Столярные соединения
Способов столярных соединений деталей из дерева так много, что только на перечисление их ушло бы несколько страниц. И каждое из них обусловлено не только соображениями прочности. Чаще всего, наоборот, прочность отходит на задний план, а главной задачей выбора способа соединения является декоративность, желание сделать его красивым, незаметным.
Взгляните на ящики своего шкафа, серванта, письменного стола. На передней (лицевой) доске нет никаких следов соединения со стенками. Чтобы увидеть их, надо выдвинуть ящик и посмотреть сбоку. Здесь применяется вязка углов способом в «полупотемок», когда шиповое соединение видно только с одной стороны.
В старинной мебели и сбоку шипов не увидите, такое соединение выполнено способом в «потемок». Более сложным, но тоже закрытым способом соединяют в углах бруски рамок для картин, крышек столов и т. п. Такой способ соединения называется «на ус в потемок». Когда такое соединение выполнено с учетом расположения волокон древесины, ее текстуры, то создается впечатление, что изделие состоит не из отдельных деталей, а выработано из цельного куска дерева.
В некоторых случаях шиповые соединения закрывают с лицевых сторон накладками из дерева ценных пород, пластика, металла или просто закрашивают. Декоративными (красивыми или незаметными) делаются соединения во всех сувенирных изделиях из древесины.
В промышленном производстве белодеревных изделий (двери, оконные переплеты, кухонная мебель) на первом плане стоит не декоративность, а технологичность столярных соединений: возможность машинной обработки древесины, механизации всех операций, включая сборку узлов и отделку готовых изделий.
При всем многообразии мебели и вообще столярных изделий они состоят из ограниченного набора элементов; бруски, доски, коробки, рамки, щиты — с добавлением различных профилированных деталей. Основными конструктивными элементами являются бруски и доски. Широкие их стороны принято называть пластями, а более узкие — кромками. Четыре бруска в соединении представляют собой рамку, а четыре дощечки — коробку. Щиты —это набор из нескольких брусков или досок, соединенных кромками и составляющих ровную плоскость большой площади — плиту. Щит может быть полым, тогда это рамка, облицованная с одной или с двух сторон фанерой или каким-нибудь другим материалом.
В современной мебели серийного производства щит стал самым распространенным конструктивным элементом, почти полностью вытеснившим рамку.
Последняя сохраняется лишь в конструкциях уникальной мебели. Остается основным конструктивным элементом рамка и в домашних поделках, так как для изготовления щита требуется тяжелое и громоздкое оборудование. Таким образом, научиться делать рамки домашнему столяру необходимо.
Наиболее распространены шиповые соединения отдельных элементов (деталей) в узлы, в рамки, и самым простым является способ вязки на одинарный прямой сквозной шип (рис. 1).
Шип сопряжен с гнездом (проушиной), своими плоскостями он плотно прилегает к стенкам (щечкам) проушины, что достигается точной разметкой с помощью угольника и рейсмуса, а затем точными пропилами. Сложность состоит в том, что надо так выполнить пропилы, чтобы на заготовках оставалась не задетая пилой половина по толщине карандашных линий (рисок). При этом на шипе разметочные риски будут заметны с внешней стороны кромок, а в проушинах — на щечках.
Соблюдают определенную последовательность операций при изготовлении простейшего узла из двух деталей: сначала размечают бруски под шип и проушину, потом запиливают шип, проверяют его соответствие разметке гнезда, образуют пилой и стамеской проушину. Затем насухо собирают детали, проверяют параллельность их, плотность прилегания. В необходимых случаях подгоняют, подчищают стамеской.
Разметка. Ее начинают с нанесения с помощью угольника поперечных карандашных рисок. На конце бруска, где будет шип, риски делают по всему периметру, на бруске с проушиной —только по кромкам. При этом колодки разметочного инструмента прикладывают к лицевым сторонам пластей и кромок, которые сразу же после строгания помечают каким-либо значком. Столяры-профессионалы помечают лицевые стороны продольными волнистыми линиями, сделанными простым мягким карандашом. Только не острым и не твердым, чтобы он не оставлял на древесине вдавленные следы, и ни в коем случае не химическим (чернильным), который может испортить декоративный вид поверхности в процессе отделки. Дело в том, что в состав грифелей чернильных карандашей входит химическое вещество метил-виолетт, одной едва видимой глазу песчинки которого достаточно, чтобы окрасить в фиолетовый цвет литр воды. Следы могут быть заметными даже после первого закрашивания белилами.
Длина шипа должна равняться глубине проушины или немного превышать ее, а ширина быть немногим меньше высоты щечек. Поэтому разметку начинают с попеременного накладывания брусков пластями друг на друга под прямым углом. Карандашные риски на гранях, сделанные после выравнивания торцов, служат отправными точками для разметки угольником шипа по всему периметру, а проушины —по кромкам. Длину шипа и глубину гнезда можно отметить и с помощью миллиметровой линейки.
При разметке деталей для рамки операции совмещают. Сначала размечают попарно четыре шипа, обычно располагающиеся на продольных брусках, затем проушины.
Случается, что риски, сделанные по всему периметру, на последней грани не сходятся. Почему это происходит? Если инструмент безупречен, то надо проверить линейками две плоскости бруска, которые выстрагивались по разметке рейсмусом. Но чаще всего несовпадение рисок является результатом поспешности и небрежности разметки. Карандаш с тупым грифелем оставляет слишком широкий след, а ведь если на одной грани будет допущена едва заметная разница, допустим, в две десятые доли миллиметра, то на последней грани бруска расхождение может составить более миллиметра.
Важно расположение источника света во время разметочных работ, свет должен падать справа и немного спереди по отношению к разметочному инструменту.
Затем приступают к разметке рейсмусом. Обычно толщина шипа составляет треть толщины бруска, в соответствии с этим устанавливают направляющие линейки рейсмуса. Но почему две, а не одну, которой можно было бы сделать продольные риски, прикладывая колодку рейсмуса попеременно к двум противоположным пластям бруска? Дело в том, что даже при, казалось бы, безупречном выстрагивании всех заготовок по заданным размерам в процессе разметки могут обнаружиться неточности строгания. Поэтому разметку рейсмусом, так же как и всяким другим инструментом, производят, прикладывая его колодки только к лицевым поверхностям заготовок, помеченным волнистыми карандашными линиями.
При этом острие гвоздика одной направляющей рейсмуса будет отстоять от колодки инструмента на треть толщины бруска, а второй— на две трети. Риски наносят рейсмусом и на торцы брусков, это поможет следить за правильностью пропилов во время работы ножовкой. В процессе запиливания рекомендуется не один раз, особенно вначале, взглянуть и на обратную сторону, чтобы своевременно заметить возможное отклонение полотна пилы от разметки.
Разметка столярных соединений —самая ответственная часть работы, погрешности обязательно скажутся во время образования шипов и проушин и еще более проявятся в ходе сборки изделия.
Устранение щелей и перекосов в одном угловом соединении двух брусков с помощью стамески — дело простое, а вот устранить те же самые дефекты в четырех углах рамки — очень кропотливое дело. Надо стараться точно размечать и запиливать шипы и проушины, не допуская отклонения от рисок, ибо устранение перекосов рамки — дело трудоемкое, требующее иногда столько же времени, сколько было затрачено на изготовление всех четырех шиповых соединений.
Запиловка шипа. Шип запиливают сначала вдоль, потом поперечным пропилом удаляют пластинки лишней древесины. Не спешите выбрасывать их, из них удобно, когда потребуется, делать клинышки.
Не рекомендуется начинать образование шипа с поперечного запила; имея дело с мягкой древесиной, легко зайти зубьями ножовки за продольную риску. Тогда шип окажется ослабленным, подрезанным в самом основании. Подобная погрешность при продольной запиловке большого ущерба прочности столярного соединения не принесет, ибо пластинка отпадет- сразу же, как только зубья пилы дойдут до риски.
Имея дело с твердыми породами дерева, столяры прибегают и к такому приему запиливания шипа. Поперечный пропил делают не под прямым углом, а с небольшим наклоном ножовки в сторону шипа. Тогда верхняя грань получится заостренной. Это обеспечит плотное прилегание грани к щечке проушины. Для мягкой древесины такой прием необязателен.
