Шиповое соединение в проушину технология изготовления своими руками

Шиповое соединение (шип-паз) виды, разметка, технология изготовления

При создании любой конструкции всегда разрабатывают методы крепления, способные обеспечить надёжность, возможность длительной эксплуатации и аккуратный внешний вид. Для решения этих задач в деревянных изделиях применяют так называемое шиповое соединение. Основным принципом крепления двух деталей является создание в одной детали шипов, а в другой пазов (проушин), в которые они вставляются. Используя столярные инструменты, обрабатывают обе детали с точным соблюдением геометрических размеров. Это обеспечивает надёжное зацепление, особенно если в качестве материала применяется фанера. После этого изделие можно использовать без применения дополнительных скрепляющих элементов. Однако для повышения надёжности применяют столярный клей или дополнительные крепёжные элементы.

Основные сведения

Одним из самых отработанных способов соединения двух деталей считается соединение типа шип–паз. Наибольшее распространение получил такой способ крепежа изделий из древесины. С его помощью скрепляют детали оконных рам, дверных проёмов, различные элементы мебели, стенки деревянных ящиков. Каждый элемент подобных изделий имеет специально изготовленный шип (или несколько штук) или паз (несколько пазов).

Виды основных соединений деталей изготовленных из дерева определены в ГОСТ 9330-76. В этом документе определены следующие характеристики подобного скрепления деревянных деталей:

  • правила сокращённого обозначения (аббревиатура) различных соединений;
  • чертежи с изображением внешнего вида;
  • допустимые размеры каждых элементов;
  • порядок и правила определения размеров каждого элемента;
  • выражения для расчета размеров необходимого режущего инструмента;
  • формула для вычисления прочности собранных элементов;
  • порядок проведения проверки и испытание на прочность.

ГОСТ 9330-76 Основные соединения деталей из древесины и древесных материалов. Типы и размеры

Согласно этому стандарту все соединения подразделяются на следующие категории:

  • угловые (концевое и срединное);
  • ящичное (в основном относится к категории угловых);
  • по кромке;
  • так называемое по длине «на ус».

Для каждой из этих категорий в стандарте утверждена своя аббревиатура (сокращённое обозначение). Эта маркировка состоит из двух заглавных букв кириллицы и одной цифры. Например, УК-2 обозначает, что речь идёт о соединении с двойным открытым сквозным шипом, УК-9 соединение «на ус» со вставным несквозным круглым шипом. Более подробно весь перечень изложен в тексте принятого стандарта.

Любой тип сопровождается подробным чертежом. На каждом из них приведена фронтальная и профильная проекции с указанием размеров, формул по вычислению каждого элемента, готовые результаты. Для получения прочного соединения стандартом определены допуски, которые необходимо соблюдать при изготовлении каждого из элементов. Подробно приведены параметры углового шипа (его длина, шаг и затупление). На основании приведенных результатов в госте разработаны рекомендации по выбору необходимого режущего инструмента. Отдельно сделаны ссылки на другие документы (стандарты) определяющие какими средствами необходимо крепить каждое из перечисленных изделий.

Виды шипового соединения

На сегодня разработано большое многообразие таких способов крепежа деревянных деталей. Все виды шиповых соединений классифицируются по следующим признакам:

  • количеству шипов;
  • их форме;
  • глубине проушины (сквозные или нет);

По первому признаку шиповые соединения бывают: одинарные, двойные, многократные. Он определяет количество изготовленных элементов крепежа. Основными формами шипа считаются:

  • прямоугольный (имеет различную длину, шаг и угол при вершине);
  • круглый;
  • треугольный;
  • так называемый «ласточкин хвост» (односторонний или двухсторонний);
  • зубчатый (с различным углом наклона);
  • угловой.

Выбор формы и размеров зависит от применяемого материала и уровня нагрузки, которую должна выдерживать вся конструкция. Большое распространение получило шиповое соединение со множеством прямоугольных шипов. Основным его достоинством считается простота изготовления и возможность применения его для любой древесины.

