Про самых крутых столяров и плотников говорят, что они способны построить дом без единого гвоздя. Японские ремесленники, даже любители, как раз из таких.

Несколько лет назад молодому работнику автомобильной индустрии, увлечённому , попалась в руки книга с описанием традиционных японских техник работы с деревом. Его очень увлекли описания соединений деталей без использования гвоздей, саморезов и клея. Он захотел научиться делать также. Вот только схем для изготовления крепежей в книге не было. Тогда парень решил нарисовать их сам.

Для моделирования и анимации деталей он использовал бесплатный сервис Fusion-360. Получившийся результат японец перевёл в гифки и выложил в твиттер-аккаунт под названием The Joinery . Почти за год молодой столяр визуализировал 85 различных способов разъёмных соединений.

Разнообразие креплений действительно поражает. С их помощью можно смастерить в принципе что угодно - табуретку, диван, стол и так далее. Главное - иметь прямые руки и хороший, желательно электрический инструмент.

Но даже если ручной труд вас совсем не вдохновляет, вы, вероятно, получите удовольствие от просмотра гифок. То, с каким изяществом детали сцепляются друг с другом, гипнотизирует.

Соединение деревянных деталей - способы соединения

Усом называют скошенный прямой или ступенчатый срез концов брусков. Для наиболее простого, прямого соединения на ус концы брусков размечают под острый угол около 15; мелкозубной пилой срезают скосы с припуском 2 - 3 мм на обработку (рис. 73, а). Скосы вначале строгают рубанком, затем обрабаотывают шлифчиком или фуганком. Для предохранения тонких концов бруска от прогибов и скалывания строгание их ведется на подкладке (рис. 73, б). Прикладывая скосы брусков один к другому, проверяют их на просвет, обращая внимание на то, чтобы оси брусков были строго параллельны.
После точной подгонки скосы смазывают клеем и запрессовывают с помощью струбцинок с прокладками по всей ширине брусков или зажимают в цвинках. При сращивании тонких реек места соединения после склеивания плотно обматывают прочными нитками и сверху еще раз обмазывают клеем (рис. 73. в) Соединение деталей в полдерева (в лапу) является более прочным, чем соединение на ус. Этот способ соединения относится к угловой вязке брусков. На обоих концах соединяемых брусков после разметки рейсмусом вырезают пилой или стамеской одинаковые уступы до половины толщины бруска(рис. 73, г).
Надрез пилой по разметке вначале делают вдоль бруска, а затем поперек. Для большей плотности соединения продольный разрез ведут на одном бруске снаружи разметочной риски, а на другом внутри ее; поперечный надрез делают с незначительным наклоном внутрь. Способом соединения вполдерева, помимо угловой вязки, можно произвести тавровую вязку брусков (ее называют также серединной, Т-образной, поперечной). При тавровой вязке конец одного бруска закрепляется внакладку на середине другого, выдолбив в нем по разметке стамеской соответствующее прямое или трапецевидное углубление (рис. 73, д. е. ж). При соединении внакладку вполдерева для большей прочности; производится склеивание и дополнительное крепление гвоздями, шурупами, накладками или нагелями. Нагели представляют собой деревянные цилиндрические или конические шпильки, забиваемые на клею в заранее полученные шилом, сверлом или буравчиком отверстия на соединяемых частях. Концы нагелей, выступающие за плоскости изделия, срезают стамеской.Соединение детали на шипах (шиповая вязка) - оладает еще большей прочностью и широко применяется для угловых и тавровых соединений брусков. При шиповой вязке соединяемые детали имеют один или несколько шипов и соответствующие им гнезда и проушины. Шипы, гнезда, проушины и их элементы показаны на рисунке 74 рисунке. Гнезда могут быть глухие, если они открыты только с одной стороны, или сквозные, если отверстие проходит сквозь брусок и открыто с обеих противоположных сторон. Шипы бывают одинарные, двойные, тройные; в строгом соответствии с ними делаются и проушины. По конструкции шипы могут составлять одно целое с бруском, являясь его продолжением, или могут быть изготовлены отдельно. Последние называются вставными шипами. По форме шипы бывают прямые (прямоугольные), цилиндрические (вставные), прирезные в виде «ласточкина хвоста» и др. Шипы, гнезда и проушины должны быть изготовлены очень точно и входить в соединяемые детали без зазора возможно плотнее. Наличие зазоров между шипами и стенками гнезда ослабляет вязку и делает ее непрочной. При неточном изготовлении шипов, в случае получения утолщенного шипа, при вклинивании его в гнездо может произойти раскалывание . Соединение прямым шипом является наиболее простым и в то же время обеспечивающим достаточную прочное изделия. Для проведения вязки прямым шипом на одном кош бруска с помощью пилы и стамески по разметке вырезают один или несколько прямоугольных выступов - шипов, которые делаю сквозными или полупотайными (рис. 75, а, б, в). При соединении брусков на одном шипе его толщину берут равной 1/3 - 1/5 толщины бруска, а при вязке на два шипа их толщина принимается равной толщине щек. На другом сопрягаемо бруске точно по размеру шипа размечают и выдалбливают сооветствующее углубление - гнездо.