Прямолинейность шипа или отклонение легко обнаружить, если взглянуть на кромку бруска, поставленного перед глазами вертикально. Сразу же исправлять дефект стамеской не стоит, лучше подождать, как будет выглядеть соединение с этим шипом прямоугольного угла или всей рамки.
Образование проушины. Шип готов, можно приступить к образованию проушины. Сначала производят пропилы ножовкой, затем приступают к выдалбливанию лишней древесины стамеской. Ширина ее лезвия не должна превышать толщину шипа, но может быть меньше.
Долбление начинают с лицевой кромки бруска или пласти, стамеску устанавливают лезвием на риску с некоторым наклоном ручки (до 5°) от себя, в сторону фаски. Легким ударом и вторым, более сильным, углубляют лезвие в древесину на 6 — 8 мм. Затем кусок дерева такой толщины скалывают, операция повторяется до половины глубины гнезда. После этого брусок переворачивают и долбят проушину с обратной стороны до полного ее образования.
Выдалбливание с двух сторон делается для того, чтобы предотвратить скалывание древесины за пределами рисок.
Наклон же стамески гарантирует более плотное прилегание кромок шипа к краям проушины, соединение становится менее заметным. Образующаяся внутри небольшая щель, до 2 мм, посередине никакого значения для прочности вязки не имеет, она заполнится клеем в процессе запрессовки.
Образование проушин многошиповых соединений выполняется аналогичным образом.
Несколько по-иному производится образование гнезд для шипов, когда соединение приходится не на концы брусков. Предварительный запил ножовкой в этом случае невозможен.
Ширину гнезда, а следовательно, и толщину шипа при-дется определить в зависимости от имеющейся стамески или долота. Размеры их лезвий должны равняться толщине шипа или быть меньшими. Широкой стамеской выдолбить узкое гнездо невозможно.
Начало такое же, как и для проушины с пропилами: сначала лезвие стамески, установленной вертикально, углубляют в древесину силой одного-двух ударов на глубину 6— 8 мм. Затем более легкими ударами по стамеске, поставленной под небольшим углом, скалывают кусочки древесины вдоль волокон длиной 10—15 мм. Операции повторяются, как показано на рис. 1.
Если лезвие стамески уже ширины гнезда, то первую операцию придется повторить, после чего приступить к скалыванию лишней древесины.
Глубина несквозного гнезда определяется высотой шипа. Надо выдалбливать гнездо очень осторожно. Слишком сильными ударами по стамеске можно прорубить брусок насквозь.
Если же требуется вырубить сквозное отверстие, разметку с лицевой стороны переносят и на противоположную. Долбление ведут в той же последовательности, но с двух сторон бруска.
Более прочным является соединение двойным и тройным шипом, применяемое при изготовлении оконных рам, дверей и других тяжелых изделий, а также коробок и ящиков из досок. Прочность такого соединения очень высока. Если и приходится видеть разошедшиеся в углах рамы, то это результат действия влаги или недоброкачественного склеивания. Сама конструкция, испытанная в деревообработке веками, безупречна.
Толщина двойного шипа и ширина гнезда для него равны одной пятой толщины бруска, а тройного — одной седьмой. Техника разметки их мало чем отличается от разметки соединения в одинарный шип.
Сложные соединения. Более замысловатыми являются угловые соединения способом «на ус», в «полупотемок» и «потемок» на прямых шипах и шипах, носящих образное и точное название «ласточкин хвост». Не всякий столяр-профессионал возьмется за вязку ящика способом полного потайного шипа, применяемым только в краснодеревном производстве. Поэтому отложим описание этого соединения на более позднее время. Но вязка открытым шипом «ласточкин хвост» более проста, она пригодится уже на первых порах занятий столярным делом, например при изготовлении навесных полок и настенных шкафчиков для инструмента. Вязка таким способом необходима в тех случаях, когда значительная нагрузка на соединения направлена сверху вниз.
Разметка такого соединения (рис. 2) несколько отличается от разметки прямых шипов. С помощью линейки и угольника размечают, а затем делают или шип, или проушину. Затем два бруска накладывают друг на друга под прямым углом (если в готовом виде они должны образовать такой угол), потом карандашом или шилом очерчивают контуры шипа или проушины. Риски с помощью угольника и линейки переносят по периметру на противоположную сторону бруска. Дальнейшие операции по запиловке и выдалбливанию почти не отличаются от уже описанных. Гнездо выдалбливают стамеской, лезвие которой не превышает по ширине узкую часть проушины. Угол «ласточкина хвоста» обычно составляет не более 15°.
Случается, что грани шипа в верхней, более широкой части скалываются. Чаще всего это происходит во время пробной сборки узла, поэтому туго входящий в гнездо шип надо забивать осторожно, ударяя молотком по всей плоскости шипа или положив на шип кусок дерева.
Сколы менее вероятны в заготовках из прямослойной и тонкослойной древесины. В этом, как и в некоторых других, соединении нельзя допускать даже мелких сучков на шипах.
Предотвратить сколы можно снятием стамеской узких фасок на шипах с внутренней плоскости. В собранном виде фаски не будут видны, а в процессе склеивания заполнятся клеем. Тонкий срез стамеской делают начиная с широкой части шипа, срезы в обратном направлении приводят к сколам древесины.
В изготовлении рам для картин, зеркал применяют широкое соединение под прямым углом способом «на ус». Разметка брусков производится с помощью трех инструментов: угольника, рейсмуса и малки. Последняя предназначена для разметки под углом 45°.
Обычно «на ус» вяжут рамки из древесины ценных пород, которая отделывается прозрачными лаковыми покрытиями. Если же рамку собираются оклеивать декоративной фанерой или окрашивать масляной краской, нет смысла прибегать к сложному и трудоемкому соединению «на ус» да еще шипом в «полный потемок». Однако начинающему столяру для практики полезно использовать этот способ и на менее ценной древесине сосны или ели, а еще лучше березы, которая хорошо поддается имитации под ценные породы дерева, в том числе под красное и черное.
Лицевые стороны брусков должны быть обращены вверх и вовнутрь рамки. По внешнему периметру собранную и склеенную рамку можно будет обработать рубанком, чтобы придать изделию желаемый профиль. Скрытый шип при этом не помешает.
Разметку начинают с помощью угольника таким же образом, как и при обыкновенном шиповом соединении, но риски наносят только на кромки брусков. Пласти размечаются под углом с помощью малки. Затем на внутренних кромках рейсмусом размечают шипы. Разметка гнезд выполняется после того, как концы брусков спилены и зачищены острой стамеской, достаточно широкой, с лезвием, заточенным под небольшим углом.
Для пиления предпочтительнее ножовка или другая пила с мелкими зубьями. Запиливать шипы следует осторожно, чтобы не задеть верхнюю грань бруска. Готовый шип укорачивают на 8— 10 мм, окончательно обрабатывают его стамеской. По размеру шипа узкой стамеской выдалбливают гнездо для него.
Каждое угловое соединение подгоняют в отдельности, при этом очень плотно должны прилегать друг к другу лицевые (передние) грани соединения, незначительные неточности на обратной стороне рамки большого значения не имеют. Перед склеиванием и запрессовкой совершенно обязательна пробная сборка рамки с применением сжимов — вайм, струбцин.
Соединение на шпонках и штырях. Есть более простые способы соединения «на ус» посредством деревянных штырей и шпонок. В этих случаях концы всех четырех брусков спиливают под углом 45°, плоскости тщательно зачищают и подгоняют так, чтобы образовалось четыре прямых угла. Затем во всех брусках высверливают неглубокие отверстия по предварительной разметке центров с помощью рейсмуса и линейки. Диаметр отверстий не должен превышать трети толщины брусков. В эти отверстия вставляют нагели, сделанные из дерева твердых пород. Длина нагеля равна глубине двух соответствующих отверстий.
Подгонка угловых стыков и пробная сборка перед склейкой аналогичны таким же операциям с прямым шипом.
Несколько по-иному выглядит способ вязки с помощью врезных пластин из березового шпона. Последний можно получить, если размочить в горячей воде любой кусок клееной фанеры, внутренние один-два слоя которой обычно представляют листы березового шпона толщиной от 1,5 до 2 мм. Бруски подготавливаются к соединению так же, как и для крепления нагелями.