Разметка и изготовление проушины

Изготовление элементов начинают с выреза паза, в который будет вставляться шип. Во много качество каждого из них зависит от точности разметки и уровня используемого инструмента. Для его изготовления может использоваться фрезер, который позволяет ускорить процесс получения проушины. В домашних мастерских можно изготовить паз своими руками. Последовательность изготовления зависит от типа шипового соединения. Основная последовательность заключается в следующем. Разметка начинается с деления заготовки на три равные части. Далее ручной тонкой ножовкой производят пропилы. Затем при помощи стамески, необходимой ширины удаляют внутреннюю часть пропила, получая пазовый элемент. Окончательную обработку стенок полученного паза производят с помощью наждачной бумаги.

Разметка и изготовление шипа

Для обеспечения надёжности конструкции изготовление шипа должно начинаться с тщательной разметки. На первом этапе определяют, какого вида будет изготавливаться этот элемент, где он должен находиться. По его месту положения различают: угловое концевое, серединное и ящичное. Кроме этого необходимо определиться – сколько их будет в соединении. Одним из факторов, влияющих на количество, является толщина заготовки. Если деталь имеет толщину, не превышает сорок миллиметров, выбирают соединение с одним шипом. Если ширина находится в интервале от сорока до восьмидесяти миллиметров, изготавливают два или три. Для более толстых заготовок выпиливают тройное или многократное соединение. Опыт профессионалов показывает, что шип должен иметь толщину, равную одной трети от всего размера детали, а длина должна равняться толщине скрепляемых элементов.

Основными этапами изготовления шипа являются:

  • разметка будущего шипа (горизонтальная и вертикальная);
  • подготовка инструмента;
  • выпиливание;
  • зачистка стенок;
  • подгонка.

Разметка мест необходимых распилов производится с помощью измерительных инструментов в обеих плоскостях. Выбор инструмента для распила зависит от возможностей изготовителя. На деревообрабатывающих предприятиях эту операцию производят на специальных станках. Если планируется изготовить шип своими руками, применяют обыкновенные пилы. Наиболее подходящими считаются: лучковая пила или ножовка. После изготовления шипа производится зачистка его поверхности. Она осуществляется при помощи напильников и наждачной бумаги. Далее вставной шип подгоняют под заготовленный паз. После завершения этой операции производится его окончательная фиксация.

Читайте также:  Регистрация — ошибка активации () — Решение

Урок «Шиповые соединения»

Муниципальная бюджетное общеобразовательное учреждение

Гимназия №19 города Орла

Открытый урок на тему:

« Виды шиповых соединений»

учитель технологии

«Шиповые столярные соединения»

Познакомить учащихся с шиповым способом соединения деталей изделий из древесины;

Совершенствовать эстетическое воспитание учащихся;

Способствовать развитию технического мышления.

Комбинированный (освоение новых знаний, обобщение и систематизация изученного).

Методы обучения:

Устный опрос, рассказ, демонстрация наглядных пособий (использование презентации выполненной в программе PowerPoint), практическая работа.

I. Организационно-подготовительная часть

Приветствие учителя, контроль посещаемости, проверка готовности учащихся к уроку, сообщение темы и целей урока.

II. Теоретическая часть

Повторение пройденного материала:

— Как затачивают стамески, долота и ножи для стругов?

— Что называют доводкой и правкой лезвия?

— Для чего нужна прифуговка зубьев пил?

— Как затачивают зубья пил для поперечной распиловки?

— Как затачивают зубья пил для продольной и смешанной распиловки?

— Как производят развод зубьев пил?

— Как должна располагаться режущая кромка относительно подошвы струга?

— Как настраивают и крепят нож на стругах с деревянной колодой?

— Как настраивают и крепят нож на стругах с металлической колодой?

— Для чего служит стружколоматель?

— Как прочищают засорившийся леток?