Глубина глухого гнезда делается больше длины шипа не менее чем на 2 мм; это делается для того, чтобы при возможной усушке бруска между заплечиками шипа и краями гнезда не могла образоваться щель. Толщина шипа берется не меньше 1/3 толщины шипового бруска. По длине глухой шип принимают равным примерно 2/3 толщины бруска, в котором выбирают гнездо. У шипа, входящего в гнездо, по одному или двум торцовым ребрам снимают небольшую фаску под углом 30°, что облегчает ввод шипа в гнездо. Типы различных более сложных соединений брусков и досок угловой вязкой показаны на рисунке 76.Достаточно прочная угловая вязка брусков, применяемая при сборно-разборных соединениях, производится на вставных цлиндрических или прямоугольных шипах - шкантах, диаметром 5 до 12 мм в зависимости от толщины брусков.При выполнении соединения требуется очень точная приторцовка брусков и точное высверливание гнезд под вставные шипы (рис. 76, ж, з). Несколько сложнее производится угловая вязка досок и щитов (на угол) или так называемая ящичная вязка. Соединение может: осуществляться шипами - сквозными, вполупотай и впотай (рис. 77). Ширина шипов берется равной 0,6 - 0,8 толщины стенок а угол скоса шипов 15°. Тавровое или Т - образное соединение брусков применяется при изготовлении полок шкафов, столов, стульев и других столярных изделий и выполняется одинарным или двойным шипом в сквозное или глухое отверстие. Тавровое cоединение осуществляется как соединение разъемное (выполняемое на клиньях) и неразъемное (шиповое).Наиболее применимое тавровое соединение брусков производится внакладку (вполдерева), лапой типа «ласточкин хвост», прямым, сквозным пли глухим одинарным шипом, применяются также круглые двойные шипы (рис. 78). Сплачивание применяется при изготовлении изделий значительной ширины - щитков, чертежных досок и пр. (осуществляется с обязательным последующим склеиванием. Примеры соединения элементов из древесины сплачиванием показаны на рисунке 79). Основные правила при проведении сопряжений элементов из древесины и при вязке отдельных заготовок сводятся к следующему. Заготовки, отдельные элементы и детали из древесины, предназначенные для соединения, заранее тщательно подготавливаются. Они должны иметь правильные размеры, а их стороны должны быть параллельны друг другу. Исправлять неправильные заготовки в процессе вязки нельзя. Парные части соединяемых деталей (одинаковые по назначению) должны иметь одинаковые размеры и быть взаимозаменяемыми. После подготовки и выверки соединяемых заготовок, определения их рабочих поверхностей и порядка соединения производится разметка. Парные сопрягаемые заготовки размечаются шесте Разметку досок и щитов начинают с кромок, перенося линии разметки далее на пласти и на вторые кромки. Перенос разметки с одной стороны заготовки на другую производится с поворотом заготовки в одном направлении (например, на себя). При вязке рам разметку проушин делают двухсторонней.При шиповой вязке разметку ведут по гнезду с учетом размеров имеющихся долот. Разметку проушин делают по шипу; запиловку шипов производят широкой, мелкозубой пилой, с лицевой стороны шипа (рис. 80). Прочерчивание параллельных линий при разметке производится рейсмусом по очереди на всех подготовленных заготовках, с соблюдением заданных размеров. Прочерчивание ведется от одних и тех же лицевых или внутренних сторон, принятых за базу. Для предупреждения раскола древесины и обеспечения прямолинейности проушин при поперечной разметке шипов рекомендуется перед запиловкой или долблением разметочные линии, проходящие по проушинам и заплечикам прорезать углом острой стамески. При запиливании шипов и проушин пила направляется таким образом, чтобы пропил шел рядом с намеченной разметочной линией, не задевая ее. При запиливании шипов пилу направляют вдоль намеченной риски с внешней ее стороны, а при запиливании проушин - с внутренней.Чтобы получить плотный наружный шов при двустороннем долблении сквозных гнезд и проушин, их следует слегка поднутрить (подрубить, но не скалывать). Перед склейкой подготовленные детали и заготовки предварительно собирают в зажимном приспособлении и устраняют перекосы и различные дефекты. Для большей прочности, главным образом при вязке изделий со сквозными гнездами, шипы рекомендуется расклинивать; деревянные клинышки ставятся на клею. При сборке заготовок и отдельных частей из древесины в целое изделие следует пользоваться киянками, или молотками, нанося удары через прокладки из мягкой древесины (рис. 81). Наиболее распостранёнными способами неразёмного соединения древесины являются соединение деталей на ус, соединение в пол дерева, вязка на шпилькахи другие, причем во всех этих случаях прочность соединения приобретается только после склеивания соединяемых частей.

Клеим

При пользовании клеем следует помнить:
- склеиваемые поверхности должны быть хорошо подогнаны друг к другу;
- для лучшего склеивания детали следует обработать рашпилем, то есть придать им шероховатость;
- склеиваемые детали должны быть выполнены из хорошо высушенной древесины;
- склеиваемые поверхности должны быть чистыми и обезжиренными;
- клей наносится равномерно не слишком тонким слоем (для этого можно воспользоваться старым полотном ножовки по металлу);
- детали при склеивании должны быть хорошо сжаты и закреплены при помощи струбцин, клиновых зажимов и др.