Врезка шипа из шпона делается так. Два бруска, образующие прямой угол, зажимают в тисках. Торцы предварительно смазывают клеем. Потом в них делают хорошо разведенной ножовкой два несквозных пропила. В них на клею вставляются куски шпона волокнами вдоль пропилов. Операция повторяется для других угловых соединений.
В запрессованном виде рамку оставляют до полного высыхания: на 4 — 6 ч при температуре воздуха не менее 18°. В холодном помещении срок выдержки увеличивается вдвое-втрое.
Но перед этим необходимо еще раз проверить прямо-угольность рамки.
Отборку четверти в рамках (пазы для вставки стекла, картин) выполняют на брусках после пробной сборки с запрессовкой.
В производственных условиях подобные соединения «на ус» производятся не только с помощью нагелей и шпонок, но и металлическими пластинами. Более жесткое соединение углов достигается наклейкой с обратной стороны рамки угольников из фанеры, укреплением на шурупах металлических закладок, пластмассовых угольников на клею и шурупах.
Изготовление щитов. Соединение нескольких брусков или досок в щит называют сплачиванием. Имеется много способов скрепления заготовок, но одна предварительная операция обязательна для всех вариантов: кромки заготовок должны быть прямыми, плотно, без щелей примыкающими одна к другой по всей длине. Это достигается фугованием — строганием фуганком. Для коротких заготовок пригоден в домашних условиях и рубанок. Кромки по отношению к пластям выстрагивают под прямым углом. Проверку производят путем накладывания заготовок кромками одна на другую.
И еще одно обязательное условие. В щитовых соединениях наглядно проявляется правило правой и левой сторон. Если уложить доски в щит годичными слоями в одну сторону и в таком виде склеить, то он непременно покоробится при высыхании, примет форму корыта. Никакими способами крепления предотвратить этот естественный процесс невозможно. Поэтому доски укладывают рядом попеременно то правой стороной вверх, то левой, а широкие доски распиливают на узкие бруски, но и в этом случае они укладываются с учетом расположения годичных слоев.
Более прочным по сравнению с чисто клеевым будет соединение брусков прямоугольными и круглыми вставными шипами, рейками, способом в четверть, паз, гребень и др. В некоторой степени коробление тонких щитов сдерживает сплачивание на шпонках и с наконечниками (рис. 3). В заводских условиях, где есть необходимое оборудование (фрезерные и другие станки), применяют и другие способы сплачивания, в том числе на металлических стальных пластинках, проволочных скобах и с помощью других закладных деталей.
Для некоторых способов сплачивания необходим специальный инструмент. Прорези для шпонок, имеющих пирамидальное сечение, пропиливают специальной ножовкой с двумя приподнятыми над полотном ручками, она называется наградкой. Но пазы в нешироких щитах можно пропилить и обыкновенной пилой, для этого лучше подходит ножовка с обушком, предназначенная для точного поперечного пиления. В этом случае бруски соби; а-ются насухо в щит, сжимаются ваймой, потом с помощью линейки на щите размечаются линии пропилов для пазов, которые затем выпиливаются в каждом бруске по отдельности. Выборка древесины производится стамеской.
Для более плотного прилегания шпонки к стенкам паза их делают слегка суженными к одному концу, на конус.
Глубина паза не должна превышать одной трети толщины щита.
Для соединения в четверть потребуется струг, который называется зензубелем. Этим инструментом без предварительной разметки в кромках брусков выстрагиваются прямоугольные пазы.
Все щиты после пробной сборки склеиваются и запрессовываются в ваймах. Срок выдержки не менее 6 ч.
Склеивание. Процесс склеивания присущ почти всем видам и способам столярных соединений деревянных деталей. Другие способы столярных соединений: на гвоздях и шурупах, с помощью металлических накладных или врезных деталей — всего-навсего вспомогательные.
Даже самые замысловатые способы вязки древесины предполагают закрепление с помощью клея. Столяры-краснодеревщики никогда не прибегают к гвоздям, металлическим угольникам, болтам, если имеется хоть малейшая возможность обойтись без них. Но и эти метизы могут быть выполнены из дерева — угольники и накладки из фанеры, гвозди, квадратные шпонки и круглые штыри из твердых пород древесины. Поставленные на клею, они скрепляют заготовки не менее надежно, чем металлические болты с гайками.
На основе клеящих составов изготовляются древесноволокнистые и древесностружечные плиты, фанера. Из нескольких коротких брусков путем сращивания на клею делают длинномерные бруски, не только не уступающие по прочности, но превосходящие сделанные из цельного дерева. В наше время такие бруски применяют в строительстве, склеенными делают колоды для дверей, сами двери, рамы.
Редкое изделие из дерева и редкий технологический процесс столярного производства обходится без клея. В обиходе насчитывается до трех десятков клеящих составов, половина которых пригодна для склеивания дерева и производных от него материалов: бумаги, картона, оргалита и др. Но несмотря на обилие универсальных клеев, созданных современной химией, не утратил своих достоинств традиционный столярный клей животного происхождения двух видов — мездровый и костяной. Названия указывают на сырье, из которого они приготовляются.
Столярный клей. В продажу столярный клей поступает в виде плиток размером с плитку шоколада или в виде крупки, напоминающей гречневую крупу, это так называемый гранулированный клей. О качестве клея свидетельствует цвет плиток и гранул: чем они прозрачнее, тем лучше клей.
Столярный клей применяется исключительно в горячем, подогретом до 60 — 70° виде. Поскольку клей нельзя варить на открытом огне (подгорев, он приходит в негодность), то для приготовления его нужна водяная баня (клеянка). Это два совмещенных сосуда: один большего размера, заполняемый водой, второй меньшего размера— сюда за 10—12 ч до варки засыпают гранулированный или измельченный плиточный клей и заливают кипяченой водой настолько, чтобы она полностью прикрыла сухой клей. Различные соли, даже соли, содержащиеся в сырой воде, отрицательно сказываются на прочности склеивания.
Сосудами для клеянки могут быть две железные консервные банки разных размеров. Края внутренней должны быть на 8— 10 мм выше, чтобы кипящая вода из первого сосуда не попадала в клей. Вместо внутренней жестяной банки можно использовать стеклянную баночку из-под майонеза. Если она мала по высоте, то на дно большой банки можно положить несколько керамических плиток. Можно приподнять внутренний сосуд с помощью трех-четырех металлических полосок, припаянных или приклепанных к стенкам жестяной банки. К стенке большого сосуда, в том месте, где жесть образует шов, прикрепляют с помощью скобки и двух болтиков деревянную ручку.
На полный разогрев (растворение) набухшего клея на газовой горелке достаточно 10— 12 мин. Не следует доводить клей до кипения, в большой банке всегда должно быть достаточно воды. Образование на поверхности светлой пены свидетельствует о невысоком качестве столярного клея или примененной для его размягчения воды. Пену следует снять, а клей в этом случае довести до кипения, высокая клеящая способность восстановится.
О готовности разогретого клея к употреблению и его нормальной консистенции будет свидетельствовать легкая пленка на поверхности, подобная той, что покрывает поверхность закипающего молока. Можно использовать и остывший, но еще не загустевший клей.
Для разного вида столярных работ может потребоваться клеевой раствор различной концентрации. Для шиповых соединений, например, гуще, чем для склейки фанеры, картона, оргалита. Слишком густой клей можно развести водой, но обязательно кипяченой. Обычно в клеянке с горячей водой клей остается вполне пригодным для использования без подогрева в течение 1,5 — 2 ч.
Не рекомендуется варить столярный клей про запас, в остывшем виде он теряет некоторую долю клеящей способности уже на третьи сутки, а потом вообще может загнить. Перед повторным разогреванием затвердевшего клея в него надо налить немного воды, лишь смачивая поверхность. Начало загнивания долго стоящего клея сопровождается образованием плесени в виде белого пуха на поверхности. Ее легко удалить, налив в банку горячей воды, через 2— 3 мин плесень всплывает, и ее надо выплеснуть вместе с водой. Для многих работ и такой клей все еще пригоден, исключение составляют инкрустация и декоративное фанерование.
Столярный клей наносят на склеиваемые поверхности тонким слоем щетинной или лубяной кистью. Последнюю делают из липовой коры. Один конец лубяной палочки распаривают в кипятке, затем волокна коры разбивают молотком. Такая кисть удобна тем, что при повторном использовании ее не надо очищать от засохшего клея, конец палочки можно просто обрезать и образовать новую кисточку. Обе кисти пригодны и для других клеев.
