно пригоняют к плоскости щита и приклеивают. Когда клеевой слой высохнет, ввинчивают шурупы. Этот способ простой, надежный и самый распространенный.

Склеивание щита шпонками в паз производится на рис 2 б в двух вариантах. По первому варианту шпонка1 вгоняется в виде клина в сквозной паз, прорезанный поперек щита (может быть не сквозной), имеющий глубину, равную  1/4 толщины щита, и суживающийся по длине к одному концу на угол 2-3ᴼ. Паз пропиливают нагретой пилкой, подрезанный слой сначала скалывают стамеской, а затем зачищают зензубелем или грунтубелем. По второму варианту шпонку 2 изготовляют с заплечиками. Выступающая часть ее имеет одинаковую ширину по свей длине. Вгоняют такие  шпонки в паз щита с клеем. Этот способ применяют для более ответственных частей модели и стержневых ящиков.

Пример  скрепления щитка наконечником, насаживаемым  шпунтом на гребень, сделанный на торце щита, показан на рис 2 в. Чтобы крепление было прочнее, наконечник прикрепляют к торцу щита одним, иногда двумя скрытыми шурупами.

На рис 2 г, показан способ скрепления щита наконечником 3 в накладку с применением клея и шурупов. С другой стороны щит скреплен рейкой 4, которая на клею вгоняется в паз, сделанный в торце щита. Этим способом скрепляют толстые щиты. Толщина рейки 4 должна равняться  примерно 0,4-0,5 толщины щита. Паз для рейки удобно выполнять на фрезерном станке.

Существует также способ крепления ящиков рамкой в обвязку. Обвязка считается лучшей мерой предохранения щита от коробления. В столярном производстве ту часть щита, которая расположена внутри рамки, называют филенкой, а в целом щит с рамкой – филенчатым рис 2 д. Для укрепления щита в рамке на внутренних  кромках  брусков рамки делают шпунты для фальца, а у щита соответственно гребни или фальцы.

В модельном производстве щит с обвязкой делают не сплошным, а сборным из отдельных досок, а между концами досок закладывают пробочные (пенопластовые) прокладки толщиной 1-2 мм, чтобы в случае повышенной влажности щит не порвал рамку и не покоробился.

Склеивание

Склеивание повышает прочность заготовки, предупреждает коробление и растрескивание древесины. Заготовки, склеенные из нескольких частей, становятся значительно прочнее по сравнению  с заготовками, изготовленными из  целых досок или брусков. Для склеивания плотно пригнанных между собой поверхности заготовок смазывают клеевым раствором, накладывают друг на друга и кладут под пресс. Прочность склеивания зависит от качества клея, режима склеивания, плотности пригонки склеиваемых  поверхностей,  содержания влаги в древесине ( не более 10-12%) и времени выдержки под прессом.

Клей – продукт, обладающий в определенных условиях свойством затвердевать и прочно схватывать соединяемые поверхности. Клеи, применяющиеся в промышленности, делятся на две группы: на клеи студни (естественные) и химические клеи (искусственные), приготовленные из синтетических смол.

Клеи — студни получают из веществ растительного или животного происхождения, в основном они твердые в сухом состоянии, но разжижающиеся водой при нагревании. Казеиновый клей растворяется водой при комнатной температуре.

Химические или синтетические клеи представляют собой искусственные смолы. Ряд искусственных смол, находящихся в жидком состоянии, обладает способностью превращаться в твердое состояние. Эти клеи также, как и естественные, после нанесения на поверхность древесины проникают в ее поры; через определенное время происходит химический процесс образования твердой пленки, прочно схватывающейся с древесиной.

В модельном производстве широкое применение  находит казеиновый клей, применяемый в холодном виде.

Казеиновый клей – продукт обезжиренного, высушенного и размельченного творога, обработанного щелочью и смешанного с гашеной известью и минеральными солями; имеет вид белого порошка. Различают два сорта клея: экстра (В-107) и обыкновенный (ОБ). В состав клея экстра входит: казеин 1-го сорта-70%; гашеная известь – 19,0 %; (переводит казеин в клей); фтористый натрий – 8,5% (повышает срок пригодности); медный купорос – 0,4 % (повышает водоупорность); керосин – 1,4 % (предохраняет от отсырения).

