Шиповое соединение своими руками

Шиповое соединение деталей. Как самому сделать качественное шиповое соединение в деревянной мебели.

При изготовлении самодельной деревянной мебели мастер сталкивается с необходимостью делать качественные шиповые соединения. Шиповое соединение деталей — самое качественное и надежное. И хотя в последнее время все больше и больше мебели делается и собирается при помощи металлических уголков, шип не сдает свои позиции. Просто сделать качественные шипы могут не многие. Если человек может их делать, можно сказать, что как столяр он уже состоялся.

В промышленности шипы, как говорят, «зарезают» на специальном точном оборудовании. В домашних условиях оно, понятно, недоступно. Поэтому многие мастера, изготавливающие простую садовую и дачную мебель, жертвуют качеством в пользу простоты. Напомню также, что шипы зарезаются в подавляющем большинстве случае только вдоль волокон древесины. Если шип будет сделан узким и поперек волокон, он обязательно сколется. Что бы он не скололся, ширина шипа должна быть не менее 15-20 толщин детали. Это требование не относится к фанере. В фанере можно зарезать шипы любой ширины, но желательно, что бы внешние слои были так же ориентированы вдоль шипа.

Между тем, давно существует достаточно простой способ, позволяющий быстро и качественно делать шиповые соединения деревянных деталей даже начинающему столяру. Способ этот предложен Ю.А.Егоровым. Суть способа достаточно проста и понятна.

Допустим, нам надо сделать шиповое соединение двух деталей. Для удобства на рисунках я их окрасил в разные цвета.

Предпосылкой для качественного изготовления шипового соединения является тот факт, что у каждой пилы есть определенная ширина реза. Она определяется величиной разводки зубьев. Ее можно измерить сделав несколько пропилов в какой либо деревяшке. А можно непосредственно использовать пилу для проведения измерений при изготовлении шипов.

На каждой детали наносим риску на глубину пропила она равна толщине деталей. Если детали одинаковые по толщине, то и глубина пропила в каждой детали будет одинаковой. Если детали имеют разную толщину, то и глубины пропилов будут разные. В тонкой детали пропилы глубже (равны толщине толстой детали), в толстой — мельче.

Детали складывают пластями друг к другу так, что бы торцы совпадали, а относительно друг друга по боковым граням их сдвигают на ширину пропила пилы, которой мы будем делать шипы. (Не толщины полотна пилы, а ширина пропила!). Детали закрепляем в тисках или верстаке и делаем произвольные пропилы равномерно по всей ширине деталей. Если детали разнотолстые, делаем пропилы на глубину равную толщине тонкой детали. (В тонкой детали потом допилим отдельно). Пропилы стараемся делать максимально вдоль оси детали, не допуская конусности шипов.

После это освобождаем детали и вновь смещаем их относительно друг друга на ширину пропила, но только уже в другую сторону. Кстати, если мы сейчас произведем сдвиг на величину чуть-чуть меньшую, чем ширина пропила, то мы получим впоследствии тугое шиповое соединение, что важно для мебели. А если сместим детали чуть больше, чем ширина пропила, то получим свободное шиповое соединение. Шипы деталей будут свободно входить в пазы другой детали. Это обстоятельство важно при изготовлении разъемных соединений (на шпильке) или поворотных соединений.

Не обращая внимания на старые пропилы, делаем новые, примерно по середине уже имеющихся шипов. Так же соблюдаем при этом и глубину пропилов и особенно тщательно их продольность .

После этого детали освобождаем, доводим глубину пропилов до необходимой величины (у тонкой детали, если детали разнотолстые). Долотом аккуратно удаляем лишние шипы (смотрите внимательнее и не удалите нужные!), зачищаем торцы в пазах.

После этого детали можно сединять.

Неразьемные соединения выполняют, как правило на клею. Для деревянных деталей прекрасно подойдут столярный клей или клей ПВА. Они сохранят надежность соединения даже в случае намокания деталей или увеличения влажности древесины. Если детали будут эксплуатироваться в сухом помещении, можно использовать и эпоксидные смолы (клеи).

После застывания клея место соединения зачищают, шлифуют и обрабатывают тем же способом, что и все изделие.

В случае, если соединение планируется разъемным или поворачивающимся, (например, вы делаете жалюзи или дверь-гармошку из досок или щитов), то прежде чем приступить к сборке, надо скруглить торцы шипов, что бы их углы не упирались в пазы при повороте. В неповоротных, но разъемных соединениях этого делать, разумеется, не надо.

Соединив детали, все шипы одновременно просверливают длинным тонким сверлом. Диаметр его должен быть равен диаметру шпильки (гвоздя), который вы будете использовать в качестве оси или крепления.