Простые способы соединения деревянных деталей

Деревянные детали можно соединять множеством способов. Самым простым способом является соединение встык, а самым сложным можно считать соединение "ласточкин хвост". Существуют способы соединения древесины, различающиеся сложностью и прочностью.
Выбор типа соединения зависит от того, что мы изготовляем. Например, при сборке шкафов используют стыковые, фальцевые соединения и соединение в паз и ус. Чаще при изготовлении дверных рам используют соединение шипом в гнездо.

1. Соединение встык. При стыковом соединении края материала соединяются с помощью клея и других крепежных средств.

Достоинство - легкое исполнение.

Недостаток - низкая прочность соединения.

Этот тип соединения используют там, где не так важна прочность - лицевые рамы или декоративные вставки. Такие соединения можно упрочнить с помощью нагелей, ламелей или специальными шурупами.

2. Соединение в ус. Соединение в ус - это соединение встык, только торцы скошены под углом 45 градусов. Соединение в ус также нуждается в упрочнении с помощью крепежа.

3. Соединения в пазы и фальцевые соединения. Соединения в пазы бывают продольные и поперечные, и различаются они направлением паза по отношению к направлению волокон древесины.

соединение в паз

Фальцевые соединения характеризуются прямоугольным уступом на кромке доски.

Достоинства соединения в пазы и фальцевых соединений - высокая прочность соединения.

Недостаток - сложнее в изготовлении, чем стыковые соединения.

При изготовлении мебели в основном применяются эти способы соединения древесины. Подробнее каждый способ соединения будет рассмотрен в следующих статьях.

Крепление элементов из древесины специальными металлическими накладками не только облегчит плотнику его работу, но и обеспечит надежное и прочное соединение. При применении такого метода соединения элементы конструкций из древесины не ослабляются в местах соединения врубками и шипами, это позволяет использовать материал небольших поперечных сечений при таких же нагрузках.

Использование металлических накладок, дает возможность снизить затраты по сравнению с традиционными конструкциями. Накладки изготавливаются из нержавеющей стали или нержавеющую сталь можно заменить оцинкованным железом. Такие накладки применимы как для наружных, так и для внутренних конструкций. Если кому-то не нравится блеск металла, их можно покрыть (в частности, при отделке интерьера) краской или цветным лаком.

Накладки и другие детали для соединения деревянных элементов крепят специальными кручеными гвоздями или шурупами (саморезами). Для обеспечения расчетной прочности соединений нужно определить необходимое количество гвоздей на каждую накладку. Если у вас есть опыт, то можно руководствоваться собственной интуицией.

При необходимости подобные накладки можно вырубить или вырезать из полосовой или листовой стали толщиной 2-4 мм. Отверстия под шурупы и гвозди необходимо отзенковать, чтобы шляпка гвоздя или шурупа углубилась в отверстие заподлицо с поверхностью накладки.
Плоские накладки для соединения деревянных элементов используют как для легких, так и более мощных конструкций. Накладки крепят или только гвоздями, или гвоздями и шурупами.
Как закрепить деревянные элементы

Угловые (угол до 135°) накладки предназначены для выполнения соединений, воспринимающих большие нагрузки (например, стропильных ферм или консольных балок каркасной конструкции). Накладки выпускают с различной шириной и длиной сторон.

Угловые крепления деревянных элементов

Угловая консоль с упрочением угла выштамповкой предназначена для прикрепления тяжелых балок к кирпичной кладке. Сначала в кладке (в стороне от швов) на дюбелях закрепляют резьбовые шпильки, затем привинчивают угловую консоль.

Деревянные элементы. Чем закрепить

Имеются и универсальные соединительные детали со шлицом с одной стороны. Сгибая или разгибая, их можно подогнать под любой угол сопрягаемых деталей. Они в основном применяются для выполнения соединений, подверженных небольшим нагрузкам.
Универсальные соединительные детали

Узловая или ригельная соединительная накладка обеспечивает восприятие сжимающих и растягивающих нагрузок. Размеры и углы сопряжения их различны.
Соединение несущей балки

Так несущую балку соединяют с угловой консолью. Обратите внимание на то, чтобы между стеной и балкой был оставлен небольшой зазор для вентилирования торца.

Кольцевые соединительные элементы

Кольцевые соединительные детали предотвращают смещение элементов конструкции, не выполняющих несущую функцию. Соединительные детали затягивают болтами.
Накладки для соединения стропил с прогонами

Накладки для соединения стропил с прогонами. Расположение их позволяет, компенсировать ветровые нагрузки, воздействующие на крышу. Накладки могут быть различных размеров.
Узловая косынка

Эта узловая косынка позволяет соединять одновременно три элемента конструкции. Она рассчитана на восприятие очень больших нагрузок.
Универсальные соединения

Универсальные соединительные детали и балочные анкеры. И те, и другие способны выдерживать высокие нагрузки.

Ознакомившись с данным материалом и рассмотрев примеры соединения металлическими накладками, вам будет проще сделать свой выбор способа соединения элементов из древесины.

Существует много способов соединения элементов и деталей из древесины.

В основном это соединения частей древесины вдоль волокон - сращивание по ширине - сплачивание и под углом – вязка. При ремонте квартиры соединение частей древесины по длине применяют редко, ввиду того, что все элементы и детали изделий можно выполнить из цельного пиломатериала.
Сплачивание применяют при получении щитов. Подобрать широкую доску для изделия трудно, тем более что широкая доска со временем коробится и растрескивается. Широкие щиты набирают из отдельных брусков или досок, используя соединение на гладкую фугу, в четверть, в прямоугольный паз и гребень, в паз на рейку.