— Перечислите правила безопасности при очистки лотка.

Изложение нового материала:

Учитель свое объяснение сопровождает показом призентации.

План рассказа учителя:

Виды столярных соединений

Разметка и запиливание шипов и проушин

Долбление проушин и гнезд. Сборка шипового соединения.

Основные виды столярных соединений

Столярные соединения бывают неразъемные и разъемные. К первым относятся соединения на гвоздях, ко вторым — на шурупах. На гвоздях и шурупах детали соединяют сравнительно быстро, но соединения не

обеспечивают высокой прочности.

Шиповые соединения деревянных изделий.

В клеевых соединениях различают элементы: шип, гнездо, проушину и др.

Шип — выступ на торце заготовки, соответствует размерам и профилю проушины или гнезда соединяемой заготовки.

Гнездо — отверстие (углубление) в заготовке, соответствует размерам и профилю шипа.

Проушина — гнездо на торце заготовки, открытое с двух или трех сторон.

В немецком языке слово «шифф» , переводится как «средняя часть чего-либо», термин » шип » как средняя часть соединения детали.

Из клеевых соединений распространены шиповые. Они разделяются на угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные. Выбор количества шипов на зависит от толщины соединяемых деталей. Бруски толщиной до 40 мм соединяют одинарным шипом, бруски толщиной 40..80 мм — двойными или тройными , бруски толщиной свыше 80 мм — тройными многократными .

Правила определения размеров шипов и проушин:

Размеры угловых концевых

и угловых серединных соединений определяют по формулам: S = 0.4 So ; S 1 = S 3 = 0.5( So S 1)

Углового ящичного соединения:

S 1 = S 3 = 6,8,10,12,14,16 мм;

l = So; S2, не менее 0,3So

Изделия с шиповым соединением деталей изготавливают по сборным чертежам.

2. Разметка и запиливание шипов и проушин

Для получения шипов и проушин заготовку вначале надо разметить в продольном и поперечном направлениях. Размечают шипы и

проушины с обеих сторон заготовки. На той ее части, которую надо удалить, карандашом делают пометку (Х).

Сначала ведут поперечную разметку. Для этого длину шипа (проушины) откладывают с помощью линейки и карандаша от базового торца вдоль ребер. С помощью угольника отметки соединяют поперечными линиями по пластям и кромкам. Рассчитав ширину шипа (проушины), размечают ее рейсмусомпо торцу икромкам продольными линиями.

После разметки проушины и шипы запиливают, используя пилу с мелкими зубьями, заготовку закрепляют в заднем зажиме верстака с наклоном 50 и делают запил.

Затем ее выравнивают и продолжают продольное пиление.

Пропил ведут рядом с разметочной линией по удаляемой части , не заходя за линию поперечной разметки. Затем проводят поперечное спиливание участков древесины («щечек») для получения шипа. «Щечки» спиливают поочередно сначала с одной стороны заготовки, затем — с другой.

На производстве шипы и проушины получают станочники шипорезного станка. Они должны хорошо знать свойства древесины, устройство станков, уметь выполнять все станочные операции, затачивать инструмент, настраивать станки.

Долбление проушин и гнезд

Долбление является обработкой древесины резанием резцом в вертикальном направлении.

Проушины и гнезда получают с помощью долот и стамесок.

Долото предназначено для долбления гнезд и проушин. По его ручке наносят удары киянкой. Для предохранения ручки от раскалывания на нее насаживают еще одно металлическое кольцо. Рабочая часть долота иметь форму клина с углом 35º.

Стамеска применяется для зачистки шипов, гнезд и проушин, срезания фасок, подрезки подгоняемых деталей. Рабочую часть стамески затачивают под углом 20°.

Термины » долото » и » стамеска » от немецкого языка переводятся как » долбящее железо «.

Долбят деталь на подкладной доске. Лезвие долота ставят параллельно линии поперечной разметки на расстоянии примерно 1 см от торца и фаской в сторону дна проушины.

