Обработка дерева

Столярные соединения: шип, проушина, шкант, «ласточкин хвост»

Мебель держится не на шурупах, а на правильно подобранной вязке: шип в гнезде работает всей площадью клея и сам сопротивляется нагрузке. Ниже – основные виды соединений, пропорции шипа от толщины бруска, правила выбора и разметка, без которой точного соединения не сделать.

Шип, гнездо, проушина

Шип в гнездо и шип в проушину
Простейшие соединения: а – шип в гнездо; б – шип в проушину
Виды шипов: одинарный, двойной, многократный, круглый, ласточкин хвост
Шипы: а – одинарный; б – двойной; в – многократный; г – круглый; д, е – «ласточкин хвост»; ж, з – зубчатые

Шип – выступ на торце бруска. Гнездо – закрытое отверстие под шип, проушина – открытый с торца паз. По месту в изделии соединения делят на три группы:

Группа Где встречается Примеры
Угловые концевые (УК) углы рам, дверок, царг сквозной шип, шип с полупотёмком, «на ус» со вставным шипом
Угловые серединные (УС, тавровые) средники, перекладины, проножки шип в гнездо, шип в паз, вставные круглые шипы
Угловые ящичные ящики, шкатулки, короба прямые открытые шипы, «ласточкин хвост», нагели

Размеры шипа: считаем от толщины бруска

Все размеры привязаны к толщине бруска s0 и его ширине B. Обозначения: s1 – толщина шипа, s2 – толщина щёчки (стенки проушины), s3 – промежуток между шипами, l – длина шипа, h – ширина шипа, d – диаметр круглого шипа.

Соединение Толщина шипа s1 Другие размеры
УК-1 – открытый сквозной одинарный шип 0,4 s0 щёчки s2 = 0,5 (s0 – s1)
УК-2 – открытый сквозной двойной 0,2 s0 промежуток s3 = 0,2 s0; щёчки s2 = 0,5 [s0 – (2s1 + s3)]
УК-4 – несквозной с полупотёмком 0,4 s0 l = (0,5–0,8) B; h = 0,7 B1; зазор b ≥ 2 мм
УК-5 – сквозной с полупотёмком 0,4 s0 l = 0,5 B; h = 0,6 B1
УК-6 – несквозной с потёмком 0,4 s0 l = (0,5–0,8) B; h = 0,7 B1
УК-8, УК-9 – круглые вставные шипы – l = (2,5–6) d; глубина отверстия l1 больше l на 2–3 мм
УК-10 – «на ус» со вставным несквозным плоским шипом 0,4 s0 l = (1–1,2) B; b = 0,75 B
УК-11 – «на ус» со вставным сквозным плоским шипом 0,4 s0 –

Два примера расчёта

  • «На ус» со сквозным плоским шипом (УК-11), брусок толщиной 25 мм: s1 = 0,4 × 25 = 10 мм. Вставной шип делают толщиной 10 мм.
  • На круглые шипы (УК-8), шкант диаметром 6 мм: берём среднюю длину l = 4d = 24 мм, отверстие сверлим на 27 мм (на 3 мм глубже). Шканты ставят симметрично: между центрами не меньше 2d = 12 мм, и столько же от центра крайнего шканта до конца детали.

Тавровые соединения

Схемы угловых серединных соединений УС-1 – УС-8
Угловые серединные соединения: шип в гнездо и в паз, сквозной одинарный и двойной, паз и гребень, круглые шипы, «ласточкин хвост»
Соединение Пропорции
УС-1, УС-2 – несквозной шип (в гнездо или в паз), при двойном шипе s1 = 0,2 s0; l1 = (0,3–0,8) B; l2 = (0,2–0,3) B1
УС-3 – сквозной одинарный s1 = 0,4 s0; s2 = 0,5 (s0 – s1)
УС-4 – сквозной двойной s1 = s3 = 0,2 s0
УС-5 – паз и гребень s1 = (0,4–0,5) s0; l = (0,3–0,8) s0; зазор b ≥ 2 мм
УС-6 – в паз l = (0,3–0,5) s0; b ≥ 1 мм
УС-7 – круглые вставные шипы d = 0,4 s0; отверстие глубже шипа на 2–3 мм
УС-8 – несквозной «ласточкин хвост» l = (0,3–0,5) B1; s1 = 0,85 s0

Шканты

Шкант – гладкая цилиндрическая палочка из берёзы, дуба или бука. Сегодня их продают готовыми, с продольными канавками для выхода клея.

