Справочник мастера столярно-плотничных работ

При изготовлении шкантов также необходимо придерживаться определенных параметров:

1) диаметр шканта должен составлять 0,4 толщины бруска;

2) длина шканта должна быть в 2,5–6 раз больше его диаметра;

3) расстояние между шкантами и от края бруска до шканта составляет 2–3 диаметра шканта.

Если используется соединение под углом в 90°, чтобы прочность в торце и кромке сопрягаемых брусков была равной, в них запрессовывают шканты: в торец на глубину 0,55 длины, в кромку – на 0,45 длины шканта. Например, длина шканта составляет 50 мм, тогда в торец его запрессовывают на глубину 27,5 мм (50 x 0,55), а в кромку – на 22,5 мм (50 x 0,45).

Клеевое соединение на шкантах определяется их конструкцией (рис. 73).

Рис. 73. Конструкция шканта: а – шкант; б – калибр; в – схема изготовления калибра

Для них используют древесину твердых лиственных пород, из которой делают заготовки цилиндрической формы с рифленой поверхностью (это необходимо для того, чтобы с них не стекал клей). С торцевых сторон шкантов сняты фаски. Для выполнения рифления разработаны специальные калибры в виде стальной пластины, в которой проделаны четыре конусных отверстия, диаметр которых на 0,5 мм меньше, чем диаметр шканта. Верхняя образующая конусного отверстия снабжена зубьями высотой 0,5 мм, которые сделаны надфилем. Заготовку нужно вставить в отверстие калибра и ударить молотком. После прохода через калибр на ее поверхности остается рифление.

Под шкант выбирают гнездо диаметром, соответствующим его размеру.

Соединение «на ус» вставным плоским шипом (несквозным и сквозным) при сравнении с цельными шиповыми соединениями проигрывает в прочности, но дает возможность замаскировать торцы соединяемых деталей. Оно усиливается, если использовать двойной вставной шип, толщина которого равна одной пятой толщины бруска (а толщина одинарного вставного шипа в 2 раза больше).

Если соединяются тонкие бруски, тогда шипы изготавливаются из шпона толщиной 2 мм, при этом толщина несквозных шипов составляет 0,75 ширины бруска, а сквозных – 1–1,2.

Угловое срединное соединение на одинарный шип (сквозной и несквозной) в проушину или несквозной шип в паз выполняют на кромке бруска либо по отдельности под каждый шип. В первом случае длина шипа составляет 0,3–0,8 ширины бруска с проушиной, а во втором – 0,2–0,3 ширины бруска с пазом.

Угловое срединное соединение на шип под названием «ласточкин хвост» бывает сквозным и несквозным. В последнем случае шип углубляется на половину толщины бруска. При этом его длина составляет 0,3–0,5 ширины присоединенного бруска, а угол наклона равен 10°. Соединение на шип «ласточкин хвост» (сквозной) рекомендуется для фиксирования корпусов шкафов, сундуков и т. п., а глухой «ласточкин хвост» предназначен для скрепления боковых и лицевых стенок ящиков и др.

Угловое соединение в паз и гребень (несквозной) правильно ориентирует деталь во время сборки. Длина гребня равна 0,3–0,5 толщины бруска. Такой вариант соединения используется для установки полок, например в шкафах.

Особой прочностью отличаются ящичные угловые соединения на шип (прямой открытый) и на шип «ласточкин хвост» (открытый и полупотайной), у которых толщина прямых шипов равна 6–16 мм (градация – 2 мм), толщина широкой части шипов «ласточкин хвост» – 0,85 толщины бруска, угол наклона – 10°. Шипы не следует размещать непосредственно у кромки, расстояние между ними должно быть не менее 0,75 толщины бруска.

Ящичные соединения на шкант (открытый и несквозной) характеризуются тем, что площадь склеивания у них не очень большая, что сказывается на прочности. Поэтому данный вариант рекомендуется использовать в том случае, если основные нагрузки на шкант направлены на срез, а не на растяжение. Количество шкантов (диаметр – 8–10 мм, длина – 30–40 мм) в соединении может быть увеличено (но не более 4 шт.), что, естественно, усиливает прочность фиксации, но при этом возрастают сложности, связанные с подгонкой и сборкой деталей.

Ящичное соединение «на ус» вставной рейкой (материалом для нее обычно служит фанера) чаще всего используется тогда, когда требуется замаскировать торцы соединяемых элементов. Его можно дополнительно усилить металлическим уголком и т. п. Ширина рейки и толщина соединяемых плит идентичны, а толщина составляет 4–6 мм.

Соединение по кромке на вставную рейку достаточно прочное, особенно если последняя изготовлена из древесины с поперечным направлением волокон (ширина – 20–30 мм, толщина – 0,4 толщины заготовки) или из фанеры (толщина – 3–6 мм).

Некоторые виды угловых соединений показаны на рис. 74.

Рис. 74. Разновидности угловых срединных и ящичных соединений: 1 – на шип: а – одинарный сквозной и несквозной; б – «ласточкин хвост»; в – паз и гребень несквозной с одним или двумя заплечиками; г – прямой открытый; д – «ласточкин хвост» полупотайной; е – «ласточкин хвост» открытый; 2 – на шкант: а – открытый; б – несквозной; в – «на ус»; г – на вставную

Если используется шиповое соединение с проушиной, то сопрягаемые поверхности необходимо подготовить с высокой точностью, размечая их рейсмусом. Кроме того, следует придерживаться правил, которые минимизируют дальнейшую подгонку (рис. 75):

1) зона пропила захватывает половину ширины риски;

2) при выполнении проушины зона пропила должна находиться с внутренней стороны рейки, то есть в теле проушины;

3) при выполнении шипа зона пропила должна располагаться с наружной стороны риски, то есть в теле щечек;

Рис. 75. Методика разметки: а, б – плоских шипов и проушин; в, г – шипов и проушин для соединения «ласточкин хвост»; 1 – зона пропила; 2 – риска

4) для разметки соединения «ласточкин хвост» используют карандаш и малку. При выполнении шипа зона пропила должна проходить рядом с риской с наружной стороны шипа. После этого размечают проушины, у которых зона пропила должна находиться рядом с риской с внутренней стороны проушины.

Разъемные соединения

Разъемные соединения, которые очень распространены, например, в мебельной индустрии, выполняются с помощью шурупов, несмотря на то что это достаточно трудоемкий способ. Размер крепежа определяется нагрузками, которые предположительно будет испытывать соединение, и толщиной соединяемых деталей. Для обеспечения прочного соединения шуруп должен углубиться в деталь на две трети своей длины. При этом длина резьбы и глубина его вкручивания должны быть одинаковыми. В связи с этим, если соединяются достаточно тонкие детали, необходимо подбирать шурупы, у которых резьба нарезана по всей длине. Хотя такое фиксирование деталей классифицируется как разъемное, не следует многократно осуществлять это, поскольку соединение расшатывается и теряет прочность (каждый раз примерно на 10 %), особенно если сборка и разборка повторяются неоднократно.