Читайте также:  Почему машина дергается на газу Причины и способы устранения неисправности ГБОшник

Удерживая долото строго вертикально, по нему наносят удары киянкой. Затем отступают от торца на 5 -7 мм, ударяют по долоту и, наклонив его, подрезают и откалывают слой древесины.

Устанавливают долото у линии поперечной разметки. Гнездо долбят поочередно от обеих линий поперечной разметки.

На производстве механическое долбление древесины проводят станочники цепно-долбежных станков. Они выдалбливают продолговатые отверстия с помощью резцов движущейся долбежной цепи.

4. Сборка шипового соединения

Для сборки шипового соединения шипы и проушины подгоняют до

необходимого размера , подрезают стамеской и зачищают напильником.

Для обработки стамеской заготовку закрепляют на верстаке. Правой рукой нажимают на торец стамески, а левой обхватывают ее стержень и регулируют направление резания. Напильником зачищают боковые стенки и дно проушины. Соединение деталей будет прочным , если шип входит в проушину при несильном ударе киянкой или нажатии рукой. Киянкой следует ударять

не по шипу, а через подкладную доску.

П одогнав шиповое соединение, его разбирают для склеивания. Вначале шип и проушину смазывают клеем, выдерживают для впитывания клея в древесину, а затем соединяют.

Собрав и склеив изделие, пользуясь подкладными досками, его сжимают в углах струбцинами. В зависимости от вида клея изделие выдерживают в сжатом состоянии до 24 ч.

Шиповое соединение после сжатия строгают, чтобы убрать неровности на стыках. Строгают, закрепив изделие клиньями на верстаке, с двух сторон на полный размах рук полным движением рубанка.

Затем строгают кромки. Изделие закрепляют в переднем зажиме верстака с подкладной доской. Шиповые соединения строгают поочередно движением рубанка от края к центру соединенной детали.

Контролируют качество работы с помощью линейки и угольника.

На производстве шиповые соединения собирают сборщики изделий из древесины.

III. Практическая часть

Практическая работа «Шиповое соединение деталей изделия из древесины»

Организация рабочего места :

Учащиеся выполняют задание — каждый на своем рабочем месте.

Для выполнения работы понадобятся: верстак, заготовки, долото, стамеска, киянка, мелкозубая пила, измерительная линейка или штангенциркуль, клей, кисти, струбцины или тиски, напильник, шлифовальная шкурка.

Вводный инструктаж.

1. Получите у учителя заготовки на изготовление рамки с шиповым соединением;

2. Рассчитайте размер шипа, толщины щечек проушины;

3. Составьте эскизы на шип и проушину с простановкой размеров;

4. По рассчитанным размерам разметьте шиповое соединение для изготовления рамки;

5. Запилите шипы и спилите «щечки»;

6. Закрепите на верстаке с подкладной доской заготовки с запиленными проушинами и произведите долбление;

7. Проконтролируйте качество работы с помощью измерительной линейки или штангенциркуля;

8. Подгоните стамеской или напильником шипы и проушины до их плотного соединения;

9. Склейте шиповые соединения и зажмите их в струбцины, проверив равенство диагоналей рамки;

Зачистите выданные учителем склеенные шиповые соединения;

Правила техники безопасности:

1. Необходимо надежно закреплять заготовку на верстаке;

2. Работать следует только исправным и хорошо заточенным инструментом;

3. Не следует подрезать шипы и проушины стамеской и напильником, держа детали на коленях или в руке, а делать это нужно на верстаке в закрепленном положении;

4. Нельзя резать древесину стамеской в направлении руки, поддерживающей деталь, нужно двигать стамеску лезвием от себя;

5. Следует ударять киянкой точно вдоль оси долота;

6. Переносить долото (стамеску) можно только лезвием вниз;

7. По окончании работы долото (стамеску) нужно класть лезвием от себя. Нужно

проследить, чтобы лезвия не выступали за край крышки верстака;

Текущий инструктаж.