Помимо всевозможных шиповых соединений используется также и самое простейшее соединение - сколачивание гвоздями и шпильками. Но шляпка гвоздя на лицевой поверхности изделия значительно ухудшает его эстетический вид, поэтому их прячут различными способами. Так, например гвоздь вбивают не до конца, откусывают головку, а затем вгоняют с заглублением, замазав его шпатлевкой. Иногда головку гвоздя предварительно расклепывают, а гвоздь забивают так, чтобы получившаяся узкая головка совпадала с направлением волокон древесины. Углубляют его ударами молотка через положенную боком головку другого гвоздя, а углубление зашпатлеаывают.
Есть еще один способ, при котором вначале при помощи стамески подрезают слой древесины, забивают гвоздь, а древесную стружку приклеивают на место.

Если при соединении гвоздем последний проходит насквозь, торчащий конец загибают в крючок и забивают заподлицо. Более прочным соединением является соединение на шурупах. При этом необходимо помнить, что ввинчивать шуруп необходимо в специально подготовленное отверстие, которое делают сверлом или шилом. Диаметр этого отверстия должен быть немного меньше диаметра верхней части шурупа. Иногда, при завинчивании в твердую древесину, шуруп приходится предварительно смазать мылом, солидолом или другим подобным материалом.

Все соединения, описанные ранее, производят с обязательным применением клея, а в некоторых случаях дополнительно усиливают деревянными нагелями, шкантами, шурупами, металлическими накладками, угольниками.

Вследствие ограниченности размеров дерева создание из него строительных конструкций больших пролетов или высоты невозможно без соединения отдельных элементов. Соединения деревянных элементов для увеличения поперечного сечения конструкции называют сплачиванием , а для увеличения их продольной длины — сращиванием, под углом и прикрепление к опорам – анкеровкой.

Увеличение заготовок по длине называется сращиванием. Увеличение заготовок по сечению называется сплачиванием. Соединения деревянных конструкций классифицируют по различным признакам. Например, по виду работы элемента и работы самой связи (соединения на растянутых связях, соединения на податливых связях).

По характеру работы все основные соединения делятся на:

• без специальных связей (лобовые упоры, врубки);
  
• со связями, работающими на сжатие (шпонки колодки);
  
• со связями, работающими на изгиб (болты, стержни, гвозди, винты, пластинки);
  
• со связями, работающими на растяжение (болты, винты, хомуты);
  
• со связями, работающими на сдвиг-скалывание (клеевые швы).
  

По характеру работы соединений деревянных конструкций делятся на податливые и жесткие. Податливые изготавливаются без применения клеев. Деформации в них образуются в результате неплотностей.

Принято различать три группы соединений деревянных конструкций:

1. Контактные соединения (без использования рабочих механических связей: врубки и другие соединения «впритык»)
   
2. Соединения с использованием механических связей (нагельные: болтовые, гвоздевые; шпоночные, соединения на шайбах, нагельных пластинках и т.п.)
   
3. Клеевые соединения и соединения комбинированного типа
   

Требования к соединениям

1. Надежность. В частности, рекомендуется сводить к минимуму неблагоприятные (ненадежные) виды работы древесины в соединениях (работа древесины на скалывание, смятие поперек волокон, растяжение поперек волокон). С понятием надежности тесно связан так называемый принцип дробности: «чем мельче связи и чем их больше, тем выше надежность соединения». Другими словами, десять болтов маленького диаметра предпочтительнее одного болта при одинаковых затратах металла, так как в первом случае древесина работает в основном на смятие («надежный» вид работы древесины), а во втором случае — на сдвиг («ненадежный» вид работы древесины)

2. Прочность. В частности, стремление к равнопрочности с основной частью конструкции, к отсутствию ослаблений (отверстия) в сечении.

3. Снижение трудоемкости при изготовлении и монтаже конструкций (технологичность)

4. Деформативность. Например, в контактных соединениях величина предельной деформации смятия ограничена

Работа древесины в соединениях. Виды работы древесины на смятие поперек и под углом к волокнам, а также на скалывание относятся к неблагоприятным. Именно эти виды работы древесины сопровождают работу соединений и именно они чаще всего являются прямой или косвенной причиной отказа конструкции.

Смятие. Работа древесины на смятие поперек и под углом к волокнам характеризуется повышенной деформативностью и низкой прочностью. Диаграмма «сила — деформация» при смятии древесины поперек волкон отражает эффект сплющивания трубчатообразных клеток древесины. Различают три вида смятия:

• n смятие по всей поверхности (R см = 1,8 МПа, самый неблагоприятный вид смятия)
  
• n смятие на части длины
  
• n смятие на части поверхности (под шайбами) (R см = 4 МПа)
  

Увеличение прочности в последнем случае объясняется подкрепляющим влиянием окружающих площадку смятия волокон древесины.

Основные эмпирические зависимости при смятии.

Зависимость сопротивления от угла между направлением силы и направлением волокон древесины

R см,a = R см,0 / (1 + (R см,0 /R см,90 — 1) sin 3 a

Зависимость сопротивления от длины площадки смятия

R см,L = R см (1 + 8 / (L см + 1.2); [см]

Скалывание. Работа древесины на скалывание (сдвиг) характеризуется низкой прочностью и хрупким характером разрушения. В «чистом» виде скалывание практически не встречается. Обычно этот вид напряженного состояния комбинируется с другими (растяжение и сжатие поперек волокон).