Используя этот способ изготовления шипового соединения, вы сможете быстро, легко и главное, весьма качественно изготавливать шипы на деталях вашей садовой мебели.

Шипорезка своими руками

Поэтому решил собрать кондуктор для изготовления шиповых соединений с помощью ручного фрезера.
Идея была сделать устройство для быстрого и удобного вырезания пазов для вставных шипов Domino, т.к. готовые решения уж слишком дороги.
Все началось с поиска подходящей идеи в интернете. Далее адаптация идеи под свои нужды и, наконец, выполнение чертежей.
Принцип работы прост (см. следующую фотографию).

Положение паза относительно края заготовки регулируется синим упором. В качестве него будет специальная тумба.
Ширина паза определяется соответственно шириной фрезы, длина паза — положением коричневой задвижки-язычка.
Черная деталь — это копировальная втулка шириной 40 мм, которая ходит в получившемся пазу.

Далее поиск материала. Мне показалось хорошей идеей сделать кондуктор из листа дюрали 6 мм. Хотя, наверное, можно делать из любого листового материала — фанеры, оргстекла, текстолита. Поиск подходящего листа дюрали на местном птичьем рынке и в местных металлоприемках результата не дал: «Подходящие куски иногда проскальзывают, но сейчас нет и когда будут не известно. Перезвоните позже». На металлобазах удалось найти нужный материал. Его даже предложили разрезать в размер, но проблема в том, что забрать придется весь лист. А это во-первых дорого, во-вторых куда мне девать оставшиеся 70% листа.
В итоге нашел ИП, торгующее в интернете листовым дюралюминием Д16Т в розницу. http://dural16.ru/. Может, кому пригодится.
У них можно заказать кусок листа дюрали нужного размера и нужной толщины. Но и тут не все гладко. Если брать не весь лист, а часть, то действует серьезная наценка.
Купил у них подходящий лист дюрали 800×500 толщиной 6 мм за 4130 рублей, т.е. 614,58 рублей за килограмм. Да уж, не мало.

Параллельно с поиском материала начал поиск токаря-фрезеровщика. Пошерстил на паре всероссийских тематических форумов в поисках земляков. В итоге нашел пару десятков аккаунтов, на которые разослал личные сообщения. Из них откликнулись восемь человек, которым позднее разослал чертежи с вопросом о стоимости работ. Разброс цен за работу с моим материалом получился значительный — от двух до восьми тысяч рублей.

Как уже говорил выше, такую шипорезку можно сделать из любого листового материала. Например, из оргстекла, текстолита или фанеры. При этом можно обойтись простым ручным фрезером. Я же решил делать свою шипорезку из дюрали, поэтому пришлось обращаться к специалистам. Именно для них были сделаны точные чертежи с размерами, которые кому-то могли показаться избыточными и сложными (хотя при ближайшем рассмотрении становится ясно, что это не так). Эти размеры подобраны в соответствии с размерами побошвы фрезера и под конкретную копировальную втулку.
Делать из дюрали — не самое дешевое решение как по стоимости материала, так и по стоимости работ, но меня это устраивает. Интересно наблюдать как выдуманное тобою изделие и нарисованное в 3D материализуется и становится настоящим изделием.

Как видим на следующей фотографии, готовое изделие очень простое. При его сборке столкнулся с неожиданной сложностью. Дело в том, что в первоначальном проекте пластины соединяются алюминиевыми заклепками с потайной головкой.
Оказалось, что найти такие заклепки в продаже — задача нетривиальная. Их нет не только в обычных хозяйственных магазинах, но даже в узкоспециализированных магазинах с крепежом. Пришлось соединять пластины обычными вытяжными заклепками.

Самый хитрый элемент конструкции — выдвижной язычок, которым регулируется длина паза для шипа. Вся хитрость заключается лишь в необходимости подгонки ласточкиного хвоста. В остальном никаких сложностей в его изготовлении нет. Чтобы сделать его короче в основной пластине сделаны не одно, а два отверстия, в которые вставляется фиксирующий болт в зависимости от требуемой величины паза.
При этом положение паза на самом язычке выбрано таким образом, чтобы при любом положении язычка подошва фрезера не упиралась в фиксирующую гайку-барашек.

Для крепления шипорезки собрал из 21 мм фанеры тумбу, представленную на следующей фотографии. В верхней части тумбы сделаны два параллельных паза для крепления пластины болтами М10, в пережней части — отверстие для фиксации заготовок на шипорезке с помощью струбцин.

Для придания тумбе нужной жесткости, сделал внутри дополнительную перекладину.

После сборки получаем такое устройство. Перед установкой предварительно матировал наждачкой 120 и 240 металлические поверхности, контактирующие с подошвой фрезера и с заготовками.