Самостоятельное выполнение учащимися задания. Текущие наблюдения учителя, контроль за соблюдением правил техники безопасности, ответы на возникающие вопросы в процессе работы, проверка правильности выполнения заданий.

Оценка результатов работы учащихся, выбор лучших работ учащихся, разбор допущенных ошибок и анализ причин, их вызвавших, разъяснение возможностей применения полученных знаний, умений и навыков в общественно полезном труде.

IV. Итоговая часть

Установка на следующий урок:

На следующем уроке продолжится знакомство с технологией обработки древесины.

Учащиеся получат знания о другом способе соединения деталей из древесины — шкантами и шурупами с нагелями.

Домашнее задание:

Повторить пройденный материал;

Прочитать параграф 9 в учебнике (6, с. 43-46);

Уборка рабочих мест.

Список используемой литературы :

1. Бобров, В.А. Справочник по деревообработке /Серия «Справочники», -Ростов н/Д:

2. Карабанов, И.А. Технология обработки древесины: учеб. Для учащихся 5-9 кл.

общеобразовательных учреждений.- М: Просвещение,1995.

3. Самородский, А.Е., Симоненко, В.Д., Тищенко, А.Т. Технология. Трудовое обучение: учебник для учащихся 7 кл (вариант для мальчиков) общеобразоват. Шк.

/ под ред. Е.С. Глозман, — М.: Мнемозина,2012.

4. «Мебель своими руками» Клятис Г. Я.

«Лесная промышленность» 1989г.

5. « Столярные работы» Л.Н. Крейндлин

М. Высшая школа 1982 г.

6. Технология. Индустриальные технологии: 6 класс:

учебник для учащихся общеобразовательных организаций

/ А.Т. Тищенко, В.Д Симоненко. – М : .Вентана- Граф, 2014 – 192 с.

Чем и как подгоняют шипы и проушины

Как сделать шип так, чтобы такое соединение было качественным и служило долго. Появление шипа считается одним из ключевых моментов в истории развития столярного ремесла. Говорят, что настоящий мастер должен уметь изготавливать такие соединения. Называйте их, если хотите, мерилом уровня столярного мастерства. Как сделать шип правильно и аккуратно подогнанным к проушинам, сквозные шипы, усиленные нагелями, будут наглядным свидетельством качества изделия, которое недостижимо при использовании шурупов или ламелей, экономящих время. Как следует из названия, такое соединение состоит из шипа, проходящего сквозь отверстие (проушину) смежной детали, и часто шип делают слегка выступающим с другой стороны. Если вы готовы освоить изготовление таких соединений, попробуйте использовать их вместо ламелей.

Читайте также:  Системы впрыска топлива бензиновых двигателей виды и принцип работы

Вот как это делается.

Определите размеры элементов соединения. Соединения со сквозными шинами бывают двух типов (рисунок внизу). В одном случае обе детали имеют равную толщину, например, перекладина толщиной 18 мм имеет шип, входящий в проушину стойки, толщина которой также 18 мм.

Или шип входит в проушину детали, имеющей большую толщину, например, соединение 18-миллиметровой царги стола с ножкой квадратного сечения 38×38 мм. Для соединения деталей одинаковой толщины сделайте шипы и проушины, равными одной трети толщины деталей. Например, при толщине деталей 18 мм толщина шипов и ширина проушин равна 6 мм.

Краткий совет! Абсолютная точность не нужна. Если самая узкая стамеска имеет ширину 6 мм, разметьте проушины чуть шире, чтобы упростить их зачистку.

Если толщина деталей разная, толщину шипа и ширину проушины выбирают, как правило, равной одной трети толщины большей детали. Например, для соединения 18-миллиметровой царги с 38-миллиметровой ножкой сделайте шипы толщиной около 12 мм.

Длину шипа нужно увеличить примерно на 0,5 мм, если собираетесь после сборки шлифовать его торец вровень с поверхностью ответной детали. А если хотите украсить выступающую часть шипа фасками, его длина должна быть на 6 мм больше ширины другой детали.