Различают два вида скалывания: скалывание одностороннее и скалывание двустороннее. В первом случае прочность меньше, поскольку выше степень неравномерности распределения напряжений. В расчетах условно принимают равномерное распределение напряжений по длине площадки сдвига. Поэтому вводят понятие «среднее значение сопротивления сдвигу»

R ск,ср = R ск,ср / (1+ bL/e)

Формула отражает физическую сущность явления скалывания: коэффициент b учитывет вид скалывания, а отношение L/e учитывает влияние нормальных напряжений, сопутствующих скалыванию. R ск,ср — сопротивление скалыванию при равномерном распределении касательных напряжений.

Зависимость сопротивления скалыванию от угла между направлением силы и направлением волокон древесины имеет вид:

R ск,a = R ск,0 / (1 + (R ск,0 /R ск,90 — 1) sin 3 a

Назначение соединений	В конструкциях, изготовляемых в заводских условиях	В конструкциях, изготовляемых с применением облегченных средств механизации.
	из высушенных пиломатериалов	из брусьев и досок	из местного круглого леса
Сплачивание	На водостойком клее	На дубовых или березовых пластинках Деревягина; на гвоздях и топких нагелях из круглой стали, из пластмасс	На колодках, болтах, скобах
Наращивание
В сжатом стыке	Лобовым упором
В растянутом стыке	Зубчатым стыком на водостойком клее	Деревянными накладками и прокладками на нагелях из круглой стали, на болтах, гвоздях	Деревянными накладками на нагелях из круглой стали, на болтах
	Накладками с клеестальными шайбами	Накладками с шайбами на глухих нагелях и шурупах	Стальными накладками с шайбами на глухих нагелях и глухарях
Узловые примыкания
Сжатых стержней	Лобовым и трехлобовым упором	Лобовой врубкой; лобовым и трехлобовым упором
Растянутых стержней	Стальными тяжами или хомутами через накладки и прокладки на клее или нагелях и болтах	Стальными тяжами или хомутами через накладки и прокладки па гвоздях или нагелях и болтах	Стальными тяжами или хомутами через накладки на нагелях и болтах; скобами крестового профиля
Стержней, воспринимающих знакопеременные силы	Центровым болтом через клеестальные шайбы	Нагелями, штырями крестового профиля, гвоздями	Нагелями, штырями крестового профиля
		Центровым болтом, через когтевые шайбы, шайбы на глухих нагелях, шурупах, штырях крестового профиля или на гвоздях	Центровым болтом через шайбы на глухих нагелях, глухарях или на штырях крестового профиля

Основные виды соединений (при сплачивании)

1. Соединения на врубках , работающих без специальных рабочих связей. Соединения безраспорные; требуются лишь вспомогательные поперечные связи (устаревший вид сплачивания)

Схема соединения на врубках
Основной областью применения врубок являются узловые соединения в брусчатых и бревенчатых фермах, в том числе в опорных узлах примыкания сжатого верхнего пояса к растянутому нижнему поясу. Соединяемые врубкой элементы деревянных конструкций (д. к.) должны быть скреплены вспомогательными связями - болтами, хомутами, скобами и т. п., которые следует рассчитывать в основном на монтажные нагрузки

2. Соединения на шпонках , работающих в основном на сжатие (с), аналогично сжатым раскосам фермы (с). Распор Q шп воспринимается рабочими поперечными связями (р) - болтами, хомутами и т. п., работающими на растяжение аналогично растянутым стойкам фермы (р)

Схема соединения на шпонках

3. Соединения на нагелях , работающих в основном на изгиб (и), аналогично стойкам (и) безраскосной фермы. Соединения безраспорные, требуются лишь вспомогательные поперечные связи

4. Соединения на клею , работающем в основном на сдвиг (τ), аналогично сварному шву в металлических балках. Поперечная связь обычно обеспечивается самим клеевым швом

Соединения по ширине

При стыковке нешироких досок получаются щиты необходимых размеров.
Для соединения существует несколько способов.

1) Соединение на гладкую фугу;
При таком методе соединения каждая рейка или доска называется делянкой, а шов, который образуется в результате соединения, фугой. О качестве прифуговке говорит отсутствие просветов между стыками кромок смежных делянок.

2) Соединение на рейку;
По кромкам делянок выбирают пазы и вставляют в их рейки, скрепляющие между собой делянки. Толщина рейки и ширина паза не должны превышать 1/3 толщины доски.

3) Соединение в четверть;
В скрепляемых делянках выбирают по всей длине четверти. В таком случае размеры четверти, как правило, не превышают половину толщины делянки.

3) Соединение в паз и гребень (прямоугольный и треугольный);
Такой вид соединения обеспечивает делянку пазом с одной стороны и гребнем с другой. Гребень может быть как прямоугольным, так и треугольным, но последний редко используется, поскольку его прочность немного хуже. Соединение в паз и гребень довольно популярно и часто используется изготовителями паркета. Минусом такого соединения считается меньшая экономичность, поскольку используется больше досок.

4) Соединение «ласточкин хвост»;
Такой вид крепления немного похож на предыдущий, вот только гребень имеет трапециевидную форму. Ну отсюда и название.