Под пластиной прикрепил к тумбе полосу из дюрали. Эта полоса расширяет возможности крепления заготовок к шипорезке с помощью струбцин.

Пока у меня не было возможности устроить своей шипорезке настоящую проверку, но думаю, со своей задачей справится. Вставные шипы, не смотря на то, что их можно купить готовые (http://www.kalpa-vriksa.ru/catalog/vstavnye_shipy_domino_dlya_festool_df500/) буду делать сам. Все же стоимость одного шипа почти 10 рублей — дороговато.

Характеристики:
Габариты — 250х440х112 мм
Вес — около 5 килограмм
Макс. диаметр фрезы — 37 мм
Макс. длина паза — 154 мм
Толщина основания под фрезером — 12 мм

С помощью этой шипорезки изготовил детскую двухъярусную кровать

При помощи шипорезки можно делать пазы для вставных шипов в нужном месте заготовки

Если нет возможности закрепить заготовку на шипорезке, то подвижная часть шипорезки снимается и крепится на заготовке.

Если возникает необходимость обработать торцы длинных заготовок, то шипорезку можно положить на бок.

Пользоваться шипорезкой достаточно удобно и результат получается достаточно качественный.

P.S. В комментариях мне написали об еще одной шипорезке, сделанной по этим чертежам. Оригинал сообщения можно найти ниже. Приведу лишь выжимку:
. нет необходимости обращаться к разным мастерам. Я изготовил шипорезку по Вашим чертежам за один день из алюминиевого листа толщиной 4 мм. 4 мм самый оптимальный вариант для изготовления самому. Использовал ручной фрезер, циркулярную пилу, напильник и эл.дрелль. Только к фанерной станине внизу ещё одну алюминиевую пластину закрепил.Так лучше крепить фрезеруемую деталь, прижимая к верхней и нижней пластине. Алюминий хорошо режется циркулярной пилой и ручным фрезером на малых оборотах. Фрезеровал фрезой 8 мм для металла.

От себя добавлю, что это отличный опыт самостоятельного изготовления шипорезки, спасибо за ваш опыт.

Как можно самостоятельно сделать шиповое соединение?

Существует множество видов различных соединений, которые широко используются на сегодняшний день в ремонтах. Они нужны для сборки и ремонта мебели, для соединения отдельных частей каких-то функциональных элементов. Но наибольшую популярность среди всех видов заслужило именно шиповое соединение.

Шиповое соединение — это соединение деревянных деталей путём плотного прилегания в отверстия (пазы) шипов.

Соединение на основе пазов и шипов применяется большей частью для деревянных материалов. Оно обеспечивает довольно прочное стыкование, при этом препятствуя деформированию деталей. Особенно это хорошо для мебели, когда необходимо обеспечить максимальную надежность крепежа.

Советы по работе над соединениями

Шиповое соединение может сделать каждый, только вот перед серьезной сборкой необходимо как следует потренироваться, если у вас нет никаких столярных навыков. В итоге можно получить довольно качественную фиксацию. А если ее еще дополнительно скрепить металлическими уголками, то прочность вашей мебели на высоком уровне.

Производство шипа и паза типа «ласточкин хвост».

Есть много способов того, как можно сделать соединение на основе шипов. Но прежде чем рассмотреть основные самые распространенные из них, целесообразно учесть некоторые правила и тонкости, которыми обязательно нужно будет руководствоваться во время выполнения работы:

1. Если у вас есть возможность, то делайте шип на специальном точном оборудовании. Это обеспечит максимальное соответствие размеров шипов и пазов друг другу. Такое оборудование есть в каждом столярном цехе или же кабинете по производственному трудовому обучению.
2. Бывает так, что вы собираетесь делать мебель, которая не требует особой точности. Вот тогда можно сделать соединения и своими руками. Для этого шипы необходимо нарезать исключительно вдоль волокон древесины. При этом ширина должна составлять примерно 17-20 толщин основной детали. Так вам удастся избежать сколов и появления трещинок.
3. Немного проще обстоят дела с нарезанием шипов на фанере. В данном случае толщина шиповой пазухи может быть абсолютно любой. Ширина основных частей на это не влияет. Но принцип соответствия по направлению волокна остается таким же.
4. После того как произведено вырезание шипов и проверен их размер, дерево необходимо слегка подсушить. Здесь имеется в виду обычное держание материала в помещении на протяжении суток. Так древесина сможет принять постоянную форму, что в будущем поможет избежать искривления соединения.

Подготовка инструмента и первая часть замеров

Замер прямых шиповых соединений.

А теперь рассмотрим основной и самый распространенный вариант того, как можно своими руками сделать качественное шиповое соединение. Оно основывается на применении обычного напильника или большой пилы (в зависимости от требуемых размеров).