Столярный клей (мездровый и костяной) универсален. Добавляя различные вещества, его можно сделать незагустевающим в течение длительного времени, водоупорным, пригодным для склеивания не только дерева, но и других материалов.
Казеиновый клей. В мебельной и деревообрабатывающей промышленности мездровый и костяной клеи почти полностью вытеснены казеиновым главным образом потому, что он растворяется в холодном виде, а это очень удобно для производственных условий и домашнему столяру, когда клей нужен тотчас и в небольшом количестве.
Другое преимущество казеинового клея состоит в том, что он более водостоек, нежели столярный. Этому способствует входящая в его состав известь. Еще более водостоек казеино-цементный клей. К недостаткам казеинового клея можно отнести способность казеина проникать глубоко в поры древесины. При наклейке тонкой декоративной фанеры казеиновый клей выступает на лицевой поверхности и оставляет на ней неисправимые пятна. Кроме того, высохший клей становится очень твердым, при обработке склеенных деталей инструмент быстро тупится. Последнее обстоятельство для машинного производства большого значения не имеет, но столяр, затачивающий инструмент вручную, отдает предпочтение традиционному столярному клею.
Казеиновый клей изготовляется из отходов молочной промышленности и представляет собой в сухом виде сероватый порошок, похожий на светлый цемент. Его разводят в плоской, лучше стеклянной, посуде холодной водой при соотношении 1 часть порошка на 1—2 части воды по объему или весу, в зависимости от назначения. Для склеивания твердых пород дерева применяется более жидкий состав, для мягких — погуще.
Клей с водой тщательно беспрерывно перемешивают в течение 15—20 мин до получения однородной массы без комков, по своей консистенции напоминающей сметану. После этого он готов к употреблению. Но сохранность его в жидком виде невелика: казеин начинает густеть (подсыхать) уже через час после составления, поэтому его разводят водой малыми порциями. Через 2— 3 ч клеевой состав становится полностью непригодным.
Приемы нанесения казеинового клея на деревянные поверхности мало отличаются от нанесения костяного клея. Но если кисть с засохшим столярным клеем можно восстановить, размочив в горячей воде, то сразу же после работы с казеином кисть надо тщательно отмыть, в противном случае она придет в негодность.
Продолжительность сушки составляет 3—5 ч, столько же, как и при использовании костного клея.
Синтетические клеи. Наша промышленность выпускает и готовые к немедленному употреблению клеи, не требующие подогрева и растворения. Они пригодятся дома всякому умельцу, в том числе и столяру. Привлекательность синтетических клеев заключается не только в их относительной универсальности. Они выпускаются в мелкой расфасовке —от 40 до 100 г, недороги, упаковка в тубах или стеклянных флаконах предохраняет клей от преждевременного загустевания и высыхания.
Синтетических клеящих составов очень много, ежегодно появляются все новые и новые названия. Ознакомимся с наиболее употребляемыми в быту.
Универсальный клей БФ-2 предназначен для склеивания изделий из дерева, некоторых пластмасс, фаянса, стекла, керамики, металла. Он представляет собой довольно густую прозрачную жидкость обычно светло-желтого цвета. Применение его несколько отличается от способа применения костяного и казеинового клеев. Дело в том, что достаточная прочность склеивания достигается лишь при прогреве склеиваемых изделий до 100—120° или при продолжительной выдержке в холодном состоянии. Но даже недельная сушка в запрессованном состоянии не дает такого результата, как сушка с подогревом. Из этих соображений клей БФ-2 меньше всего подходит для дерева, тем более для тех соединений, которые держатся на одном клею.
Лучше использовать его для склеивания других материалов, например керамики, фарфора или термостойкого пластика. Предварительно склеиваемые поверхности очищают от пыли и следов жира, промывая их горячей водой с содой, бензином, затем сушат. На чистые поверхности кисточкой или деревянной палочкой наносят тонкий слой клея и дают ему подсохнуть, чтобы он перестал быть липким. Затем на обе поверхности наносят второй слой клея и тоже слегка подсушивают. После этого детали накладывают друг на друга, плотно прижимают и скрепляют струбциной, в вайме, тисках, фигурные изделия можно стянуть бечевкой, куском материи, тесьмы.
Склеенные таким образом изделия кладут в металлическую посуду, заливают водой, ставят на огонь и доводят до кипения, продолжающегося не менее 2—3 ч. После этого посуду снимают с огня, дают медленно остыть, вынимают изделия и сушат на воздухе. Крупные предметы можно прогревать в духовках, над электрической плиткой так, чтобы температура склеиваемых поверхностей была не ниже 100°. При более высокой температуре срок прогревания можно сократить до часа.
Составом БФ-2 не рекомендуется склеивать предметы, предназначенные для приготовления пищи.
В продаже имеется конторский силикатный клей. Это жидкое стекло. Столяру он может пригодиться при изготовлении, например, цветных витражей для светильников, других поделок с применением стекла, керамики, а также паст для шпаклевания. Шпаклевка на основе жидкого стекла достаточно огнеупорна и хорошо противостоит действию влаги.
Клей БФ-6 —это густая светло-коричневая жидкость. Он прекрасно склеивает материю. Способ применения прост. Подлежащие соединению куски ткани смачивают теплой водой, хорошо отжимают, деревянной палочкой или ножом дважды наносят тонкие слои клея, давая каждый раз им высохнуть до, такой степени, чтобы палец не прилипал к материи. При подсыхании образуется светлая пленка. Затем куски ткани накладывают один на другой, накрывают влажной тканью и проглаживают горячим утюгом короткими проходами до полного испарения влаги. После охлаждения до комнатной температуры склеенное место приобретает достаточную прочность склейки и не боится даже стирки.
БФ-6 знаком многим хозяйкам, его применяют главным образом при ремонте одежды. Однако не всем известны его медицинские достоинства. По своему составу БФ-6 — это спиртовой раствор синтетической смолы, губительно действующий на болезнетворные микробы. Тонкий слой его, наложенный на небольшую ранку, через 2 мин высохнет, образуя прозрачную пленку, предохранит рану от загрязнения и тем самым заменит повязку. Пленка будет держаться два-три дня, после чего операцию можно повторить. Столяру, имеющему дело с очень острым инструментом, надо всегда иметь под рукой флакончик этого клея, стоит он недорого, а хранится длительное время.
Этот клей просто необходим столяру и для прямого использования по назначению, например при изготовлении и ремонте мягкой мебели.
В последнее время промышленность выпускает универсальные клеи, рекомендуемые чуть ли не для всех материалов: дерева, металла, бумаги, резины, кожи, твердых пластиков, войлока, стекла, керамики. К таким относится, например, «Момент-1».
Опыт показывает, что прочность склеивания дерева такими универсальными составами несколько ниже, чем у традиционных столярных клеев. К тому же некоторые синтетические клеи обладают сильной проникающей способностью, поэтому употребление их в декоративном фанеровании ограничено и допустимо только после предварительной проверки.
Зато такие клеи незаменимы для инкрустации по дереву с применением латуни, бронзы, перламутра, керамики, металлов и других материалов.
Есть и чисто растительные клеи. На стволах вишневого дерева, сливы можно видеть жидкие или уже застывшие капли и почти прозрачные наплывы смолы. Это очень хорошее сырье для приготовления клея. Смолу, снятую с дерева, надо хорошо высушить, растолочь в порошок и развести 1 часть смолы в 2—3 частях воды. Клей быстро сохнет, хранить его следует в плотно закрывающемся флаконе. Клей можно применять при изготовлении мелких поделок из дерева, картона, оргалита, фанеры.
Прочность склеивания древесины легко проверить опытным путем. Соблюдая все правила, применяя вполне кондиционный состав столярного клея, склеивают два брусочка. После сушки в течение суток их вертикально ставят на верстак, устанавливают какой-либо резец точно по линии соединения и ударом молотка раскалывают. Если раскол приходится ровно по шву, то качество склейки можно считать плохим. Обычно же линия раскола не совпадает со швом, на обеих поверхностях остаются живые волокна древесины, вырванные силой удара. Так столяры проверяют и качество клея, и свое мастерство.
