Лабораторные работы
методическая разработка по технологии

План-конспект урока

по технологии 5 класс

Составитель: учитель технологии

Беликова Татьяна Владимировна

Тема «Древесина и древесные материалы для изготовления изделий»

Цель: ознакомить учащихся со значением древесины как конструкционного материала в народном хозяйстве страны, ее породами, строением, основными видами пороков и применением, научить определять по внешнему виду образцов древесные породы и виды пороков.

Ход урока:

I. Вводная часть.

1. Закрепление пройденного материала.

Вопросы для повторения

1.Клин должен выступать над крышкой стола на высоту, меньшую, чем высота. (Заготовки)

2.Как называется изучаемая нами дисциплина? (Технология)

3.Основание верстака - это (подверстачье)

4.Он может быть режущим и измерительным. (Инструмент)

5.Профессия рабочего, занятого ручной обработкой древесины. (Столяр)

6.Служит для закрепления заготовок. (Зажим)

7.Деревянные брусочки, пред назначенные для упора заготовок (Клинья)

2. Сообщение цели урока

II. Изложение нового программного материала.

Древесину как строительный и конструкционный материал получают из стволов деревьев. При выборе заготовок для изготовления различных изделий необходимо учитывать породу древесины  и ее строение. Из уроков природоведения вы знаете, что деревья, имеющие листву, называют лиственными породами, а имеющие хвою- хвойными. К лиственным породам относятся: береза, осина, липа, ольха и др.  Хвойными породами являются: сосна, ель, кедр, пихта и др..

 Растущее дерево состоит из кроны (сучьев, ветвей, листьев или хвои), ствола и корней.

Ствол дерева имеет более толстую часть у основания и более тонкую - вершинную. Поверхность ствола покрыта корой. Кора - "одежда" для дерева, состоит из наружного пробкового слоя и внутреннего - лубяного. Пробковый слой коры является отмершим. Лубяной слой - проводник соков, питающих дерево. Древесина ствола состоит из множества слоев, которые на разрезе видны как годичные кольца.

Что по ним можно узнать?

Можно определить возраст дерева. Рыхлый и мягкий центр дерева - сердцевина. От сердцевины к коре в виде светлых блестящих линий простираются сердцевидные лучи. Они служат для проведения воды, воздуха и питательных веществ внутрь дерева Камбий  - тонкий слой живых клеток, расположенный между корой и древесиной. Только в результате деятельности камбия происходит образование новых клеток. "Камбий" - от латинского "обмен" (питательными веществами).

       Для изучения строения древесины различают три основных разреза ствола. Разрез, проходящий перпендикулярно сердцевине ствола, называют торцевым. Он перпендикулярен годичным кольцам и волокнам. Разрез, проходящий через сердцевину ствола, называют радиальным. Он параллелен годичным слоям и волокнам. Тангенциальный разрез проходит параллельно сердцевине ствола и удален от нее на некоторое расстояние.

        Породы древесины определяют по их следующим характерным Признакам; текстуре, запаху, твердости, цвету.

Текстурой древесины называют рисунок на ее поверхности, образованный в результате распила  годичных колец и волокон. О красивой поверхности древесины говорят, что она имеет богатую текстуру. Например, древесина грецкого или маньчжурского ореха имеет коричневые и серые цвета самых разнообразных оттенков, она высоко ценится при изготовлении из нее мебели. Особо ценную текстуру образуют непроросшие почки (глазки) на поверхности карельской березы. Красивые текстуры имеют дуб, ясень, а также растущие в Африке, Америке Австралии породы красного дерева, дающие древесину  красного цвета различных оттенков. Такие ценные породы древесины строгают на тонкие листы (шпон), которые наклеивают на ценные изделия.

        Переходим к рассмотрению пиломатериалов и древесных материалов.

При продольной распиловке стволов деревьев на лесопильных рамах получают различные пиломатериалы: брусья , бруски, доски, пластины, четвертины и горбыли  

Пиломатериалы имеют следующие элементы: пласть, кромка, торец, ребро.

В качестве конструкционного материала широко применяют фанеру.

Как ее получают?

Путем наклеивания друг на друга трех и более тонких листов древесины - шпона. Шпон в переводе с немецкого - "щепка". Шпон срезают (лущат) острым ножом специального лущильного станка при вращении бревна длиной около 2,0 м. При этом бревно, как рулон, раскатывается в ленту шпона. Ленту шпона разрезают на квадратные листы, которые высушивают в сушилках, намазывают клеем и укладывают друг на друга так, чтобы направление волокон в них было перпендикулярно друг другу. Листы склеивают под прессом. Так получают фанеру.

Фанера прочнее древесины, почти не рассыхается и не растрескивается, хорошо гнется и обрабатывается.

Где ее применяют?

В строительстве, при изготовлении мебели, в машиностроении, самолетостроении.

Вы, наверное, слышали слово ДСП, а что это значит?

Древесностружечные плиты. Их получают путем прессования и склеивания измельченной древесины в виде стружек, опилок, древесной пыли. Плиты изготавливают толщиной около 10-26 мм. Они прочны, почти не коробятся, хорошо обрабатываются режущими инструментами.

Что из них изготавливают?

Мебель, двери, перегородки, стены, полы. Однако с течением времени они выделяют вредные для здоровья вещества, поэтому их нежелательно применять в жилых помещениях

А что такое ДВП?

Древесноволокнистые плиты. Их прессуют в виде листов из пропаренной и измельченной до отдельных волокон древесной массы. Они имеют приятный серый цвет, ровные поверхности, гнутся, как и фанера. Применяют их для внутренней отделки помещений: облицовывания стен, потолков, полов, в производстве мебели, дверей.

 В чем общий недостаток фанеры, ДСП и ДВП?

Они боятся сырости.

Ш. Практическая часть

1.Учащиеся пробуют определить породы древесины по образцам, рассматривают образцы пиломатериалов, фанеры, ДСП и ДВП.

Проверяют, легко ли обрабатываются образцы каким-либо инструментом (напильником, ножовкой и другими).

IV. Заключительная часть.

Подвести итоги урока, отметить наиболее активных учащихся во время обсуждения материала.

Домашнее задание

Прочитать учебный материал стр.40-45

Подобрать древесину и охарактеризовать принадлежность ее к определенной породе, данные записать в тетрадь.

Определить по образцу вид пиломатерала, назвать его элементы.

Ручная обработка древесины

Лабораторная работа №1

Разметка древесины

Цель работы: Ознакомиться с основными приёмами разметки древесины.

Теоретическая часть

Процесс нанесения па древесину контурных линий будущей заготовки называется разметкой. Разметка — одна из важнейших и трудоемких операций, от выполнения которой во многом зависит не только качество изделий, но и затраты материала и рабочего времени. Разметка перед распиливанием называется предварительной или разметкой черновых заготовок.

На производстве предварительная разметка осуществляется с учетом припусков на обработку и усушку. В учебных мастерских обрабатывают высушенные материалы, поэтому припуски на усушку не учитывают.

При обработке высушенных заготовок получают поверхность с низкой шероховатостью и достигают высокой прочности склеивания и отделки. Припуски на шлифование с одной, стороны детали строганых поверхностей равны 0,3 мм, а для деталей, поверхности которых обработаны пилением,— не более 0,8 мм. Припуски на строгание древесноволокнистых плит и клееной фанеры не предусмотрены, так как их не подвергают строганию.

При разметке применяется разметочный  и контрольно измерительный  инструмент.

К разметочному инструменту относят карандаш, шило, циркуль, рейсмус.

Карандаш и шило  используют для нанесения прямых или кривых линий. Для этого нужно разметочный инструмент несколько наклонить (около 40—60°) в направлении движения и прижать к кромке разметочного инструмента (рис. 1). Кроме того, центры отверстий при сверлении накалывают шилом, либо накернивают кернером.

Рис 1. Положение карандаша                             Рис 2. Приём разметки циркулем

          при разметке

Круглые отверстия, гнезда или части окружностей в виде дуг размечают циркулем. Одну ножку циркуля устанавливают острием в центр, а другой, наклонив циркуль под определенным углом к направлению движения, вычерчивают — размечают линию (рис. 2).

Для разметки линий, параллельных одной из базовых поверхностей, пользуются рейсмусом (рис. 3,а). Рейсмус состоит из колодки, через отверстия в которой пропущены деревянные брусочки (стержни) с выступающими шпильками (штифтами), служащими для нанесения рисок. Брусочки крепятся в колодке клином.  Устанавливая заданный размер, необходимо помнить, что при распиливании заготовки часть материала уходит в стружку (около 2—3 мм). Поэтому к размеру заготовок нужно прибавить 2—3 мм, в зависимости от толщины пилы. Чтобы провести разметку линий, расположенной на значительном расстоянии от базовой поверхности, заготовку рекомендуется закреплять в зажимах верстака и работать двумя руками: правой рукой держать колодку, а левой прижимать к детали стержень со шрифтом. Наносить линию удобнее по направлению на себя.

Для нанесения одновременно нескольких параллельных линий, например при разметке нескольких шипов и проушин, применяют разметочные гребенки (рис. 4, ж).

                           а                                                                     б

Рис. 3,  а- приём разметки рейсмусом, б - приём работы с кронциркулем и нутромером

В качестве контрольно-измерительных инструментов при разметке используют линейки, складные метры, рулетки, штангенциркули, транспортиры и угломеры.

Измерительная линейка, метр и рулетка служат для  измерения длин и расстояний когда не требуется большой точности. Цена деления этих инструментов 0,5 —1,0 мм, а точность измерения 0,25—0,5 мм. С помощью линейки проводят прямые линии.

Кронциркули и нутромеры (рис.4, а и б)  применяют для измерения наружных и внутренних  (диаметры отверстий, ширина пазов и т.п.) размеров. Работают этими инструментами так — ножки разводят и плотно прижимают к стенке отверстия паза и т.п. (рис. 3,б). Размер, снятый кронциркулем  или нутромером, переносят на линейку.

Рис. 4. Измерительные и разметочные инструменты:

а — кронциркуль; б — нутромер; в — угольник; г — ерунок;  д — малка;                       е — рейсмус; ж — гребенка;                                                                                                                1 — колодка; 2 — линейка; 3 — стержень; 4— штифт;  5—винт

Штангенциркуль (рис. 5) служит для более точного определения  наружных и внутренних линейных размеров, глубины  и высоты. Отчёт целых долей миллиметра производиться по линейке штанги, а десятых и сотых долей миллиметра — по нониусу. Точность измерения  в зависимости от класса точности может быть 0,1; 0,05 и 0,02 мм.

 Угольники деревянные (рис. 4, в) служат для разметки и проверки прямых углов и строганных под прямой угол   смежных поверхностей. У них различают пятку (колодку) и закреплённую в ней под прямым углом тонкую линейку (перо).  

Ерунок (рис. 4, г) состоит из колодки  и закреплённый в ней под углом 45° линейки. При помощи ерунка наносят линии под углом 45 и 135° к обрабатываемой кромке детали.

Рис.5.Штангенциркуль: 1 - штанга; 2 -губки для измерений (наружных и внутренних); 3 - рамка; 4 - винт для фиксации рамки; 5 - нониус; 6 - устройство для точного перемещения рамки;

Малка (рис. 4, д) состоит из колодки и соединённой с ней шарнирной линейки. При помощи малки можно наносить углы любой величины. На заданный угол малку устанавливают по образцу, чертежу и транспортиру.