Соединение досок в щиты: а - на гладкую фугу, б - в четверть, в - на рейку, г - в паз и прямоугольный гребень, д - в паз и треугольный гребень, е - в «ласточкин хвост»

Также при сборке щитов используют шпонки, наконечники в паз и гребень с вклейкой рейки в торец. Среди вклеенных реек встречаются треугольные, прямоугольные и наклеенные, а при использовании шпонки в основном выбирают паз «ласточкин хвост». Все это нужно для надежного скрепления щита.

Щиты: а - со шпонками, 6 - с наконечником в паз и гребень, в - с вклейной рейкой в торец, г - с вклейной треугольной рейкой, д - с наклеенной треугольной рейкой.

Соединение по длине

Среди популярных видов соединения по длине можно выделить: впритык, на «ус», в паз и гребень, на зубчатое клеевое соединение, в четверть и на рейку. Наибольшей популярностью пользуется зубчатое соединение, потому что оно имеет лучшую прочность.

Соединение брусков по длине: а - впритык, б - в паз и гребень, в - на ус, г, д - на зубчатое клеевое соединение, е - в четверть, ж - на рейку

Также существует сращивание, когда более длинные отрезки стыкуются между собой. Это может происходить несколькими способами. Например, вполдерева , косым прирубом , косым и прямым накладным замком , косым и прямым натяжным замком и впритык . При выборе сращивания вполдерева необходимая длина соединения должны составлять 2 или 2,5 от толщины бруса. Для большей надежности используют нагеля, например, такое можно встретить при строительстве брусчатых домов.

При использовании косого прируба с подрезкой торца размеры составляют 2,5 - 3 от толщины бруса и так же крепится нагелями.

Соединение прямым или косым накладным замком используют в конструкциях, в которых присутствуют растягивающие усилия. Прямой накладной замок находится на опоре, а косой можно разместить у опор.

Если Вы решили использовать косой прируб с подрезкой торца, то соединение должно иметь 2,5 или 3 толщины бруса. В этом случае то же используются нагеля.

При стыковке прямым или косым натяжным замком можно не волноваться о прочности, но такое соединение имеет сложности в изготовлении, а также при усыхании древесины клинья ослабляются, поэтому такой метод соединения не подойдет для серьезной конструкций.

Сращивание впритык - это когда два конца бруса помещают на опору и надежно соединяются скобами.

Сращивание: а - вполдерева, б - косым прирубом, в - прямой накладной замок, г - косой накладной замок, д - прямой натяжной замок, е - косой натяжной замок, ж - впритык

Соединение брусьев или бревен можно встретить при возведении стен или в верхней или нижней обвязке в каркасных домах. К основным видам соединений можно отнести вполдерева , вполулапу , шиповое и угловой сковороднем .

Врубкой вполдерева считается вырубка или срезка половины толщины на концах брусьев, после чего они соединяются под углом в 90 градусов.

Соединение вполулапа образуется при зарезке на концах брусьев наклонных плоскостей, благодаря которым брусья плотно соединяются. Размер наклона определяется по формуле.

Врубка угловым сковороднем очень похожа на врубку вполдерева, но отличительной чертой является то, что при таком соединении один из брусьев теряет небольшую часть в ширине.

Наращивание

Наращиванием брусьев и бревен называется соединение элементов по высоте, что часто используется при строительстве столбов или матч.

Существует несколько видов наращивания:
1) впритык с потайным шипом;
2) впритык со сквозным гребнем;
3) вполдерева с креплением болтами;
4) вполдерева с креплением хомутами;
5) вполдерева с креплением полосовой сталью;
6) косым прирубом с креплением хомутами;
7) впритык с накладками;
8) крепление болтами;

Длина стыков обычно составляет 2-3 от толщины соединяемых брусьев или 2-3 диаметра бревен.

Соединение бревен при наращивании: а - впритык с потайным шипом, б - впритык со сквозным гребнем, в - вполдерева с креплениес болтами, г - вполдерева с креплением полосовой сталью, д - вполдерева с креплением хомутами, е - косым прирубом с креплением хомутами, ж - впритык с накладками и креплением болтами

Шиповое соединение

При шиповой вязке брусков на одном делают зарезку шипа, а на другом проушину или гнездо. Шиповую вязку брусков часто используют при создании столярных изделий, дверей, окон или фрамуг. Все соединения делаются на клею. Можно использовать не только один, но и два или более шипа. Чем больше шипов, тем больше площадь склеивания.Такой вид соединения можно разделить на угловые концевые, угловые серединные и угловые ящичные.

При угловом концевом соединении используется открытый сквозной шип (один, два или три), шип с потемком сквозной и несквозной, вставные шканты. Угловые серединные соединения можно встретить на дверях. Угловые серединные и концевые могут дополнительно использовать гвозди, шурупы, нагеля или болты.