На прочность склеивания древесины влияет много факторов, в том числе температура и влажность воздуха в рабочем помещении.
Большое значение имеет подготовка поверхности. Она должна быть ровной настолько, чтобы одна плоскость прилегала к другой без просветов. Плохо склеиваются поверхности загрязненные, с масляными и жировыми пятнами, смолистые. Многие столяры-краснодеревщики предпочитают шероховатые поверхности гладким, для этого их обрабатывают специальным стругом — цинубелем, который оставляет на древесине неглубокие царапины. Этот способ подготовки целесообразен лишь для древе-сины твердых пород.
Практически бесполезно пытаться прочно склеить сырую древесину. Прочность снижается и в том случае, если влажность ее превышает 12%. Тонкие дощечки, планки, рейки лучше склеивать сразу же после строгания, что предупреждает возможное коробление заготовок, ведь рубанок снимает наиболее подсохшую, поверхностную часть древесины, открывая более влажные слои. Подсыхая после строгания, они вызовут коробление.
Лучшие результаты дает склеивание слегка подогретого дерева и теплым клеем. Как правило, клей наносится на одну поверхность ровным тонким слоем, чтобы под ним хорошо была видна текстура древесины по всей поверхности.
Столярам часто приходится делать пустотелые щиты, оклеивать рамки фанерой с одной из двух сторон. Но иногда внутренние границы рамки становятся заметными на лицевой поверхности, фанера по кромкам брусков провисает, даже если толщина ее составляет 5—6 мм. Чтобы предупредить это явление, не следует намазывать клеем всю пласть бруска от кромки до кромки, клеевой слой не должен доходить до внутренних кромок брусков на 10 мм, тогда внутренние границы брусков не будут заметными. Прочность склейки от этого не станет слабее.
Выдержка и запрессовка. Перед тем как запрессовать склеиваемые заготовки, они проходят режим открытой выдержки. Это промежуток времени от момента нанесения клеевого слоя до соединения заготовок. В общей сложности процесс открытой выдержки продолжается до 3 мин, в зависимости от температуры, концентрации клея и других условий. Она больше для твердых пород древесины и жидкого клея, меньше для густого и охлажденного клея и мягкой древесины.
Затем следует режим закрытой выдержки — с момента соединения деталей до их запрессовки. Он продолжается 3—5 мин.
Не следует произвольно сокращать сроки открытой и закрытой выдержек. Ведь клею надо дать возможность впитаться в древесину, проникнуть в ее поры, от чего зависит прочность склеивания. Не следует, однако, допускать загустевания клея, нанесенного на поверхности, ибо это также приведет к снижению прочности склеивания.
Для запрессовки склеиваемых изделий применяют струбцины, ваймы, прессы, тиски. Выдержка в сжимах также различна, но не должна составлять менее 3 ч. За это время еще не произойдет полного высыхания клея, впитывающегося в поры древесины, шов наберет полную прочность не ранее чем через 12 ч, а то и больше. Но чтобы освободить сжимы для других работ, можно ограничиться 3—4 ч, за это время схватывание уже произойдет, можно не только снять давление с клеевого шва, но и продолжить обработку изделия: зачистку, образование шипов, пробную сборку, опиловку выступающих шипов и т. п.
Изготовление струбцины. Наиболее удобным и универсальным приспособлением для запрессовки склеиваемых деталей, как и для других столярных работ, является струбцина, которую лучше сделать самому (рис. 4). Для ее изготовления потребуются металлические болты (желательно с наиболее крупной резьбой — шагом) каждый с одной гайкой. На верхнем конце болта, где резьба не нужна, просверливается отверстие для рукоятки. Основа струбцины — деревянная колодка, предпочтительнее из древесины твердой породы, так как при завинчивании болта П-образная конструкция испытывает весьма значительное давление. Вполне пригодна древесина березы.
Необходимо сделать по четыре струбцины двух размеров по расстоянию между нижними опорными брусками и верхними, в которые вмонтированы винты 60—70 и 140—160 мм. Первые удобны для отделочных работ, особенно при оклейке заготовок декоративный фанерой, вторые — для запрессовки небольших рамок и щитов. Струбцина состоит из трех деревянных брусков, соединенных под прямым углом двойными или тройными шипами. Для малой струбцины горизонтальные брусочки могут быть таких размеров: длина 130—150, толщина 25—30 и высота 35—40 мм. Вертикальный брусок: соответственно 150—160, 25—30 и 40—45 мм. Для такой струбцины нужен болт длиной 70—90 мм, диаметром 9—11 мм. На первый взгляд конструкция кажется излишне массивной, тяжелой. Но любой инструмент должен иметь запас прочности, а струбцина тем более. Если шаг винта невелик, можно по неосторожности развить такое усилие, что верхний брусок лопнет, если выдержит шиповая вязка.
Для большой струбцины размеры заготовок могут быть такими: горизонтальные бруски— 150—160 х 50— 40 мм, вертикальный — 250—280 X 50—40. Болт уже более массивный, длиной до 180—200 мм и диаметром 12— 14 мм.
Ровно выстрогать короткий брусок да еще из твердого дерева довольно трудно. Поэтому лучше строгать длинный брусок сразу для нескольких струбцин, а потом распилить его. Древесина не должна иметь сучков и большой свилеватости. Лицевыми являются внутренние кромки.
Все указанные размеры заготовок условны, струбцины могут быть меньшего и большего размеров, все зависит от того, какие изделия предстоит запрессовывать. Вертикальный брусок часто делают на 10—15 мм толще горизонтального, что удобно для вязки на тройной шип. Диаметр болтов можно значительно уменьшить, но шаг винта должен-быть крупным, чтобы не затрачивать много времени на завинчивание и отвинчивание. Нижний конец винта можно снабдить подвижным, не заклепанным наглухо упором, хотя и под него придется подкладывать брусочек, чтобы при сжиме не повредить поверхность склеиваемой заготовки.
Наиболее кропотливая часть работы — это врезка гайки. Центр отверстия для болта желательно расположить как можно ближе к торцу верхнего бруска, чтобы можно было запрессовывать заготовки максимальной ширины. Но надо позаботиться и о прочности угловой вязки, а это, в свою очередь, потребует применить более массивные бруски. Оптимальной, вероятно, будет точка, расположенная на расстоянии двух третей длины поперечного бруска, если отсчет вести от внутренней кромки вертикального. Разметка центра переносится и на обратную кромку.
Отверстие для болта можно просверлить или выдолбить узкой стамеской, оно должно быть строго перпендикулярным, даже небольшой перекос винта затруднит пользование струбциной. Грани в отверстии сравняет резьба болта, если его несколько раз повернуть. Расширить отверстие можно и круглым напильником. Возникший перекос можно устранить подчисткой соответствующих сторон, но при этом надо иметь в виду, что отверстие должно соответствовать диаметру винта. Сначала винт будет проворачиваться с большим трудом, тогда отверстие и винт можно смазать жидким мылом, машинным маслом, глицерином, расплавленным воском. Постепенно в древесине выработается соответствующая резьба, винт будет ходить свободно.
Теперь, когда отверстие готово, провертывают болт на всю толщину бруска, навертывают гайку и очерчивают ее по периметру. Шести или четырехгранную выемку для гайки вырубают стамеской, надо постараться, чтобы гнездо соответствовало размеру гайки, которая забивается заподлицо. Теперь струбцину можно собрать на клею и запрессовать. При этом необходимо проверить внутренние прямые углы струбцины, так как исправить погрешности в готовом изделии трудно. Если для запрессовки сразу двух угловых соединений нет приспособлений, можно выполнить ее в два приема.
После сушки вязку рекомендуется укрепить нагелями на клею. Двух нагелей для каждого угла достаточно, они располагаются по диагонали. Сначала просверливают четыре сквозных отверстия диаметром 5—6 мм для малой струбцины и 6—7 мм для большой. Заготавливают из твердого дерева квадратные или пятигранные с острыми гранями, но не круглые, нагели. Материал для них желательно подобрать более твердый, для брусков из березы это будет бук или дуб. Один конец нагеля слегка заостряют. Нагели должны войти в отверстия плотно, забивают их молотком, не боясь растрескивания брусков, этого не должно произойти. Выступившие концы нагелей срубают стамеской.
