Соединение деталей. 
Технология обработки материалов

При выборе соединения деревянных деталей, прежде всего, ориентируются на ту нагрузку, которую будет испытывать соединение. Оно должно быть прочным, жестким и максимально приспособленным к тем силам, которые в процессе эксплуатации изделия будут на него воздействовать. Древесина более стойка к сжимающим, растягивающим и изгибающим нагрузкам, чем к скалывающим и расщепляющим. Чем более активно нагружен узел, тем тщательнее должна быть продумана конструкция соединения деталей.

Технологические особенности процессов соединения деталей рассмотрены ниже.

Клеевые соединения. Наиболее целесообразным приемом повышения прочности узла крепления является применение клея. Чем больше площадь клеевого слоя, тем прочнее соединение. Однако клеевые швы зачастую бывают нестойки к ударным нагрузкам и их необходимо прятать вглубь изделия, скрывая от раскалывания наружным слоем древесины.

В столярных соединениях используют природные и синтетические виды клеев. Природные клеи изготавливают из растительного, животного или минерального сырья. Синтетические клеи изготовлены из искусственных компонентов в промышленных условиях.

Природные клеи, применяемые в деревообработке, имеют животное происхождение: это глютеиновые (мездровые и костные) и казеиновые клеи.

Мездровый клей изготовлен из мездры — подкожного клейкого слоя шкур животных. Костный клей делают из костей животных. Глютеиновые клеи нестойки к влаге и их не используют для сборки конструкций, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности.

Казеиновые клеи изготовлены из молочных продуктов. Основным компонентом в них является казеин — молочный белок. Казеиновый клей нестоек к повышенной температуре и недолговечен.

Синтетические клеи имеют большее распространение в столярном производстве, чем природные. К ним относят карбамидные, меламино-мочевипоформальдегидныс и др. Синтетические клеи прочны, водостойки, не склонны к загниванию и т. п.

Эпоксидный клей является универсальным клеящим составом для древесины всех пород. Он дает прочный шов, технологичен в использовании. Недостатком эпоксидного клея являются повышенные требования к подготовленным под склеивание поверхностям.

Клей ПВА (поливинилацетатная дисперсия) дает прочное пластичное соединение, прочность клеевого шва в котором превосходит прочность древесины основы. Разрушение изделия, созданного с помощью клея ПВА, происходит по телу детали, а не, но клеевому шву. Клей технологичен, быстро схватывается, не портит внешний вид готового изделия, поскольку после высыхания становится прозрачным. Клей ПВА применим для склеивания любых деталей из древесины и древесных материалов.

Соединять детали можно как путем непосредственного приклеивания одной детали к другой по поверхности контакта (неконструктивное соединение), так и за счет врезки одной детали в другую (конструктивное соединение).

Конструктивные соединения прочнее неконструктивных, но они более трудоемки в исполнении. Конструктивные соединения используют при изготовлении мебели, деталей интерьера, декоративно-функциональных изделий, воспринимающих различного рода нагрузки. Неконструктивные соединения применяют для менее ответственных изделий, несущих, чаще всего, чисто декоративную функцию (небольшие настенные рамки, статуэтки).

Конструктивные соединения бывают трех типов: угловые соединения; сплачивание; сращивание.

Угловые соединения. Угловым называют соединение, при котором детали сопряжены под углом.

Шиповые соединения. Самым распространенным типом углового соединения путем врезки является соединение на шип. Шипом называют технологический выступ на конце одной из соединяемых деталей, вставляемый в прорезанное в другой детали отверстие. Глухое отверстие называется гнездом, а сквозное — проушиной. На рис. 4.1 показаны основные элементы шипового соединения.

Рис. 4.1. Элементы шипового соединения:

а — шип; б — гнездо; в — проушина; 1 — торец шипа; 2 — заплечики; 3 — щечки;

4 — дно проушины¹

Шиповые соединения делят на следующие виды: концевые, срединные (тавровые) и ящичные (рис. 4.2).

Угловые соединения составляют большинство узлов столярных изделий. В зависимости от конструкции изделия и тех нагрузок, которые на него будут воздействовать, шины могут быть одинарными, двойными, тройными и более. От количества шипов соответственно зависит площадь склеивания.^[1]

Рис. 4.2. Виды угловых шиповых соединений:

а — концевое; б — срединное (тавровое); в — ящичное²

Шип называется прямым, если его стороны параллельны нластям соединяемых брусков. У косого шипа одна или несколько сторон непараллельны нластям соединяемых брусков. Шип «ласточкин хвост» в плане имеет форму трапеции. Его применяют для узлов, работающих в условиях вырывающих или растягивающих сил.

По характеру взаимного расположения соединяемых деталей шипы делят на открытые, с потемком и с полупотемком. Открытым является сквозной шип, который вставлен в проушину гак, что при взгляде на собранный узел остаются видны его боковая сторона и торец.

Открытый шип по высоте соответствует высоте сопрягаемых брусков (рис. 4.3, а —в). Шип, выполненный с потемком, снаружи в собранном узле.

Рис. 4.3. Шиповые соединения:

а — на шип открытый сквозной одинарный; б — на шин открытый сквозной двойной; в — на шип открытый сквозной тройной; г — на шип с нолупотемком несквозной; д — на шип с полупотемком сквозной; е — на шип с потемком несквозной; ж — на шип с потемком сквозной; з — на шип круглый вставной (шкант)¹

не виден. По высоте и толщине выполненный с потемком шип меньше сопрягаемых брусков (рис. 4.3, е_у ж). У собранного в полупотемок соединения, за счет перепада высоты шипа, на верхней части соединения видна выступающая часть шипа (рис. 4.3, г, д). Выполненные с потемком и с полупотемком шипы могут быть сквозными и несквозными.

Угловые соединения других типов. Помимо шиповых в столярном деле зачастую применяют другие типы соединений.

При соединении вполдерева в обоих соединяемых брусках прорезают пазы вполовину их толщины. Стыкуя между собой обработанные таким образом детали, образуют угловые соединения, как концевые, так и срединные (рис. 4.4).^[2][3]

Рис. 4.4. Угловые соединения вполдерева:

а — концевое; б — срединное (тавровое)²

Для изготовления рамок, дверных проемов, оконных рам используют угловое концевое соединение на ус. При соединении на ус сопрягаемые детали обрезают под углом 45°, после чего соединяют их обработанными концами так, чтобы получился прямой угол. Соединение на ус может быть впритык на клею, а также впритык со вставным шипом, внакладку вполдерева, со сквозным шипом (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Угловые соединения на ус:

а — впритык со вставным шипом; 6 — впритык на клею; в — со сквозным шипом;

г — внакладку вполдерева^[4]

• [1] URL: http://nsworld.rU/uchcbnik/5.html. 2 URL: http://school.xvatit.com.
• [2] URL: http://www.podokonnik700.ru.
• [3] URL: http://wood-petr.ru/.
• [4] URL: http://gardenweb.ru.