Итак, первым делом необходимо подобрать инструмент. Важно иметь в виду то, что каждый напильник имеет свою ширину реза. Поэтому в итоге часть шипа станет немного больше. А насколько — это зависит непосредственно от этой ширины. Именно поэтому при замерах параметров соединения учитывайте ширину реза.

Теперь приступайте к разметке. Для этого вам понадобится карандаш и линейка. Сначала замеряйте детали, которые нужно между собой соединить. После этого ширина деталей наносится на месте будущего пропила. При этом глубина самого пропила как раз и будет равна толщине основной детали.

Как правило, во многих вариантах мебели на одной части может потребоваться несколько шипов или пазов. В этом случае необходимо ориентироваться на то, насколько они будут одинаковы. Если они будут идентичными, то достаточно сделать один замер. При разных размерах производится необходимое количество замеров. Еще помните правило: в толстых деталях пропилы целесообразно делать немного меньше, а в тонких — глубже.

Разметка второй части

Элементы шипового соединения.

После этого переходим к разметке второй части соединения. Для этого необходимо взять две детали, которые предполагается соединять, и приложить их плотно друг к другу. При этом нужно следить за соответствием совпадения с линиями пропилов. Когда детали будут идеально друг к другу приложены рекомендуется зажать их в тиски, чтобы они не сдвигались.

Теперь, когда детали как следует скреплены, нужно на второй еще не размеченной части нанести карандашом метки, а после этого напильником сделать начальные пропилы. Это будут не основательные линии, а просто тоненькие пометки, похожие на царапины. Но делать их все равно необходимо, так как работать потом будет проще. Только при нанесении пометок старайтесь делать так, чтобы достигнуть идеальной ровности и не допускать изгибов.

После этого необходимо освободить детали и сдвинуть их еще относительно друг друга. При этом важно учесть вот что. Если сдвигать детали совсем чуть-чуть на ширину напильника, то соединение получится довольно жестким. А если сделать сдвиги немного больше, оно будет более свободным.

При этом нельзя сказать, что какой-то из вариантов является плохим. Здесь все зависит от характера и размеров соединяемых деталей. А еще от конкретного типа используемой древесины. Если вы используете фанеру, то делать сдвиги можно только по ширине пропила, так как она в любом случае не будет подвергаться сильной деформации.

Окончательное формирование шиповых соединений

Способы шиповых соединений деревянных деталей.

Когда все это будет произведено, переходим к основательному формированию шипов и пазов. Чтобы все прошло правильно, нужно во время работы постоянно производить замеры, чтобы исключить по возможности риск ошибки. Особо тщательно следите за ровностью линий. Для больших деталей используйте для контроля строительный уровень.

Итак, основная часть работы окончена: шиповые соединения сформированы. Теперь вам нужно окончательно все измерить, чтобы убедиться в правильности, после чего можно переходить к окончательному оформлению. Для этого можно использовать наждачную бумагу или ручной лобзик. Это зависит от того, насколько поверхность шероховатая.

Далее последует соединение. Здесь важно учитывать вид соединения. Они бывают разъемные и неразъемные. Неразъемные соединения должны быть более крепкими и основательными, а разъемные такими, чтобы при возникновении необходимости их можно было разобрать. Для неразъемных соединений используется клей, а для разъемных необходимо слегка скруглять уголки.

Вариант того, как можно своими руками сделать шиповые соединения, рассмотрен.

Есть еще несколько способов, но они уже более сложные, и больше подходят для профессионалов. Но если никуда не спешить, то постепенно можно приобрести навыки и выполнять в последующем работу просто.

Соединение «шип-паз»: шипорезное приспособление и фрезы для ручного фрезера

Зная, как сделать шип-паз ручным фрезером, можно даже в домашних условиях изготавливать не только красивую, но и надежную мебель, но и различные конструкции из древесины, характеризующиеся отличной несущей способностью. По системе «шип-паз» соединяются не только элементы различной мебели (столов, стульев и полок), но и каркасы малоэтажных домов, испытывающие в процессе эксплуатации значительные нагрузки.

Выполненное ручным фрезером соединение шип-паз

Для того чтобы ручным фрезером сделать шип на деревянном брусе, необходимо обеспечить несколько условий:

• надежно зафиксировать заготовку и правильно сориентировать ее по отношению к направляющей подошве фрезера;
• выставить высоту рабочей части фрезы таким образом, чтобы инструмент снимал с поверхности обрабатываемой заготовки слой материала требуемой толщины.

Даже используя при выполнении такой обработки простейшее шипорезное приспособление для фрезера, можно не только повысить ее производительность и качество результата, но и сделать технологический процесс более безопасным. Особенно актуально использование такого приспособления, которое можно изготовить и своими руками, в тех случаях, когда мебель производят не в единичных экземплярах, а сериями (при этом мастеру приходится выполнять большое количество подобных операций как с однотипными, так и с имеющими различные формы и размеры деревянными деталями).

Использование приспособлений позволят ускорить процесс изготовления фрезером столярных соединений

Используемые инструменты

Создание шипов и пазов, при помощи которых будет обеспечиваться соединение двух деревянных заготовок, предполагает, что на боковой поверхности бруса или доски ручным фрезером делается выборка материала. При этом должны быть строго выдержаны все геометрические параметры элементов будущего соединения.

Для выполнения этой операции ручным фрезером можно использовать инструменты с хвостовиками диаметром как 8, так и 12 мм. Наиболее универсальной в этом случае является пазовая фреза, режущая часть которой работает следующим образом:

• боковая поверхность формирует стенки паза и боковые стороны шипа;
• торцевая сторона обрабатывает дно паза и снимает слой материала требуемой толщины с основания шипа.

Вырезка шипа пазовой фрезой

Таким образом, используя инструмент данного типа, можно сформировать на боковой поверхности бруса или доски как шип, так и паз. При этом их размеры можно регулировать в достаточно широких пределах.

В тех случаях, когда к надежности соединения деревянных деталей предъявляются более высокие требования, пазы и шипы делают не прямоугольной формы, а формы, которая называется «ласточкин хвост». Пазы и шипы такой конфигурации создаются с помощью фрез «ласточкин хвост». Выполнить процедуру формирования пазов и шипов такой формы ручным фрезером также возможно, но для этих целей следует использовать приспособления другой конструкции.

Выборка «ласточкиного хвоста» с помощью шаблона

Чтобы вопрос о том, как сделать паз в доске и брусе или шип на их боковой поверхности, не вызывал особых затруднений, лучше использовать электроинструмент, оснащенный удобными боковыми рукоятками, широкой направляющей подошвой и опцией защиты шпинделя от проворачивания в процессе замены фрезы. Кроме того, желательно, чтобы в таком оборудовании присутствовал боковой стопор, за счет которого вылет используемой с ним в комплекте фрезы всегда будет оставаться постоянным.

Как изготовить приспособление для выборки шипа

При формировании шипов на деревянных заготовках ручным фрезером он никак не фиксируется в пространстве и подводится к обрабатываемой детали вручную. Именно поэтому очень важно, чтобы при использовании электроинструмента обрабатываемая деталь находилась в приспособлении, которое сможет обеспечить не только ее надежную фиксацию, но и точность формируемых на ее поверхности шипов.

Конструкцию простейшего устройства, которое в состоянии справиться с такими задачами, составляют:

• несколько неподвижных направляющих (нижние, верхние, боковые);
• подвижная планка, за счет которой можно регулировать длину выборки.

Приспособление № 1 – для выборки шипа

Изготавливается такое устройство, размеры составляющих которого подбираются индивидуально, в следующей последовательности:

1. По краям листа фанеры фиксируются одинаковые по высоте боковые вертикальные элементы, в центральной части которых сделаны вырезы.
2. На боковых элементах устанавливаются направляющие, по которым будет перемещаться подошва ручного фрезера.
3. Чтобы ограничить ход ручного фрезера по верхним направляющим, на них следует зафиксировать боковые планки.
4. На листе фанеры, играющем роль основания устройства, необходимо установить подвижный элемент, при помощи которого будет регулироваться величина вылета края обрабатываемой заготовки. Для фиксации можно использовать обычный винт с барашком или любой другой подходящий крепеж.

При изготовлении приспособления предложенной конструкции надо учитывать следующие моменты:

• Высота верхних направляющих должна соответствовать сумме толщины обрабатываемой детали и величины небольшого зазора, который необходим для установки фиксирующего клина.
• Вырезы в боковых вертикальных элементах выполняются такой ширины, чтобы она учитывала длину формируемого шипа.

Приспособление № 2 – для выборки паза

Работать с использованием приспособления предложенной конструкции можно ручным фрезером практически любой современной модели, в опциях которого предусмотрена возможность регулировки скорости резания, величины подачи и вылета рабочей части применяемого инструмента.

Для создания на боковой поверхности бруса или доски шипа «ласточкин хвост» используется устройство, изготавливаемое следующим образом.

• В листе многослойной фанеры выполняется отверстие, из которого будет выступать режущая часть фрезы «ласточкин хвост».
• С нижней части подготовленного фанерного листа фиксируется ручной фрезер. Для этого можно применять хомуты, саморезы или любые другие крепежи.
• На поверхности фанерного листа, по которому будет перемещаться обрабатываемая заготовка, закрепляется доска толщиной 2,5 см. Она будет выполнять роль направляющего элемента. Такая доска является расходным материалом и используется один раз с фрезой определенного диаметра.

Приспособление № 3 – для фрезеровки ласточкиного хвоста

Такое устройство можно установить между двумя стульями или использовать для его размещения более удобную и надежную конструкцию.

Создание шипов на брусках и досках

Применяя фрезы для сращивания древесины для ручного фрезера и вышеописанное приспособление, обработку выполняют в следующей последовательности.

• Деталь, которую предстоит обработать, размещается на нижней опорной плоскости.
• Тот край детали, на котором будет формироваться шип, помещается в вырез верхних направляющих и продвигается в нем до упора в подвижный элемент приспособления.
• Подвижный элемент фиксируется в требуемом положении.
• Используя клиновой элемент, верхнюю плоскость детали прижимают к верхним направляющим.
• На верхние направляющие помещается ручной фрезер.
• Дерево при помощи установленного на фрезер инструмента сначала снимается с одной стороны формируемого шипа.
• После обработки одной стороны заготовку переворачивают и выполняют формирование второй стороны шипа.

Вырезка шипа с помощью приспособления № 1

Даже такое несложное по конструкции устройство позволяет обрабатывать при помощи ручных фрез соединения «шип-паз» с высокой точностью и производительностью.

Перед началом работы такое приспособление необходимо настроить. Это можно сделать по следующему алгоритму.

• Установленный в ручной фрезер инструмент опускается до его соприкосновения с поверхностью фанеры-основания.
• Измеряется толщина детали.
• Толщина заготовки делится на 4. Результат и будет расстоянием, на которое необходимо поднять фрезу над поверхностью основания.

Вырезка паза с помощью приспособления № 2

Используя шаблон «ласточкин хвост», пазы и шипы создают на половину их толщины, что объясняется особенностями соединения данного типа. Чтобы сделать паз в брусе и доске, а также сформировать шип типа «ласточкин хвост», устройство также необходимо настроить и зафиксировать его составляющие в требуемом положении.

Приспособление № 3 для ласточкиного хвоста в работе

Следует иметь в виду, что создаваемые на деревянных брусках и досках шип и паз должны соединяться друг с другом с некоторым зазором, который необходим для размещения клеевого состава.

И в заключение пара видео, иллюстрирующих процесс создания соединения «шип-паз» с помощью ручного фрезера.

Шиповое соединение

Классическое шиповое соединение до сих пор остается основным, при изготовлении деревянных дверей и мебели. Конечно, уже давно никто не делает шипы вручную, работая ножовкой — наградкой и стамеской. Проще и качественнее детали получаются после обработки на станках. Но это не означает, что такие соединения нельзя сделать в домашних условиях, с помощью самых ходовых инструментов.

Шиповое соединение предполагает выдалбливание гнезда на одной детали и выпиливание шипа на другой. Про долбежки это отдельная тема, один из вариантов есть в статье гнезда для шипов.

Шипы могут быть коренные плоские, вставные плоские, вставные круглые (шканты, нагеля). Изготовление в статье как сделать круглые дюбеля.
Здесь ограничимся изготовлением основного плоского шипа, с помощью циркулярной пилы.

При изготовлении обвязки деревянной двери, на горизонтальных брусках требуется сделать шипы. Если шипорезный станок недоступен, то шипы можно выпилить на любом фрезерном станке или циркулярке. Только для циркулярки придется сделать специальный упор, так чтобы деталь при обработке находилась строго вертикально.

Сначала делаем разметку детали по длине с шипами. Для этого от ширины двери отнимаем две ширины вертикальных брусков и добавляем две длины шипа.
В этом случае длина шипов 60 мм. , может быть немного меньше или больше, но такая длина для двери в самый раз.

При ширине двери 700 мм. и ширине полотен 110 мм. , длина перемычки получается 480 мм. . Плюс два шипа по 60 мм. , итого длина заготовки 600 мм. .
Толщина так же может отличаться, здесь толщина деталей 40 мм. .

Шипы на циркулярке.

Делаем разметку и торцовку детали по длине 600 мм. . Теперь нам понадобится циркулярная пила с изменяемой высотой. На фото обычный недорогой «Корвет», но модель не имеет значения. Выставляем высоту пилы 12 мм. , а направляющую линейку на 60 мм. , по внешнему разводу.

Пропиливаем деталь поперек со всех сторон и с каждого торца, так мы получаем плечи шипа. Кстати говоря, эту часть работы можно сделать и ножовкой.

Самое главное точно выпилить шипы по толщине. У меня сверло на долбежке 15,5 мм. , дает гнездо шириной 16 мм. , соответственно нам нужны шипы толщиной 16 мм. .
Фрезер на фото самодельный, стол с вертикальным валом, каретки нет. Поэтому шипы выпиливаю дисковой пилой, установленной на фрезере. Пила дает нагрузку меньше чем фрезы и обработать детали можно удерживая их руками. Как сделать приспособление для работы ручной циркулярной пилой, самодельная торцовка.

На что стоит обратить внимание, желательно чтобы шип шёл по упору.
В этом случае все просто, шип упирается в вал. Ширина захвата пилы до вала, у меня примерно 58 мм. , что как раз подходит для работы. Если упора нет, то пропиливайте шип не доходя до плеч 3-5 мм. , потом подрежете стамеской.

Выставляем пилу на высоте 12 мм. по верхнему разводу и проходим первый шип, проверяя его по гнезду. Шип должен входить в гнездо плотно, но расшатываться руками.

Когда пила точно выставлена, прогоняем все шипы комплекта, сразу выпиливая шипы по толщине и ширине. При необходимости шипы подрабатываются стамеской, выравниваются плоскости, закругляется торцы и боковые кромки. Для сборки столярных изделий используют и круглые шипы — шканты. Для задалбливания гнезд в домашних условиях может пригодиться самодельное приспособление для дрели.

Шипы ручным фрезером.

Сборку столов, журнальных столиков, стульев, створок и боковин шкафов, так же лучше делать на шипах.

Шипы для мебели можно сделать и с помощью ручного фрезера. Сначала делаем разметку детали, с учетом нужной длины шипов. Затем пропиливаем на циркулярке или ножовкой плечи. Ставим деталь на рабочий стол и фиксируем струбцинами.

На небольшом расстоянии, но поперек обрабатываемой детали, устанавливаем брусок точно такой же толщины и так же притягиваем его струбцинами к рабочему столу.

Ставим на ручном фрезере концевую фрезу «бочонок», подгоняем высоту и аккуратно фрезеруем плоскость шипа. Здесь главное настроить фрезер так, чтобы пройдя шип с обеих сторон получить точную толщину шипа. А уже после настройки прогоняем все остальные детали той же толщины.

Методы и способы соединения деревянных деталей

Начинающим домашним мастерам будет полезно узнать о методах соединения деревянных деталей. Этой теме мы посвящаем краткий ликбез, в котором будут описаны основные виды столярных соединений и сплачиваний с использованием клея, гвоздей, саморезов или шкантов, либо вовсе без них.

Правила выбора соединения в зависимости от типа нагрузки

Наиболее просты торцевые соединения, их применяют при необходимости нарастить деталь. Лучше всего такие соединения переносят нагрузку сжатия, однако при вырубке замков специальной формы можно достичь хорошего сопротивления скручиванию, растяжению и изгибу. Стандартный вариант торцевого соединения — с подрезкой на половину толщины обеих деталей. Срез может быть прямым или косым, при необходимости препятствовать изгибу, растяжению или скручиванию на конце каждого среза нарезают шип или тупой угол, либо делают срез ступенчатым, образуя своего рода «замок».

1 — прямая накладка вполдерева; 2 — косая накладка; 3 — прямая накладка со ступенчатым стыком; 4 — накладка вполдерева с косым стыком; 5 — косой накладной замок; 6 — соединение вполдерева с косым шипом

Угловые и боковые соединения применяются для соединения прямых деталей в ферму или каркас. Обычно эта часть конструкции опорная, поэтому основные нагрузки приходятся на смещение и сжатие. Если конструкция испытывает статичную предусмотренную нагрузку, на одной из деталей нарезают прямоугольный шип, а на другой — паз или проушину соответствующих размеров. Если возможно действие на разрыв конструкции, шип и паз нарезают в форме трапеции.

Угловые соединения: 1 — с открытым сквозным шипом; 2 — с глухим закрытым шипом; 3 — со сквозным косым шипом

Накладные крестовые и Т-образные соединения используют, как правило, для дополнительных связей между ответственными деталями конструкции. Основная нагрузка в них — на сжатие, смещение и разрыв. Первые два типа нагрузки устраняются подрубкой в полдерева или меньше с последующим совмещением деталей. Плечи зарубок принимают основную нагрузку на себя, остается лишь закрепить соединение шурупами или накладными скобами. В ряде случаев для укрепления связи используют шкант или вырубают шип с клином.

1 — крестовое соединение накладкой вполдерева; 2 — крестовое соединение с посадкой в одно гнездо; 3 — Т-образное соединение с потайным косым шипом; 4 — Т-образное соединение с прямой ступенчатой накладкой

Отдельный тип соединений — ящичные. Предназначены они для соединения досок под прямым углом. Обычно для ящичного соединения на каждой доске нарезают зубья, ширина которых равна расстоянию между ними. На разных досках зубья нарезаны со смещением, поэтому при соединении угол из досок выглядит как одно целое. Зубья также могут иметь клиновидную форму, препятствующую разрыву угла в одном направлении, либо скрепляются дополнительно клеем или гвоздями.

Ящичные угловые соединения: 1 — с прямыми сквозными шипами; 2 — с косыми сквозными шипами

Как сделать шиповое соединение

Для изготовления шипового соединения нужно обвести обе детали линией разметки по всем граням на расстоянии от торца, равном ширине соединения. На двух противоположных сторонах и торце линиями отмечается тело шипа, разметка на обеих деталях полностью идентична.

Шип подрезают с боков ножовкой для поперечного реза и скалывают древесину с помощью стамески. Ширину шипа делают на 2–3 мм больше для последующей точной обработки ножом или долотом. Паз вырезают ножовкой для продольного реза и скалывают стамеской, также оставляя небольшой припуск на обработку. Далее следует подгонка, в процессе которой детали совмещают и добиваются максимально плотного прилегания.

При Т-образном шиповом соединении на одной из деталей нарезают центральный шип или паз, а на другой выдалбливают проушину или делают две боковые подрезки в зависимости от типа первой детали. Для изготовления проушины используют стамеску, обращая наклонную часть лезвия внутрь отверстия. Если проушина не сплошная, шип делаю на 8–10 мм больше глубины и обрезают его конец в форме развернутого клина. Так при забивании шип сам себя разопрет, и деталь будет прочно посажена.

Для соединения широких деталей можно использовать ящичное соединение, нарезая несколько шипов и пазов. Самый простой способ скрепить шиповое соединение — просверлить его насквозь поперек шипов и забить в отверстие деревянный шкант (оконное угловое соединение).

Как срастить доски на клею

Очень популярный метод соединения досок и брусков — продольное и поперечное склеивание. При соединении досок широкой стороной торец может быть ровным, хотя в большинстве случаев используют пазогребневый профиль. Очень важна плотная подгонка деталей, чтобы слой клея был как можно более тонким, только так можно достичь максимальной прочности. Иногда на торец, смазанный клеем, наносят небольшое количество хлопкового волокна, это повышает качество сцепки.

Доски можно соединять и в профиль, но для этого потребуется выполнить клиновидную зубчатую нарезку обоих торцов со смещением в пол зуба для разных деталей. В домашних условиях такую операцию можно выполнить с применением ручного фрезера.

Для склеивания деталей используют казеиновый клей или ПВА высокой концентрации, для придания прочности в клеящее вещество добавляют просеянную древесную муку. Поверхности покрывают клеем и выдерживают на воздухе 3–5 минут, после чего помещают под гнет или сдавливают струбцинами. Такое соединение получается прочнее самого дерева и никогда не ломается по стыку.

Как сплачивать элементы несущих конструкций

Для несущих конструкций используют два вида соединений — наращивание и сочленение. Самый простой способ срастить две детали — выполнить надрез ножовкой на половину толщины на одинаковом расстоянии от торцов, а затем сколоть топором лишнюю древесину. После сопоставления двух деталей соединение обычно скрепляют двумя накладными планками, прибитыми сбоку от разреза. Склеивание тоже возможно, но только при плотной подгонке деталей.

Надрезанные в полдерева торцы можно свести практически под любым углом, это основной метод соединения кровельных ферм. Для скрепления деталей необходима дополнительная стягивающая связь: брус прикладывают к соединенным деталям сбоку на расстоянии в 30–50 см от угла и подрубают в половину толщины по местам соприкасания, а затем скрепляют конструкцию гвоздями.

Часто вертикальные и наклонные конструкции нуждаются в опоре, например при соединении стропильной системы с балками перекрытия. В этом случае выполняется зарубка посадочных гнезд на горизонтальной балке, в которые будут вставлены стойки. Очень важно соблюдать угол наклона и делать подрубку не более чем на треть толщины бруса.

Соединения со специальными связями

Практически все столярные соединения выполняются с дополнительными укрепляющими связями. В самом простом примере роль таких выполняют гвозди или саморезы.

При наращивании деталей узел может укрепляться сквозным болтовым соединением, хомутами, скобами и глухарями, либо его просто обматывают холоднокатаной проволокой. Сращенные вертикальные опоры достаточно скрепить двумя накладными планками — деревянными или металлическими.

Угловые соединения чаще всего скрепляют скобами, накладными пластинами или уголками. В случаях, когда надо сохранить небольшую подвижность соединения, используют один сквозной болт, который либо прошивает поперек место накладки деталей, либо стягивает их в продольном направлении с минимальным отступом от накладки.

Место крепления специальной связи должно быть удалено от края не менее чем на 10 диаметров крепежного элемента и не иметь пороков. Важно помнить, что часто связи не обеспечивают общую прочность соединения, а только компенсируют неучтенную нагрузку.