Можно крепить угловые соединения не двумя, а четырьмя нагелями, но более короткими, на две трети толщины бруска. При этом отверстия попарно нужно просверливать с двух сторон, располагая их по перекрещивающимся диагоналям. Такой вариант, вероятно, будет целесообразным для соединений на трех шипах. Дополнительное крепление металлическими угольниками на шурупах, как показал опыт, положительных результатов не дает. Едва ли оправдывает себя и дополнительное крепление верхнего и нижнего брусков стальным стержнем, расположенным близко к вертикальной кромке и стянутым гайкой.
Когда все готово, надо удалить остатки клея, зачистить поверхности шкуркой, проолифить, покрасить. Опрятнее с эстетической точки зрения будет выглядеть струбцина, если по внешним граням вертикального бруска сделать фаски, прямые или овальные. Прямые фаски можно сделать на трех торцевых гранях нижнего и верхнего брусков, но только не на внутренних.
Если не удалось вырубить гнездо для гайки достаточно точно и она проворачивается, ее можно закрепить каким-либо клеящим составом (лучше силикатным), залить масляной краской. Случается, что винтовая резьба ржавеет, ее рекомендуется изредка смазывать машинным маслом.
Другие сжимы. Для склеивания заготовок большей ширины, нежели струбцина, надо сделать ваймы. Простейший такой сжим состоит из достаточно широкой доски, на концах которой укреплены поперечные бруски — упоры (рис. 5). Они крепятся на клею и шурупами, последние завертываются со стороны доски, которая тоньше, чем поперечные бруски. Заготовки щита, смазанные клеем, зажимают в одной или двух ваймах посредством деревянных клиньев.
Можно сделать винтовой сжим наподобие большой струбцины или вайму с подвижной колодкой. Последняя имеет металлический хомут на шарнирах, которым упор крепится в пазах продольного бруска. Конструктивных вариантов различных сжимов много, попробуйте найти более удобное для ваших работ решение. Вот лишь несколько возможных вариантов.
Один из поперечных упоров ваймы делается из скошенного под небольшим углом бруска, в этом случае отпадает надобность в двух клиньях, достаточно одного. В другой конструкции один из упоров делается подвижным, в виде кулачкового зажима, вращающегося на одном винте. Для сужения рабочей поверхности ваймы вместо подвижного упора с шарнирным хомутом можно пользоваться деревянными квадратными или круглыми штырями, которые вставляются в гнезда, сделанные на yекотором расстоянии друг от друга в основании ваймы — в доске.
Крепежный материал. Без гвоздей и шурупов столяру не обойтись. Значит, надо научиться правильно пользоваться этими крепежными материалами. Вовсе не все равно, как забить гвоздь или завернуть шуруп. И не только по соображениям прочности крепления, но и с точки зрения эстетики, красоты труда.
Присмотритесь к деревянной и металлической обшивке стен, сидений в поездах метро, в железнодорожных и трамвайных вагонах, в каютах комфортабельных теплоходов. Для крепления здесь применяют шурупы и винты с прорезями. Как расположены прорези? Их направление в большинстве случаев совпадает по длине (а не по ширине) с направлением реек, раскладок, рамок и других деталей обшивки. И не только декоративной, но всякой обшивки.
Взгляните на мягкую мебель, гвозди с широкими гладкими или гранеными шляпками располагаются симметрично, с одинаковыми интервалами, ровной линией: у столяров-обойщиков глаз наметан, они ошибаются на 1— 2 мм, молодым приходится во время обивки мебели пользоваться шаблонами или прибегать к предварительной разметке.
Неспециалист не замечает этой закономерности как раз потому, что шурупы, гвозди и винты не бросаются каждый в отдельности в глаза, они красивы одним своим расположением. Мы ведь не замечаем отдельных кирпичей, из которых сложен фронтон здания, а зрительно воспринимаем все сооружение или его фрагменты. Но если кирпичи будут уложены неровно, а толщина цементного шва окажется неравномерной, то эта небрежность каменщика непременно бросится в глаза.
Так уже давно повелось — и гвозди забивать красиво, не только прочно, но и правильно. Если и встречаются нарушения неписаного правила, то это уже небрежность, недобросовестность труда.
Тонкую дощечку легко расколоть даже небольшим гвоздиком. Чтобы избежать этого, острый кончик гвоздя следует откусить кусачками или затупить молотком. Тогда гвоздь при забивании будет не расщеплять древесные волокна, а сдавливать их. Дощечка не треснет.
Столяры всегда предпочитают сплющивать шляпку гвоздя, а после того как он забит заподлицо, слегка утапливать его в древесину. Эти места перед окраской или оклейкой декоративной фанерой следует зашпаклевать за два-три приема.
Изготовление пенала. Столяру приходится иметь дело с мелкими гвоздиками, такими, что и двумя пальцами неудобно держать, настолько мал. Не успеешь ударить по нему молоточком, а он уже куда-то отскочил, на поиски уходит время. Удобно в таких случаях пользоваться магнитом, годится любой от старого репродуктора.
И хранить гвозди и шурупы целесообразно так, чтобы можно было быстро найти нужные в эту минуту. Надо иметь пенал — неглубокий ящичек, разделенный на ячейки, в каждой из которых лежат гвозди или шурупы одного типа и размера. Его легко сделать из тонких дощечек и кусочков любой фанеры (рис. 6). Примерные размеры его: длина 200, ширина 160, высота 50 мм. Внутри пенал разгорожен переборками высотой 40 мм, образующими шесть ячеек — для шести типов крепежного материала.
Кстати, о размерах. Кто задумался над тем, почему в фотографии приняты стандартные размеры 9 X 12, 18 X 24 см? Именно такого соотношения сторон придерживаются и художники, готовя холст и подрамник для будущей картины, эскиза. В определенном соотношении высоты и ширины стандартизированы листы чертежной бумаги, экраны телевизоров, многое другое. Соотношения избраны не случайно, не произвольно, они обусловлены особенностями зрения человека, строением его глаз. Одним взглядом невозможно окинуть сразу весь пенал, если он узкий и длинный. Картину, если ее высота превышает ширину в 3—4 раза, приходится рассматривать по частям, сверху вниз. Знание этих закономерностей побудит столяра выбрать наиболее подходящие размеры площадей для декоративного фанерования, при конструировании поделок из дерева.
Если шести ячеек в пенале для гвоздей и шурупов мало, можно увеличить размеры его или сделать еще один-два ящичка. Конструкция ясна из рис. 20. Но можно сделать крышку, выдвигающуюся или откидывающуюся, лучше застекленную, чтобы одним взглядом быстро определить, есть ли в пенале нужный крепежный материал.
Стенки пенала вяжутся прямыми сквозными шипами, дно фанерное на клею и гвоздиках. Переборки крепятся со стороны фанерного дна, а в стенки их можно и врезать, сделав пазы.
Связать рамку откидывающейся на петлях крышки к пеналу так, чтобы кромки ее точно и без перекосов совпадали с коробкой по всему периметру,—дело непростое.
Но столяры для небольших изделий прибегают к совмещению операций. Вяжут на шипах и клею один каркас, от которого потом отпиливают по длине рамку для крышки. Кромки распила зачищают двойным рубанком. Никакой подгонки крышки к коробке делать уже не придется, совмещение будет идеальным. Именно так изготовляют совершенно одинаковые половинки ящиков для шашек и шахмат, крышки шкатулок.
Для распила потребуется длинная ножовка. Во время разметки заготовок следует учесть расположение шипов и проушин, места их соединений не должны приходиться на линию распила.
Изготовление навесок. Для откидной крышки пенала потребуются миниатюрные, легкие узкие навески (петли), в продаже их почти не бывает. Придется сделать самому. Для этого потребуются кусочки жести или тонкой меди, латуни. Ножницами по металлу (годятся и портновские) вырезают четыре прямоугольника размером 25 X 15 мм. Затем вырезают, как показано на рис. 7, карты (так называют половинки каждой пары навесок). Выступающие части с помощью плоскогубцев и молоточка сгибают в трубочки, внутренний диаметр которых должен соответствовать стержню — это отрезок проволоки или гвоздик диаметром 1,5 мм. После сборки загнутые лепестки карт можно пропаять, хотя это и не обязательно. На куске дерева шилом или тонким гвоздем пробивают по два отверстия на каждой карте для крепления навесок на корпусе и крышке пенала.