Клеящая способность клея В-107 составляет 10 МПа в сухом виде, а после вымачивания образца в течение 24 часов – 7МПа. Качество склеивания казеиновым клеем значительно выше, чем столярным, так как казеиновый клей водоупорен и поэтому не так быстро теряет свои связующие качества при повышении содержания влаги в древесине.

Способ приготовления клея: на одну массовую долю порошка берут две массовые части воды комнатной температуры, все закладывают  в эмалированную или фаянсовую посуду, тщательно размешивают в течение 15-30 мин после этого клей готов к употреблению.

Чтобы приготовить казеиновый и поливинилацетатный клей, применяют электрифицированные или ручные рис 3 а, б, клеемешалки.

прибор для приготовления клея

                  прибор для приготовления клея

 

Ручная клеемешалка представляет сосуд с вращающимися на валике лопатками. В верхней части сосуда подвешивают сито, в которое насыпают  казеиновый порошок. На валик надевают зубчатое колесо-храповичок, а на сито устанавливают шип.  При  вращении валика зубчатое колесо зубьями задевает за шип и толкает сито. При толчках из сита равномерно высыпается казеиновый порошок и, попадает в сосуд, смешивается с водой. Ручное перемешивание можно заменить механическим приводом. Для этого крышке укрепляют электродвигатель (N = 0,25кВт, n= 1200 об/мин) и на вал двигателя сажают  валик клеемешалки. Готовый клей в мелкой посуде доставляют на рабочие места.

Казеиновый клей готовят в таком количестве, которое может быть израсходовано в течение 4-5 часов, так как после этого времени он теряет свои связующие свойства. Разбавлять клей водой не рекомендуется.

Расход казеинового клея (порошок) на 1 м2 склеиваемой поверхности составляет 250 г. Годность сухого клея составляет не более 5-6 месяцев.

Мездровый клей – продукт, добытый из отходов мясокомбинатов или кожевенного производства, хрящей, кож, лопаток, сырых шкур и других отходов. Мездровый клей выпускают в виде плиток размером 100х200х15 мм или в виде кусочков величиной до 10 мм и меньше.

Для приготовления клея плитки клея кладут в посуду с холодной водой на 10-12 часов, после чего воду сливают, а студенистую массу разбухшего клея варят при температуре 70-85ᴼС.

Клеевой раствор готовят не более , чем на 2-3 дня, так как в течение этого срока при обычной комнатной температуре клей сохраняет свои вяжущие свойства.

Костный клей – вырабатывают из обезжиренных костей животных и выпускают в виде плиток, крупно и мелко дробленых кусками, а также в виде  студенистой массы (галерта). Способ приготовления такой же, как и мездрового клея, но клеящая способность его ниже мездрового на 15 – 20 %.

Оба клея гигроскопичны, что снижает прочность склейки, поэтому эти клеи даже высших сортов в современных модельных цехах не используют.

Химические клеи – прочно склеивают древесину и обладают высокой водостойкостью.  В модельных цехах применяют  синтетический клей, содержащий поливинилацетатную эмульсию. Этот клей отличается высокой прочностью склеенных частей древесины, пластичностью шва после сушки, бесцветностью шва склеивания и др.

Поливинилацетатную эмульсию (ПВАЭ) выпускают трех марок: СВ – средневязкая, НВ – низковязкая и ВВ – высоковязкая. Продают его бидонами массой 52-60 кг, растворителем его служит вода. Клей составляют из компонентов: ПВАЭ, пластификатора и воды. Количество воды, вводимое в ПВАЭ, зависит от вязкости (марки) эмульсии. Клей приготовляют в чистой посуде, на 100 вес. Ч добавляют 5-15 мас.ч пластификатора – дибутилфталата и все  смешивают в течение суток для созревания. После этого клей поступает в клеянках (металлическое ведерко) на рабочие места, клеящая способность его сохраняется в течение нескольких дней.

Технология склеивания древесины этим клеем не отличается от склеивания казеиновым или другим клеем. Клей наносят тонким ровным слоем на одну из сторон древесины. Склеиваемые поверхности изделия соединяют и помещают под груз с давлением до 0,3 МПа. Изделие выдерживают под грузом около 3 часов при температуре 20-25ᴼС.