Угловые шиповые соединения: а - открытый сквозной одинарный шип УК-1, б - открытый сквозной двойной шип УК-2, в - открытый сквозной тройной шип УК-3, г - шип несквозной с полупотемком УК-4, д - шип сквозной с полупотемком УК-5, е - шип несквозной с потемком УК-6, ж - шип сквозной с потемком УК-7, з - соединение несквозное и сквозное на шкантах УК-8, и - на ус со вставными круглыми шкантами УК-9, к - несквозной на ус со вставным плоским шипом УК-10, л - сквозной на ус со вставным плоским шипом УК-11

Угловые серединные соединения на шип: а - несквозной типа УС-1, б сквозной УС-2, в - сквозной двойной УС-3, г - несквозной в паз и гребень УС-4, д - несквозной в паз УС-5, е - несквозной на круглых шкантах УС-6

Все фото из статьи

В этой статье мы сделаем обзор того, какие возможны варианты соединения изделий из дерева. А таких способов превеликое множество, от простого соединения встык до сложнейшего соединения «ласточкин хвост». Важно помнить, что не все их можно выполнить самостоятельно, но лишней нижеизложенная информация точно не будет.

Надежная сцепка — залог прочности и надежности для любой конструкции

Перечисляем допустимые варианты

Все они отличаются своей прочностью и сложностью, к примеру, корпус шкафа собирают фальцевым или стыковым соединением, реже используют совмещение «в паз» или «в ус». А вот для изготовления дверной рамы или панели пригодится мастерство шипового соединения.

Ниже перечислены способы соединения деревянных деталей.

Соединение деталей «встык»

Стыковым совмещением называют закрепление краев. Для этого обыкновенно используют крепежные средства и клей. Но стыковое соединение не очень-то надежное, поэтому его следует упрочнять, что сделать не так уж и сложно.

Крепление «встык» желательно упрочнять металлическим креплением: уголками и саморезами

Такой способ обыкновенно применяют при сборке лицевой рамы шкафа, где прочность не играет важной роли, поскольку части рамы надежно прикрепляются к самому шкафу. Соединение деревянных конструкций «встык» обычно укрепляют ламелями или нагелями, которые способны совместить отдельные части во время склейки.

Скрепление деталей «в ус»

Это совмещение имеет некоторые отличия от предыдущего. При склейке поверхности детали скашиваются под углом 45° по отношению к оси . Соединение деревянных деталей «в ус» также необходимо упрочнять с помощью дополнительного крепежа.

К сведению! Обычно такой способ объединения применяют в том случае, когда необходимо соединить два отрезка молдинга в углу.

Упрочнение соединения деталей из древесины

Как уже говорилось выше, упрочнить можно с помощью обыкновенных деревянных нагелей. Нагельные укрепления обыкновенно совершают с помощью двух нагелей, вклеенных в один и в другой конец поперечины, в вертикальные стойки, в соответствующие им гнезда. Существует определенная инструкция выполнения таких соединений:

Размечаем гнезда для нагелей:

1. Для четкой разметки, необходимо подлежащие скреплению детали приложить друг к другу.
2. Провести линию карандашом, отмечая места для нагелей.

1. Продолжить линию на кромку каждой из заготовок, с помощью угольника.
2. Высверливаем гнезда для нагелей:

• Для того чтобы гнездо расположилось ровно посредине деревянной детали, необходимо использовать кондуктор для сверления.
• Чтобы гнездо получилось необходимой глубины, необходимо использовать муфту для стопора.

Совет! Если у вас нет стопорной муфты, можно заменить ее, надев на сверло маленький кусочек пленки.

1. Собираем детали:

• Необходимо нанести на нагель клей и вставить его в соответствующее гнездо первой детали.
• Соединяем детали вместе.
• Зажимаем.
• Оставляем на время, чтобы дать клею высохнуть.

Упрочнение соединения при помощи ламелей

Если сравнивать виды соединений деревянных конструкций, безусловно, выигрывает ламельное объединение. Пусть цена таких соединений будет чуточку выше, зато с ними очень легко и удобно работать.

Ламели – это спрессованное дерево в виде сплющенных шариков. Гнезда для таких шариков вырезают при помощи специальной ламельной машины. При этом отверстие получается идеальной формы. А из-за того, что ламели немного короче, нежели гнездо, совмещение деталей при склеивании получается более точным. Это очень не удобно.

Детали в изделиях из древесины можно соединить друг с другом гвоздями, шурупами или клеем.

Гвоздь - это крепежная деталь, состоящая из головки, стержня и острия. В зависимости от назначения гвозди различаются по диаметру и длине, а также по форме головки (шляпки).

Прежде чем забивать гвозди, размечают места их будущего расположения. При соединении деталей гвоздями обычно прибивают тонкую деталь к толстой. Молоток держат так, чтобы рука была на расстоянии 20-30 мм от конца рукоятки (рис. 105, а). Сначала гвоздь придерживают большим и указательным пальцами левой руки и наносят несильные удары молотком по шляпке. После того как гвоздь крепко войдет в древесину, левую руку убирают и ударяют молотком сильнее.

Рис. 105. Забивание (а) и выдергивание (5, в) гвоздей

Если гвоздь при забивании согнулся, его необходимо выдернуть клещами (рис. 105, б) или молотком со специальной прорезью на носке (рис. 105, в). Чтобы не повредить поверхность изделия, под клещи или боек молотка подкладывают дощечку.

Если концы забитых гвоздей выступают, их подгибают вокруг металлической оправки и забивают обратно в древесину (рис. 106). Это повышает прочность соединения.

Рис. 106. Сгибание и забивание выступающего конца гвоздя

Забитый гвоздь с загнутым концом выдергивают так: отверткой или стамеской отгибают загнутый конец гвоздя, выравнивают его клещами или плоскогубцами, выбивают ударами в конец гвоздя молотком и выдергивают гвоздь за головку клещами.