Потом навески надо врезать. Для этого в кромках корпуса и крышки снимают слой древесины, по толщине немного превышающий толщину жести. Это будет
около миллиметра, не более. После того как навески прибиты, их можно покрасить бронзовой краской.
Ширина карты зависит от толщины боковой стенки пенала. Стержень, скрепляющий карты, должен выступать над боковой поверхностью и над кромкой крышки, концы стержня надо сплющить, чтобы он не выпадал.
Изготовление скамеечки. Один вариант скамеечки показан на рис. 8. Способы вязки видны на чертеже. Материал— любая древесина мягких пород, изделие целесообразно окрасить масляной краской или цветной эмалью. Фанеровать не следует, так как скамеечка может понадобиться и в ванной комнате и в палисаднике под окном, ею непременно воспользуются дети для своих игр.
Такие изделия не следует отделывать прозрачными покрытиями, декоративной фанерой, инкрустацией. Крышка (сиденье) может быть выполнена из толстой фанеры и покрыта цветным пластиком.
Наиболее сложной будет вязка в одинарный прямой шип под углом. Чтобы облегчить разметку шипов и проушин, обязательно сделайте на большом листе бумаги по предварительному эскизу рабочий чертеж в натуральную величину. Столяры-краснодеревщики и модельщики обычно так и делают — они вычерчивают все будущее изделие, его узлы и детали на больших листах фанеры, стараясь уместить на одном листе все детали, в том числе разрезы в разных направлениях.
На рисунке, сделанном в произвольном масштабе, не проставлены размеры, на чертеже в натуральную величину они будут лишними. Так проще представить себе последовательность изготовления заготовок, деталей, способы соединений, сборки. По чертежам делается и разметка заготовок. Если нет подходящего листа миллиметровой бумаги, воспользуйтесь газетным листом, цветной карандаш будет хорошо виден. Удобство и в том, что линейки и строчки на газетных страницах, поперечные и продольные, всегда расположены с большой точностью под прямым углом.
Заметим сразу, что в таком приеме рабочих чертежей сознательно нарушаются каноны геометрического построения объемных фигур, стандарты чертежного искусства. Но известно, что архитекторы и инженеры-конструкторы в последние годы широко применяют методы объемного проектирования, когда жилой дом или заводской корпус в определенном масштабе сначала конструируются, складываются из деревянных квадратов, кубов, треугольников и деталей других конфигураций, а потом уже, когда рациональное зерно найдено, макет переводят на бумагу, вычерчивают, детализируют.
При изготовлении чертежа в натуральную величину сначала вычерчивают контуры наибольшего размера, в данном случае это будет вид сиденья сверху, ибо высота скамеечки и длина не превышают размеров крышки. Затем вычерчивается карандашом другого цвета контур, каким он виден с широкой стороны, и, наконец, контур торца. Остается сделать разрезы, показать способы соединений деталей в узлы. Для сложных изделий нелишней будет деталировка узлов, тем более таких, которые еще не встречались в практике.
Широко известна конструкция табурета из 13 деталей: четыре ножки, четыре проножки, четыре царги (верхние, более массивные проножки) и сиденье. В предлагаемом варианте скамеечки 11 деталей, на две меньше, но устойчивость и прочность компенсируются «разлапистостью» посадки ножек. А вот и плата за экономию, за отступление от веками проверенной схемы табурета, стула: в восьми узлах применяются не простые прямые, а скошенные под небольшим углом соединения деталей. Более сложная разметка, не прямые, а скошенные гнезда, специфические особенности запрессовки «неправильных» угловых соединений в струбцинах и вай-мах, рассчитанных на сжатие под прямым углом,— все это оправдывается конечным результатом труда. Никто не скажет, что скамеечка — это укороченный табурет, низкий стул. Нет, это именно скамеечка, удобная подставка для ног при работе сидя.
Выпиливание и строгание заготовок ничем не отличается от обычного. Все заготовки имеют прямоугольное сечение, только концы поперечных царг запиливаются под углом 30—40°. Но последовательность операций по запиливанию шипов, разметке и выдалбливанию проушин несколько иная, нежели при изготовлении, например, угольника, струбцинки. В двух продольных деталях (проножка и царга) шипы делаются прямые, размечаются с помощью угольника по отметкам, сделанным путем накладывания заготовок на чертеж в натуральную величину. Сквозные шипы на ножках размечают по чертежным отметкам на кромках заготовок, отметки на пластях соединяют линиями с помощью линейки и угольника.
По-иному размечаются три проножки (одна продольная и две поперечные). Первая имеет прямые сквозные шипы прямоугольной формы, во время сборки и склеивания их расклинивают для прочности, расклинивают также все другие потемочные сквозные шипы. Две поперечные проножки для образования шипов квадратного сечения размечают по кромкам путем наложения на чертеж, отметки переносят на пласти под прямым углом. Разметка шипов в продольном направлении по толщине производится только рейсмусом.
В поперечном направлении шипы запиливают, в продольном — скалывают стамеской с четырех сторон. При этом, чтобы не срезать лишнего, надо учитывать направление волокон древесины. Шипы на свилеватой древесине лучше запиливать и в продольном направлении, для чего заготовки зажимают в тисках в вертикальном положении.
Проушины образуют только после того, как все шипы сделаны, выверены по чертежу, зачищены стамеской. Гнезда размечают путем наложения заготовок с готовыми шипами на заготовки, в которых должны быть проушины. Сначала на одной стороне ставят карандашные метки, потом с помощью угольника и рейсмуса переносят их на обе кромки проножек и пласти царг и ножек. Выдалбливать расположенные под углом гнезда рекомендуется с двух сторон заготовок.
Когда сделаны все шипы и проушины, надо произвести пробную сборку деталей в узлы, сначала попарно ножек с проножками и царгами, затем с продольными царгой и проножкой. Возможные перекосы легко устранить во время запрессовки в струбцинах. Если соединения выполнены более или менее чисто, значительных перекосов нет, то молено обойтись без запрессовки: ее заменит расклинивание сквозных шипов, исключение составляет лишь продольная царга. Но перед окончательной сборкой на клею надо приготовить крышку. Ее можно сделать из дощечек толщиной 10—12 мм, лучше из толстой фанеры. Углы овальные, запиливаются лобзиком по предварительной разметке с помощью шаблона, вырезанного из картона. Разметку овалов можно сделать и циркулем, но проще всего по контуру наложенного на фанеру подходящего круглого предмета.
Надо приготовить заранее и деревянные клинышки таких размеров: длина 20—25, ширина 8—10, толщина не более 3 мм. Делают их из куска косослойного дерева, который раскалывают широкой стамеской или обыкновенным ножом, концы заостряют. Клинышков потребуется более десятка — по числу гнезд.
Когда все готово, можно приступить к сборке узлов и склеиванию. Порядок тот же, что и при пробной сборке. Клей не должен быть слишком густым и холодным, так как на все работы с запрессовкой уйдет не менее 10 мин, за это время холодный и густой клей превратится в студенистую массу и плохо впитается в поры древесины.
Клей наносится как на шипы, так и в проушины. Шипы склеенных попарно ножек сразу же расклинивают. Клинышки, смазанные клеем, лучше забивать не по краям гнезд, даже если есть щели, а в торцы шипов, предварительно сделав насечки узкой стамеской. Больших усилий‘при забивке клиньев прилагать не следует, концы их надо срубить стамеской сразу же после склейки только на царгах.
Затем соединяют на клею пары ножек с проножкой, расклинивают шипы, намазывают клеем шипы продольной царги, вырезы в поперечных царгах, а также пласти всех трех царг, к которым приклеивается крышка-сиденье. Последнюю следует прижать струбцинами. Под винты подкладывают кусок дерева или фанеры, а еще лучше дощечку на всю длину крышки. Если одна сторона дощечки выпуклая, то именно этой стороной укладывают ее на сиденье, тогда прижим будет надежнее.
Как правило, одного клеевого соединения бывает достаточно. Однако если окажется, что края крышки не прилегают плотно к концам поперечных царг, то их можно укрепить четырьмя шурупами длиной не более 22 мм. В том случае, если сиденье предполагается оклеить пластиком, шурупы можно завертывать сверху.
Склеенную скамейку надо поставить на ножки для просушки на 4—5 ч. Предварительно проверяют на глаз параллельность деталей. Имеющиеся отклонения исправляют легкими ударами молотка или просто руками.
