Шиповые столярные соединения

Эти прочные соединения можно сделать быстро и аккуратно с помощью погружного фрезера и простого самодельного приспособления. Посмотрите также способы изготовления шиповых соединений.

В таких соединениях шип, представляющий собой отдельный небольшой отрезок, вставляется в гнезда смежных деталей, как показано на левом рисунке, и эти соединения такие же прочные, как и с классическими цельными шипами, показанными на рисунке справа. Соединения с вставным шипом предпочтительнее традиционных по нескольким причинам.

 

• Погружной фрезер позволяет делать гнезда в длинных, широких или толстых заготовках, которые неудобно обрабатывать с помощью долбежных и сверлильных станков. (Поэтому мы выбрали такой метод для соединения деталей в проекте «Традиционная кровать, простая и элегантная», опубликованном в этом номере.)
• Используя лишь одну фрезу, вы получаете одинаковые гнезда с ровными и гладкими стенками, обеспечивающими прочность склейки. И вам не придется подгонять толщину каждого шипа, как в случаях с гнездами, которые сделаны на сверлильном станке или выдолблены вручную.
• Вы можете сделать лишние заготовки для шипов самых ходовых размеров и сохранить их для будущих проектов, чтобы сэкономить время. И эти шипы можно делать из обрезков, которые в иных случаях были бы просто выброшены.
• Вам не нужно добавлять к длине детали длину шипов, как в классических соединениях, поэтому можно с большей эффективностью использовать ценную древесину.

Что нужно для начала работы

• Погружной фрезер с достаточно мощным электродвигателем (не менее 1,2 кВт) для выборки гнезд в твердой древесине.

• Фреза с восходящей спиралью диаметром не более 1/3 толщины заготовок, в которых будут сделаны гнезда.
• Приспособление, направляющее фрезер вдоль заготовки. Хотя можно пользоваться штатным боковым упором вашего фрезера, наше приспособление работает лучше, так как оно не дает фрезе случайно уйти в сторону.




• Копировальная втулка, внешний диаметр которой равен ширине прорези в шаблоне приспособления и в которую свободно входит фреза. Делать гнезда шириной более 12 мм приходится редко, поэтому втулки диаметром 16 и 19 мм будут использоваться чаще всего.

Как изготовить приспособление

С выборкой гнезд отлично справляются два варианта самодельных приспособлений: центрирующее и фиксированное. Сначала рассмотрим центрирующее приспособление, у которого, как следует из названия, шаблон с прорезью автоматически устанавливается посередине толщины или ширины заготовки. С показанным на рисунке внизу приспособлением вы сможете фрезеровать гнезда на заготовках шириной до 83 мм.

Делая такое приспособление, выпилите в шаблоне прорезь, длина которой равна сумме длины гнезда и разницы диаметров фрезы и копировальной втулки. Например, если нужно фрезеровать гнездо 12×50 мм с использованием 16-миллиметровой втулки, сделайте прорезь шириной 16 и длиной 54 мм, расположив ее точно в перекрестье центральных линий шаблона. Выпилите прорезь аккуратно, чтобы копировальная втулка легко перемещалась вдоль нее без малейшего бокового люфта. Для работы с приспособлением расположите его на заготовке, как показано на фото внизу. Вставьте в цангу фрезу, соответствующую требуемой толщине вставного шипа, настройте глубину и отфрезеруйте гнездо за несколько неглубоких проходов.

Более простое приспособление с фиксированным шаблоном позволяет делать гнезда на одинаковом расстоянии от края заготовки, как показано на фото внизу. Как и в центрирующем приспособлении, в нем есть прорезь для копировальной втулки, но имеется только один направляющий брусок, прикрепленный шурупами параллельно длинной стороне прорези и под прямым утлом к поверхности шаблона.

 

 

 

Изготовление шиповых соединений

Для их изготовления используйте только твердую древесину лиственных пород, так как древесина хвойных пород слишком мягкая, и ей не хватает прочности. Лучше выбирать прямослойный материал без сучков и других дефектов.

Краткий совет! Можно делать вставные шипы из заболони вишни или ореха. Хотя она отличается по цвету, но имеет такую же прочность, как и ядровая древесина.

Сначала острогайте материал до толщины, равной ширине гнезд. Шип не должен выпадать из гнезда, если заготовку перевернуть, но его можно вынуть вручную. Если у вас нет рейсмусового станка, напилите заготовки требуемой толщины на пильном станке.

Теперь опилите заготовки по ширине, соответствующей длине гнезд. Затем с помощью фрезерного стола сделайте скругления на всех ребрах. Наконец, распилите заготовку на отдельные шипы необходимой длины и сделайте вокруг торцов небольшие фаски, чтобы шип легче вставлялся в гнездо.

Как упростить сборку

По сравнению с классическими шипами, в этих соединениях вдвое больше гнезд, поэтому для их сборки клея требуется в два раза больше. Чтобы избежать спешки и суеты, советуем разделить сборку на два этапа. Сначала вклейте шипы в гнезда деталей, формирующих одну часть каждого соединения. 11ри этом не требуется использовать струбцины для прижатия туго входящих вставных шипов. Дождитесь, когда клей схватится, склейте соединения, как обычно, и зафиксируйте струбцинами.

 

Лучшие фрезы для шипового соединения

Рекомендуем применять твердосплавные фрезы с восходящей спиралью — они легко входят в материал, не приводят к образованию сколов (если не затупились) и хорошо удаляют стружку, и это снижает температуру в зоне резания, позволяя избежать образования прижогов и сохранить остроту режущих кромок. Фрезы с нисходящей спиралью проталкивают стружку вглубь гнезда, что приводит к повышению температуры и более быстрому износу режущих кромок.

Прямая фреза тоже годится для этой задачи, если имеет на конце так называемые подрезатели, позволяющие инструменту входить в обрабатываемый материал торцом. Такие фрезы предназначены для погружного фрезерования. Обычные прямые фрезы, не имеющие подрезателей, оставляют в центре небольшой «островок» древесины между карбидными лезвиями, препятствующий вертикальному погружению.