Расход поливинилацетатного клея на 1 м2 склеиваемой поверхности составляет 200-250 г.

Приемы склеивания древесины

Для прочного склеивания щитов из досок, цилиндров из кольцевых секторов, клепок и других заготовок склеиваемые поверхности очищают от пыли, чисто прострагивают и плотно пригоняют  друг к другу. Для большей прочности склеивания доски со следами машинного строгания дополнительно обрабатывают вручную рубанком и фуганком. Прифугованные друг к другу части древесины лучше склеивать сразу, так как через один два дня они начинают коробиться, покрываться пылью  и их приходится вторично прифуговывать.

На предназначенные для склеивания поверхности мягкой кистью равномерно наносят клеевой раствор. После работы нельзя кисти оставлять в клеевом растворе на ночь, их надо промыть и поместить в сосуде с соответствующим растворителем.

При склеивании толстых досок кромками «впритирку» клей наносят на  кромку одной доски, а другую, положив кромкой на кромку первой, двигают взад-вперед до тех пор, пока  движение станет затруднительным. Затем доски выравнивают по плоскости и зажимают в приспособлении.

Во всех остальных случаях клей наносят на обе склеиваемые поверхности в каком –либо одном направлении и перед склеиванием выдерживают 1-3 минуты.

Чтобы обеспечить высокое качество склеивания, необходимо выполнять установленный режим склеивания.

Казеиновый и синтетический клей наносят на древесину при температуре 15-20ᴼС. После нанесения клея заготовки перед склеиванием выдерживают в течение 1-3 минут, а затем помещают в зажимные приспособления на 3- 6 часов, до полного высыхания клеевого раствора.

   Зажимные приспособления для склеивания

Чтобы склеивание было прочным, применяют зажимные приспособления: ваймы, струбцины,  и др.

Ваймы – рис 4 а,б, г, служат для склеивания широких щитов, которые зажимают  клиньями со скосом  10-15ᴼ или винтами. Если щиты длинные, то применяют несколько вайм.

 

зажимные приспособления

                 зажимные приспособления

Струбцина – состоит из скобы с винтом. Струбцины бывают металлические рис 4 в, и деревянные. Применяют их при склеивании небольших (до 500 мм) по высоте изделий. Пользуются струбцинами и других конструкций, а также специальными зажимными приспособлениями рис 95 г, д. Давление в зажимных приспособлениях равно 0,2-0,5 МПа.

В ряде случаев используют металлические скобы рис 95 в, а для более крупных заготовок винтовые, пневматические и гидравлические ваймы (прессы).

Для склеивания крупных модельных заготовок высотой до 600-900 мм применяют металлические грузы рис 95 ж, массой 1000-3000 кг, накладываемые на заготовки мостовым краном.

   Правила безопасности

Нельзя допускать, чтобы пол на рабочем месте загрязнялся клеем, работающий может поскользнуться и упасть.

Не рекомендуется перед нанесением на изделие казеиновый клей и столярный разбавлять водой, так как от этого прочность клея снижается и склеиваемая древесина может разъединиться. Это особенно опасно при обработке склеенных заготовок на токарном станке.

Клеянки и другая посуда для клея должны быть достаточно устойчивыми, чтобы не опрокинуться во время работы.

Электропровода и шнуры к электромеханическим клеемешалкам должны быть  заключены в резиновые трубки.

При длительном периоде нанесения казеинового и синтетического клея необходимо пользоваться резиновыми перчатками.

Клееприготовительное помещение должно быть оборудовано вентиляционными установками.

   Вязка

Вязкой называют соединение в шип досок и брусков, волокна которых располагаются под углом.

Соединение древесины вязкой в модельном производстве играет на менее важную роль, чем сплачивание. Прочность и точность моделей и стержневых ящиков во многом зависит от того, насколько качественно выполнена вязка. Поэтому разметка шипов и проушин, а также их подгонка должны быть выполнены точно, чисто и без перекоса.

Заготовки для вязки не должны иметь дефектов (сучки, трещины, косослой), особенно на тех концах, на которых будут выполняться шипы и проушины для их соединения. При вязке любого типа соединения склеивают (если оно не должно быть разъемным), а в некоторых конструкциях изделий соединенные части дополнительно скрепляют нагелями, шурупами, болтами и  другими крепежными деталями.