Отделка заключается в обрезке выступающих шипов и клиньев, зачистке стамеской засохшего клея, шпаклевке торцов, зачистке всех поверхностей шкуркой, окраске. Кромки крышки, если она выпилена из многослойной фанеры, можно не окрашивать, оставив открытыми цвет и рисунок древесины. Концы ножек после выверки двумя параллельными линейками, как это делалось при проверке правильности строгания, надо отпилить под соответствующим углом, чтобы торцы были параллельными плоскости крышки, пола. На кромках делают фаски, это предотвратит скалывание древесины. На торцы ножек можно приклеить кусочки толстого сукна, драпа, кожи, фетра. Тогда скамеечка не будет скользить по линолеуму и царапать лак паркетного пола.
Изготовление ящика. Конструкции многих предметов мебели и домашнего обихода предусматривают ящики различных размеров и назначения. Иногда они представляют собой и самостоятельное, законченное изделие. Основу любого ящика составляет коробка, связанная из четырех дощечек, с нижней стороны имеющая фанерное дно. Передняя стенка, более массивная, является лицевой, отделывается так же, как и весь предмет. Другие три стенки и дно в лучшем случае покрываются олифой, воском. Поэтому для передней стенки применяют способ вязки шипами в «полупотемок».
В массовом производстве мебели прямые шипы и гнезда для них образуются на фрезерных или специальных шипорезных станках. В мебели высокого класса и исполняемой в мастерских по индивидуальным заказам практикуется вязка передней стенки с боковыми на полупотемочных шипах типа «ласточкин хвост». Способ вязки задней стенки большого значения для прочности соединения не имеет.
На передней стенке устанавливают ручки, врезают замки. Но если ящики закрываются дверкой, то переднюю стенку делают по высоте меньшей, нежели боковые, ручки и замки не устанавливают.
Шипы запиливают, как правило, на боковых стенках независимо от размеров ящика и назначения, а проушины образуют на передней и задней стенках. Увеличенная толщина передней стенки диктуется тем, что шиповые соединения испытывают наибольшую нагрузку на разрыв в продольном направлении ящика, от задней стенки к передней. Из этих же соображений применяются более надежные шипы «ласточкин хвост».
Прочно и правильно связать прямоугольную коробку ящика без перекосов, которые устранить трудно, дело непростое. Многое зависит от качества заготовок, геометрии обработки пилой и рубанком, а затем от точности разметки шипов и проушин. Лицевыми являются внешняя пласть передней стенки, внутренние трех остальных и все верхние кромки. Они должны быть помечены карандашом. Во время разметки угольник прикладывают только к этим кромкам и пластям. ,
Разметку начинают с боковых стенок. Длина шипов неодинакова, для задней стенки она определяется толщиной ее. А шипы «ласточкин хвост» должны быть на 3—5 мм короче толщины передней стенки. Количество их зависит от размеров заготовок по ширине (высоте ящика). Для маленьких ящичков инструментального шкафа размерами в среднем 150 X 130 X 60 мм достаточно по три шипа «ласточкин хвост» или по пяти сквозных прямых шипов. Они запиливаются ножовкой, а на дощечках толщиной до 10 мм — лобзиком. Лишнюю древесину вырубают стамеской или выпиливают лобзиком. Чтобы развернуть полотно (пилку) на 90°, надо сделать лобзиком несколько легких пропилов в одной точке, постепенно наклоняя его.
Разметка проушин для шипов любого типа делается путем накладывания боковых стенок на торцы передней и задней стенок, глубина гнезд зависит от толщины шипов. Шипы обводят по контуру остро заточенным карандашом, после пропила проушин карандашные риски должны оставаться на двух гранях каждого гнезда почти не затронутыми пилой. Лишнюю древесину выбирают так же, как и при образовании шипов.
Перед пробной сборкой на внутренних гранях шипов «ласточкин хвост» стамеской снимают узкую фаску, чтобы предотвратить сколы древесины, в собранном виде эти фаски видны не будут. Для прямых шипов фаски не нужны.
Следует точно определить глубину ящика по длине боковых стенок, с учетом оклейки передней стенки декоративной фанерой. Если ящик окажется меньшим по глубине, чем отведенное для него место, то можно поставить брусочек-ограничитель, чтобы ящик не задвигался слишком глубоко. Но если он окажется по глубине хотя бы на 1—2 мм больше, то исправить эту погрешность в собранном и склеенном ящике трудно, придется разобрать коробку и укоротить боковые стенки, заново запиливая шипы и проушины. В производственных условиях, даже на таких высокомеханизированных и частично автоматизированных предприятиях, как московские, крупнейшие в Европе, мебельные комбинаты, окончательная подгонка ящиков производится только тогда, когда все изделие (шкаф, сервант, стол) собрано, зачищено.
Существует много способов крепления фанерных донышек. Наиболее часто применяется шпунт. Паз выбирается в передней стенке, а к боковым стенкам изнутри приклеиваются на всю длину бруски с пазами. При этом задняя стенка делается по высоте меньше боковых на толшину фанеры плюс 3—5 мм, тогда ящик будет двигаться по направляющим рейкам, опираясь только на кромки боковых стенок. Этот способ удобен для машинного производства.
В конструкции маленьких ящичков для инструментального шкафа можно обойтись без шпунтования заготовок. Вот несколько способов. На нижней кромке передней стенки стамеской выбирают паз. Глубина его равна толщине фанеры, а ширина составляет половину толщины стенки. Паз выбирают после пробной сборки коробки, но до склеивания, он не сквозной по всей длине, а на концах древесина на толщину боковых стенок остается, не срезается.
Паз делают так. Дощечку зажимают в тисках и лобзиком надпиливают границы паза по длине. Затем стамеской по линейке делают неглубокий продольный разрез, отступив от лицевой плоскости дощечки на половину ее толщины. После этого стамеской тонкими стружками срезают лишнюю древесину на глубину 4—6 мм (толщина фанеры). Если древесина не прямослойная, а на ме—сте паза оказался к тому же “сучок, то предварительно неглубокий (до 2 мм) продольный надрез стамеской делают и на внутренней пласти.
Незначительные неточности в образовании паза значения не имеют, они не будут видны на готовом изделии и не повлияют на надежность крепления дна ящика.
В тонких боковых стенках пазы вырезать не следует. Для опоры донышка можно приклеить на них в уже готовой коробке две продольные рейки. Или же уменьшить ширину боковых дощечек ровно на толщину фанеры. В этом случае в процессе образования шипов надо будет укоротить срез лишней древесины, оставив короткие прямые шипы, а паз на передней стенке сделать сквозным. В обоих случаях заднюю стенку делают меньшей по высоте по сравнению с передней на 4—6 мм.
После пробной сборки и подгонки соединений коробку склеивают, при этом смазывают клеем и шипы и проушины. Запрессовка при соединении всех углов шипами типа «ласточкин хвост» необязательна. Сами шипы, если они сделаны достаточно аккуратно, должны правильно, без щелей и перекосов, стянуть переднюю и заднюю стенки. Углы проверяют угольником. Но лучше заклеенную коробку вставить в отведенное для ящика место, она должна входить и выдвигаться легко, свободно. Таким же образом можно проверить размеры коробки и во время пробной сборки.
Когда коробка высохнет, излишки клея будут удалены, а выступающие шипы подрезаны, выпиливают дно, контуры его очерчивают на листе фанеры после наложения коробки. Перед запрессовкой на клею донышко можно укрепить двумя гвоздиками, забитыми в заднюю стенку. Так крепят днища и на шпунтах, но без клея и в производственных условиях.
Когда лучше отделывать поверхность передней стенки: после пробной сборки и до склеивания или же после? Для небольших ящичков применимы оба варианта, не следует лишь приклеивать донышко, чтобы было удобнее запрессовывать декоративную фанеру струбцинами. Но окончательную отделку способом полирования лучше делать на полностью готовом ящике.
Начинающему столяру предоставляется возможность подумать над конструкцией столярных соединений ящичков инструментального шкафа. В частности, можно попробовать сделать передние стенки или часть их прозрачными — из оргстекла или другого материала.
Столярные работы - Столярные соединения
Остались вопросы по теме - "Столярные соединения", задайте их на