  1. Разметьте отверстия сразу на обеих деталях – удобнее всего с кондуктором или металлическими маркерами-«шипами», которые оставляют отпечаток на ответной детали.
  2. Сверлите сверлом точно по диаметру шканта, с ограничителем глубины.
  3. Смажьте клеем отверстия, а не только шкант.
  4. Шкант должен входить туго, от ударов киянки. Если он толще отверстия, сошлифуйте его вдоль – шкуркой или напильником, риски должны идти по длине, а не поперёк.

Как выбрать соединение под нагрузку

Возьмём полку в шкафу. Если она просто прикручена к боковине впритык, весь вес висит на шурупах или шкантах – они работают на срез и излом. Если под полку прикрутить рейку, часть нагрузки возьмёт трение рейки о стенку. Если врезать полку в паз хоть на несколько миллиметров, вес будет держать сама боковина.

Правило Почему
Вязку выбирают по величине и направлению нагрузки соединение «ласточкин хвост» выдерживает примерно втрое больше, чем вполдерева с шурупом
Нагрузку должна держать сама конструкция шуруп, уголок, шкант – только дополнительное крепление
Зазоры в вязке недопустимы клей не заполняет щели, соединение разбалтывается
Склеиваемые поверхности не полируют шероховатый шкант держится в массиве надёжнее гладкого
Клиновой шип. В торце шипа делают пропил и вставляют клин из сухого дуба или бука. Когда шип доходит до дна гнезда, клин расклинивает его, и соединение на клею становится очень прочным. Так ремонтируют разболтанные стулья и делают ручки для инструмента.

Сращивание по длине

Способы дотачивания деталей по длине и высоте
Дотачивание деталей: вполдерева, косым прирубом, в накладной и натяжной замок, впритык со шипом, с болтами, полосой и хомутами
Способ Когда
Зубчатое соединение самое прочное и с большой площадью клея: длинные бруски, каркасы встроенной мебели, царги
«На ус» под 45° (в стусле) детали без серьёзной нагрузки: плинтусы, обвязка панелей; при нагрузке на изгиб угол делают острее
Открытый шип «ласточкин хвост» детали, которые тянут на разрыв
Вставной круглый шип детали с опорой снизу, которые стремятся разъехаться в стороны
Дотачивание вполдерева, в замок, с накладками замена сломанного участка детали при ремонте

Разметка: без неё точной вязки не будет

Инструменты для разметки древесины
а – рулетка; б – угольник; в – складной метр; г – малка; д – уровень; е – циркуль; ж – рейсмус; з – отвес; и – шило
Шаблоны для разметки шипов и ласточкиного хвоста
Шаблоны: а – для шипов; б – для «ласточкина хвоста»
  • Набор начинающего: рулетка 5 м, угольник, складной метр, малка для углов, уровень, циркуль, рейсмус для линий параллельно кромке, отвес, шило и несколько металлических линеек от 20 см до 1 м.
  • Чем чертить. Твёрдым простым карандашом; по чистой строганой поверхности – шилом или ножом. Цветные карандаши крошатся, химический размывается и пачкает дерево. Длинные линии на досках отбивают шнуром: на светлом – углём, на тёмном – мелом.
  • Шаблоны из металла или дерева с нанесёнными размерами ускоряют разметку повторяющихся шипов.
  • Проверка деревянного угольника. Приложите его наружный угол к наружному углу металлического; внутренний – к наружному углу металлического через копирку. Выступы, которые она окрасит, сотрите шкуркой.

Частые вопросы

Вопрос Ответ
Какой шип выбрать для каркаса стола? Для царг с ножками – несквозной шип с потёмком (УК-6) или круглые вставные шипы: снаружи соединение не видно.
Что прочнее: шканты или шип? Цельный шип: у него больше площадь склейки. Шканты удобнее и при точной разметке тоже надёжны.
Как правильно забить гвоздь, чтобы держал? Наколите место шилом с нужным наклоном и забивайте под небольшим углом к поверхности, а не строго перпендикулярно.