Перед разметкой древесины необходимо изучить чертеж или эскиз будущего изделия и проверить качество материалов. Разместить материалы и необходимые разметочные инструменты на верстаке. Сверить размеры на чертеже (эскизе) с размерами материалов и выбрать базовые поверхности, которые будут служить в последующем для отсчета размеров  (разметки) и контроля деталей.

При предварительной разметке прямолинейных заготовок базовой поверхностью может служить одна из обрезных кромок доски или ее пласть. Базовой поверхностью для разметки в процессе обработки может служить одна из строганых сторон детали.

Описанные выше приемы разметки древесины целесообразно использовать при индивидуальной разметке одного или нескольких изделий. При изготовлении большого числа одинаковых деталей более рациональной является разметка по шаблону. Шаблоны используют также для разметки деталей криволинейных форм, которая занимает много времени. Форма, конструкция и размеры шаблонов могут быть разнообразными. Наиболее просты в эксплуатации накладные шаблоны, изготовленные из клееной фанеры, древесноволокнистой плиты и листовых металлов. Применение шаблонов увеличивает точность разметки и дает значительную экономию времени.

В процессе разметки необходимо, чтобы материал использовался рационально, а размеченные заготовки были высокого качества и имели только допустимые пороки.

Для того чтобы производить любые ручные операции по древесине необходимо специальное рабочее место. Этим рабочим местом является столярный  верстак (рис. 6).

Рис. 6. Столярный верстак:

1 – основание (подверстачье); 2 – крышка (столешница); 3 — отверстия под клинья и гребёнку; 4 - лоток; 5 - передний зажим; 6 - задний зажим;                       7 - выдвижные или поворотные пальцы; 8 - стул

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое разметка?
2. Назовите разметочные инструменты и их назначение.
3. Перечислите контрольно-измерительные разметочные инструменты.
4. Назовите назначение каждого контрольно-измерительные инструмента.
5. Расскажите последовательность нанесения разметки.
6. Что принимается за базу при разметке древесины?
7. В каких случаях применяется разметка по шаблону?
8. Расскажите строение столярного верстака.

Задание

1. Определить предложенный разметочный инструментарий.
2.  С помощью разметочного инструмента определить размер предложенной заготовки.
3. С помощью рейсмуса провести параллельную линию к кромке заготовки на заданный размер.
4. С помощью угольника определить перпендикулярность двух смежных сторон заготовки.

Ручная обработка древесины

Лабораторная работа №2

Строгание древесины

Цель работы: Ознакомиться с основными приёмами ручного строгания древесины.

Теоретическая часть

Поверхность распиленной древесины обычно бывает шероховатой и сечение по длине не вполне одинаковым. Необходимую форму, требуемые размеры, гладкую поверхность деталям придают строганием.

Под строганием понимают резание древесины ножами, при котором траекторией резания является прямая, совпадающая с направлением рабочего движения инструмента.

Инструменты для плоскостного ручного строгания

Ручное строгание выполняют деревянными и металлическими рубанками.

Рис. 1. Инструмент для ручного плоскостного строгания:

а — рубанок с одинарным ножом (1— подошва; 2 — корпус; 3 — рог; 4 — клин;       5 — нож; 6 — упор; 7 — пробка); б — двойной нож (1 — нож; 2 — контрнож-стружколом; 3 — винт с гайкой); правильная (I) и неправильная (II) установка контрножа; в — фуганок (1— подошва; 2 — корпус; 3 — пробка; 4 — клин; 5 — нож; 6 — ручка); г — цинубель;     д — нож цинубеля; е — рубанок металлический с одинарным ножом (1 — колодка;            2 — рукоятка; 3 — винт прижимной; 4 — прижим; 5 — нож; 6 — рукоятка).

Деревянный рубанок с одинарным ножом (рис. 1, а) состоит из корпуса (колодки) 2, в котором для установки ножа 5 выдалбливается сквозная выемка — леток. Заднюю сторону летка — выемки, на которую опирается нож, выдалбливают чаще всего под углом 45—50° к подошве. Так обеспечивают определенный угол резания рубанка.

Нож закрепляют в летке клином 4, который опирается на заплечики в летке. Для удобства работы рубанком и его передвижения по материалу в передней части рубанка имеется рог 3, а под ножом — упор 6. Для разборки и сборки инструмента в задней части рубанка (пятке) устанавливают пробку 7, по которой ударяют при разборке и наладке.

Верхнюю часть колодки, рог, упор, клин, ручку, пробку делают из древесины березы, бука или клена. Допускается изготовлять рог и упор из ударопрочного полистирола, а пробку — из углеродистой стали.

Нижняя часть рубанка 1, называемая подошвой, работает на истирание, поэтому ее изготовляют из древесины твердых пород (граба, ясеня). Для выпуска ножа в подошве делают прорезь (пролет). Чем уже пролет, тем меньше шероховатость обрабатываемой поверхности. Подошву приклеивают к корпусу водостойким клеем. У подошвы колодки быстрее всего изнашивается участок, расположенный спереди пролета. Поэтому иногда в подошву из обыкновенной древесины вклеивают пятиугольную вставку из особо твердой древесины (например, самшит, черное дерево).

Поверхности всех деревянных деталей рубанков, кроме подошвы, пропитывают олифой и покрывают светлым лаком.

Режущим элементом рубанка является нож — заточенная с одного конца стальная пластина толщиной 3 мм, изготовляемая из углеродистой инструментальной стали; нижнюю часть ножа закаливают. Нож затачивают в соответствии с назначением и придают его лезвию прямолинейное или фигурное очертание. У всех рубанков лезвие ножа выпускают за поверхность подошвы: у шерхебелей — на 1—3 мм, у рубанков и фуганков — на 0,1—0,3 мм. Нож вставляют в рубанок фаской, обращенной в сторону подошвы.

В зависимости от назначения применяют рубанки (струги): шерхебели, рубанки с одинарным и двойным ножом, полуфуганки, фуганки и цинубели.

Шерхебель предназначен для первичного (грубого) строгания древесины. Лезвие его ножа скруглено, поэтому на строганной шерхебелем поверхности остаются неровности в виде желобков. Габариты деревянного шерхебеля  250 X 50 X 130 мм, масса 0,5 кг.

Рубанок с одинарным ножом предназначен для первичного строгания. Его габариты 250х65х130 мм.

Рубанок с двойным ножом предназначен для чистого (окончательного) строгания. Двойной нож (рис. 1, б) состоит из собственно ножа 1 и контр ножа-стружколома 2, которые соединены между собой винтом 3.

При наличии стружколома получается более качественное строгание, так как стружка после отделения ее поднимается вверх по ножу, отгибается и, попадая на стружколом, ломается. Излом стружки после отделения предотвращает возможность отщепа ее или откола от поверхности древесины. Габариты рубанка с двойным ножом 250х65х130 мм, масса 0,85 кг.

Фуганок (рис. 1, в) состоит из корпуса 2, пробки 3, клина 4, ножа 5, ручки 6 и подошвы 1. Предназначен он для гладкого строгания и выравнивания больших поверхностей. Фуганок почти в 3 раза длиннее рубанка, что позволяет строгать им длинные поверхности. Его габариты 700 Х 80 X 195 мм, масса 4,5 кг.

Полуфуганок имеет такое же устройство, как и фуганок, но несколько короче и уже него. Предназначен он для чистового строгания, выравнивания поверхности и прифуговывания (подгонки двух поверхностей друг другу) отдельных деревянных деталей при столярных работах. Габариты полуфуганка 500Х70х190 мм, масса 3 кг.

Цинубель (рис. 1, г) отличается от рубанков более крутой (80°) установкой ножа и предназначен для получения на обрабатываемой поверхности повышенной шероховатости, которая необходима для лучшего склеивания (при облицовывании). Эту шероховатость получают зазубренной режущей кромкой ножа (рис. 1, д) инструмента.

Кроме того есть рубанки для поперечного строгания и для торцевого строгания, главное отличие которых расположение ножа под углом к строгаемой поверхности.

Рис 2. Торцовый рубанок

Металлический рубанок с одинарным номом (рис. 1, е) состоит из колодки 1, отливаемой из серого чугуна, рукоятки 2, изготавливаемой из древесины твердых пород или ударопрочного полистирола, прижимного винта 3, прижима 4, ножа 5 и рукоятки 6, изготовляемой из древесины твердых пород или ударопрочного полистирола. Все деревянные детали рубанка пропитывают олифой и покрывают светлым лаком, а металлические части — защитно-декоративным химическим покрытием.

Кроме рубанка с одинарным ножом, изготавливают металлические шерхебели, рубанки с двойным ножом, полуфуганки, фуганки и цинубели. Принцип их устройства и применение аналогичны рассмотренным ранее рис.3.

Рис. 3. Виды металлических стругов: а - шерхебель; б - рубанок; в - фуганок

Кроме плоскостного ручного строгания существует и профильное, т.е. поверхность строгания получается рельефной.

Инструменты для профильного ручного строгания. Операции по профильному строганию выполняют инструментами: фальцгебелем, зензубелем, галтелью, шпунтубелем, горбачом, калевкой.

Фальцгебелем (рис. 4, а) выбирают и зачищают четверти при изготовлении оконных и дверных переплетов. Размеры ножа: ширина —15 мм, длина — 180 мм.

Зензубелем (рис, 4, б) выбирают четверти в столярных изделиях.

Галтелью (рис. 4, е) выбирают на заготовках желобки разной глубины, радиуса закругления и ширины. Подошва и нож галтели имеют вместе закругленную форму.

Штабгобелем придают деталям закругленную форму. Им обрабатывают заготовки, прикрывающие клеевые швы, зазоры разъемных соединений, а также внешне оформляют изделия. Длина колодок штабгобелей зависит от размеров обрабатываемых заготовок.

Шпунтубелем (рис. 4, г) выбирают на определенном расстоянии от кромки заготовки прямоугольный паз шириной 3—15мм. Расстояние регулируют винтами, которые зажимают гайками.

Грунтубелем выбирают поперек волокон паз формы «ласточкин хвост» после пропила наградкой линий, ограничивающих размеры паза. Грунтубель состоит из колодки и вставленного сбоку ножа, имеющего вид заостренного крючка, закрепленного клином или винтом.

Горбачами (рис. 4, д) обрабатывают вогнутые и выпуклые поверхности. Существуют горбачи с деревянной и металлической колодками. Кривизну подошвы металлического горбача регулируют установочными винтами. Ножи для горбачей используют от рубанков.

Калевки (рис. 4, е) служат для фигурной обработки лицевых кромок заготовки. Подошва колодки и режущая кромка ножа имеют форму, обратную профилю отборки. Для получения нужного профиля необходима калевка соответствующего поперечного сечения, поэтому и существуют различные их виды.

К строгальному инструменту относят также циклю — металлическую пластину длиной 100—150 мм, шириной до 60 мм, толщиной до 1 мм. С одного конца циклю затачивают, а другой крепят в прорези деревянной колодки.

 Основное отличие инструментов для профильного строгания это форма подошвы струга и форма ножа.

Рис. 4. Строгальный инструмент для ручного профильного строгания:

а — фальцгебель (1 — колодка; 2 — клин; 3 — нож); б — зензубель

(1 — колодка; 2 — клин; 3 — нож); а — галтель; г — шпунтубель;

д — горбачи (1— деревянные; 2 — металлические); е — калевка; ж — форма режущей кромки ножей для калевки.

Заточка ножей строгального инструмента

Заточка строгального инструмента может выполняться вручную и с помощью механизмов.

Затачивание строгального инструмента вручную. Чисто выстрогать деталь с наименьшей затратой сил можно только хорошо заточенным и налаженным инструментом. Кроме того, работа тупым инструментом увеличивает вероятность получения травм.

Затачивание инструмента состоит из трех последовательных операций: собственно затачивания, доводки и правки. Это сложная работа, требующая повышенного внимания, осторожности.

Затачивание ножей рубанков проводят на крупнозернистом точильном камне. Угол заострения ножа строгального инструмента зависит от твердости обрабатываемой древесины. Для мягкой древесины (торцовая твердость до 40 МН/м2) он должен быть 20—25°, для твердой (торцовая твердость 40—80 МН/м2) — 30—35°, для очень твердой (торцовая твердость более 80 МН/м2) — 45°. 

Ножи рубанков, полуфуганков, фуганков и шерхебелей затачивают в такой последовательности. Встают перед точилом, выставив левую ногу вперед и расположив ступни ног под углом около 60°. Правой рукой обхватывают нож, уперев его тупой конец в ладонь, локоть прижимают к груди, пальцы левой руки под прямым углом накладывают на нож, ближе к лезвию. Удерживать нож под постоянным углом к поверхности камня трудно, поэтому следует применять приспособления. Закрепленный в приспособлении нож подводят фаской к камню и, слегка нажимая его левой рукой, перемещают слева направо и обратно поперек камня по одной линии. Качество заточки при сильном нажатии ухудшается.

Нож затачивают до тех пор, пока на противоположной стороне не образуется незначительный тонкий ровный валик заусенцев металла. Заусенцы удаляют, вдавливая лезвие ножа в чисто выстроганный торец бруска из древесины твердой породы. Правильно заточенное лезвие ножа прилегает к камню по всей ширине без просветов. Лезвие и фаска ножей рубанков и полуфуганков должны быть прямолинейны и заточены под углом 90° к кромке ножа, что проверяют по угольнику. Для этого ребро ножа плотно прижимают к колодке угольника и передвигают его по перу до совмещения лезвия с кромкой пера угольника. Размер фаски должен быть одинаков по всей ширине ножа. Углы заострения проверяют при помощи шаблона. Углы у лезвия ножа необходимо слегка закруглить, чтобы избежать царапин на обрабатываемой поверхности.

Доводят ножи на мелкозернистом точильном бруске, рабочие поверхности которого строго прямолинейны. Брусок крепят в гнезде, выдолбленном в колодке древесины твердой лиственной породы.

Доводку ножа проводят в следующей последовательности (рис. 5, а): нож обхватывают правой рукой, фаской накладывают на брусок и пальцами левой руки плотно прижимают ее к бруску и перемещают нож возвратно-поступагельно.

Перемещают нож, плотно прижав его всей шириной фаски к бруску так, чтобы обеспечить требуемый угол заострения. Для удаления с бруска грязи, металлических опилок его периодически смачивают водой. Чтобы избежать ранения, пальцы нельзя располагать близко к лезвию.

Правят ножи на оселках — очень мелкозернистых камнях.

Рис. 5. Доводка (а) и правка (б) ножа строгального инструмента.

Правку ножа производят на оселке. Закрепленный оселок смачивают водой и перемещают па нему нож круговыми движениями (рис. 5, б), выдерживая постоянный угол наклона. Прошлифовав фаску ножа, его переворачивают и кладут на оселок другой поверхностью. Правят ее так же, как и фаску. Этим придают лезвию необходимую остроту.

Закончив правку, проводят лезвием по твердой древесине или сучку, а затем снова доводят на оселке. Так удаляют получившуюся при заточке ослабленную часть лезвия ножа — «ложное жало», которое вызывает затупление лезвия в самом начале работы. Окончив работу, смывают с оселка грязь и насухо его вытирают; хранят оселок в футляре.

Качество заточки лезвия можно проверить на глаз, поворачивая нож вокруг его поперечной оси и выводя из освещенной зоны в затемненную. Если блик переходит сразу по всей фаске, лезвие достаточно острое. Блики указывают на затупленность лезвия.

Механизированная заточка строгального инструмента производится на электроточилах. Электрическое точило ЭТ-75 (рис. 6) применяют для заточки и доводки ножей рубанков, фуганков, шерхебелей, ножей продольно-фрезерных станков, электрорубанков, плоских стамесок. К нему придают набор специальных приставок, позволяющих закреплять разные по конструкции режущие инструменты.

Электроточило состоит из следующих основных узлов и частей. Станина 1 — коробчатая отливка из алюминиевого сплава. В боковых ее стенках во втулках крепится ось для поперечного перемещения держателей. В верхней части станины есть углубление для ванны с водой. На станине крепится электродвигатель 11, на валу которого установлен узел для крепления шлифовального камня.

Рис. 6. Электрическое точило ЭТ-75:

а — общий вид (1— станина; 2 — стол поперечной подачи; 3 — гильза; 4 — рычаг продольной подачи; 5 — ползун; 6 — приспособление (приставка для крепления ножей инструмента; 7 — кожух шлифовального круга; 8 — шлифовальный круг; 9 — заслонка;  10 — верхний кожух; 11— электродвигатель); б — приспособление (приставка) для крепления ножей инструмента.

Затачиваемый инструмент перемещается в поперечном и продольном направлениях. Поперечная подача инструмента осуществляется перемещением стола подачи по двум направляющим колонкам. Закрепленная на оси гильза 3, ввинчиваясь в гайку, перемещает стол в поперечном направлении. Продольная подача осуществляется рычагом 4.Для установки и крепления приставок при заточке различных инструментов в верхней части ползуна есть четыре резьбовых отверстия. Точило имеет блокирующее устройство, предотвращающее включение электродвигателя без кожуха. Образующаяся при заточке абразивная пыль потоком воздуха направляется в водяную ванночку.

Наладка строгального инструмента

В процессе строгания нож инструмента тупится, при переходе от строгания мягкой древесины к строганию твердой и наоборот возникает необходимость заменять нож. Все это требует переналадки инструмента.

Заточенный нож надо правильно установить в корпусе строгального инструмента так, чтобы лезвие ножа выходило за плоскость подошвы на нужную величину. В шерхебеле лезвие ножа может быть выпущено за плоскость подошвы до 3 мм, а во всех остальных строгальных инструментах выпускать лезвие надо на очень небольшую величину так, чтобы снимать самую тонкую стружку. Особенно это важно в рубанке с двойным ножом и шлифтике.

Последовательность разборки и сборки рубанка проиллюстрирована на рисунке 6. Для разборки рубанка его кладут боком корпуса на ладонь левой руки и большим пальцем этой руки поддерживают через клин нож (рис. 7, а). Пальцы левой руки придерживают корпус за тыльную его часть; ни в коем случае нельзя брать рубанок за переднюю часть подошвы.

Рис. 7. Наладка строгального инструмента:

а — разборка; б — выпуск ножа; в — закрепление ножа клином; е — устранение перекоса ножа; д — проверка выпуска ножа.

Легкими ударами киянкой по пробке высвобождают нож вместе с клином из летка корпуса. Эту работу надо производить весьма аккуратно, достаточно сильно придерживая клин и нож так, чтобы они не выпали из летка. Рекомендуется все работы по наладке строгального инструмента производить над столом или верстаком.

Сборка и наладка рубанка производятся так: нож кладут на постель летка и зажимают его клином, слегка ударяя по нему металлическим молотком. Нож не должен выходить за плоскость подошвы. После этого берут рубанок левой рукой, ударяют металлическим молотком по ножу, смотрят за тем, на какое расстояние вышло лезвие ножа за плоскость подошвы (рис. 7, б). Затем окончательно закрепляют нож, ударяя металлическим молотком по клину (рис. 7, в).

Правильность установки ножа контролируют просмотром на глаз — лезвие при этом наблюдается как тонкая ровная нитка (рис. 7, д). Перекос ножа совершенно недопустим, его надо устранить (рис. 7, г); если это не удается, значит, нож заточен неправильно, его надо переточить. После этого пробуют строгать древесину. Если толщина стружки, снимаемой инструментом, не удовлетворяет поставленным требованиям, то надо произвести перенастройку инструмента; для этого ударяют по пробке и освобождают нож с клином, но не вынимают из летка, а лишь закрепляют клином нож, следя за тем, чтобы его лезвие не выходило за плоскость, а затем повторяют всю операцию настройки инструмента.

Все вышесказанное о рубанке справедливо и для шерхебеля. Нож фуганка выбивают легкими ударами киянки по кнопке. Категорически запрещается ударять по лезвиям ножей какими-либо предметами.

Строгание древесины

 Строгание древесины производится по слою, т. е. в сторону выхода на строгаемую поверхность перерезанных годичных слоев и косослойных волокон. Правильный выбор направления строгания значительно облегчает работу и позволяет получать более гладкие (чистые) поверхности.

Строгальный инструмент держат в руках достаточно крепко и правильно. Шерхебель и рубанок держат левой рукой за рог, а правой обхватывают упор инструмента. Фуганок и полуфуганок держат правой рукой за ручку, а ладонь левой руки накладывают на корпус сверху, около пробки. Стоять надо вполоборота к верстаку (рис. 8): ступня левой ноги параллельна передней кромке верстака, а ступня правой — под углом 70—80° к левой, корпус несколько   наклоняют   вперед. Строгание ведут на полный размах рук, по прямой линии с равномерным нажимом на инструмент.

Рис.8. Рабочая поза при строгании.

При строгании следят за тем, чтобы не получались «завалы» по концам материала. Для избежания «завалов» необходимо перераспределять нажим на инструмент по всей длине прострагиваемой поверхности. В начале строгания больше надо нажимать на переднюю часть инструмента, в конце наоборот; в средней части нагрузка на переднюю и тыльную части инструмента равномерная. Назад инструмент отводят, немного приподняв его за тыльную часть, чтобы нож не задевал за материал.

Обычно начинают обработку заготовки шерхебелем, так как им быстрее снимается излишний припуск и риски от пилы. Шерхебелем обычно строгают под небольшим острым углом к направлению волокон, так как строгать шерхебелем вдоль волокон труднее и, кроме того, можно легко перестрогать материал за намеченные размеры.

После обработки шерхебелем на поверхности образуются параллельные канавки. Дальнейшая обработка производится рубанком. Рубанком строгают вдоль волокон и выравнивают поверхность. Результаты работы контролируют линейкой, накладывая ее кромкой на обработанную поверхность. Смотрят, есть ли просвет между кромкой линейки и поверхностью; если просветов нет, то поверхность прострогана правильно.

Фуганком производят обработку материалов без отрыва фуганка от поверхности на всем протяжении ее длины. Работающий при этом может перемещаться вперед вдоль обрабатываемого материала.

Если требуется прострогать доску или брусок с четырех сторон, то строгание производится «под линейку», «в угол» и «в размер». Строгание начинают с широкой стороны (пласти). После обработки рубанком качество работы проверяют, прикладывая кромку линейки к обрабатываемой поверхности вдоль, поперек и по диагоналям (если пласть широкая). Затем производят окончательную обработку фуганком «под линейку».

Убедившись в правильности обработки широкой стороны, ее отмечают карандашной чертой, затем поворачивают материал на 90° и строгают кромку, смежную с обработанной пластью (обычно справа). Работа ведется тем же инструментом и в той же последовательности. Прямолинейность обработанной кромки проверяют накладыванием на нее линейки. Получение прямого угла между пластью и кромкой контролируют, плотно прижимая колодку угольника к первоначально обработанной пласти (рис. 9, б), и проводят его по всей длине заготовки. Оценивают результат строгания по просвету между пером угольника и обрабатываемой поверхностью; если просвета нет, то две поверхности простроганы под углом 90° одна к другой.

Третью и четвертую поверхности строгают «в размер», т. е. по рейсмусу до определенного расстояния от первой и второй стороны. На двух ребрах выструганного материала должны оставаться следы разметочных рисок.

Рис. 9. Контроль результатов строгания:

а — пласти и кромки угольником; б — кромки и торца угольником; в — кромки и торца малкой.

Оторцовка деталей производится торцовочным рубанком или рубанком с двойным ножом, который держат под острым углом к направлению строгания.

Фрезерование древесины

 Под фрезерованием понимают резание древесины вращающимися фрезами, при котором траекторией резания является удлиненная циклоида (или трохоида).

Электрорубанок ИЭ-5701А (рис. 10) состоит из однофазного электродвигателя, ременной передачи, ножевой фрезы с двумя плоскими ножами, механизма регулирования глубины строгания, передней и задней опор. Ножевая фреза 5 приводится во вращение через ремень (раньше — зубчатую передачу) однофазным электродвигателем 6 нажатием на выключатель, смонтированный в рукоятке 8. Стрела прогиба ремня в пределах 2—4 мм; за состоянием ременной передачи следят постоянно.

Режущим инструментом электрорубанка являются два плоских ножа, закрепленных на фрезе клином и винтами. Фреза вращается в двух шарикоподшипниках.

Глубину строгания устанавливают поворотом регулятора 3, в результате чего подвижная опора 2 перемещается по направляющим. Вращением регулятора по часовой стрелке увеличивают глубину строгания

.

Рис. 10. Рубанок ручной электрический ИЭ-5701А:

1 — ременная передача (закрыта пластмассовой крышкой); 2 — передняя (подвижная) опора; 3 — регулятор глубины строгания; 4 — упор для левой руки; 5 — ножевая фреза (закрыта); 6 — электродвигатель; 7 — токоподводящий кабель; 8 — рукоятка с двухполюсным выключателем; 9 — задняя (неподвижная) опора.

Вопросы для самоконтроля

1.Что такое строгание, и для чего оно применяется?

2. Перечислите основные струги для плоского ручного строгания и их назначение.

3. Назовите основные элементы деревянного рубанка.

4.Какорй  должен быть выступ ножа у различных стругов?

5.  Перечислите основные инструменты для ручного профильного строгания.

6. Что такое цикля, и каково её назначение?

7. Какова хватка инструментов: шерхебеля, рубанков с одинарным и двойным ножом?

8. Какова рабочая поза при строгании?

9. Что надо делать для избежания «завалов»?

10. В какой последовательности строгают заготовку с четырех сторон?

11. Как и каким инструментом контролируют результаты строгания?

12. В какой последовательности осуществляют разборку рубанков?

13. В какой последовательности осуществляют сборку рубанков?

14. Как контролируют правильность установки ножа?

15. В какой последовательности производят заточку ножа рубанка?

16. Расскажите устройство электрорубанка.

Задание

1. Определить вид предложенных стругов (рубанков).
2. Назвать основные части деревянного рубанка.

3. Разобрать и собрать различные виды рубанков.

4. Освоить приемы строгания шерхебелем, рубанками с одинарным и двойным ножом, фуганком.

3. Выстрогать стенки  детали. Овладеть приемами контроля выстроганной поверхности.

Ручная обработка древесины

Лабораторная работа №3

Пиление древесины

Цель работы: Ознакомиться с основными приёмами пиления древесины.

Теоретическая часть

Пиление древесины — процесс закрытого разрезания ее на части с образованием между ними пропила. Пропил ограничен тремя гранями: нижней (дном) и двумя боковыми. Пиление осуществляют ручными и электрифицированными пилами. Ручными пилами раскраивают доски на бруски, распиливают бруски, оторцовывают, запиливают шипы и проушины.

Основная рабочая часть пил — полотно с насеченными по кромке резцами — зубьями. Элементы зуба пильного полотна показаны на рис. 1, а.

Рис. 1. Элементы и форма зубьев пил:

а— зуб пилы и его элементы (1 — боковые режущие кромки; 2— линия основания зубьев; 3 — полотно; 4 — впадина зуба; 5 — вершина зуба; 6 — передняя режущая кромка;                          7 — передняя грань); б, в, е — профили зубьев пил для продольного, поперечного и смешанного пиления

Зубья характеризуются шагом и высотой. Шаг t — расстояние между вершинами двух смежных зубьев. Высота h — расстояние от вершины до основания зуба, измеряемое по перпендикуляру, опущенному из вершины на линию 2 основания зубьев.

Насекают зубья по всей длине кромки. Ряд зубьев называется зубчатым венцом; кромка полотна, противоположная зубчатому венцу, — обушком, а боковые стороны полотна 3 — щечками.

Передняя грань 7 зуба называется грудкой, задняя — спинкой. Режущей кромкой зуба служит его передняя (короткая) кромка 6. Боковые кромки 1 скалывают опилки.

Форма зубьев полотна и угол заточки кромки зависят от вида пиления. Так, для продольного пиления древесины применяют полотна с косоугольным зубом с наклоном в сторону пиления (рис. 1, б). Кромку зуба пилы для продольного пиления затачивают под прямым углом к плоскости полотна. Рабочим ходом пилы является только движение вперед.

Для поперечного пиления древесины применяют полотна с зубом в форме равнобедренного треугольника (рис. 1, в). Передняя грань зубьев пилы для поперечного пиления наклонена к плоскости полотна, а режущими кромками являются боковые кромки. Рабочим ходом являются движения вперед и назад. Для смешанного пиления древесины применяют полотна с прямоугольным зубом (рис. 1, г). Передняя грань зубьев пилы для смешанного пиления наклонена к плоскости полотна, а режущими кромками являются все кромки грудки. Рабочим ходом является только движение вперед.

Угол резания у зубьев полотен для продольного пиления берут до 80°, для смешанного — 90°, для поперечного — более 90°. Наивыгоднейшие углы резания зубьев полотен: для продольного пиления — 60 — 80°, поперечного — 90 — 120°, смешанного — 90°.

 По способу крепления полотна различают натянутые и ненатянутые ручные пилы.

К натянутым относятся пилы лучковые, лобзики, бугельные. К ненатянутым относятся ножовки, поперечные пилы.

Лучковые пилы (рис. 2, а). Лучковая пила состоит из лучка и натянутого в нем полотна. Вращая рукоятки, можно установить полотно под любым углом наклона к стойкам.

Рис. 2 Виды пил:

а — лучковая; б— бугельная; в — ножовка широкая; г — ножовка узкая; д — обушковая пила; е — наградка; ж — фанерная пила; 1— стойка; 2 — полотно; 3 — тетива; 4 — закрутка; 5—распорка; 6— рамка; 7—рукоятка

Бугельная пила (рис. 2, б) — полотно натягивается в рамке (в сечении — овал) поворотом рукоятки. Зубья у рукоятки крупные, затем уменьшаются.

Ножовки широкие (рис. 2, в) применяют для прямолинейного пиления, а для фигурного — узкие (рис. 2, г). Узкой (курковой) ножовкой получают пропилы в середине доски.

Обушковой ножовкой (рис. 2, д) подгоняют соединения. Такая ножовка имеет тонкое полотно. Необходимую жесткость ему придает прикрепленная к спинке стальная полоса (обушок).

Наградкой (рис. 2, е) выполняют в доске или щите пропил, когда он не доходит до краев и обыкновенными пилами его нельзя сделать. Полотно наградки закреплено в деревянной оправе.

Фанерные пилки (рис. 2, ж) служат для раскроя шпона, распиливания тонкой фанеры.

Подготовка ручных пил к работе

При пилении древесины неправильно заточенными ручными пилами возможны различные дефекты. Основные из них следующие. Неправильный распил при продольном пилении (при неправильном разводе и заточке зубьев пилы). Сильно шероховатая поверхность распила (неодинаковый развод зубьев пилы). Неперпендикулярность пропила пласти доски при поперечном пилении — результат неправильной разводки и заточки зубьев пилы.

Поэтому необходимо хорошо подготавливать пилы к работе и прежде всего правильно развести и заточить зубья пилы. Перед наладкой пилы полотно очищают от ржавчины и смолы тряпкой, смоченной в керосине. Править и применять в работе пилы с раковинами и трещинами нельзя.

Наладку пилы начинают с правки ее полотна. Искривленное полотно выправляют молотком на ровной чугунной или стальной плите. Можно также зажать полотно в тисках между медными или алюминиевыми пластинами и медленно протягивать. Затем выравнивают профиль и высоту зубьев — фугуют их с помощью специального фуганка (рис. 3, а).

Рис. 3. Фугование зубьев пилы:

а— фуганком (1 — напильник; 2 — деревянная колодка; 3 — полотно) с креплением пильного полотна; б—с креплением напильника на верстаке.

Он состоит из деревянной колодки 2 с отверстием и прорезью для полотна (колодку изготавливают из древесины твердых лиственных пород) и вставленного в отверстие трехгранного напильника 1.

Фугование производится так: в прорезь колодки вводят полотно 3 пилы и, нажимая несильно на фуганок, перемещают его по зубьям пилы (возможно и закрепление колодки а напильником в тисках (рис. 3, б) и перемещение пилы по грани напильника). Напильником выравнивают зубья по высоте.

Зубья должны иметь и одинаковую форму, поэтому сточенные зубья надо заострить и выровнять впадины (пазухи) между ними.

 После этого приступают к разводке и заточке пил. Чтобы ликвидировать зажим зубьев пилы в пропиле во время работы и уменьшить трение полотна о распиливаемую древесину, необходимо произвести разводку зубьев пилы. При разводке все зубья отгибают на одинаковую величину попеременно в разные стороны. Зубья отгибают на 1/2 или 2/3 высоты от их основания, если отгибать зубья у основания, то могут образоваться трещины и зубья сломаются. Величина развода зависит от величины зуба, но во всех случаях величина развода не должна составлять более половины толщины пильного полотна.

Для пил с мелкими зубьями развод делается 0,1—0,2 мм на одну сторону, для средних зубьев — 0,2—0,3 мм и для крупных — 0,3—0,6 мм. Отгибание зубьев пилы производят на меньшую величину для пиления твердой древесины и на большую для пиления мягкой. Для пиления сухой твердой древесины каждый зуб отгибают на 0,25—0,5 мм, для пиления мягкой — на 0,5—0,8 мм.

Благодаря разводке зубьев ширина пропила будет большей, чем толщина пилы, и поэтому она свободно перемещается в пропиле.

Разводку пил производят разводками (рис. 4, а и б). Для разводки, а затем и ее заточки полотно пилы надежно зажимают на расстоянии 3—5 мм от линии основания зубьев (рис. 4, в) между брусками, в специальных тисках, закрепленных на верстаке.

В результате разводки пилы все ее зубья должны быть отогнуты на одинаковую величину, а кончики разведенных зубьев с каждой стороны пильного полотна должны находиться на одной линии. Правильность разводки зубьев проверяют шаблоном, который прикладывают к полотну по венцу зубьев  (рис. 4,г) сначала с одной, потом с другой стороны полотна пилы. Неправильно отогнутые зубья исправляют, так как они будут давать неровный пропил и увод пилы в сторону от риски. Кроме этого, при неодинаковом разводе менее отогнутые зубья не будут участвовать в работе, а более отогнутые будут работать с повышенной нагрузкой и быстро выйдут из строя.

Рис. 4. Инструмент и приспособления для разводки:

а — щелевая разводка; б — щипцовая разводка (1 — рычаг для отгиба зуба пилы;                 2 — пластинка, регулирующая зазор для прохода пилы; 3 — регулировочные винты;                   4 — шарнирный регулятор величины развода; 5 — указатель величины развода; б — винт с упором; 7 — пружина); в — тиски для крепления полотна (1 и 2 — деревянные пластины;             3 и 6 — ограничители; 4 — полотно; 5 — губка); г — шаблон для проверки развода зубьев          (1 — пила; 2 — шаблон).

После разводки пил производится их заточка специальными напильниками (трехгранными, ромбическими, круглыми или плоскими) с двойной и одинарной насечкой.

Напильники с двойной насечкой должны иметь 24 основных и 20 вспомогательных насечек, а с одинарной — 24 основные насечки на 10 мм длины. Крупные напильники и узкие стороны плоских напильников должны иметь только одинарную насечку.

Затачивание производят при рабочем ходе напильника равномерными плавными движениями, без сильного нажима на зуб. При быстром движении и сильном нажиме может произойти нагрев пилы и отпуск закаленной стали.

Продольные пилы, у которых зубья имеют форму косоугольного треугольника, затачивают с одной стороны перпендикулярно полотну пилы  (рис. 5, а). Пилы для поперечного пиления, имеющие форму зуба в виде равнобедренного треугольника, затачивают, располагая напильник под углом 60—70° к плоскости полотна пилы (рис. 5, б). Зубья затачиваются через один; заточив с одной стороны, поворачивают полотно другой стороной и затачивают пропущенные зубья.

Рис. 5. Затачивание пил напильником:

в — при прямой заточке, б — при косой заточка.

Пиление древесины

Ручное пиление — трудоемкая и малопроизводительная операция. Применение электроинструмента для распиловки древесины значительно повышает производительность труда и не требует больших физических усилий.  Для механизированного пиления применяют электролобзики,  дисковые и реже ленточные электропилы.

Пиление древесины ручными пилами. Различают три основных вида пиления: горизонтальное вдоль волокон, вертикальное вдоль волокон и горизонтальное поперек волокон.

Горизонтальное пиление вдоль волокон применяют для распиливания досок вдоль на бруски. Работа производится распускной пилой. Доску закрепляют на верстаке струбциной так, чтобы отпиливаемая часть доски выступила за край верстака. При распиливании длинных досок применяют верстачные подставки. Лучок пилы развертывают на 90°, иногда на больший угол к направлению распила; пилу держат двумя руками. При пилении корпус немного наклоняется вперед, но остается почти неподвижным. Нажим на материал зубьями распускной пилы не должен быть слишком большим. Если производится большой нажим, то может получиться неровный пропил. При движении пилы вверх ее зубья несколько отводят от дна пропила.

Вертикальное пиление вдоль волокон. Перед пилением материал закрепляется задней зажимной коробкой так, чтобы верхний торец находился на уровне немного ниже плеча. Если пилят параллельно пласти, то крепление производят передним зажимным винтом. В обоих случаях перед началом пиления проверяют качество закрепления материала.

Пиление древесины начинают с производства запила. Запил (рис. 7, а)—начало пиления—делают так: совмещают направление полотна пилы с направлением риски, пилу несколько наклоняют на себя, к пильному полотну прикладывают брусок. Плавным движением на себя, т. е. используя холостой ход пилы, начинают производить запил.

Рис. 6. Приемы пиления древесины:

а — запиливание по бруску; б — рабочая поза при пилении вдоль волокон; в — рабочая поза при пилении поперек волокон; г — поперечное распиливание в стусле; д — прием пиления фанеры ножовкой.

Во избежание случаев травматизма категорически воспрещается делать запил рывком от себя, т. е. сразу давать пиле рабочий ход.

После того как сделано несколько движений пилой на себя и зубья пилы начали запиливать противоположное от производящего запил ребро материала, пилу постепенно переводят в горизонтальное положение. После производства запила продолжают пиление древесины, при этом производят постоянный контроль за правильностью пиления, следя за тем, чтобы полотно пилы было параллельно передней кромке верстака.

Пилу твердо держат кистью правой руки за стойку, возможно ближе к ручке; левой рукой придерживают распиливаемый материал. Движения пилы при пилении должны быть равномерными — в минуту делают от 40 до 60 резов. Нельзя нажимать правой рукой на пилу: от этого плоскость распила получается неровной, полотно пилы отклоняется от риски, работающий сильно утомляется. Нажим зубьев пилы на распиливаемый материал происходит под действием тяжести самого лучка.

При пилении древесины необходимо следить за положением корпуса, рук, ног. Корпус и левая рука должны быть неподвижны, корпус немного наклонен вперед, но не раскачивается в такт движению при работе. Ступню левой ноги ставят параллельно передней кромке верстака; ступню правой ноги ставят под углом 70—80° по отношению к ступне левой ноги (рис. 7, б) и следят за тем, чтобы положение тела было устойчивым.

Если длина необходимого пропила выходит за пределы плечевой части руки, то, как только пропил достигает уровня конца плечевой части опущенной руки, производят перезажим материала. Для этого вынимают пилу из пропила, отпускают заднюю коробку, заготовку поднимают так, чтобы конец пропила оказался примерно на уровне плеча, и вновь закрепляют ее.

При горизонтальном пилении древесины поперек волокон материал кладут на крышку верстака или на упорную доску так, чтобы отпиливаемая часть выступала за задний брусок крышки. Кромкой материал упирают в откидной упор или брусок упорной доски. Пилу держат правой рукой за стойку возможно ближе к ручке, левой рукой поддерживают и прижимают материал к упору или бруску упорной доски. Корпус работающего должен быть неподвижен, немного наклонен вперед. Положение ног показано на рисунке (рис. 6, в).

Пиление древесины поперек волокон — наиболее трудный вид резания, так как в этом случае необходимо разрезать все древесные волокна, поэтому здесь нужен небольшой нажим зубьями пилы на материал.

Для производства точного поперечного распиливания (оторцовки) деталей под прямым углом или под углом 45° применяют пильное стусло (распиловочный ящик) (рис. 6, г). Оторцовку в стусле производят мелкозубой пилой с незначительным разводом зубьев или совсем без развода. Применение такой пилы позволяет получать чистый пропил. Стусло закрепляют между верстачными клиньями или на двух упорных досках, в него кладут деталь и прижимают ее ладонью и большим пальцем левой руки к противоположному от работающего борту стусла. Пиление производят с наклоном пилы под острым углом к распиливаемому материалу.

Фанеру пилят, отводя отпиливаемые части ее в направлении стрелок (рис. 6, д).

Пиление древесины электроинструментом. В настоящее время широкое распространение получили электрифицированные инструменты для ручной обработки, в которых главное движение резания осуществляется с помощью электродвигателей, питающихся от сети переменного тока напряжением 220В.

Электропила дисковая (рис. 7) имеет пильный диск 1, опорную плиту 2, закрепленную на корпусе 3, неподвижный кожух 4 и подвижный кожух 5, который закрывает пильный диск со стороны работающего и прижимается пружиной к заготовке. У некоторых электропил устанавливают расклинивающий нож, который входит в полученный пропил и предотвращает защемление в нем пильного диска.

Зубья пильного диска разводят, как у полотен ручных пил. Их передние поверхности затачивают для продольного пиления перпендикулярно торцу диска, а для поперечного — под углом 70—80° поочередно к каждому торцу. Опорная плита пилы установлена на шарнирах, благодаря чему можно регулировать глубину пропила и угол наклона пильного диска к поверхности заготовки при пилении под углом.

В процессе работы включенную электропилу плавно и равномерно надвигают вручную на распиливаемый материал, прижимая ее опорной поверхностью к заготовке. При этом пильный диск должен идти точно по центру размеченной линии пропила.

Рис. 7. Электропила дисковая:

1 — пильный диск; 2 — опорная плита; 3 — корпус; 4 — неподвижный кожух;            5— подвижный кожух

При остановке пилы от перегрузки ее следует отвести назад, дать возможность набрать полную частоту вращения и только после этого продолжать работу. Необходимо следить за тем, чтобы под опорную плиту не попадали опилки во избежание перекоса пропила и защемления пилы.

Дисковые электропилы можно использовать как стационарное оборудование. Для этого их корпус закрепляют опорной плитой вверх и фиксируют пускатель специальной струбциной во включенном положении. Обрабатываемую заготовку подают на пильный диск по опорной поверхности.

Применяют электропилы для раскроя материалов, для распиливания под углом до 45°, выборки четвертей и фальцев, за-резания шипов и проушин.

Электролобзик (рис. 8) имеет тонкое и узкое пильное полотно 1, совершающее возвратно-поступательное движение. Электродвигатель расположен в корпусе 2 и включается пускателем 3. На опорной плите 4 установлен ролик 5, который упирается в обушок полотна. При работе полотно плавно перемещают вдоль линии разметки. При выборе соответствующего полотна электролобзик можно использовать для обработки металлов.

Рис. 45. Электролобзик:

1— полотно; 2 — корпус; 3— пускатель; 4— опорная плита; 5— ролик

Техника безопасной работы при пилении древесины

Полотна пил должны быть без трещин, коррозии

Задание

1. Изучить конструкцию приспособления для фугования зубьев пил.

2. По натурным образцам и рисункам изучить устройство разводок: щелевой

и щипцовой.

3. Освоить установку тисков и крепление в них пильного полотна.

4. Освоить приемы разводки и заточки пил для продольного и поперечного

пиления.

5. Произвести разводку и заточку пил натянутых и ненатянутых для основных видов пиления.

6. По паспорту и плакату изучить конструкцию пилы ИЭ-5107 и ее назначение.

7. В процессе изготовления детали из древесины освоить приемы работы с пилами при различных видах пиления.

Вопросы:

1. В чем преимущества механизированного пиления?

2. Каковы основные технические характеристики электропил?

3. Из каких основных частей состоит электропила ИЭ-5107?

4. Какие виды работ можно выполнять дисковыми электропилами?

5. Как устанавливают диск на заданную ширину и глубину пиления?

6. Для чего производят разводку и заточку пил?

7. В какой последовательности осуществляют наладку пил?

        8. Как производят правку полотна, разводку и заточку зубьев пил?

9. Какие основные виды пиления вы знаете?

10. Как следует производить запиливание материала?

11. Какова хватка лучковой пилы?

12. Как осуществляют процесс пиления?

13. Как и каким инструментом торцуют заготовки с помощью стусла?

Ручная обработка древесины

Лабораторная работа №4

Долбление и сверление древесины

Цель работы: Ознакомиться с основными приёмами долбления и сверления древесины.

Теоретическая часть

Долбление древесины выполняют в том случае, если необходимо изготовить шиповые соединения деталей, сквозные и несквозные прямоугольные отверстия.

Инструменты для долбления и резания. К ручному долбежному инструменту относятся долота и стамески. Долота имеют рабочую часть шириной 6, 8, 10, 12, 15, 18 и 20 мм, толщиной 8, 9 и 11 мм (рис.1,а).

Стамески могут быть плоскими и полукруглыми (рис.1, б,в). Плоские стамески делят на толстые и тонкие. Стамески шириной 4, 6, 8 мм имеют толщину 3 мм, а стамески шириной 10, 12, 18, 20, 25, 30, 40 мм имеют толщину 4 мм. Полукруглые стамески применяют для обработки выпуклых и вогнутых поверхностей (стамески с наружной заточкой), выдалбливания и зачистки закругленных гнезд и пазов (стамески с внутренней заточкой). Долота и стамески изготовляют из углеродистой инструментальной стали, а рукоятки к ним  - из древесины твёрдых лиственных пород.

Рис. 1. Инструмент для долбления и резания древесины:

а — столярное долото; б — плоская толстая стамеска; в — полукруглая стамеска

Длина рукояток стамесок, долот должна быть 120— 140 мм, ширина верхней части рукоятки — 25—40 мм с сужением книзу, на рукоятках долот должны быть туго насаженные стальные кольца.

Долотами выдалбливают сквозные и глухие гнезда, проушины. Стамесками обрабатывают (режут) криволинейные поверхности, срезают фаски, зачищают шипы, гнезда, проушины, подгоняют соединения. Стамесками можно также выдалбливать гнезда в узких и тонких деталях.

Долота и стамески затачивают, доводят и правят так же, как и ножи строгальных инструментов. Угол заострения стамесок равен 18—25°, а долот — 30—40°.

Долбление и резание древесины стамесками

Перед долблением необходимо тщательно разметить материал. Сквозные гнезда обязательно размечают с двух сторон заготовки. С проушинами поступают так же, вынося линии разметки на торец. Разметив, необходимо подобрать инструмент нужной ширины. Для обеспечения плотного соединения деталей долбят так, чтобы по всему контуру гнезда оставалась видимой половина толщины линий разметки. Долбить сквозное гнездо можно с двух сторон заготовки и с одной стороны. При овладении приемами долбления лучше долбить с двух сторон (рис. 2, а).

Рис. 2. Приемы долбления и резания древесины стамеской:

а — долбление сквозного гнезда с двух сторон (1 — заготовка; 3 — подкладка; 3 — крышка   верстака;   4 — долото); б—зачистка гнезда;                    в—резание по линейке; г — подрезание вдоль волокон; д — срезание торцовой фаски;             е — срезание долевой фаски; ж — обработка криволинейной поверхности; з — резание из-под плеча; и — резание (закругление) поперек волокон; к — срезание фаски на конце бруска; л — резание (зачистка) поверхности с внешним закруглением;  м — срезание торца бруска вдоль волокон; н — резание (зачистка) поверхности с внутренним закруглением.

Длинную заготовку кладут на крышку верстака и, сидя на ней, производят долбление, короткую крепят струбциной. Во всех случаях под заготовку кладут подкладную доску.

Долбят сквозное гнездо в такой последовательности. Долото держат за рукоятку левой рукой, правой — киянку. Режущую кромку долота ставят на расстоянии около 1 мм от риски перпендикулярно направлению волокон, фаской        в сторону гнезда. Первым сильным ударом киянки   по долоту вдоль его оси перерезают волокна древесины. Вторым ударом  по долоту, несколько отставленному и наклоненному внутрь гнезда, снимают первую стружку. У края гнезда стружку толщиной 3—5 мм удаляют долотом до перерезанных волокон. Так же поступают с противоположной стороной гнезда.

Чередуя обрабатываемые стороны, долбят гнезда на половину толщины заготовки. Затем ее переворачивают на 180° и повторяют все действия в описанной   последовательности.

При долблении гнезд в древесине свилеватой или с наклоном волокон подрезают волокна и по продольным сторонам гнезда. Если гнездо получилось меньшего размера, его окончательно   зачищают стамеской, напильником.

При работе (резании) стамеской (рис. 2, б) давление на нее производят нажатием рук, при долблении стамеской тонких деталей применяют киянку.

При подстрагивании и зачистке неровностей стамеску держат правой рукой за рукоятку, а левой обхватывают переднюю грань стамески. Правой рукой нажимают торец рукоятки, а левой регулируют направление резания (под острым углом к направлению волокон) и толщину снимаемой стружки.

Надо соблюдать следующие безопасные приемы долбления древесины.

Работать только хорошо заточенным инструментом с исправными ручками, если ручка деревянная необходимо чтобы на ней со стороны рабочей части было стальное кольцо, а у долота и в верхней части рукоядки.

Долота и стамески класть на верстаке лезвием от себя так, чтобы они не выступали за край крышки.

Не резать стамесками в направлении руки, поддерживающей заготовку, с упором заготовки в грудь, на коленях, без упора ее (на весу) или без закрепления.

Сверление древесины

Сверлением получают в древесине сквозные и несквозные круглые отверстия. Сверлением удаляют из древесины сучки, а полученные отверстия заделывают пробками.

Режущим инструментом для сверления древесины служит сверло, в котором различают рабочую часть и хвостовик, от длины которых зависит возможная глубина сверления.

Наиболее часто сверлят древесину спиральными, винтовыми, ложечными сверлами.

Ложечным (рис. 3, а) сверлом сверлят древесину вдоль волокон. Продольный желобок в рабочей части сверла заканчивается заостренным жалом. Одна кромка желобка — режущая, заточена на всю длину, другая является направляющей. Жало внедряется в древесину, одновременно центрируя сверло. Обработанная поверхность получается чистой, но сверление не всегда точное. Недостаток сверла, в том, что его приходится периодически вынимать из отверстия и удалять стружку.

Размеры ложечных сверл: диаметр режущей части 6—50 мм с градацией через 2—5 мм; длина режущей части 110—250 мм, хвостовика 50 мм; диаметр хвостовика 13—20 мм.

Разновидностью ложечного сверла является улитообразное сверло, нижняя часть которого сделана винтообразной, с режущей кромкой, идущей по конической винтовой линии, переходящей в прямую. Недостатки сверла — частая поломка винтообразной части его и сложная заточка.

Рис. 3. Свёрла для сверления древесины:

а — сверло ложечное; б - спиральное;  в – спиральное с центром,

г — сверло винтовое; д — сверло шнековое, е – пёрка

Спиральное сверло может иметь коническую заточку (рис. 3, б) для сверления древесины вдоль волокон или режущую часть с двумя подрезателями и направляющим центром (рис. 3, в) для сверления поперек волокон. Конструкция спиральных сверл является наиболее оптимальной; размеры и форма режущей части не изменяются в результате периодических переточек, чем объясняется высокая производительность и хорошее качество сверления. Размеры сверл: диаметр 6—20 мм с градацией через 1 мм; длина 100—185 мм; диаметр хвостовика 5—16 мм через 1 мм.

Винтовые сверла — сверла с винтовой рабочей частью. По форме различают винтовое (рис. 3, г) и шнековое (рис. 3, д) сверла.

Винтовое сверло имеет форму винта с двумя винтовыми канавками, образующими два рабочих пера с режущими кромками на торцовой части. Короткие винтовые сверла применяют для сверления в деталях неглубоких отверстий сравнительно большого диаметра. Их размеры: диаметр 20—50 мм, длина 180—210 мм, диаметр хвостовика 12 и 18 мм.

Шнековое сверло представляет собой цилиндрический стержень, вокруг которого по всей длине навивается одно рабочее перо и лишь в конической части в пределах одного витка сформировано второе перо. Это сверло применяют для сверления глубоких отверстий. Размеры сверл: диаметр 10-50 мм, длина  400- 1100 мм.

Винтовыми и спиральными сверлами сверлят отверстия чистые с высокой степенью точности; стружка легко выбрасывается этими сверлами из отверстия. Для сверления древесины вдоль волокон применяют спиральные сверла по металлу с углом заострения 60—80°.

Сверление поперек волокон больших диаметров (более 12 мм) производят пёрками (рис. 3,е). В рабочей части они имеют форму лопатки с шилообразным центром 1 для центрирования сверла, дорожником (подрезателем) 2, который перерезает волокна по окружности, и плоским резцом 3, срезающим древесину внутри этой окружности. Такими сверлами обрабатывают сравнительно неглубокие отверстия, так как стружку они не выбрасывают.

Инструменты для ручного сверления

Вручную вращают сверла воротком, коловоротом, дрелью.

Воротком вращают бурава (винтовое или улитообразное сверло) с ушком, в него вставлен стержень-вороток (рис.4).

Коловорот (рис. 3, е) — стальной коленчатый стержень со свободно насаженной на нем рукояткой.

Дрель ручная двухскоростная (рис. 3, ж). При вращении приводной рукоятки 4 через зубчатую передачу вращательное движение передается на патрон с закрепленным в нем сверлом.

Рис. 4. Инструменты для ручного сверления: а — бурав (1— вороток, 2—сверло бурава); б— коловорот (3 — ручка нажимной головки;    4 — коленчатый стержень;               5 — ручка; 6 — патрон; 7 — кулачки патрона);   в — дрель (8 — рукоятка упора;                    9 — корпус; 10 — нагрудник; 11 — рукоятка приводная; 12 — патрон;                                  13 — кулачки патрона).

Для механизированного сверления применяют электродрели и шуруповёрты.

Электродрель (рис. 4) получают отверстия диаметром до 9 мм. Она состоит из электродвигателя 1, двухступенчатого редуктора 7. Вращательное движение от двигателя через промежуточный блок шестерен передается к шестерне, насаженной на шпиндель с патроном. Включение производят выключателем 3, находящимся на рукоятке 2.

Рис. 5. Электродрель:

1 - электродвигатель; 2 - рукоятка; 3- выключатель; 4 — токоподводящий кабель;

5 — сверлильный патрон; 6 — сверло; 7 - двухступенчатый редуктор.

Сверление древесины ручным инструментом

Приступая к сверлению  материалов, выбирают сверло по заданному диаметру, глубине отверстия и шероховатости. Центры сверления размечают точно шилом и ставят в них острие сверла.

Для обеспечения устойчивости коловорота на левую руку, лежащую на вращающейся головке, можно нажимать подбородком.

Основное правило: при сверлении древесины ось вращения коловорота (дрели) и сверла должна совпадать с осью высверливаемого отверстия. Нажимать на сверло надо, учитывая его тип и твердость древесины.

При встречном сверлении сквозных отверстий необходимо разметить центры с двух сторон заготовки, а затем выполнять отверстие сначала с одной стороны до половины толщины заготовки, а затем с другой стороны. Подложив под выструганную доску заготовку, можно сверлить ее насквозь с одной стороны. Чтобы не повредить нижние края отверстия, к концу обработки нажатие и вращение сверла уменьшают.

При сверлении надо правильно, без перекосов и прочно закреплять сверло в патроне коловорота, дрели. Перед началом работы убедиться в отсутствии биения сверла. Не следует нажимать сильно на коловорот, дрель. У бурава должна быть хорошо насажена рукоятка.

При сверлении древесины твердых пород на большую глубину необходимо периодически выводить сверло из отверстия и удалять стружку. На рисунке 6 показаны приемы сверления коловоротом и буравом.

Рис. 6. Приемы сверления древесины:

а — коловоротом (вертикальное сверление); б — коловоротом                    (горизонтальное сверление); в — сверление буравом.

Сверление древесины механизированным инструментом

Перед сверлением прочно закрепляют обрабатываемую деталь, правильно размечают центры отверстий.

Перед началом работы убеждаются в правильной установке (без перекосов) сверла в патроне, его соответствии обрабатываемому материалу, правильной заточке. Убеждаются в исправности изоляции токоведущего  шнура 4 (см. рис. 5), надежности работы выключателя 3. Общее состояние дрели проверяют, включая ее на 1 мин на холостой ход.

 Включают дрель только после подведения ее к месту сверления, плавно подают сверло на обрабатываемый материал, перед выходом сверла из него подачу уменьшают.

При необходимости просверлить в фанере или другом листовом материале отверстие большого диаметра можно применить сверлильную головку (рис. 7).

Рис. 7. Сверлильная головка:

1 — гайка-хвостовик; 2 — регулировочное кольцо; 3 — корпус; 4 — резцы;

5 — направляющее сверло.

Вставляя и закрепляя ее в электродрели, можно получать отверстия в диапазоне 30—60 мм.

Для грубой установки на нужный диаметр сверления надо отвернуть зажимную гайку-хвостовик 1 и, поворачивая регулировочное кольцо 2, совместить риску на кольце с требуемым делением шкалы 30, 40 или 50, нанесенным на корпусе, что соответствует диаметру просверливаемого отверстия. Для установки диаметра 60 мм отвернуть винт крепления резцов, переставить резцы с другой стороны держателей и закрепить их вновь.

Для сверления точных отверстий любого диаметра в указанном диапазоне надо корректировать установку резцов на пробных отверстиях.

Сверлить отверстия можно только строго под прямым углом к плоскости сверления.

Техника безопасности при сверлении

Прочно закреплять обрабатываемую заготовку на верстаке. Запрещается держать инструменты режущей частью к себе. Нельзя сильно зажимать коловорот. Подачу следует производить легко и плавно. Необходимо надёжно без перекосов закрепить сверло в патроне. При глубоком сверлении твёрдых пород древесины необходимо периодически выводить сверло из отверстия и удалять стружку. Бурав должен иметь хорошо насаженную насадку нужной длинны. При работе с электроинструментами необходимо соблюдать правила электробезопасности.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите инструмент для долбления и резания древесины, материал, из которого он изготовлен.

2. Как производят долбление сквозного гнезда?

3. В чем особенности обработки свилеватой древесины?

4. Какими способами можно получить отверстия в древесине?

5. Дайте характеристику ложечного, спирального, винтового сверл и пёрки.

6. Какими приспособлениями вращают сверла?

7. Как сверлят древесину коловоротом?

8. Как устроена электродрель? Правила работы с электродрелью.

9 Техника безопасной работы с долотами, стамесками и сверлильными инструментами.

Задание

1. Определить инструменты из числа предложенных.

2. Познакомиться с устройством сверл и приспособлений, применяемых для их вращения, приемами закрепления сверл в коловороте и ручной дрели.

3. Произвести сверление заготовки заданного диаметра ручными инструментами.

Ручная обработка древесины

Лабораторная работа №5

Соединение деревянных деталей

Цель работы: Ознакомится с основными видами столярных соединений.

Теоретическая часть

Основными типами соединения деталей являются шиповые соединения на клею. Основные соединения предусмотрены 29 типов соединений, из них 20 соединений шиповых.

Шиповые соединения на клею применяют при изготовлении миллионов современных спаренных рам, а клеевые соединения в комбинации с шиповыми применяют широко при изготовлении мебели.

Соединяют деревянные детали и металлическими гвоздями, шурупами, болтами, металлическими специальными скрепами и др.

Изготовленное из древесины изделие представляет собой конструкцию из деталей, сборочных единиц, комплексов.

Деталь — изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. В каждой строительной детали прямоугольной формы различают основные элементы: пласть, кромку, торец, ребро.

Пласть — продольная широкая сторона детали, а также любая сторона детали квадратного сечения. Пласть, отличающаяся наибольшей чистотой в отношении качества древесины и обработки, называется лицевой, а ей противоположная — оборотной.

Торец — концевое поперечное сечение пиломатериала.

Кромка — продольная узкая сторона детали.

Ребро — линия пересечения пласти и кромки.

 Сборочная единица — изделие, составные части которого подлежат соединению между собой сборочными операциями.

Комплекс — два или более специфицированных изделия, не соединенных сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.

К основным конструктивным элементам столярных соединений относят: брусок, рамку, щит, коробку (ящик).

Брусок — пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной не более двойной толщины. Брусок может быть изготовлен из массивной древесины или склеен по ширине, толщине из тонких пластин или листов шпона. Склеенные бруски более формоустойчивы. Бруски бывают разных размеров, сечений и формы.

Рамка — конструктивный узел, состоящий из четырех брусков, образующих чаще всего квадрат или прямоугольник. Сложные рамки имеют и средние бруски. Детали рамок могут быть по сечению прямолинейными и профильными. Обычно рамки соединяют различными клеевыми соединениями на шипах.

Рамка должна быть прочно склеена под прямым углом, без перекосов. Правильность сборки рамки проверяют угольником по внутренним кромкам брусков и по диагоналям внутри рамки.

Щиты бывают различной конструкции: дощатые или массивные, склеенные на гладкую фугу, переклейные, полые, древесностружечные и  древесноволокнистые.

Коробка состоит из четырех деталей, соединенных широкими сторонами на шипах. Коробка, имеющая дно (полик), называется ящиком. Полики изготавливают из клееной фанеры или древесноволокнистой плиты толщиной 3—5 мм.

Шип — выступающая часть на торце одной заготовки, входящая в соответствующее ей по форме углубление (проушину или гнездо) Другой.

Цельный шип составляет одно целое с заготовкой, а вставной выпилен отдельно от нее. Шип «ласточкин хвост» имеет профиль в виде равнобочной трапеции с большим основанием на торцовой грани шипа.

Гнездо — отверстие или углубление в заготовке, предназначенное для шипа.

Проушина — гнездо, находящееся на торце заготовки и открытое с двух или трех сторон.

Гребень — выступ на кромке заготовки, соответствующий по размерам и профилю пазу.

Паз — углубление на боковой поверхности заготовки, предназначенное для соединения с гребнем или рейкой.

Рейка — вставная планка, применяемая в кромочных клеевых соединениях.

При изготовлении изделия надо рационально выбирать способ соединения и в частности соединение шипами. Необходимо подбирать шип в зависимости от формы, размеров и назначения соединяемых деталей, помня о том, что каждый из них отвечает определенным конструктивным требованиям. Правильный выбор шипового соединения позволяет получить изделие наибольшей прочности и более красивого вида. При выборе типа шипового соединения надо помнить, что, например, соединение двойным шипом прочнее соединения одинарным, так как площадь соприкосновения со стенками шипа (гнезда) больше. А соединение на круглый шип менее прочно соединения на плоский; цельный и вставной шипы по прочности равноценны. Соединение на шип «ласточкин хвост» применяется в случаях работы деталей изделия на разрыв.

Каждый тип соединения деталей используют при изготовлении какого-либо определенного изделия, но довольно часто при изготовлении изделия применяют несколько типов соединений деревянных деталей между собой.

Приведем основные типы соединений и  их условные обозначения согласно ГОСТ 9330—76.

Угловые концевые (Таблица 1).

Угловые срединные (Таблица 2).

Угловые ящичные (Таблица 3).

По кромке (Таблица 4).

Таблица 1. Шиповые угловые соединения

Таблица 2. Шиповые серединные соединения

Таблица 3. Шиповые ящичные угловые соединения.

Таблица 4. Соединения по кромке.

Выполнение шипового соединения

Прежде чем приступить к разметке  элементов шипового соединения, следует проверить правильность строгания детали в размер.

Разметку элементов шипового соединения начинают с разметки высоты шипа и глубины проушины.

Для этого кладут все бруски лицевыми (контрольными) сторонами вверх, выравнивая их концы. Лицевые стороны метят карандашом.

Один брусок тщательно размечают, оставляя припуски на оторцовку (2—3 мм) брусков, затем под угольник переносят линии разметки на другие бруски. В результате на одной плоскости всех брусков будут линии разметки (риски). Эти линии разметки должны быть перенесены под угольник и на все оставшиеся стороны так, чтобы риска на четвертой стороне совпала бы с риской на первой стороне. Это условие разметки совершенно обязательно.

В такой же последовательности производят разметку брусков и у противоположного торца, с учетом длины детали.

Для разметки шипов и проушин настраивают рейсмус на два размера так, чтобы сразу можно было получить толщину шипа.

Риски должны быть прямолинейными, хорошо видимыми, но не слишком глубокими. Разметку всех брусков производят только от лицевой стороны. Это делается для того, чтобы все имеющиеся небольшие дефекты оказались бы на внутренней стороне, и после склеивания их удаляют зачисткой.

Для запиливания шипов и проушин лучше применять остро за точенную мелкозубую ножовку с небольшим разводом зубьев (например, обушковую ножовку). Работа эта ответственная, и инструмент должен быть хорошим и правильно подобранным для работающего.  

При запиливании шипа и проушины по риске на шипе и сторонах проушины оставляют видимой половину риски. Линия пропила проходит по части древесины, отпадающей в отход (рис. 1, а, б). Заплечики шипа запиливают с небольшим отклонением линии пропила в сторону детали (с поднутрением) с тем, чтобы обеспечить лучшее прилегание заплечиков к плоскости смежного бруска.

Древесину в проушинах выдалбливают долотом, подобранным предварительно под размер проушины. Долбление производят встречное, т. е. с двух сторон до половины толщины бруска.

При правильной выработке элементов соединения долотом их зачистки стамесками не потребуется. Следует помнить, что на шероховатой поверхности пропила при вколачивании шипа в проушину клей задерживается лучше, чем на поверхности, зачищенной стамеской.

Рис. 2. Выполнение элементов        шипового соединения:

а — разметка   и запиливание шипа;

б —разметка и запиливание проушины.