Правила безопасной работы

1. Работайте только исправным молотком с хорошо насаженной ручкой.
2. Не стойте за спиной товарища, работающего молотком.
3. Ударяйте по головке гвоздя так, чтобы направление удара совпадало с осью гвоздя.
4. Не оставляйте молоток на краю верстака.

Соединение шурупами

Соединение деталей шурупами более прочное, чем соединение гвоздями. Шуруп - это крепежная деталь, состоящая из головки и стержня с винтовой нарезкой (рис. 107).

Рис. 107. Шурупы с различными головками: а - полукруглой; б - потайной; в - полупотайной

Головки шурупов имеют шлицы - прямые или крестообразные канавки для завинчивания и вывинчивания шурупов отверткой. Места установки для шурупов размечают так же, как и для гвоздей.

В детали, в которую хотят ввинтить шуруп, сверлят глухое отверстие диаметром, чуть меньшим - 0,9 диаметра шурупа, на глубину, равную длине ввинчиваемой части шурупа. Для тонких шурупов отверстия прокалывают шилом.

В присоединяемой детали сверлят сквозное отверстие диаметром, немного большим диаметра шурупа.

Для потайной и полупотайной головок шурупов отверстия обрабатывают (раззенковывают) сверлом большого диаметра или специальным инструментом - зенковкой (рис. 108, а, 6).

Рис. 108. Соединение деталей шурупами. Вырезание гнезда под головку шурупа: а - сверлом; б - зенковкой. Ввинчивание шурупа отверткой: в - с полупотайной головкой; г - с потайной головкой

После сверления деталей их соединяют, шуруп ставят в отверстие и завинчивают отверткой по часовой стрелке (рис. 108, в, г).

Правила безопасной работы

1. Не применяйте шуруп со сбитым шлицем.
2. Пользуйтесь только исправной отверткой, соответствующей прорези шурупа.
3. Шуруп ввинчивайте под прямым углом к детали.
4. При ввинчивании шурупа не поддерживайте его рукой.
5. После ввинчивания шурупа острые заусенцы на головке зачищайте наждачной бумагой или напильником.

Соединение деталей клеем

Многие детали из древесины соединяют с помощью клея.

Клеи бывают природные (естественные) и синтетические (искусственные). Синтетические клеи получили более широкое применение (их выпускают уже готовыми к использованию). Из синтетических клеев в школьных мастерских применяют ПВА.

Клей ПВА - вязкая жидкость белого цвета. Наносится на склеиваемые поверхности кистью или тампоном.

Из природных клеев в школьных мастерских применяют казеиновый и столярный клеи. Казеиновый клей представляет собой порошок желтоватого цвета. Его растворяют в воде и тщательно размешивают. Свежеприготовленный клей годен к применению в течение 3-4 часов, после чего он затвердевает.

Перед склеиванием поверхности деталей очищают от опилок, грязи, краски, затем намазывают клеем, выдерживают 2-3 минуты на воздухе, чтобы клей впитался в древесину и загустел, и соединяют друг с другом. Затем склеиваемые детали прижимают в струбцине (рис. 109) или в зажимах верстака и выдерживают до полного затвердевания (около 24 часов).

Рис. 109. Склеивание в струбцине: 1,2 - склеиваемые детали; 3 - клей; 4 - скоба струбцины; 5 - зажимной винт; 6 - рукоятка зажима

Правила безопасной работы

1. Склеивайте детали только на подкладных досках.
2. При нанесении клея избегайте его попадания на руки, в глаза.
3. После работы тщательно мойте руки с мылом.

Практическая работа № 31
Соединение деталей из древесины гвоздями, шурупами и клеем

Порядок выполнения работы

1. На непригодном пиломатериале потренируйтесь соединять гвоздями деревянные заготовки различной толщины. Попробуйте вытащить забитые гвозди клещами или молотком с прорезью. Соедините детали вашего изделия длинными гвоздями. Выступающие острые концы гвоздей загните и забейте в древесину. Проверьте прочность соединения.
2. На пробных заготовках из древесины просверлите отверстия нужного размера и ввинтите различные шурупы с помощью соответствующих отверток.

   Подберите шурупы необходимых размеров для соединения деталей вашего изделия. Разметьте места расположения шурупов. Соедините детали шурупами.

3. Подготовьте рабочее место для склеивания деталей изделия. Очистите склеиваемые поверхности. Подготовьте клей и кисть. Нанесите кистью равномерный слой клея на склеиваемые поверхности, дайте ему подсохнуть 2-3 минуты. Соедините детали и зажмите их струбциной, тисками или в зажиме верстака. На следующем уроке проверьте качество склеивания.

Новые понятия

Гвозди, молоток, клещи, шуруп, шлицы, зенковка, отвертка, клеи природные (столярный, казеиновый) и синтетические (ПВА).

Контрольные вопросы

1. Где встречаются соединения гвоздями, шурупами и клеем?
2. Чем отличается соединение шурупами от соединения гвоздями?
3. К чему может привести ввинчивание шурупов без предварительного выполнения отверстий в деталях?
4. Какие меры безопасности нужно соблюдать при соединении деталей гвоздями и шурупами?
5. Зачем детали с нанесенным слоем клея выдерживают на воздухе перед склеиванием?