Приспособления для фрезерования ласточкиного хвоста и соединения шип-паз

Основные сведения

Одним из самых отработанных способов соединения двух деталей считается соединение типа шип–паз. Наибольшее распространение получил такой способ крепежа изделий из древесины. С его помощью скрепляют детали оконных рам, дверных проёмов, различные элементы мебели, стенки деревянных ящиков. Каждый элемент подобных изделий имеет специально изготовленный шип (или несколько штук) или паз (несколько пазов).

Виды основных соединений деталей изготовленных из дерева определены в ГОСТ 9330-76. В этом документе определены следующие характеристики подобного скрепления деревянных деталей:

правила сокращённого обозначения (аббревиатура) различных соединений;
чертежи с изображением внешнего вида;
допустимые размеры каждых элементов;
порядок и правила определения размеров каждого элемента;
выражения для расчета размеров необходимого режущего инструмента;
формула для вычисления прочности собранных элементов;
порядок проведения проверки и испытание на прочность.

ГОСТ 9330-76 Основные соединения деталей из древесины и древесных материалов. Типы и размеры

Согласно этому стандарту все соединения подразделяются на следующие категории:

угловые (концевое и срединное);
ящичное (в основном относится к категории угловых);
по кромке;
так называемое по длине «на ус».

Для каждой из этих категорий в стандарте утверждена своя аббревиатура (сокращённое обозначение). Эта маркировка состоит из двух заглавных букв кириллицы и одной цифры. Например, УК-2 обозначает, что речь идёт о соединении с двойным открытым сквозным шипом, УК-9 соединение «на ус» со вставным несквозным круглым шипом. Более подробно весь перечень изложен в тексте принятого стандарта.

Любой тип сопровождается подробным чертежом. На каждом из них приведена фронтальная и профильная проекции с указанием размеров, формул по вычислению каждого элемента, готовые результаты. Для получения прочного соединения стандартом определены допуски, которые необходимо соблюдать при изготовлении каждого из элементов. Подробно приведены параметры углового шипа (его длина, шаг и затупление). На основании приведенных результатов в госте разработаны рекомендации по выбору необходимого режущего инструмента. Отдельно сделаны ссылки на другие документы (стандарты) определяющие какими средствами необходимо крепить каждое из перечисленных изделий.

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.

Советы по эксплуатации

Профессиональная нарезка шипов, и даже бытовая, требует строгого соблюдения норм технологии и требований безопасности. На больших заводах и фабриках фрезерные системы часто ставятся на потолок. В этом случае оборудование сразу заказывают с особыми прижимающими конструкциями. Подобное решение только кажется экстравагантным – на деле оно очень практично.

Хорошие шипорезы по умолчанию рассчитаны на одновременное подключение сразу нескольких приспособлений. По возможности стоит запастись удлинителями рабочих столов и пневматическими прижимами. Обязательно проверяют точность всех настроек по эталонам. Независимо от формы получаемых шипов, стоит начинать с торцевания.

Создание шипов на брусках и досках

Обработка выполняется при помощи следующей последовательности действий:

Деталь, подвергаемая обработке, устанавливается на плоскости с нижней стороны.
Край детали, где происходит формирование шипа, вмещают вырезы у направляющих вверху. Конструкция движется внутрь, пока не упрётся в конец.
Элемент подвижного типа должен фиксироваться, с сохранением определённого положения.
Применяем клиновой инструмент, чтобы соединить друг с другом направляющие и плоскость, расположенные вверху.
Соединение ручного фрезера с верхними направляющими.
При помощи фрезерного инструмента на домашнем фрезерном столе производится снятие древесины у одной стороны.
Когда обработана первая сторона заготовки, начинают вторую.

Операция будет успешной только при высоких параметрах производительности и точности. Настройка относится к обязательным действиям перед тем, как инструменты включаются. Для решения вопроса действия выполняются со следующей последовательностью:

Фрезерный инструмент опускают до тех пор, пока он не дойдёт до поверхности основания.
Измерение толщины детали.
Результат по толщине делится на 4. Итог – параметр расстояния, которого придерживаются, поднимая фрезу над основанием.

ПАЗЫ МОЖНО СДЕЛАТЬ ВЕЗДЕ

При пазовом соединении конец одной детали входит в мелкий паз, выпиленный поперек волокон другой. Это соединение является улучшенным вариантом простого соединения встык. Заплечики паза обеспечивают приличную прочность. Фактически такое соединение невозможно сломать, например, нажав на полку. Если оно подогнано плотно, то хорошо выдерживает косую нагрузку, когда сила направлена по диагонали поперёк корпуса. Установка задних стенок в шкафчики или комоды и донышек в выдвижные ящики дополнительно усиливает всю конструкцию. Наконец, паз облегчает сборку, определяя положение частей и удерживая их от проскальзывания.

Используя всего два типа соединений в паз, можно сделать почти любую корпусную деталь. Основное соединение, где в паз входит полная толщина смежной детали, позволяет собрать книжные шкафы, комоды для игрушек, навесные полки или любые другие корпуса, в которых боковые стенки выходят за смежные детали (рис. 1).

Рис. 1

. Основное соединение в паз.Рис. 2 . Модифицированное соединение паз/шип.

Если такие «проходные» углы не годятся или неприглядны, используйте модифицированное соединение (рис. 2), которое называется паз/шип.

Творчество без границ

Фрезерное оборудование незаменимо при обработке древесины. С его помощью можно превратить деревянную заготовку в изящное декоративное изделие. Это оборудование чаще всего используют профессионалы, но и любители с опытом тоже смогут его освоить. Использование механизмов — задача не из лёгких, поэтому прежде чем приступить к работе с их применением, необходимо обеспечить себе комфорт и безопасность. Очень важна организация рабочего места. Домашний мастер должен помнить о том, что во время работы есть вероятность повреждения не только фрезы или механического устройства, но и здоровья.

Деревообработка — это не только работа за станком, но и подготовка рабочего места, планирование последовательности выполняемых работ. Прежде чем начать фрезерование, нужно подобрать подходящий тип фрезы для конкретной задачи, с учётом её формы и размера. Следует подобрать скорость работы машины и глубину резки и не забывать о том, что обрабатываемый материал необходимо надёжно прикрепить к столу.

В зависимости от конкретного типа фрезерного устройства правила их использования во многих аспектах разные. На сегодняшний день широко используются вертикально-фрезерные машины, в которых шпинделя расположены над рабочим столом. Они отлично зарекомендовали себя при такой операции, как фрезерование по дереву при обработке краёв полок и круглых столешниц, изготовлении паза, выполнении соединения деревянных деталей. При обработке круглых конструкций незаменимым дополнением является специальный циркуль с опорной пластиной, который обеспечивает точность обработки.

Работая с фрезером, необходимо научиться вести его спокойно, плавными движениями. Ключевым моментом является правильное и безопасное перемещение обрабатываемого материала. Нельзя это делать слишком медленно, поскольку на древесине могут появиться пятна от ожогов, что может привести к повреждению материала.

Сколы появляются при выполнении фрезерных работ по дереву против направления волокон древесины. За один проход надо выполнять фрезерование на глубину до 8 мм, некоторые модели дают возможность настройки с точностью до 0,1 мм. Глубокие пазы и четверти нужно фрезеровать в несколько проходов.

Изготовление приспособления для выборки шипа

Когда детали обрабатываются вручную, сам фрезер не имеет дополнительной пространственной фиксации. А ведь от этого зависит общий результат работы, точность самого соединения в дальнейшем.

Чтобы собрать простейшую конструкцию, способную справиться с задачей, нужно будет использовать:

Несколько направляющих, которые остаются неподвижными. Они должны быть боковыми и верхними или нижними.
Длина у выборки регулируется за счёт использования соответствующей подвижной планки.

https://youtube.com/watch?v=P_7Ths84Jf0

Для изготовления применяется следующая последовательность действий:

Берётся фанерный лист, с одного края которого монтируют боковые элементы в вертикальной плоскости. По центру материала необходимо создать соответствующие вырезы.
Боковые стороны снабжаются направляющими. По ним подошва ручного фреза перемещается в дальнейшем.
Боковые планки фиксируются на верхних направляющих. Тогда у хода рабочего фрезера, связанного с этими деталями, появляются ограничения.
Фанерный лист, ставший основанием для установки, служит и поверхностью для установки подвижного элемента. Тогда величину вылета края для будущей заготовки проще контролировать при любых обстоятельствах. Фиксацию обеспечивают обычными винтами, другими видами фиксирующих приспособлений.

Существует несколько моментов при изготовлении, требующих отдельного учёта:

Верхние направляющие имеют высоту, соответствующую сумме толщины для детали под обработкой и небольшого зазора, на котором устанавливают клин, участвующий в фиксации.
Формирующийся шип обладает определённой длиной, которая учитывается при определении толщины вырезов у боковых элементов по вертикали.

Когда используются подобные приспособлении – работа проводится с участием ручных фрезеров любой современной модели.

Следующим образом изготавливаются приспособления, если требуется использовать соединения типа «ласточкин хвост».

Внутри листа фанеры с несколькими слоями создаётся отверстие. Часть для резания у самой фрезы выступает из этой детали.
Заранее готовится фанерный лист, на нижней части которого фиксируют сам ручной фрезер. Хомуты и саморезы отлично подойдут при выполнении работы, как и крепления других видов.
Доска толщиной на 2,5 сантиметра крепится к фанерному листу, который в дальнейшем участвует при передвижении заготовленной детали. Функция направляющих перенимается конструкцией. Доски относятся к расходным материалам с одноразовым применением.

Область применения

Соединение шип — паз нашло применение во многих сферах нашей повседневной жизни. Например, при обустройстве полов помещений по такому принципу стыкуют такие привычные всем покрытия, как ламинат, паркет, паркетная доска, обычная половая доска, плиты из ДСП, ДВП или МДФ.

Дерево, как один из самых экологически безопасных материалов, применяют для изготовления самой различной мебели (от простой кухонной табуретки до дизайнерского гарнитура для гостиной или столовой), рулонных пластинчатых штор, жалюзи и многого другого. И все эти изделия в основном изготавливают с применением соединения шип — паз.

При строительстве деревянных каркасных построек, домов из бруса, при обустройстве балочно-стропильной конструкции потолка и крыши также не обойтись без обустройства выступов и углублений.

Выбор электроинструмента, фрезы

Стандартный шип представляет собой двустороннюю выборку древесины с одного края заготовки. Для этого подойдет любой ручной фрезер с цангой 12 мм либо 8 мм. Прямоугольная пазовая фреза отлично подойдет для обработки двух деталей, используемых в данном соединении:

боковая поверхность, нижний торец необходимы для создания паза;
шип ручным фрезером изготавливается торцевой кромкой инструмента.

Рисунок 2. Схема приспособления для фрезерования шипов.

Таким образом, заправив один раз фрезу, мастер избавляется от необходимости переустановки оснастки, что очень удобно при строительстве, серийном выпуске мебели.

Шип «ласточкин хвост» более надежен, долговечен, для его изготовления потребуется аналогичная фреза с таким же названием. Однако приспособление в этом случае будет совершенно другим. Ручной фрезер для шипа является универсальным инструментом, поэтому в замене не нуждается. Электроинструмент этого типа имеет удобные боковые рукоятки, широкую подошву, фиксацию шпинделя от проворачивания при смене оснастки. Вылет фрезы в момент резания не может изменяться благодаря боковому стопору.

ВЫПИЛИВАНИЕ СОЕДИНЕНИЯ ПАЗ/ШИП НА ЦИРКУЛЯРКЕ

Так как это очень несложное соединение, проще и быстрее сочетать разметку и установку. Проверьте установки на обрезках досок (рис. 6 и 7).

Узкие детали, например, боковые стенки книжных шкафов, можно запилить с помощью делительной головки, удерживая торец обрабатываемой детали в контакте с линейкой во время работы. Также перед диском можно прикрепить ограничитель к линейке, чтобы торец детали упёрся в него.

Наиболее точный способ выбрать паз на циркулярке — положить обрабатываемую деталь на стол и, прижав её к линейке, выпилить заплечик. Затем поставить деталь на торец и выпилить толщину шипа. Этот способ позволяет точно контролировать толщину шипа, но он неудобен для длинных деталей или тех, которые запиливаются поперек.

Независимо от аккуратности выполнения шипов, обычно обнаруживается некоторое изменение в их размерах, особенно при выпиливании в цельной древесине. Здесь можно посоветовать выпиливать шипы немного толще, а затем при подгонке подрезать их рубанком для заплечиков. Лезвие рубанка для заплечиков проходит поперёк всей его узкой подошвы, поэтому можно резать прямо в угол заплечика шипа.

Как выбрать паз фрезером?

Решение задачи зависит от того, где располагаются пазы, какой размер они имеют. Можно привести несколько рекомендаций домашним мастерам:

Использование открытых пазов предполагает закрепление у столешницы, проведение заготовки вдоль фрезы.
Точность определяется высотой фрезы, местом расположения планки.
Рекомендуется пользоваться древесными отходами для пробных операций. Это позволяет избежать ошибок.
Выборка проводится поэтапно, при этом осуществляется несколько проходов.

Главное после завершения каждого этапа вовремя избавляться от отходов из древесины. Тогда инструмент точно не будет страдать от перегрева. При выполнении работы легче всего использовать вырезанный из фанеры шаблон. По нему проходят самой фрезой, с установленным подшипником.

Творчество без границ

Основные типы насадок

Основные типы Для фрезерной работы используются торцевые фрезы с диаметром хвостовика 6,8 или 12 мм.

Они продаются поштучно или в наборах, включающих в свой состав наиболее востребованные виды фрез.

Встречаются наборы с хвостовиками на 7 мм, но под них сложно отыскать цангу. В зависимости от назначения и формы реза фрезы бывают кромочные и пазовые. К кромочным относятся:

Профильные;
Конусные;
Калевочные (калевка, четвертьвалик);
Дисковые;
Галтельные.

Общим признаком кромочных фрез является наличие подшипника, играющего роль упора. К пазовым фрезам относятся:

Прямоугольная (прямая);
Галтельная;
«Ласточкин хвост»;
V-образная.

Пазовые фрезы не имеют упорных подшипников и позволяют выполнять рез как на кромках, так и на пласти. Существуют прямые фрезы с подшипником в верхней части, сразу над режущими кромками. Обычно его диаметр соответствует размеру режущей части, что позволяет резать криволинейные фигуры по шаблону. Такие фрезы называются обгоночными. В состав стандартных наборов они не входят, при необходимости их надо приобретать отдельно. Практически все фрезы выпускаются в нескольких типоразмерах. Для изготовления углубления нужного размера надо подобрать фрезу соответствующего диаметра или профиля.

Основы работы на электрофрезе

Перед началом практического использования, как и любому оборудованию, электрофрезу требуется настроить. Сначала откручивают предохранительную гайку и убирают зажимную цангу. Обязательно проверяют закручены до конца и надежны ли все резьбовые соединения. Затем убирают плотную защитную смазку.

Фреза вставляется в цанговый патрон. Если есть необходимость, патрон меняется на подходящий по диаметру. Специальным ключом затягивается хвостовик, чтобы фреза не болталась. Затем происходит зажим шпинделя.

Положение фрезы фиксируется и с помощью регулятора ограничителя устанавливается необходимая глубина фрезерования. Определяется правильная скорость прибора на основании данных таблицы соответствий параметров материала и размера фрезы. Включают прибор кнопкой «Пуск» и делают контрольный рез.

Перед реальной работой надо проверить какой ход фрезера, величину скорости вращения шпинделя и выбрать глубину проходки сверла. Это делается в черновом варианте. Если изделие проходит круговую обработку, то инструмент должен двигаться против часовой стрелки и от себя при движении на плоской основе.

Начинающие при столярной работе часто допускают распространенную ошибку: изменяют скорость перемещения устройства при фигурном контуре обработки. В этом случае станок перегревается и на заготовке появляются прожиги.

Перед работой фрезером по дереву уроки по применению желательно почитать в хороших источниках.

Формирование пазов

Если паз начинается с самой кромки, то фреза должна нависнуть над краем детали. Затем устанавливается необходимая глубина и производится пуск инструмента. Когда кромка обработана полностью фиксатор ослабляется. Фреза поднимается и инструмент выключается.

Глухой паз делается аналогично за исключением того, что нарезка начинается не с края детали.

Когда паз очень глубок, то он вырезается в несколько проходов. При каждом новом проходе устанавливается новая глубина не более пяти миллиметров. Глубина последнего слоя должна быть не более полутора миллиметров.

Обработка торцевой поверхности

Создание чистого канта — один из самых распространенных видов работы ручным фрезером.

Сначала делается пологий срез. Электрофреза перемещается по направлению вращения, затем в обратную сторону. После этого действия у торца появляются правильные очертания.

Работа с фигурными шаблонами

Шаблоны позволяют делать копии деталей и используются для создания фигурных кромок.

При помощи крепежей упорное кольцо шаблона прикрепляется к подошве. Упорное кольцо — это пластина, которая перемещается по шаблону и формирует необходимую траекторию движения фрезы.

Декоративная отделка

Для украшения деревянных изделий часто делают декоративные узоры. Ручной станок прекрасно справляется с задачей художественной фрезеровки. Необходимо только изучить, как правильно обрабатывать податливое дерево — и можно фрезеровать.

При работе над узором кроме самого фрезера потребуется наличие тисков, стамески и лобзика. Деревянная заготовка с рисунком на поверхности устойчиво закрепляется, а специальная режущая насадка ходит по контуру, снимая слой за слоем заготовки. Постепенно узор становится объемным.

Если использовать фрезу разного диаметра, то получается индивидуальный орнамент.

Подробно универсальные ручные фрезеры описаны в труде Джексон Дэй «Работа с фрезерами».

Покупка ручного деревообрабатывающего инструмента может дать толчок для освоения новой и очень увлекательной профессии, с каждым годом собирающей в свои ряды все больше поклонников. В интернете растиражированы многочисленные видео уроки и фото, содержащие авторские приемы работ с ручным фрезером, что еще раз доказывает популяризацию ремесла, которое русский человек облюбовал издавна. Если вы еще не владеете всеми азами ручной обработки древесины и только знакомитесь со специализированным бытовым оборудованием, вам будет полезна следующая информация.

САМОДЕЛЬНОЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ВЫБОРКИ ПАЗОВ

Все щели в планках и линейках отфрезеруйте с помощью линейки, прижатой к основанию фрезера (рис. 8). Сначала, выпуская фрезу приблизительно на 3 мм в каждом проходе, за несколько проходов отфрезеруйте узкие сквозные щели. Затем отфрезеруйте карманы для головок винтов и Т-образных гаек.

В качестве струбцин использованы маленькие прижимы. Прижимной подушкой служит Т-образная гайка на конце винта. Контргайка не даёт подушке ослабнуть, когда она прижимает обрабатываемую деталь. В регулируемой планке пазы выберите так, чтобы прижимы могли спрятаться за её ребро.Рис. 10. Приспособление для выборки пазов.

(рисунок кликабельный)