Начинайте с проушин

Размеры шипа легко уменьшить в соответствии с шириной и длиной проушин, поэтому сделайте сначала проушины и подгоните к ним шипы. Разметьте проушину па двух противоположных сторонах заготовки и убедитесь, что размеченные прямоугольники расположены на одинаковом расстоянии от базовых граней. Закрепите в патрон сверлильного станка сверло, диаметр которого на 1,5-2,0 мм меньше ширины проушины, и установите упор на столике станка. Прикрепите заготовку струбциной к упору и сделайте сквозные отверстия (фото А).

A. Перекрывающиеся отверстия, сделанные сверлом с центральным острием, образуют выступы на стенках проушины и закругленные концы.

B. Приклейте к направляющему бруску планку, край которой совпадает с линией разметки. Приспособление помогает удерживать стамеску вертикально и не дает выйти за линию.

Приступая к зачистке проушины, сначала возьмите узкую стамеску для подрезки углов. Затем изготовьте направляющее приспособление-кондуктор для стамески, показанное на фото.

Прижимая к кондуктору плоскость стамески шириной 25 мм или более, выравнивайте стенки проушины, срезая неровности, оставшиеся от сверления (фото В), не более, чем на половину глубины. Переставьте кондуктор на противоположный край и зачищайте вторую стенку также до половины глубины. Затем переверните заготовку и проделайте то же самое с другой стороны.

Как сделать шипы

Установите в пильный станок наборный пазовый диск максимально возможной толщины и настройте его вылет так, чтобы шип получился чуть толще, чем требуется. Проверьте настройки на обрезках, прежде чем обработать заготовки.

Установите продольный (параллельный) упор на расстоянии от внешнего края диска, равном длине шипа. Закрепите накладку на поперечном (угловом) упоре. Формируйте шип за несколько проходов с минимальным перекрытием, чтобы уменьшить количество поперечных рисок на щечках шипа (фото С). Затем поставьте заготовку на кромку, чтобы выпилить узкие щечки.

C. Формируйте шип за минимальное количество проходов, чтобы на выступающей части шипа не остались глубокие риски.

D. Подгоняя толщину шипа к ширине проушины зензубелем, снимайте с обеих щечек одинаковое количество материала. Проверяйте результат после каждой пары проходов.

Для точной подгонки шипа удалите одинаковое количество материала с обеих щечек, используя прямоугольный обрезок с наклеенной только на одну грань наждачной бумагой N^ 100 или небольшой зензубель (фото D). Следует остановиться, когда шип будет входить в проушину при легком усилии руки.

Соберите соединение насухо и острым ножом слегка отметьте границы выступающей части шипа (фото Е). Разъедините детали и отшлифуйте или острогайте на всех ребрах вокруг торца фаски под углом 45°, не заходя за линии (фото F). Чтобы собрать соединение, не испачкав клеем, торец шипа, нанесите немного клея на его широкие щечки, вставьте шип в проушину и сожмите соединение струбциной до полного высыхания.

E. Острый разметочный нож с односторонней заточкой оставит тонкую линию точно на границе с краями проушины.

F. Движения рубанка направлены от углов к середине, чтобы не образовались сколы. Затем отшлифуйте фаски и торец наждачной бумагой № 180.

Затем можно механически усилить соединение. Для этого просверлите 6-миллиметровое отверстие с отступом 25 мм от концов проушины, проходящее сквозь шип. Делать сквозное отверстие, выходящее на другую сторону, можно только при абсолютной уверенности в том, что при забивании нагеля на выходе не будет сколов.

Сделайте заходные фаски на конце 6-миллиметрового стержня и вбейте его в отверстие, как показано на фото в начале статьи.

Срежьте лишнее и гладко отшлифуйте поверхности наждачной бумагой № 180, обернутой вокруг твердой колодки.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector