Этапы создания изделий из древесины — Гипермаркет знаний. Основные операции по обработке древесины на специализированных станках Основные операции по изготовлению изделий из древесины
Изделия созданные в ручную из дерева выражают духовный смысл, по неровной поверхности изделия можно почувствовать движение инструмента мастера. Изделия же, изготовленные на станке с ЧПУ практически идентичны между собой и не несут уже той индивидуальной выразительности.
Есть все основания считать, что совмещение двух способов обработки – ручной и станочной, может объединить высокую эксклюзивность, производительность и качество обработки сложных рельефных и скульптурных изделий из древесины. Замечено, что даже при 5-10% ручной доработке изделия, выполненного на станке с ЧПУ, можно сымитировать ручную резьбу и соответственно повысить эксклюзивность изделия. Станочная обработка позволяет быстро выполнить наиболее сложную и рутинную работу, а ручная доводка – придать изделию оригинальный вид.
Проблема совмещения ручной и станочной обработки при изготовлении изделия в наиболее сложных техниках резьбы по дереву – рельефной и скульптурной раскрыта в данной диссертационной работе после детального изучения и всестороннего сравнения технологий с учетом экономики, производства, эстетики изделийи психологии потребителя.
Для примера, применительно к изделию «Мамонт» (Рис. 1.11) при средней серийности производства, нами получено, что себестоимость изделия, изготовленного по проектной технологии, совмещающей станочную и ручную обработку -наименьшая в сравнении с технологиями независимыми (или полностью ручной обработки, или полной обработки на станке с ЧПУ).
Не случайно некоторые деревообрабатывающие предприятия, изготовляющие эксклюзивную продукцию, начинают переходить на совмещение станочной ЧПУ - обработки с ручной доработкой. Такой подход дает хорошие результаты не только в товарах-сувенирах, но и в оформлении интерьеров, изготовлении лестниц, мебели, дверей и пр. Общие рекомендации по исследованной нами технологии приведены в данной работе – они коснулись всех стадий изготовления, начиная от компьютерного проектирования трехмерной модели прототипа будущего изделия до непосредственного его изготовления на фрезерном станке с ЧПУ.
Рис. 1.11. Скульптурное изделие «Мамонт»: (слева – после обработки на станке с ЧПУ, справа – после ручной доработки, габариты изделия 130 × 100 × 60 мм, сосна)
1.3. ДРУГИЕ СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯХУДОЖЕСТВЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ
Расширить технологические возможности изготовления художественных изделий из древесины позволяют дополнительные устройства. Разнообразные конструкции устройств для фрезерования, главным образом, художественных орнаментов, были предложены М.С. Гликиным, позже усовершенствованы и дополнены М. М. Черных, А. И. Пьянковым, В. Я. Крапивкиным, Ю. В. Ложкиным . Конструкции приспособлений, главным образом, применимы к токарному оборудованию и не позволяют выполнять высокохудожественные барельефные изделия или сложные скульптурные композиции. Примеры готовых изделий представлены на рисунке 1.12.
Рис. 1.12. Изделия, получаемые с использованием дополнительных приспособлений к токарным станкам
Для механизации процесса изготовления художественных изделий из древесины, в том числе декоративно-орнаментальных дополнений к мебели и архитектурных деталей интерьера применяются фрезерно-копировальные станки. При помощи такого оборудования можно выполнять различные элементы резьбы – круглые розетки в виде многолепестковых цветов, розетки вихревые, раппортные пояса-фризы с криволинейным волнообразным членением, балясины и даже высоко скульптурные, барельефные и горельефные детали и многое другое.
Принцип работы на таком оборудовании состоит в ручном копировании шаблона образца изделия с одновременным фрезерованием заготовки.
В состав таких станков входит суппорт со шпиндельной головкой, станина, на которой он крепится, рабочий стол с маховиком для его перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях и неподвижный штифт с копирующей головкой, при помощи которого заданный образец или модель могут быть точно повторены и перенесены на другую заготовку. Режущим инструментом служат специальные свёрла или концевые фрезы, укрепляемые на шпинделе. Стол станка устанавливается на нужную высоту в зависимости от толщины заготовки (Рис. 1.13).
Рис. 1.13. Слева - фрезерование барельефа на копировальном станке с пантографом; справа - двухшпиндельный объемно-копировальный фрезерный станок Andreon i
Оператор станка водит штифтом по всем контурам, углублениям и выпуклостям образца, передвигая при этом рабочий стол вверх-вниз; если требуется, то модель можно перебазировать и проводить обработку в другойортогональной плоскости. Шпиндель, соединённый со штифтом, повторяет все его движения, выполняя точную копию модели-образца. Опытный художник-мастер, с хорошим глазомером и точными движениями, может выполнять свои декоративно-орнаментальные композиции непосредственно на станке. В этом случае станок рассматривается как приспособление, которое облегчает труд мастера и увеличивает производительность труда.
Шпиндель станка приводится в движение электромотором, который совершает от 10 до 24 тыс. об/мин, что обеспечивает достаточно высокое качество обрабатываемой поверхности резьбы. Тем не менее, резьба, выполненная на станке, по качеству ниже ручной, поэтому при изготовлении мебели по специальным заказам или при реставрации антикварной необходимо дорабатывать детали и орнаменты вручную.
Копировальный станок с пантографом также применяется на крупных деревообрабатывающих предприятиях. Станки, снабженные пантографами, имеют приспособления для перевода заданного рисунка в другой масштаб (Рис. 1.13). Для такого перевода служит штифт, движущийся по контуру узора. Пантограф переводит рисунок на закреплённую на станке заготовку, соответственно увеличивая или уменьшая его применительно к заданию .
Ведущим мировым предприятием в области разработки и производства фрезерно-копировального оборудования является итальянская фирма Andreoni . Компания производит широкий спектр пантографных режущих станков, как с ручным, так и с автоматическим управлением (Рис. 1.13). Все станки могут фрезеровать не только плоские и изогнутые детали, но и тела вращения. Данное оборудование нашло широкое применение при изготовлении мебели, статуй, художественных накладок, пилястр и других видов художественных изделий из древесины .
Несмотря на все достоинства такого оборудования – имеются и существенные недостатки. На таких станках обработка намного зависит от опыта рабочего, производящего копирование образца. Во время обработки при возможной ошибке возникает человеческий фактор, который может привести к браку продукции не только одной заготовки, а сразу нескольких, если фрезерование ведется на многошпиндельном копировальном станке.
Сложность наладки многошпиндельного оборудования при замене фрез – также существенный недостаток. К тому же постоянно требуется изготовление копиров, что на начальных стадиях отработки техпроцесса требует значительного времени.И главное – на сегодняшний день изготовление изделий при ручном копировании шаблонов, в условиях растущего рынка и роста производственных возможностей оборудования с ЧПУ, становится малоэффективным.
Рассматривая способы изготовления художественных изделийиз древесины, нельзя не отметить технологию точения.
Точение или токарная обработка - одна из основных операций обработки резанием, выполняемая на деревообрабатывающих станках токарной группы, обычно при вращательном движении изделия и поступательном движении резца. На современных деревообрабатывающих предприятиях все чаще применяются не только обычные токарные станки, где обработка ведется в ручную мастером, но и станки токарно-фрезерной группы. Обрабатывающим инструментом такого оборудования является специальная дисковая фреза, либо фреза концевая. Такие станки выполняют обработку автоматизировано по заданной управляющей программе (Рис. 1.14). От оператора требуется только менять заготовку и запускать программу в новом технологическом цикле.
Несмотря на широкое распространение токарного оборудования в производстве, номенклатура выпускаемых изделий обычно ограничивается деталями, представляющими по форме, тела вращения. Именно поэтому токарные станки в большей своей массе используют для изготовления художественных балясин – опорных конструкций перил лестничных маршей (Рис. 1.14).
Рис. 1.14. Токарно-фрезерный станок с ЧПУ «РОБОР» и балясины, изготовленные на нем
Качество поверхности после обработки на токарных станках требует всегда ручного ошкуривания поверхности и снижает общую производительность процесса изготовления. Отметим, что токарно-фрезерное оборудование на сегодняшний день, благодаря разработкам НПФ «СЕМИЛ» г. Ижевск, позволяет выполнять сложные изделия нерегулярной формы, к которым относятся, например, скульптуры. Несмотря на принципиальные различия в типах оборудования, проблемные вопросы, возникающие при обработке скульптур на токарных станках, полностью соответствуют недостаткам обработки на трехкоординатных станках с ЧПУ. О способах их решения пойдет речь во 2-й и 4-й главах.
Помимо выше описанных способов обработки древесины в художественных целях существует ряд технологий, главным образом, влияющих на фактуру поверхности изделия. К ним относится ударно-механическая обработка, которая в свою очередь подразделяется накрацевание или браширование и воздушно-абразивную обработку.
Браширование как процесс обработки щетками разной плотности поверхности древесины с целью получения рельефной текстуры рассмотрена в работах Сергеевой [_].Воздушно-абразивный способ обработки в целях художественного декоририрования поверхности изделия исследован А.В. Поярковым .
Еще одна технология - технология тиснения древесины связана с ее обработкой давлением нагретыми матрицами и пуансонами. Предварительно древесину пропаривают. Дороговизна изготовления штампов и невозможность получения объемных рельефных рисунков при прессовании позволили данной технологии найти лишь широкое применение в изготовлении сувенирных изделий в партиях высокой серийности, например, шкатулках, но не в эксклюзивной продукции под определенный заказ маленькими партиями.
Технология лазерной гравировки древесины, а также выжигание лазером поверхностей по растровым рисункам на сегодняшний день не применимы для получения объемных изображений на древесине.
Последние рассмотренные технологии (броширование, пескоструйная обработка, обработка давлением и лазерная гравировка) не способны выявить объемные барельефные, горельефные или скульптурные формы в массиве древесины. Поэтому мы только лишь упомянем о них как о существующих видах художественной обработки древесины, главным образом, применяющихся для нанесения фактуры и неглубоких рисунков на плоские поверхности изделий из древесины.
1.4. ПРИМЕНЕНИЕ СТАНКОВ С ЧПУ В ПРОЕКТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ
В последние десятилетия рынок производства мебели и художественных изделий из древесины претерпел значительные изменения. Появились новые материалы, технологии и, конечно, оборудование. Возросли требования потребителей не только к качеству выпускаемых изделий, но и к дизайну в целом. Многократно увеличилась конкуренция.
В создавшихся условиях предприятию для успешной деятельности мало найти оптимальных поставщиков продукции, набрать профессиональный штат сотрудников. Крайне необходим парк современных, высокотехнологичных, удобных в эксплуатации станков, которые позволят воплотить идеи дизайнеров в жизнь.
В качестве такого оборудования наиболее широко стали применяться фрезерные трехкоординатные деревообрабатывающие станки с числовым программным управлением (ЧПУ). Фрезерные деревообрабатывающие станки с ЧПУ предназначены для фрезерования, гравирования и координатного сверления заготовок из древесины, МДФ, ДСП, фанеры и пластиков концевыми фрезами по рабочей программе, составленной на персональном компьютере .
Наиболее широкое применение станки с ЧПУ нашли при производстве деталей мебели, филенчатых дверей, фасадов, карнизов, багета и декоративных накладок. Так же они могут использоваться для изготовления витражей, для криволинейного раскроя заготовок, изготовления художественного паркета, выполнения рельефных работ, в т.ч. резьбы по дереву, для изготовления форм под вакуумную формовку. Сегодня практический каждый станок поддерживают полноценную 3D-обработку при имитации рельефной художественная резьбы по дереву.
Основная функция любого оборудования с ЧПУ - автоматическое и точное управление движением перемещения фрезера. Любой станок с ЧПУ имеет два или более направления для движения, которые называются осями. Причем движение по этим осям осуществляется точно и автоматически.
Станки с ЧПУ оснащают сервомоторами или шаговыми двигателями, которые приводятся в действие системой с ЧПУ, а та в свою очередь в точности исполняет команды управляющей программы. Система ЧПУ, исполняя команды управляющей программы, посылает точное количество импульсов шаговому двигателю – так происходит перемещение фрезера в пространстве по заданной оператором программе .
До недавнего времени управление станков с ЧПУ обеспечивалось за счет их программирования с помощью перфокарт и перфолент. Этот способ был очень трудоемкий для оператора, т.к. любая ошибка в наборе приводила зачастую к переписыванию всей программы заново.
Позже программирование стало возможным в режиме набора т.н. G -кодов, где каждый код соответствует определенной команде перемещения фрезера или выполнения какой-либо операции обработки, например, включение устройств.В начале процесса написания управляющей программы программист определяет позицию нулевой точки программы – начальной точки ее выполнения, например, центр заготовки. Потом программист должен последовательно проинструктировать систему ЧПУ обо всех необходимых операциях по управлению станком по перемещению фрезера по осям Х, У или Z . Ручной набор текста программы используется и по сегодняшний день, но отметим, что и данный вариант программирования требует очень много времени для составления программ обработки художественных изделий и бывает просто экономически не целесообразным.
Современные САМ-системы (Computer Aided Machining – системы автоматизации изготовления) предназначены дляавтоматического создания управляющих программ на основе геометрической информации, подготовленной в CAD-системе ( Computer-Aided Design - системы автоматизированного конструирования). Т.е. САМ – система самостоятельно рассчитывает траектории движения фрезы по первоначально подготовленной в CAD-системе трехмерной модели или векторному рисунку.
Главные преимущества, которые получает технолог при взаимодействии с системой, заключаются в наглядности работы, удобстве выбора геометрии, высокой скорости расчетов, возможности проверки и редактирования созданных траекторий .
Современные системы подходят для различных типов оборудования с ЧПУ, позволяют выбирать разные технологии обработки деталей, автоматически оптимизировать техпроцессы изготовления и многое другое. Правильный выбор САМ – системы на производстве позволяет значительно повысить производительность оборудования с ЧПУ.
Трехмерные (3 D ) модели, построенныя в какой-либо CAD -системе или графическом редакторе, являются, по большому счету, уменьшенными прототипами будущего изделия и позволяют ввести коррекцию его формы и детально рассматривать еще на стадии проектирования нВ мониторе компьютера.
В современной промышленности трехмерные модели используются не только для проектирования кинематических цепей машин и механизмов, наглядного моделирования будущих деталей и изделия в целом, но и для непосредственного его изготовления. В большей мере речь идет о использовании оборудования с числовым программным управлением, в частности, фрезерных метало- и деревообрабатывающих станках с ЧПУ с разным числом степеней свободы шпиндельного узла. Применение таких технологий нашло самое широкое распространение и в изготовлении художественных изделий из различных материалов (ювелирные изделия, медали, различные сувениры, элементы мебели, декоративные элементы интерьера и экстерьера помещений, литейные формы и многое др.). [моя статья 3].
Как уже упоминалось, по готовой трехмерной модели современные технологии изготовления скульптурных изделий из древесины на станках с ЧПУ позволяют автоматически создать управляющие программы в CAM -системах.
Траектории движения фрезы при обработке рассчитываются по поверхностям трехмерных моделей, которые создает дизайнер или по моделям, полученным методами трехмерного сканирования с помощью контактных копиров или лазерных дальномеров.
При непосредственном изготовлении выделяют черновую обработку, выполняющую снятиенапуска с заготовки, и чистовую, окончательно доводящую изделие до нужной чистоты поверхности. Чистовая обработка выполняется в несколько раз дольше черновой.
К основным недостаткам использования станков с ЧПУ можно отнести большие капитальные вложения в оборудование, необходимость использования дорогостоящих программных продуктов (особенно CAM -систем), значительное время чистовой обработки, сложность создания трехмерной модели и отсутствие эксклюзивности продукции.
Таким образом, рассмотренные в главе 1 технологии обработки древесины позволяют сделать общий вывод о том, что для изготовления эксклюзивной продукции из древесины в стилях рельефной и скульптурной резьбы по дереву, наиболее подходят традиционная ручная резьба, изготовление изделия на копировальном станке и обработка изделия на деревообрабатывающем станке с ЧПУ. Эти кардинально разные технологические способы обработки имеют ряд преимуществ и недостатков, рассмотренные показатели сведены в таблицу 1.
Проведенные исследования в данной области позволили разработать комбинированный способ изготовления художественных изделий из древесины, который совмещает преимущества станочной и ручной обработки.
Проектная технология предполагает первоначальное черновое фрезерование заготовок на станке с ЧПУ с последующей ручной доработкой. Именно черновая обработка позволяет эффективно выделить из заготовки основные формы объемно-пространственного изделия. При этом чистовая обработка, которая для большинства изделий составляет от 2 до 10 часов машинного времени в зависимости от габаритов изделия, полностью
Рудковская В.Д.
«Азбука столярного дела»
пособие для преподавателей и учащихся
ДПИ в школах искусств
В пособии описаны особенности различных пород деревьев,
дана характеристика древесных материалов, рассказано о
способах обработки древесины ручным инструментом.
Это пособие – твой верный помощник. На уроках труда ты будешь пробовать свои силы.
Как правильно оборудовать и оснастить рабочее место? Какой выбрать материал? Какие инструменты необходимо использовать при выполнении отдельных технологических операций?
Эти и многие другие вопросы возникнут перед тобой. В поисках ответа на них неразумно каждый раз идти методом «проб и ошибок». Лучше всего перенять тот опыт, который накоплен мастерами своего дела в течение десятилетий. Помочь тебе в этом и призвано данное пособие.
Литературы, где рассматриваются традиционные приёмы обработки древесины, издано достаточно много. Поэтому в этом пособии не все вопросы рассматриваются с одинаковой подробностью. Несмотря на небольшой объём, пособие содержит основные сведения по материаловедению и технологии деревообработки.
Поработав с древесиной, ты на деле убедишься в том, что в природе нет, наверное, более универсального, доступного и красивого материала. Древесина обладает удивительными свойствами, легко поддается обработке, из неё можно изготовить самые разнообразные по назначению изделия.
Предлагаемое пособие – хороший помощник, как начинающим, так и приобретшим достаточный опыт мастерства, позволяющий самостоятельно заниматься столярным делом.
В целом пособие актуально, и я надеюсь, что вызовет живой интерес и, таким образом, будет способствовать дальнейшему более широкому ознакомлению с литературой на эту тему. Успехов!
Древесные породы и их свойства
Древесина является сравнительно распространённым и доступным материалом. В растущем дереве основная масса древесины образуется в стволе. Дерево – прекрасный строительный и поделочный материал, оно обладает рядом ценных качеств: легко колется, пилится, режется, достаточно прочное и твердое, упругое, легко склеивается.
В столярном деле широко применяются хвойные и лиственные породы деревьев.
К хвойным породам относят СОСНУ, ЕЛЬ, ЛИСТВЕННИЦУ. Древесина хвойных пород содержит смолистые вещества, которые предохраняют её от различных заболеваний, загнивания, поражения грибком.
СОСНА – самая распространённая хвойная порода. Древесина у сосны мягкая, умеренно лёгкая, механически прочная, прямослойная, с небольшим количеством сучьев, легко обрабатывается: раскалывается, строгается, пилится, склеивается, окрашивается. Цвет древесины светлый, желтовато-красный. Сосна как наиболее распространённая хвойная порода широко используется в строительстве, мебельном производстве. Это самый лучший материал для большинства столярных работ.
ЕЛЬ – древесина однородного строения, белого цвета (иногда с желтовато-розовым оттенком), средней пластичности, легкая. Она мягче сосны, но строгается плохо, так как сучки очень твёрдые, многочисленные и могут испортить инструмент. При переменной влажности ель быстро загнивает. Ель является основным сырьём для целлюлозно-бумажной промышленности. Однородность строения и высокая способность резонировать делают её незаменимой при производстве музыкальных инструментов. В столярном деле ель употребляется реже.
ЛИСТВЕННИЦА – вполне пригодна для изготовления столярных изделий. Древесина её наиболее крепкая и упругая по сравнению с другими хвойными породами, обладает большой прочностью и стойкостью к гниению, однако тяжелее сосновой и еловой. Благодаря красивой текстуре, лиственница используется в мебельном производстве.
Из лиственных пород в столярном деле применяют главным образом БЕРЁЗУ, ОСИНУ, ЛИПУ.
БЕРЁЗА – древесина белого цвета с лёгким красноватым оттенком, отличается средней твёрдостью, упругостью, прочностью, однородностью и тонкостью строения, легко поддается обработке резанием, точением, хорошо полируется, отлично поддается имитации под ценные породы древесины. Берёза применяется в строительстве, в столярно-мебельном производстве.
ОСИНА – древесина отличается мягкостью, однородностью текстуры, белизной и чистотой, меньше других поддается червоточине. Одно из важных её свойств – светоустойчивость. Она долго не выцветает, если находится в помещении. Применяется главным образом для изготовления резных и точёных изделий, деталей мебели.
ЛИПА – древесина мягкая, лёгкая, мало подвержена растрескиванию, короблению, не усыхает, белого цвета, отличается чистотой и однородностью, легко поддаётся обработке, хорошо режется, широко используется в токарном деле. Очень ценным свойством липы является её вязкость. Из-за недостаточной твёрдости липа не годится для производства мебели, однако в изготовлении сувениров, игрушек, резного декора для украшения дома, различной деревянной посуды она незаменима.
Пороки и недостатки древесины
Отклонения от нормы в строении, а также нарушения физического состояния и повреждения древесины, снижающие её качество и возможность применения, называют ПОРОКАМИ.
К основным порокам древесины относятся: СУЧКИ, ТРЕЩИНЫ, СМОЛЯНЫЕ КАРМАШКИ, ЗАСМОЛОК, ЧЕРВОТОЧИНА, ГНИЛИ.
СУЧКИ имеются во всех древесных породах. Это распространённый и неизбежный порок древесины. Они выделяются более тёмным цветом и повышенной твердостью по сравнению с самой древесиной. Этот порок ухудшает качество, внешний вид, строение древесины, затрудняет механическую обработку.
ТРЕЩИНЫ – разрывы древесины вдоль волокон. Образуются от усушки, морозобоя, отлупа. Они понижают качество древесины, ослабляют прочность, ухудшают чистоту отделки.
СМОЛЯНОЙ КАРМАШЕК – небольшая полость между слоями в древесине хвойных пород, заполненная смолой. Смоляные кармашки затрудняют обработку и отделку, заволакивают и пачкают инструмент, снижают качество древесины.
ЗАСМОЛОК возникает при пропитывании смолой древесины на месте ранения ствола деревьев хвойных пород. Засмоленные участки древесины выделяются более тёмной окраской. Древесина на месте порока тяжелее основной. Засмолок существенно затрудняет лицевую отделку, склеивание древесины.
ЧЕРВОТОЧИНА – разрушение древесины личинками и жуками, поедающими лубяной слой дерева срубленных не окоренных лесоматериалов. Червоточина может быть поверхностной, неглубокой и глубокой. Древесина, повреждённая этим пороком непригодна для работ.
ГНИЛИ возникают в валежной и срубленной древесине под действием дереворазрушающих грибков. В стадии гниения появляется ненормальная для древесины окраска, меняется механическая прочность и постепенно древесина разрушается, превращаясь в труху.
Столярный материал
Материалом для столярных работ служит только ствол дерева – ни ветки, ни корни в работу не идут. Целый ствол называют КРЯЖЕМ.
Существует три основные разреза ствола: ПОПЕРЕЧНЫЙ, РАДИАЛЬНЫЙ и ТАНГЕНТАЛЬНЫЙ.
ПОПЕРЕЧНЫЙ разрез проходит перпендикулярно оси ствола и образует торцевую плоскость.
РАДИАЛЬНЫЙ разрез проходит через сердцевину ствола.
ТАНГЕНТАЛЬНЫЙ разрез проходит вдоль ствола, но удален от сердцевины на разное расстояние.
Древесина, полученная при указанных разрезах, имеет различный вид и рисунок (текстуру) и отличается своими качествами и свойствами.
Пиленые материалы получают при продольной распиловке кряжей. По форме и размерам поперечного сечения пиломатериалы делятся на БРУСЬЯ, БРУСКИ, ДОСКИ.
БРУС – пиломатериал толщиной и шириной более 100мм. Брусья, спиленные с двух противоположных сторон, называются двухкантными, а спиленные с четырёх сторон – четырёхкантными.
БРУСКИ – обрезной пиломатериал толщиной до 100мм и шириной не более двойной толщины.
ДОСКИ – пиломатериал толщиной до 100мм и шириной более двойной толщины. Доски бывают необрезные и обрезные.
НЕОБРЕЗНЫЕ доски получают при продольном распиливании бревна. Кромки у таких досок острые с оставшейся корой (обзолом), а ширина разная.
ОБРЕЗНЫЕ доски получают из бревна, предварительно опиленного с двух сторон, чтобы при дальнейшей распиловке получались доски без обзола и одинаковой ширины. В практике доски толщиной 25 мм называют тёсом , 30 мм – тридцаткой , 40 мм – сороковкой и т.д. Доски, которые получают при распиловке, неодинаковы по структуре и отличаются по качеству. По местоположению в бревне различают ЦЕНТРАЛЬНЫЕ, БОКОВЫЕ доски и ГОРБЫЛЬ.
ЦЕНТРАЛЬНЫЕ доски выпиливают из центральной части бревна с распиловкой сердцевины. При этом наилучшим образом вскрываются пороки на внутренней стороне доски.
БОКОВЫЕ доски получаются при распиловке боковых частей бревна. Боковые доски менее сучковаты, отличаются лучшим качеством, имеют меньше пороков. Боковые доски являются лучшим материалом для столярных работ.
ГОРБЫЛЬ – срезанная при распиловке боковая часть бревна.
В обрезных пиломатериалах каждая их часть имеет своё название.
ПЛАСТЬ – широкая продольная сторона пиломатериала.
КРОМКА – узкая продольная сторона пиломатериала.
РЕБРО – линия пересечения пласти и кромки.
ТОРЕЦ – концевая поперечная сторона пиломатериала.
Рабочее место и инструменты
Для обработки древесины ручным инструментом с соблюдением основных правил безопасности необходимо оборудованное рабочее место. Оно должно позволять надёжно закреплять заготовку и обеспечивать удобное положение в работе. Этим требованиям по всем параметрам отвечает ВЕРСТАК. Остановимся на устройстве рабочего места.
ВЕРСТАК состоит из верстачной доски (столешницы) и основания (подверстачье). Верстачная доска оборудована зажимами:
- верхний клиновой зажим, служащий для фиксации обрабатываемой заготовки при строгании пласти;
- боковой клиновой зажим, фиксирующий заготовку при строгании кромки;
При пилении заготовок поперёк волокон пользуются откидным упором , а при пилении вдоль волокон заготовку крепят клином в вырезе. При строгании тонких заготовок использую металлическую передвижную гребёнку .
Верстачная доска должна быть массивной и жесткой, из древесины твердых лиственных пород, шириной 250-300 мм и толщиной 40-50 мм. Поверхность рабочей доски должна быть ровной. Если доска покоробилась, то необходимо её выровнять, прострогав ручным фуганком. Независимо от конструкции верстака, его высота должна соответствовать росту работающего. При выполнении ряда работ, в ходе которых можно повредить верстачную доску (пиление, долбление, сверление), необходимо подкладывать дощечку под обрабатываемую заготовку.
Для выполнения основных технологических операций используют различные инструменты и приспособления:
- измерительный и разметочный инструмент (линейка, карандаш, угольник, ерунок, рейсмус, малка);
- режущий инструмент (ножовка, лучковая пила, шерхебель, рубанок, калёвка, стамески, свёрла);
- вспомогательный инструмент и приспособления (струбцина, стусло, точильный брусок, киянка, молоток, напильники).
Кроме названных, в отдельных случаях, требуются ещё другие инструменты и специальные приспособления.
Разметка
При разметке на обрабатываемую заготовку наносят риски и метки, определяющие контуры последующей обработки. При правильной разметке можно получить детали точных размеров, с минимальными отходами древесины.
При разметке обязательно даётся припуск на дальнейшую обработку (пиление, строгание, резание).
ПРИПУСК – это превышение размеров заготовки по сравнению с готовой деталью.
Перед разметкой на заготовке определяют измерительные БАЗЫ, т.е. места или поверхности от которых будет вестись отсчет. Для разметки материалов применяют следующие инструменты: ЛИНЕЙКА, УГОЛЬНИК, ЕРУНОК, РЕЙСМУС, ШАБЛОНЫ.
Лучше всего для разметки подходит линейка с делениями шкалы 1мм, у которой отсчёт начинается с нуля. Чтобы нанести прямые линии (поперечные, продольные), следует зафиксировать две точки, а затем соединить их по линейке.
При этом острие карандаша необходимо прижимать к линейке. Поперечные риски наносят карандашом по угольнику.
УГОЛЬНИК состоит из короткой толстой стороны – КОЛОДКИ, и тонкой длинной – ПЕРА. При разметке колодку угольника прижимают рукой к базовой кромке и проводят риски по перу. Наклонные риски проводят по ерунку. ЕРУНОК – это угольник для проведения линий под углом 45º к кромке детали. Приёмы выполнения разметки те же, что и при проведении рисок по угольнику.
Для нанесения рисок параллельных кромке или пласти обрабатываемой заготовки пользуются рейсмусом . РЕЙСМУС состоит из колодки и двух брусочков , закрепляемых клином . На концах брусочков имеются металлические шпеньки, которые царапают древесину, оставляя на ней риски при разметке. Перед нанесением рисок шпеньки устанавливают по линейке на нужный размер. На рейсмусе одновременно можно фиксировать два размера. При нанесении разметочной линии колодку рейсмуса плотно прижимают к базовой кромке детали, ведут инструмент ровно, плавно, без перекосов. Риски поводят передвижением рейсмуса на себя.
Криволинейные контуры детали размечают по шаблону , форма которого совпадает с чистовыми размерами детали.
Разметка должна быть выполнена с достаточной точностью и в соответствии с чертежами. При разметке заготовок сначала наносят поперечные риски, затем долевые и наклонные, после этого окружности и закругления. Окончив разметку, проверяют правильность её выполнения и только после этого приступают к последующей операции.
Пиление
Пиление является одной из самых важных операций. Раскрой досок, распиловка деталей, зарезание шипов и проушин, криволинейное выпиливание – все эти работы относятся к пилению. Пиление представляет собой процесс резания древесины на части с образованием зазора, так называемого ПРОПИЛА.
В зависимости от профиля и угла заточки зубьев, пилы предназначаются для: поперечного, продольного и смешанного пиления. Зубья пилы для поперечного пиления древесины имеют форму равнобедренного треугольника. Заточка зуба косая, что позволяет разрезать материал при движении инструмента в обе стороны. Угол заточки зубьев 60º-70º, угол резания 120º-90º.
Зубья пилы для продольного пиления древесины имеют форму косоугольного треугольника с небольшим наклоном в сторону пиления. Зуб имеет прямую заточку. Резание материала осуществляется при движении инструмента в направлении от себя. Угол заточки зубьев 40º-50º, угол резания 60º-80º.
Зубья пилы для смешанного пиления древесины имеют форму прямоугольного треугольника, резание материала осуществляется придвижении инструмента в направлении от себя. Угол заточки зубьев 60º, угол резания 90º.
Древесину пилят ручными пилами – лучковой, ножовкой.
ЛУЧКОВАЯ пила состоит из СТАНКА, закреплённого в нём ПОЛОТНА,РАСПОРКИ и ТЕТИВЫ, с помощью которой осуществляется натяжение полотна. Лучковые пилы с широким полотном применяют для пиления древесины поперёк и вдоль волокон, при раскрое досок, запиливании шипов и проушин и др. Лучковые пилы с узким полотном используют для пиления криволинейных контуров.
НОЖОВКА состоит из ПОЛОТНА, закреплённого в РУЧКЕ. Широкие ножовки применяют для пиления досок поперёк волокон. Узкие ножовки используют для пиления тонких пиломатериалов и выпиливания криволинейных контуров.
Чтобы точно распилить заготовку по линии разметки, необходимо её надёжно закрепить на рабочем месте. Во время пиления полотно пилы направляют по разметке или около неё. Перед началом пиления следует сделать ЗАПИЛ, то есть пропилить направляющую канавку глубиной 5-10мм. Для этого полотно пилы ставят по риске и плавным движением на себя без нажима выполняют запил. Выполнив запил, приступают к пилению на всю длину полотна.
ПОПЕРЕЧНОЕ ПИЛЕНИЕ
Материал размечают, укладывают на верстак, прижимают к откидному упору так, чтобы отпиливаемая часть древесины была на вису, левой рукой удерживают заготовку. Правой рукой берут ножовку или лучковую пилу, запиливают по разметке, а после выполнения запила пилят во весь размах полотна пилы, следя за её положением. В конце пиления отпиливаемую часть заготовки поддерживают рукой, чтобы предотвратить её откалывание.
ПРОДОЛЬНОЕ ПИЛЕНИЕ
Материал с выполненной разметкой закрепляют в зажиме верстака вертикально, делают запил и затем пилят во весь размах полотна без большого нажима на него. По мере увеличения длины пропила, заготовку поднимают и закрепляют вновь. Пиление заканчивают, закрепив заготовку наклонно, что позволяет видеть риску до окончания пиления.
В процессе пиления зубья затупляются. Чтобы восстановить режущую способность зубьев, их затачивают напильником. При этом должны оставаться неизменными профиль и высота зубьев. Чтобы обеспечить свободное движение полотна в материале, зубья разводят, т.е. поочерёдно, через зуб, отгибают на обе стороны полотна на одинаковую величину. Для ручных пил величина развода зубьев составляет0,2-0,3мм на сторону, а общая величина развода зубьев должна быть больше толщины полотна.
Строгание
Поверхность необработанной древесины обычно бывает шероховатой, а основные размеры заготовки не соответствуют заданным. Поэтому, чтобы придать деталям требуемую форму, размеры, их подвергают строганию. Для строгания древесины применяют ручной строгальный инструмент, к которому относятся струги:
- ШЕРХЕБЕЛЬ, РУБАНОК, ФУГАНОК предназначенные для строгания плоских поверхностей;
- ЗЕНЗУБЕЛЬ, ФАЛЬЦГЕБЕЛЬ, КАЛЁВКА с помощью которых обрабатывают профильные поверхности.
Все виды стругов состоят из КОЛОДКИ, ЖЕЛЕЗКИ, КЛИНА для закрепления железки в колодке. Для удобства пользования шерхебель, рубанок имеют РОЖОК. В зависимости от характера работы струги и их железки имеют различную форму. Каждый струг имеет своё назначение.
ШЕРХЕБЕЛЬ – применяют для первичного грубого строгания древесины. Он снимает толстую стружку и оставляет на поверхности заготовки неглубокие желобки. Железка имеет закруглённую форму, закрепляется в колодке под углом 45º.
РУБАНОК – применяют для вторичного более чистого строгания древесины. При этом снимается более тонкая стружка и выравнивается поверхность заготовки. Форма железки прямолинейная, закрепляется в колодке под углом 45º.
ФУГАНОК –применяют для строгания и выравнивания больших плоскостей и длинных кромок. Форма железки прямолинейная, закрепляется в колодке под углом 45º.
Струги для обработки профильных поверхностей в практике применяются реже.
ЗЕНЗУБЕЛЬ – применяют для отборки четвертей и фальцев, а также их зачистке.
ФАЛЬЦГЕБЕЛЬ – применяют для отборки четвертей определённой ширины и глубины.
КАЛЁВКИ применяют для фигурной острожки лицевых кромок деталей.
Прежде чем приступить к строганию, необходимо подготовить (наладить) инструмент. Наладка инструмента состоит в установке железки и закреплении её клином. Она должна сидеть а колодке прямо. Если железка сидит косо, надо ослабить клан, установить железку прямо и снова закрепить клином. Незначительную косину железки можно устранить ударами молотка по левой или правой её стороне. Окончательно выверив железку, её устанавливают на толщину срезаемой стружки, которая ориентировочно составляет при строгании шерхебелем 2-3мм, рубанком 0,3-0,5мм, фуганком 0,2-0,3мм. Чем меньше выдвинута железка, тем чище выстроганная поверхность.
При строгании на струг нажимают равномерно. Чтобы не завалить концы обрабатываемой заготовки, в начале строгания больший нажим делают на переднюю часть колодки рубанка, в конце строгания – на заднюю.
При фуговании правой рукой держат фуганок за ручку, а левой нажимают на переднюю часть колодки около пробки. Не отрывая инструмент от строгаемой поверхности, придают ему поступательное движение и ведут вперёд, равномерно нажимая спереди и сзади, снимая тонкую стружку на всю длину заготовки.
Строгание деталей прямоугольного профиля начинают с выбора лицевой пласти, которая после выравнивания станет БАЗОВОЙ для выполнения измерений и контроля. После этого выстрагивают под прямой угол к базовой пласти одну из кромок заготовки. Так образуется базовый кант. Далее размечают ширину детали и по разметке обрабатывают вторую кромку под прямой угол к пласти. Разметку толщины производят на двух кромках заготовки (эти риски являются единственными ориентирами при строгании) и выполняют строгание второй пласти. Прямолинейное строгание вдоль волокон - несложная операция, но, чтобы плоскость была выдержана по всей длине и ширине заготовки, необходимы определённые навыки работы.
Строгание пластей и кромок называют ОСТРОЖКОЙ, торцов – ТОРЦЕВАНИЕ, четверти, фальца, калёвки – ОТБОРКА, фаски – СНЯТИЕ.
Для острожки доски её укладывают на верстак так, чтобы она не прогибалась и не качалась. Передним концом доску упирают в клин на верстаке (или в гребёнку), а заднюю часть закрепляют зажимом. Первой у доски всегда строгают пласть.
Строгается древесина исправным инструментом очень легко, однако выстрогать поверхность гладко далеко не так просто. Строгать нужно всегда по слою, то есть так, чтобы слои древесины подрезались, а не задирались и закалывались. Попадается, однако, древесина свилеватая, у которой волокна перепутаны во всех направлениях и которые задираются также во всех направлениях. Чтобы уменьшить задиры, железку устанавливают на минимальную толщину снимаемой стружки.
Большое влияние на качество строгания оказывает острота железки. Чем острее лезвие, тем выше качество строгания. По мере затупления, железку затачивают на бруске или точиле. Затачивание начинают движением фаской по бруску взад и вперёд с соответствующим нажимом до появления заусенца на лезвии. Затем снимают заусенец, переворачивая железку фаской вверх. Брусок необходимо постоянно смачивать водой, чтобы избежать его засаливания и для улучшения качества заточки. После заточки на бруске железку правят на оселке, чтобы придать лезвию большую остроту. Правку проводят главным образом со стороны фаски. Оселок смачивается водой, движение фаски железки по поверхности оселка может быть круговым или прямолинейным. Правят до тех пор, пока фаска не станет блестящей. Правильность заточки проверяют по шаблону или линейке. Остроту лезвия проверяют по бликам света, отражающимися от затупленных участков фаски.
Резание
Для получения в заготовках глухих и сквозных гнёзд, подрезки и зачистки углублений, шипов, проушин, резания канавок, снятия фасок, обработки криволинейных поверхностей, когда нельзя их обрабатывать рубанком, применяют долота, стамески и другие режущие инструменты.
СТАМЕСКИ и ДОЛОТА состоят из ПОЛОТНА, ШЕЙКИ, ВЕНЧИКА, на который опирается РУКОЯТКА, и ХВОСТОВИК, на который одевают рукоятку. Чтобы рукоятка не раскалывалась на неё, с нижнеё стороны, крепят колпачок, а у долот на верх рукоятки надевают кольцо. Длина полотен стамесок 95-120мм, ширина 4-50мм, толщина 2-3мм, угол заточки 20º-30º.
Ширина полотен долот 6-20мм, толщина 8-11мм, длина полотна и угол заточки такие же, как у стамесок.
При долблении и резании древесины заготовку прочно закрепляют на верстаке. Чтобы не портить крышку верстака, под деталь подкладывают доску.
Резание стамеской осуществляют в следующей последовательности. При снятии фасок режущая кромка стамески находится под некоторым острым углом к фаске. Толщина срезаемой стружки 3-5мм. Углубления, шипы, гнёзда подрезают и зачищают вдоль или поперёк волокон древесины. Толщина снимаемой стружки при черновой обработке 2-3мм, при чистовой 0,5-1мм. При обработке криволинейных поверхностей толщина срезаемой стружки не должна превышать 1-2мм. При снятии стружки большей толщины поверхность получается неровной.
Гнёзда и отверстия долбят в следующей последовательности. Обрабатываемую заготовку зажимают на верстаке. Долбление начинают на расстоянии 1мм от разметочной линии, нанося первый удар киянкой по долоту,
Расположенному вертикально. Фаску инструмента направляют в сторону будущего отверстия или гнезда. Второй удар, срезая первую стружку, наносят по долоту, отставленному и отклонённому внутрь гнезда. Таким образом поочерёдно срезают стружки, выдалбливая 2/3 длины гнезда. Затем заготовку переворачивают и выдалбливают оставшуюся часть гнезда. Сквозные гнёзда долбят с двух противоположных сторон заготовки. толщина срезаемой стружки в начале долбления составляет 1-2мм, затем может быть увеличена до 5-10мм. Срезание более толстой стружки ускоряет выполнение операции, но ухудшает качество поверхности гнезда. После выдалбливания, гнездо при необходимости зачищают стамеской. Зачищенные гнёзда должны соответствовать заданным размерам.
Для выполнения некоторых видов работ, кроме обычных стамесок, используют специальные стамески: полукруглые, отлогие, уголки, церазики, клюкарзы.
Неосторожное обращение с режущим инструментом, несоблюдение правил техники безопасности могут стать причиной очень серьёзных травм. При резании инструментом ЗАПРЕЩАЕТСЯ: выполнять резание на себя, на вису, с упором детали в грудь, с расположением детали на коленях. При резании пальцы левой руки должны всегда находиться сзади режущей кромки (лезвия) инструмента.
Сверление
Сверлением выбирают в древесине круглые отверстия для нагелей, круглых шипов, болтов, шурупов, а также удаляют сучки с последующей их заделкой деревянными пробками. Гораздо быстрее выдалбливают гнёзда, предварительно высверлив отверстия.
Для сверления применяют различные свёрла. СВЕРЛО представляет собой стержень с хвостовиком и рабочей частью. Хвостовик сверла может иметь цилиндрическую, коническую, квадратную форму, что позволяет закреплять инструмент в трёхкулачковом самоцентрирующемся патроне или в специальном зажимном устройстве коловорота. Свёрла могут быть разной длины, диаметра, формы и назначения.
Свёрла ЛОЖЕЧНЫЕ предназначены для высверливания отверстий вдоль и поперёк волокон древесины небольшой глубины под нагели, винты, шурупы. Диаметр таких свёрл 3-16мм. отверстия получаются недостаточно точные и чистые, для удаления стружки сверло приходится часто вынимать.
Свёрла ЦЕНТРОВЫЕ предназначены для высверливания отверстий небольшой глубины поперёк волокон древесины. Диаметр свёрл 12-50мм, отверстия получаются точные и чистые.
Свёрла ВИНТОВЫЕ имеют на 2/3 своей длины винтовую форму режущей кромки, что способствует выходу стружки из высверливаемого отверстия. Диаметр свёрл 6-40мм, отверстия получаются чистыми и точными.
Свёрла СПИРАЛЬНЫЕ напоминают собой свёрла по металлу. Применяют для сверления отверстий поперёк волокон древесины. Изготавливают диаметром 0,5-65мм, высверливают чистые и точные отверстия.
Свёрла ЗЕНКОВОЧНЫЕ применяют для рассверливания отверстий под головки шурупов. Изготавливают диаметром 20, 25, 35мм.
Свёрла ПО МЕТАЛЛУ любого диаметра применяют для сверления древесины вдоль и поперёк волокон.
Для получения точных и чистых отверстий свёрла необходимо правильно заточить. Чтобы вращать любое
Сверло, его надо закрепить в инструменте для сверления, т.е. в коловороте или дрели. КОЛОВОРОТ состоит из коленчатого стержня, верхней нажимной головки, ручки, патрона. В патроне коловорота можно закрепить свёрла диаметром 3-15мм, при этом сверло должно находиться точно по оси коловорота. ДРЕЛЬ – специальное приспособление, в котором вращение от приводной ручки передаётся к патрону через зубчатую передачу. Благодаря шестерёнчатой передаче, скорость вращения сверла гораздо выше, чем у коловорота.
В древесине отверстия до 5мм в диаметре следует высверливать с помощью дрели спиральными свёрлами, от 5мм-до12мм –коловоротом, свыше 12мм – центровыми свёрлами. Отверстия сверлят по предварительной разметке, для чего на заготовке в местах установки сверла делают наколы шилом. После этого начинают сверление с помощью коловорота или дрели, сверло направляют строго вертикально к поверхности заготовки. Сквозное сверление выполняют с применением подкладного бруска с оборотной стороны заготовки, тем самым предотвращая задиры и сколы при выходе сверла из отверстия. При сверлении отверстий под углом к поверхности заготовки сначала просверливают вертикальное отверстие на небольшую глубину, а затем наклоняют сверло на необходимый угол и продолжают сверление до заданной глубины. При сверлении отверстий большого диаметра рекомендуется сначала высверлить отверстие меньшего диаметра, а затем используют сверло требуемого диаметра.
Соединение деталей
Из куска цельной древесины изготавливают сравнительно немного изделий, обычно простой формы и конструкции.
Более сложные изделия собирают из отдельных деталей, способ соединения которых выбирается с учётом механических и технологических свойств древесины, конструкции и условий эксплуатации. Соединения деталей подразделяются на разъёмные и неразъёмные. К первым относятся соединения на шурупах, болтах, различные шиповые без клея и др. Ко вторым – соединения на гвоздях, заклёпках, шиповые на клею и прочие. В практике, для повышения прочности, нередко применяют различные сочетания соединений.
Соединения на гвоздях
Этот способ наиболее простой, хотя соединение получается недостаточно прочным, а на поверхности, в большинстве случаев, остаются видны головки гвоздей. Прочность можно повысить, если предварительно смазать места соединений клеем. В таком случае гвозди выполняют функцию зажима. ГВОЗДИ изготавливают разной длины и формы, круглые и квадратные. Параметры гвоздей зависят от размеров соединяемых деталей, а также свойств древесины. Общее правило использования гвоздей следующее: диаметр гвоздя должен быть примерно равен 1/10 толщины пробиваемой детали, а длина должна быть примерно равна тройной толщине заготовки. Если гвоздь проходит насквозь через обе детали, то конец его следует загнуть вбок, поперёк волокон древесины, с утапливанием в плоскость детали. Очень важно правильно выбирать место для забивания гвоздей: от края - на расстоянии равном 3 диаметрам стержня гвоздя, от торца - на расстоянии равном 15 диаметрам стержня гвоздя. Во избежание раскалывания детали, минимальные расстояния между двумя соседними гвоздями, забитыми на одной прямой, должны быть такими же.
Гвоздь должен крепко держаться именно в нижней детали, поэтому в верхней можно сверлить под него отверстия. Особенно важно это делать в тех случаях, когда существует опасность раскалывания детали. Для забивания гвоздей применяют МОЛОТКИ с квадратным, круглым бойком. В начале работы гвоздь держат пальцами левой руки, а в некоторых случаях (мелкие гвозди) используют бумажную полоску. Чтобы повысить прочность соединения, а также избежать выхода острия с боковой стороны детали, гвозди в некоторых случаях забивают под некоторым углом к поверхности детали. Головку гвоздя можно внедрить в древесину, для чего её предварительно расплющивают до толщины стержня. При забивании головку размещают узкой частью вдоль волокон.
Несмотря на все принимаемые меры, гвозди пи забивании иногда сгибаются или выходят с боковой стороны детали. В таком случае их необходимо извлечь при помощи клещей, молотка или гвоздодёра. Во избежание порчи поверхности детали под эти инструменты подкладывают дощечки.
Соединения на шурупах
Этим способом соединяют как деревянные детали, так и фурнитурные изделия (ручки, петли) с древесиной. Нарезка у шурупа остроугольная, благодаря чему он сам врезается в древесину. Соединение на шурупах в 6-8 раз прочнее, чем на гвоздях, при условии, что шурупы ввинчивают, а не вбивают молотком.
ШУРУПЫ, как и гвозди, различаются по длине и диаметру стержня. Головки шурупов бывают потайные, полупотайные, полукруглые. В мягкую древесину шурупы ввинчивают усилием руки, предварительно наколов шилом отверстие. При работе с твёрдой древесиной или ввинчивании толстого шурупа в верхней детали следует просверлить отверстие диаметром, равным диаметру стержня шурупа. В нижней детали высверливают отверстие меньшего диаметра на глубину половины длины ввинчиваемой части шурупа. Для потайных и полупотайных головок шурупов отверстия в верхних деталях раззенковывают.
Шурупы в древесину ввинчивают ОТВЁРТКОЙ, имеющей рабочую часть, соответствующую форме шлица в головке шурупа. Соединения на шурупах можно дополнительно укреплять при помощи клея.
Столярные соединения
В конструкции деревянных изделий часто встречаются детали, которые соединяются между собой под углом. В зависимости от взаимного положения деталей можно выделить следующие виды соединений: угловые концевые (УК), угловые серединные (УС), угловые ящичные (УЯ). Прочность соединения деталей обеспечивается точностью изготовления шипов и проушин (основных элементов шипового соединения).
Шиповое соединение состоит из ШИПА с ЗАПЛЕЧИКАМИ, ПРОУШИНЫ с ЩЁЧКАМИ. Вместо проушин часто применяют ГНЁЗДА.
Толщину шипа в угловых соединениях принимают в пределах от 1/3 до 3/7 толщины бруска. Заплечики должны быть одинаковыми и составлять 1/3 – 2/7 толщины бруска. Длину шипа берут равной ширине бруска. Ширина проушины должна равняться толщине шипа, а проще, быть такой, чтобы шип с небольшим усилием входил в проушину. Если шип толще проушины или гнезда, то деталь может расколоться. Когда шип тоньше проушины или гнезда, тогда соединение получается слабое. Поэтому к точности выполнения шиповых соединений предъявляют строгие требования.
Шип обычно выполняют у горизонтальных брусков, а проушину – у вертикальных.
Угловые концевые соединения
Наибольшей простотой и высокой прочностью характеризуются соединения на открытые прямые сквозные шипы. Существенным недостатком этих соединений является то, что торцы их элементов видны на обеих сторонах изделия, что ухудшает внешний вид при некачественном выполнении соединения.
Особую группу соединений брусков составляют угловые соединения на «ус». Концы и заплечики деталей в этом случае спиливают под углом в 45°, что улучшает внешний вид соединения, но обработка шипа и проушины значительно усложняется и требует большей точности.
Серединные соединения
Соединение на одинарный шип довольно простое и прочное. Оно может быть сквозным или несквозным. При угловом серединном соединении брусков на прямой шип роль проушины выполняет гнездо. Гнездо для несквозного соединения должно быть на 2-3мм больше длины шипа.
Ящичные соединения
Такие соединения широко применяются при изготовлении всевозможных ящиков. Соединение на прямой открытый шип применяют в тех случаях, когда выход шипа находится на нелицевой поверхности. Это соединение простое в изготовлении и обеспечивает достаточную прочность.
Соединение на открытый шип «ласточкин хвост» применяют, когда в соединении действуют нагрузки, отрывающие шипы друг от друга. Такое соединение более сложное в изготовлении, но имеет высокую прочность. Толщина шипов «ласточкин хвост» в широкой части 0,85 толщины бруска, угол наклона 10°.
Необходимо помнить, что все элементы шиповых соединений надо выполнять как можно точнее, тогда обеспечивается надёжное склеивание.
Шиповые соединения выполняют в следующей последовательности.
Прежде всего точно по размеру выстрагивают бруски. Все стороны брусков проверяют угольником. Затем на концах брусков выполняют разметку толщины шипа. Риски проводят на двух противоположных сторонах и торце бруска. Поскольку длину шипа берут равной ширине бруска, то после проведения продольных рисок надо провести и поперечные риски по угольнику, ограничивая длину шипа. На брусках с проушинами соблюдают такую же последовательность разметки. После нанесения всех рисок на концах брусков приступают к запиливанию шипов и проушин. Для точного и качественного выполнения этой ответственной операции следует пользоваться ножовкой с мелкими зубьями и широким полотном.
Особое внимание следует обратить на то, что полотно пилы при запиливании шипа располагают с наружной стороны разметки, а при запиливании проушины – с внутренней. Такое запиливание шипов и проушин позволяет добиться достаточно плотного соединения элементов. Выполнив все пропилы, у шиповых деталей спиливают щёчки, у проушин выполняют долбление по линии пропила (приёмом встречного долбления).
Изготовление столярных соединений – ответственный процесс. Поэтому следует поэтапно контролировать соответствие элементов соединения. После изготовления элементов соединения его нужно проверить пробным сопряжением (без клея). Выполнив соединение и проверив насухо, соединяют его на клею.
Основные конструктивные элементы
Всякое столярное изделие, несмотря на их многообразие, состоит из нескольких определённых конструктивных элементов (брусков, рамок, щитов), а также различных профильных деталей.
ДЕТАЛЯМИ называют изделия, изготовленные из однородного материала, а также изделия, полученные склеиванием отдельных заготовок из древесины. Детали из цельной древесины более подвержены растрескиванию и короблению, чем клеёные. Поэтому желательно, чтобы отношение ширины цельной детали к её толщине не превышало 3:1.
Детали могут быть прямолинейными и криволинейными, прямоугольными и профильными в сечении. Прямолинейные детали прямоугольного сечения в заданный размер обрабатывают стругами. Сначала обрабатывают первые пласть и кромку, создавая базовые поверхности (их называют лицевыми сторонами и отмечают карандашом волнистой линией), проверяя точность обработки линейкой и угольником. Затем размечают и обрабатывают вторые кромку и пласть детали. Обработка должна быт выполнена с достаточной точностью.
Прямолинейные профильные детали изготавливают с применением специальных стругов, у которых лезвие железки и форма колодки ОБРАТНЫ профилю детали.
Основные профили деталей следующие: фаска, заоваливание, галтель, четверть (фальц), калёвка.
ФАСКА – срезанное острое ребро детали.
ЗАОВАЛИВАНИЕ – закругление кромки или ребра детали.
ГАЛТЕЛЬЮ называют полукруглую выемку, сделанную на ребре или кромке детали.
ЧЕТВЕРТЬЮ называют прямоугольную выемку на ребре или кромке детали.
КАЛЁВКА – фигурная выемка, отобранная на лицевой стороне детали.
Древесные породы и их свойства 4
Пороки и недостатки древесины 6
Столярный материал 7
Рабочее место и инструменты 9
Разметка 10
Пиление 12
Строгание 14
Резание и долбление 18
Сверление 19
Соединение деталей 21
Столярные соединения 24
Основные конструкционные элементы 27
Столярные изделия всегда были и будут популярными среди потребителей. Дело в том, что древесина применяется практически во всех строительных и отделочных работах. Кроме того, из нее изготавливают мебель и другие предметы обихода.
Достоинства и сферы применения продукции
Итак, столярные изделия используются практически везде: для строительства жилых домов и промышленных предприятий, для отделки комнат, изготовления украшений. Кроме того, популярностью пользуется деревянная мебель.
Среди достоинств представленных изделий можно выделить такие:
Экологическая чистота и натуральность;
Высокая прочность;
Дерево можно быстро отреставрировать и отремонтировать; кроме того, из этого материала можно вырезать любой узор;
Долговечность;
Возможность использования изделий в любом помещении, независимо от стиля оформления интерьера.
Классификация изделий
Перед тем как приступать к работе, необходимо разобраться с тем, какие виды столярных изделий бывают. Существует несколько классификаций подобных предметов. Например, по количеству используемых элементов можно выделить однобрусковые и многобрусковые изделия. К первой группе можно отнести те предметы, которые вырезаются из цельного куска древесины (плинтуса, наличники, подоконники). Многобрусковые предметы состоят из нескольких элементов: это мебель, весла, коробки для дверей и окон.
По способу обработки можно выделить такие типы изделий:
Калиброваные;
Фрезерованые;
Пиленые.
Особенности выбора материала для работы
Столярные изделия могут изготавливаться из различных материалов. Чаще всего применяются пихта, ель и сосна. Их особенность заключается в том, что они обладают невысоким уровнем влажности (всего 12%). Это свойство позволят соорудить очень прочные и долговечные изделия.
Самыми дорогими породами дерева для столярной работы являются бук, дуб, а также экзотическая древесина. Они отличаются повышенной твердостью, прочностью и стойкостью к влиянию внешних негативных факторов.
Во время выбора материала необходимо обратить внимание на его определенные качества:
Гладкость и ровность;
Отсутствие гнилых мест, изъянов, крупных сучков.
В принципе, всякие ненужные или поврежденные места можно вырезать.
Какие инструменты необходимы для работы?
Прежде чем сделать какие-либо столярные изделия, необходимо обязательно собрать все необходимые станки и другие предметы, которые служат для обработки материала. Итак, для работы вам понадобятся такие инструменты:
Ножи, резаки и стамески. Они применяются для декоративной резьбы (если вы будете украшать изделие).
Рубанок (для выравнивания поверхности материала, а также устранения заусенцев).
- (с ее помощью древесина шлифуется).
Гравер и бормашинка, которые применяются для нанесения различных рисунков.
Кроме того, вам обязательно понадобятся и электрические станки. Например, столярные изделия производятся при помощи верстака, на котором устанавливается соответствующая аппаратура: ручной фрезер, пила-циркулярка (с кругами разных диаметров), шлифовальная машина (диск или барабан).
Для сборки элементов придется использовать электродрель, лобзик, шуруповерт.
Особенности изготовления предметов
Для того чтобы сделать столярные изделия своими руками, необходимо знать последовательность совершаемых действий. Итак, вся работа состоит из таких этапов:
Поиск или изготовление чертежа. Это нужно для того, чтобы не ошибиться в подготовке всех необходимых элементов. Кроме того, чертеж позволит вам увидеть, каким должен получиться конечный результат. Благодаря рисунку вы не сделаете ошибок в размерах будущего предмета.
Подготовка сырья. Перед началом работ выбранный материал нужно подготовить. Для этого следует устранить мелкие дефекты.
Подготовка элементов изделия. На этом этапе вы должны вырезать, выпилить или выточить необходимые компоненты, которые впоследствии будут собираться в единую конструкцию. Естественно, сначала изготавливаются крупные части. В последнюю очередь вырезаются мелкие детали.
Шлифовка готовых частей. Эта процедура производится для того, чтобы все края или области, которые будут недоступны в целостной конструкции, были обработаны заранее.
Сборка изделия. Теперь при помощи клея, шурупов или других крепежей можно соединить все элементы.
Окончательная шлифовка и декорация готового изделия. Теперь можно приступать к финишной обработке конструкции. Для этого следует еще раз отшлифовать все поверхности. Далее древесину стоит покрыть антисептиком, который убережет ее от различных негативных влияний. В последнюю очередь производится покраска или лакировка изделия.
Естественно, вы можете украсить свою конструкцию резьбой или росписью. В принципе, изготовление столярных изделий требует только времени и терпения. При этом вы самостоятельно сможете украсить свой дом и сделать его уютным.
Столярное дело родилось из плотницкого, строительного - с появлением инструмента и приемов, дающих возможность получить гладкие поверхности и чёткие детали. Сущность столярного дела заключается в умении чисто обработать и соединить в изделии кусочки дерева, приобретенные из круглого древесного ствола. Отделка возникла существенно позднее. Сначала столярные изделия выполнялись в натуральной древесине - массиве.
Сейчас в столярном деле употребляются толстые бруски и доски, владеющие достаточной прочностью, и совсем тонкие дощечки, такие как фанерный шпон (узкий срез древесины), требующие несущей древесной базы. Доски и бруски идут в скрытую конструкцию и" для лицевых, открытых взгляду частей изделия, шпон используют только для облицовки. Поверхность досок и брусков обрабатывают выстрагиванием, порезкой, точением. Потому что природная база столярного материала не поменялась - это все то же дерево, сохранился и принцип его обработки, а означает, и приемы старенькых мастеров, в совершенстве владевших ручным инвентарем, полностью могут служить сегодняшнему мастеру, чей труд только облегчается внедрением устройств.
Столярное мастерство наряду с умением выбрать материал и придать бруску надлежащую форму просит и учета конструктивной работы этого бруска в изделии, исходя из направления и формы его волокон.
Как понятно, есть разные породы дерева, имеющие древесину различного цвета, строения и прочности. Любая порода имеет свои индивидуальности в обработке и отделке. Столярное искусство состоит к тому же в том, чтоб уметь найти породу, знать её индивидуальности - плюсы и недочеты, уметь найти в кусочке дерева - заготовке - части, более подходящие для лицевых деталей, уметь соединить меж собой разные породы так, чтоб это соединение было гармоничным, прекрасным и соответствовало конструктивной характеристике изделия.
Древесина поддается различного рода отделке - крашению, морению, лакированию, полированию. Но способности таковой отделки для различных пород различны: есть древесина, просто принимающая протраву (окраску), есть - плохо принимающая; некие породы плохо полируются и т.д. Принципиальный раздел столярного искусства - понимание способностей отделки древесины, её выбор и умение эту отделку выполнить.
Любое столярное изделие состоит из отдельных деталей, так или по другому связанных меж собой. От прочности соединения этих деталей и зависит крепкость всего изделия. Мастеру нужно уметь выбрать тип связки деталей, форму и характер обработки их в местах соединения, также скрепляющие материалы.
Сами детали, соединяемые в изделие, могут иметь при одном и том же размере и назначении изделия разную толщину, ширину. Так, рамка двери может быть и широкой, и узенькой, ножки табурета - и толстыми, и тонкими. Умение найти нужное для данной детали сечение с учетом не лишь работы, но и красы - одна из основных составляющих столярного искусства. Мастер должен обладать чувством пропорций и тем, что называют "чувством дерева".
Сущность обработки древесины, как было сказано, сохранилась с древнейших времен фактически без конфигураций: дерево разрезают пилой, поверхность его выглаживаю рубанком, отверстия делают буравом, долотом либо стамеской. За крайнее время возникли ручные машинки, в которых режущие части приводятся в движение движком. Это существенно облегчило работу по заготовке материала и, не считая того, отдало возможность повысить точность размеров однотипных деталей и скорость их производства. От профессионалы требуется умение так применять ручные машинки, чтоб по сопоставлению с ручным созданием возможность получения новейших форм столярных изделий не ограничивалась, а напротив, увеличивалась. Короче говоря, ручными машинками мастер должен владеть так же виртуозно, как стамеской либо рубанком.
Современное столярное создание пополнилось также некими новыми видами столярных материалов. Во-первых, это отделанный древесиной ценной породы тонкий щит на базе ДСП (древесностружечной плиты) либо столярного щита, собранного из склеенных меж собой древесных реек и облицованного снаружи фанерным шпоном. Во-вторых, это картонный либо пластический пленочный имитационный материал, заменяющий натуральный, и в-третьих, полиэфирные и нитроцеллюлозные лаки, дающие возможность получить крепкий толстый прозрачный слой поверхностной отделки изделий. Умение применять эти материалы - непременное условие столярного мастерства в наши дни.
Таким образом, столярное искусство включает в себя как чисто ремесленную часть - обработку древесины инвентарем и соединение деталей в изделие, так и творческую - умение выбирать и соединять породы, ощущать гармонию в столярном изделии. Крайнее более тяжело, но владение гармонией и описывает реального профессионалы.
В связи с развитием механизированных способов обработки древесины за крайнее время утратилась непосредственная связь меж её структурой и формой изделия. Возникло много ложных в художественном и логическом смысле решений, которые вручную выполнить было бы нереально (к примеру, поперечное склеивание изогнутых углов и ребер плит; длинноватых, работающих на изгиб деталей) и которые диктуются, в основном, удобствами заводской технологии. Подражать им нельзя. Потому понять действительную логику устройства древесной вещи можно, только исследовав эталоны народной мебели, мебельно-сто-лярных изделий прошедших времен. Все детали фермерской мебели и изделий старенькых мастеров-столяров сделаны и соединены в согласовании с настоящей конструктивной работой древесного элемента в изделии. Снаружи это характеризуется направлением волокон в детали, выполненной, обычно, из массива. Но исследование логики построения старинной либо народной мебели совсем не обязано ограничиваться копированием старинных форм.
Занятие столярным делом интенсивно распространяется посреди людей самой различной квалификации - от мастеров, занятых столярной отделкой помещений в публичных зданиях, до домашних умельцев. При всем этом требования к качеству столярной работы постоянно растут. В то же время проф мастерство рабочих, занятых столярной отделкой интерьеров, не постоянно соответствует подабающему уровню. Это происходит поэтому, что уровень ручного мастерства снизился: умельцы-столяры старшего поколения ушли, не передав секретов собственной работы, столяры мебельных компаний очень специализированы. Столярами в строительстве сейчас работает много бывших плотников, не прошедших проф подготовки.