   После нанесения клея на шипы соединение заготовок должно быть выполнено так, чтобы углы между ними после склеивания соответствовали заданному. Различают три типа вязки; угловую, тавровую, крестообразную.

   Угловая вязка

При угловой вязке на концах заготовок делают шипы и проушины (пазы для шипов). Применяют этот тип вязки для изготовления рамок, угольников и других элементов моделей и стержневых ящиков. При этом на более длинных брусках (долевых) делают проушины, а на коротких (поперечных) – шипы. Длина шипа равна толщине присоединяемого бруска. Некоторые конструкции шипов, применяемые при вязке брусков, показаны на рис 5.

угловая вязка брусков и досок

                 угловая вязка брусков и досок

Условные соединения брусков осуществляют прямоугольным  сквозным шипом – одним или несколькими, рис 5 а, б. Для выполнения такого соединения выстругивают заготовки 1 и 2 соответствующих размеров.  Затем на концах заготовок, с помощью угольника, рейсмуса и чертилки производят разметку: на заготовке 1- шипа, а на заготовке 2 – проушины. Заготовку 2 запиливают пилой на глубину, равную ширине шипа по внутренней стороне рисок, а заготовку 1 + по наружной стороне рисок.

В заготовке 2 долотом или стамеской прорезают отверстия для шипа – проушину, а в заготовке 1 отпиливают две боковые части и получают шип. Эти операции должны быть выполнены очень точно, так, чтобы шип входил в проушину без зазора. После пригонки шип а проушину смазывают клеем и изделие собирают.

Таким же способом вяжут бруски с несколькими сквозными прямыми шипами рис 5 б, в.

На рис 5 г, показано соединение досок косым шипом ( типа «ласточкин хвост»)с нагелем (можно соединить и без нагеля). Шипы такого типа, так же как и прямые, называют ящичными. Нагели вбивают с клеем в отверстия, просверленные после затвердевания клеевого шва.

На некоторых заводах успешно применяют вязку  на круглых шипах рис 5 д, г.  При этой вязке не нужны операции долбления и ручной подгонки шипов при сборке, в результате чего повышается производительность труда в сравнении с прямыми или косыми шипами и значительно повышается прочность соединения. При изготовлении пустотелых заготовок для моделей (в виде коробок) круглые шипы изготовляют диаметром на 10-15 мм меньше размера толщины соединяемых  досок или щитов, при этом их смещают к внутренней поверхности стенки, чтобы избежать скалывание торцовой части гнезд при склеивании. При изготовлении средних по величине стержневых ящиков долевые заготовки делают  с выступом на наружную поверхность поперечной заготовки : размер выступа должен быть не менее толщины заготовки рис 5 е.

Круглые шипы и отверстия выполняют одновременно на специальном двухшпиндельном  шипорезном станке.

Наряду с шиповой вязкой на ряде предприятий распространена вязка встык – наиболее простой способ соединения досок без применения врезания одной ее части в другую.

Стыковая вязка

Стыковая вязка заключается в том, что плотно пригнанный и смазанный клеем торец одной доски прикладывают поперек пласти другой и закрепляют или круглыми нагелями, забиваемыми  на клею в высверленные отверстия, или шурупами рис 6.

стыковая вязка

                              стыковая вязка

Нагели – это круглые стержни, изготовляемые из отходов бука, клена, березы и других твердых пород древесины. Они должны иметь диаметр на 1 мм больше диаметра отверстия и быть на 10-20 мм длиннее глубины отверстия.

Чтобы соединение было прочным, отверстия для нагелей сверлят под углом 5-10ᴼ. Перед тем, как вбить нагель в отверстие смазывают клеем и только после этого осторожно забивают молотком или киянкой.

Чтобы нагель не раскололся при вбивании, верхний конец его закругляют ( для удобства вбивания можно закруглять с обоих концов). Закончив вбивание, оставшийся верхний конец можно расклинить, а затем срезать его стамеской  и застрогать рубанком заподлицо поверхности заготовки.

Процесс вязки встык (без шипов) легко механизируется: плоскости стыка заготовок по пласти  можно обрабатывать на строгальном, а по торцам – на круглопильном станках. При такой вязке точность готового изделия зависит от точности обработки заготовок по длине и толщине. При применении этого способа как и при присоединении круглыми шипами, рекомендуется ставить угловые шпонки для увеличения площади склеивания и прочности соединяемых частей на клею. Это позволяет применить нагели  в два ряда рис 6 а. или один ряд нагелей  и один—два ряда шурупов рис 6 б. или четыре ряда шурупов.

 

Тавровая вязка   

Тавровая вязка(Т-образная), представляет собой соединение конца одной заготовки с какой-либо из сторон другой заготовки. Тавровую вязку в один или несколько шипов применяют при изготовлении моделей кронштейнов, стоек и некоторых других изделий в тех случаях, когда требуется присоединить ребро к основанию.

К тавровой вязке прибегают также при укреплении рам или коробок распорками или стяжками из брусков и досок, которые принято называть  срединками.

тавровое соединение брусков и досок

       тавровое соединение брусков и досок

   Тавровая вязка может быть неразъемной рис 7 а-г. И разъемной рис 7 д.

Соединение брусков путем  тавровой вязки производится следующим образом. Два бруска рис 7 а, тщательно выстроганные до нужного размера, с прямыми углами и параллельными сторонами, подвергают разметке. На втором бруске с помощью  угольника, рейсмуса и чертилки наносят риски сквозного отверстия (гнезда) для прямого шипа, на первом бруске производят разметку шипа. Затем лучковой пилой на первом бруске делают продольные и поперечные  запилы для получения шипа, но при этом обязательно сохраняют риски, чтобы можно было стамесками обработать шипы и проушины по размерам.   Во втором бруске по внутренней стороне рисок сверлом-перкой, диаметр которого на 1-2 мм меньше ширины проушины, просверливают несколько сквозных отверстий, а затем с помощью узкой и широкой стамесок  вырезают сквозное прямоугольное отверстие для шипа. После плотной пригонки шипа к к отверстию бруски соединяют и получают  узел Т- образной формы.

На рис 7 б, показан способ тавровой вязки внакладку шипом типа «ласточкин хвост». Угол скоса у шипа средника следует делать не более 10 ᴼ, чтобы предотвратить скалывание его при сборке. Этот способ применяют при изготовлении коробок, в которых средник может выполнять роль стяжки и распорки. Для этой же цели используют соединение средника с доской коробки в гребень рис 7 в. Высота гребня равна 1/3 толщины доски с углом  скоса до 20ᴼ.

На рис 7 г, дан пример соединения досок  с помощью прямых сквозных шипов. В данном случае средник будет служить главным образом распоркой.

На рис 7 д, показано тавровое (пальцевое) разъемное соединение, в котором использованы шипы с клиньями. Этот способ широко распространен при изготовлении разъемных  стержневых ящиков.

 

Крестообразная вязка

Заготовки с четным количеством концов вяжут крестом внакладку, с нечетным (звездочки) – встык на рейку.

Бруски и доски соединяют крестом рис 8, при изготовлении спиц для моделей шкивов, зубчатых колес и других деталей. Заготовки для крестообразной вязки обрабатывают также аккуратно и точно, как и при тавровой вязке. Все заготовки должны иметь одинаковые размеры и быть взаимозаменяемыми, а места соединения точно размечены.

крестообразные соединения

                     крестообразные соединения

На рис 8 а, показан способ соединения двух брусков прямоугольного сечения внакладку. Два бруска выстрагивают до  одинаковых размеров, а затем тщательно размечают. Далее процесс изготовления пазов соединения протекает как обычно.

На рис 8 б, дан пример крестообразного соединения внакладку двух брусков трапециевидного сечения. Поскольку толщина брусков внизу больше, чем вверху, то, прорезав паз до середины каждого бруска, доводят стамеской толщину перемычки до толщины бруска в верхней части  ( для данного примера 20 мм). Чтобы бруски взаимно соединялись вырезанными частями,  ребра стыков соединения наклонных поверхностей брусков срезают  сверху донизу стамеской под углом 45ᴼ. Затем после тщательной пригонки бруски можно склеивать.

Крестообразно внакладку соединяют и три бруска или доски рис 8 в,. Как и в предыдущих примерах, заготовки надо выстрогать  строго по размерам, тщательно разметить и точно  вырезать пазы. После пригонки заготовки склеивают в зажимах.

При выполнении крестообразной вязки с нечетным количеством концов  бруски соединяют под определенным углом в зависимости от количества концов. Для пятиконечной заготовки бруски  соединяют под углом  72ᴼ встык  на рейку рис 8 г. После пригонки к друг к другу в соединяемых концах делают проушины, в которые вставляют на клею пятиконечную рейку, изготовленную из фанеры или из твердого дерева, при этом стыки сжимают скобами.

Чтобы качество работы было высоким, заготовки, предназначенные для вязки любого вида,  должны быть правильно  изготовлены,  иметь точные размеры и при склеивании  должны обеспечивать необходимые углы между соединяемыми частями.

Перед разметкой мест соединения на заготовки необходимо обозначить те рабочие поверхности, которые при разметке будут  приняты за базовые. Парные заготовки размечают вместе.  Разметку щитов и досок начинают вести с кромок, затем линии разметки переносят на пласти и вторые кромки. Перенося риски с одной плоскости  на другую, заготовку поворачивают только в одном направлении (от себя или к себе). Это способствует точности разметки.

Процесс изготовления изделий вязкой можно рассмотреть на примере изготовления ящика с косыми шипами типа «ласточкин хвост» вначале выстраивают  до заданной толщины и ширины. Затем отдельно долевые  и отдельно поперечные доски складывают парно долевыми кромками заподлицо, зажимают струбцинами и в таком виде их торцы обрабатывают  до заданного размера. После этого на торцах делают разметку шипов и проушин.

От торцовых кромок на пластях рейсмусом наносят  риски, определяющую высоту шипов и глубину проушин. На торцах поперечных досок намечают шипы. Сначала у обеих кромок доски размечают проушины, а затем расстояние между ними делят на равные части по намеченному числу шипов. Ширина шипа должна составлять не менее 0,6 толщины доски (щита), но не превышать  толщину, а расстояние между шипами может быть равным ширине шипа или превышать его ширину. Скос у шипов не должен превышать 10-15ᴼ, так как большой угол скоса может вызывать при сборке щитов скалывание верхних проушин (щек).

Профиль шипов на торце наносят с помощью малки, а ширину шипов на наружной и внутренней стороне пластей – с помощью угольника. После тщательной разметки шипы аккуратно запиливают  острой мелкозубной пилой с незначительным разводом зубьев, а лучше без развода, чтобы получить более ровную поверхность и не тратить дополнительно труда на подгонку.

Запиливать шипы можно одновременно у двух и  более щитов, рис 9 а. Запиливание нужно вести так, чтобы часть риски оставалась на заготовке. Далее, сделав надрез поперечных линий стамеской, выдалбливают древесину между шипами. Чтобы шип плотнее прилегал кромкой к щиту с проушинами, допускается незначительное поднутрение торцового основания с обоих концов. Долбление надо вести с косой подрубкой, чтобы получить чистое дно торцового основания.

примеры запиливания шипов

                примеры запиливания шипов

После изготовления шипов размечают проушины на долевых  щитах. Для этого щит с готовыми шипами устанавливают на конец продольного щита, чтобы узкие стороны шипов были заподлицо с торцовой частью, и по ребрам шипов столярным шилом или острой чертилкой проводят риски рис 9 б. Наносят риски от торца внутрь щита, если сделать наоборот, шило может отклониться от ребра в сторону по волокнам древесины. Дальнейший процесс изготовления проушин почти аналогичен процессу изготовления шипов,  только перед запиливанием и долблением делают прорези углом острой стамески по линиям их образующих, чтобы избежать откола древесины у щек и обеспечить прямолинейность проушин.

Перед склеиванием изделия в собранном виде зажимают в специальном приспособлении и проверяют, не перекошено ли оно и правильно ли выдержаны размеры.

На рис 9 в, г, д показаны приемы сборки и склеивания различных видов соединения вязкой.

 

Сращивание

   Сращиванием называют соединение досок и брусков по длине, направленной по одной общей оси рис 10. Сращивание широко применяют в строительстве для получения длинных  брусьев, ферм, балок и т.д.

примеры сращивания

                 примеры сращивания

В модельном производстве этот тип соединения используют довольно редко, так как пиломатериалы обычно имеют длину, достаточную для изготовления моделей (до 6,5 м), иногда к сращиванию прибегают при изготовлении крупны моделей. Наиболее простые виды сращивания двух брусков – соединение на шипах рис 10 а, и соединение брусков в накладку  рис 10 б. Но оба способа соединения являются не прочными и поэтому помимо склеивания места соединения дополнительно  укрепляют шурупами или нагелями. Лучшие результаты дает сращивание клиновыми шипами  с клеем рис 10 в. Это соединение является наиболее прочным. Вид соединения сращиванием применяют как вспомогательный в комбинации со сплачиванием, например при изготовлении кольцевых заготовок рис 10 г.

 

Соединения шурупные и гвоздевые

   Шурупные соединения

Эти соединения при стыковой вязке играют такую же роль, как и нагели.  Проведенные испытания показывают, что прочность стыковой вязки досок и щитов с применением нагелей и шурупов значительно выше шиповой.  Применение шурупов в стыковой вязке позволяет использовать для изготовления моделей более тонкие доски, т.е. экономить древесину, не  снижая при этом прочность моделей. Но внедрение шурупов для соединения  частей древесины потребовало выполнение определенных технологических процессов. Так как древесины сосны, пихты, ели, ольхи, березы и особенно лиственницы, ясеня и дуба склонна к отколам, надо правильно подбирать  диаметр шурупа и предварительно засверливать отверстия.

Шурупы удерживаются в древесине главным образом за счет врезания в древесину витков  их резьбы; усилие, необходимое для выдергивания шурупа из древесины, в 6-8 раз превосходит усилие для выдергивания гвоздя. Поэтому шурупы надо ввинчивать отверткой, а не забивать молотком, иначе прочность соединения резко снизится. В мягких породах древесины отверстия для ввинчивания шурупа сверлят на глубину длины шейки (ненарезная часть), в твердых – на всю глубину шурупа, иначе шуруп не ввернется в древесину или сломается. Для облегчения ввинчивания шурупа его резьбовую часть следует смазать парафином или мылом. Диаметр сверла следует брать равным внутреннему диаметру нарезки шурупа. Диаметр шурупов с потайной головкой, применяемых  в модельном производстве, 1,6 – 6 мм, длина 6-85 мм; нарезная часть составляет 0,5-0,6 длины шурупа.

Сверление отверстий и завинчивание шурупов целесообразно производить  электроинструментами, что ускоряет процесс работы. Обычно шурупы ввинчивают в нерабочую часть модели, чтобы не портить ее поверхность. Если этого сделать нельзя, то шуруп со шляпкой нужно ввинтить в древесину, а отверстие заделать деревянной пробкой на клею или пастой, которые являются дополнительным креплением, усиливающим клеевые соединения.

   Гвоздевые соединения    

    В модельном производстве используют также строительные гвозди. Применяют гвозди диаметром 0,9-5 мм и длиной 12- 150 мм. Иногда гвозди применяют  вместо зажимных приспособлений. В этом случае гвозди забивают  через деревянные  или картонные подкладки, чтобы после того, как клей высохнет, их можно было выдернуть из древесины клещами, а отверстия от них заделать. Гвоздь удерживается в древесине благодаря упругости волокон, раздвинутых при его вбивании. При вбивании гвоздя в торец древесины волокна сминаются, поэтому гвоздь удерживается в древесине непрочно. Чем больше диаметр гвоздя и тверже древесина, тем больше возрастает  усилие раздвигающихся волокон и оно может оказаться настолько значительным, что древесина дает трещину. Чтобы избежать этого, вначале высверливают отверстия сверлом, диаметр которого на 1-2 мм меньше диаметра гвоздя. Гвозди, вбиваемые в просверленное отверстие, обладает большей скрепляющей способностью, так как волокна древесины не разорваны и обжимают  поверхность гвоздя с большим усилием.

При гвоздевом соединении длина той части гвоздя, которая вбита в основную соединяемую деталь, должна составлять не менее 0,7 длины всего гвоздя. Чтобы повысить прочность соединения, гвозди вбивают не только перпендикулярно, но и под углом 5- 10ᴼ. Шляпки гвоздей для заготовок моделей сплющивают молотком и пробойником углубляют в древесину, чтобы при обработке заготовки не портить инструмент, а углубления от шляпок заделывают шпаклевкой.

 

 

 

 

 

 

 

,