После выработки элементов соединения на всех брусках производят пробную сборку. Шип должен плотно входить в проушину, только тогда обеспечивается прочное склеивание деталей. Убедившись в хорошей собираемости, подгонке шипов и проушин, замечают карандашом смежные детали: первые две — одной линией, две вторые — двумя и т. д. Затем производят сборку на клею, а после просушки изделия зачистку и, если требуется, его отделку.

Соединение на гвоздях

По сечению стержня гвозди делятся на круглые и квадратные, дающие более прочные соединения. Головки гвоздей имеют различную форму: плоскую, коническую, полукруглую, фасонную.

В столярном и строительном деле применяются гвозди: строительные круглые с плоской головкой диаметром 0,8—1,6 мм, длиной 8—50 мм; толевые круглые диаметром 2—3,0 мм, длиной 20— 40 мм; тарные диаметром 1,6—3,0 мм, длиной 25—80 мм; обойные круглые диаметром 1,6—2,0 мм, длиной 8—25 мм.

В гвоздевых соединениях из древесины хвойных и мягких лиственных пород гвозди d  ≤ 6 мм забивают без предварительного рассверливания отверстия. При соединении деталей из лиственницы и древесины твердых пород, применяя гвозди d > 6 мм, надо предварительно рассверливать отверстия диаметром, равным 0,7 толщины гвоздя на глубину не менее половины его длины. Забивать гвозди в мерзлую и сырую древесину не следует, так как они корродируют и соединение ослабевает.

Для древесины, богатой дубильными веществами (ольха, дуб и др.), надо применять оцинкованные гвозди, так как стальные быстро корродируют.

Для элементов соединений, не пробиваемых насквозь гвоздями, независимо от толщины расстояние между осями гвоздей должно быть равным или более  15 d. Расстояние вдоль волокон древесины от гвоздя до торца элемента должно быть не менее 15 d.

Гвозди, вбитые в торец детали, держатся очень слабо. Гвозди следует вбивать так, чтобы они пробивали годичные слои, а не входили между ними.

Если нужно забивать гвоздь в таком месте, где его головка не должна быть видна, ее предварительно расплющивают с боков до толщины гвоздя. Расплющенные головки ставят вдоль волокон, что делает ее менее заметной.

В мастерских при креплении на гвоздях тонких раскладок применяют гвозди без головок, в виде шпилек. Гвоздь забивают примерно на 2/3 его длины и затем кусачками откусывают головку. После этого окончательно забивают шпильку, утапливая ее в древесину.

При забивании гвоздя его плотно удерживают пальцами левой руки у головки, а не у острия. Удары по головке наносят центром бойка вдоль оси стержня.

В производственных условиях, при больших объемах работ, применяются автоматические переносные гвоздезабиватели.

Соединения на шурупах

 Шурупы применяют для соединений отдельных деталей, крепления скобяных и фурнитурных изделий.

Длина шурупов колеблется между 6 и 120 мм, а диаметр — от 1,5 до 10 мм, причем длина нарезанной части составляет от 0,5 до 0,6 всей длины шурупа. Головка шурупа имеет прорезь (шлиц) для установки отвертки, с помощью которой он завинчивается и вывинчивается. Головка шурупа может быть потайной, полукруглой и полупотайной.

Нарезка у шурупов — остроугольная, благодаря чему он сам нарезает себе резьбу в древесине. Шурупы надежно стягивают соединяемые детали и прочно держатся в древесине при условии их ввинчивания, а не вбивания молотком. Прочность крепления шурупами зависит от плотности древесины, длины и толщины шурупа, глубины его нарезной части. Чем больше эти показатели, тем прочнее будет соединение. Небольшие шурупы в мягкую древесину ввинчивают так: поставив в исправный шлиц головки шурупа лезвие отвертки, правильно заточенное, сильно нажимают на отвертку и поворачивают ее по часовой стрелке. При ввинчивании шурупа в твердую древесину или при ввинчивании толстого шурупа необходимо предварительно просверлить или сделать столярным шилом (под мелкие шурупы) отверстие диаметром примерно 0,7 диаметра шурупа на глубину, равную 1/2 или 3/4 длины ввинчиваемой части шурупа. Иначе шуруп будет трудно завинтить и можно сорвать шлиц в его головке.

Разновидностью шурупа является глухарь — шуруп большого размера с квадратной или шестигранной головкой, завинчивающийся с помощью гаечного ключа. Глухари изготавливаются длиной 35—250 мм и диаметром нарезаемой части 6—20 мм. Их применяют для крепления крупных съемных деталей и ввинчивают только в предварительно подготовленные отверстия.

Болты с шайбами и гайками применяют для тех же целей, что и глухари.

Для дополнительного крепления шиповых соединений применяют нагели и клинья.

Нагели (деревянные гвозди) применяют для дополнительного крепления шиповых соединений, не требующих прозрачной отделки. Обычно нагели изготавливают толщиной 3—12 мм.

Для крепления деталей, изготовленных из мягкой древесины, нагели делают из древесины твердых пород, придавая им почти квадратную форму. Такие нагели сильнее раздвигают волокна и крепче сжимаются ими.

Для крепления деталей, изготовленных из твердой древесины, применяют нагели круглой формы из мягкой древесины.

Перед забивкой конец нагеля заостряют и весь его смазывают клеем. Забивают нагели металлическим молотком.

Соединения могут быть на одном или двух нагелях. В первом случае нагель располагают в середине соединения, во втором — по диагонали, соединяющей внутренний и наружный углы соединения на расстоянии 1/4 длины диагонали от этих углов на 1/3 и 1/4 ширины бруска.

Если в соединении на сквозной открытый шип  входит в гнездо неплотно, то шип расклинивают. Клинья выпиливают мелкозубой пилой. Угол их заострения не более 5—7°. Расклинивают шип в направлении волокон той детали, в которую он входит, иначе деталь, в которую входит расклиниваемый шип, может расколоться.

Расклинивание всегда выполняют двумя клиньями, так как один клин, забитый в середину шипа, может легко расколоть шип и саму деталь.

Клинья, смазанные клеем, вбивают в расколы, сделанные стамеской с обеих сторон шипа на 5—10 мм от края. В этом случае тонкие края шипа плотно прижмутся к стенкам гнезда. Клинья надо вбивать с обеих сторон шипа одновременно и осторожно, иначе можно сместить шип к одной стороне.

Клеевые соединения

Для склеивания деревянных деталей применяются клеи животного происхождения и синтетические.

К клеям животного происхождения относятся коллагеновые (глютиновые), казеиновые и альбуминовые.

В зависимости от вида сырья, из которого изготовлены коллагеновые клеи, они могут быть: мездровым (из мездры — подкожного слоя шкур животных), костным (из костей животных) и рыбьим (из отходов, полученных при переработке рыбы).

Коллагеновые клеи применяют для изделий, эксплуатируемых в сухих помещениях, так как они обладают малой водоупорностью и грибостойкостью. Предел прочности клеевого соединения на скалывание для коллагеновых клеев 6—10 МПа в зависимости от сорта клея.

Казеиновые клеи изготавливают из обезжиренного молока путем осаждения творога действием кислот. Казеиновый клей бывает порошкообразным и жидкосмешиваемым; чаще применяется порошкообразный. Порошок представляет собой сухую смесь всех необходимых компонентов в частях по массе: казеина — 100, гашеной извести — 27, кальцинированной соды — 6, фтористого натрия — 6, керосина — 2.

Разновидностью казеинового клея является казеиново-цементный клей, в который в определенной пропорции добавляется цемент не ниже марки 400.

Соединения на этом клее обладают высокой прочностью в сухом состоянии, а также повышенной водо- и атмосферостойкостью.

В заводских условиях применяют синтетические клеи. Существует много синтетических клеев, изготовляемых на основе искусственных смол. Наибольшее распространение получили мочевино-формальдегидные (карбамидные), полистирол-винил-ацетатные (ПВА)  фенолформальдегидные клеи. Эти клеи обладают многими положительными качествами: водо- и грибостойкостью, дают более прочные соединения, приготовление их проще и быстрее и др.

К недостаткам следует отнести малую жизнеспособность, уменьшение водоупорности карбамидных клеев под воздействием горячей воды. Наличие фенола делает фенолформальдегидные клеи вредными для здоровья человека, поэтому в учебных мастерских институтов, педучилищ и школ при отсутствии там приточно-вытяжной вентиляции их применение должно быть исключено. Предпочтение следует отдать казеиновым клеям.

Состояние любого клея характеризуется следующими основными показателями: вязкостью, концентрацией и температурой.

Склеивание деревянных детален

Качество клеевого соединения во многом зависит от правильно выбранного режима склеивания и его выполнения.

Режим склеивания определяется следующими основными условиями: влажностью древесины, давлением, температурой древесины и помещения, состоянием склеиваемых поверхностей, толщиной клеевого шва и др.

Влажность древесины склеиваемых деталей обусловливается назначением изделия, но всегда для склеивания пригодна лишь сухая древесина.

Температура склеиваемых деталей должна быть 13—20 °С, а температура воздуха в помещении, где производится склеивание, — 18—22 °С. Повышенная температура при склеивании ускоряет затвердение многих видов клеев.

Склеиваемые поверхности должны быть тщательно профрезерованы на фуговальном или рейсмусовом станках или отфугованы вручную. Каждые две поверхности должны плотно прижиматься, без малейших зазоров.

Нанесение клеевого раствора на поверхность древесины может быть произведено вручную или клеесмазочными механизмами. При ручном нанесении раствора пользуются лубяными кистями или щетинными щетками. Механическое нанесение раствора производится с помощью механических приводных вальцов разной конструкции.

Склеивание древесины бывает с односторонним и двусторонним нанесением клея, когда клеевой раствор легко впитывается обеими склеиваемыми поверхностями.

Для обеспечения прочного соединения на клею после наложения склеиваемых деталей друг на друга их подвергают сжатию (прессованию).

Рекомендуемое давление при применении казеиновых клеев 0,05—0,6 МПа, костных — 0,2—0,4 МПа, мездровых — 0,6—1,2 МПа.

Величина давления зависит не только от вида клея, но и от его вязкости, породы древесины. При склеивании более вязкими клеями давление должно быть больше, иначе клеевой шов получится излишней толщины, а при склеивании жидкими клеями давление не должно быть большим, так как можно выдавить весь клей. При склеивании твердых пород древесины рекомендуется большее давление. Для обеспечения однородности толщины клеевого шва давление должно распределяться равномерно по всей склеиваемой поверхности.

Спрессованные заготовки должны находиться под давлением до полного схватывания клеевого шва. После освобождения заготовок из пресса перед их дальнейшей обработкой необходима выдержка для равномерного распределения влаги, уравновешивания внутренних напряжений в древесине.

При использовании казеиновых и глютиновых клеев продолжительность свободной выдержки после пресса составляет: для хвойных пород — 12—18 ч, для лиственных пород — 18—24 ч, для облицованных шпоном щитов —

 48—72 ч. При применении синтетических клеев время выдержки значительно меньше.

Толщина клеевого шва 0,08—0,15 мм обеспечивает наиболее прочное клеевое соединение. При увеличении толщины клеевого шва прочность соединения уменьшается.

Сплачивание — это соединение досок (делянок) по ширине кромками в щиты. Соединение осуществляется на клею, наиболее часто применяется сплачивание на гладкую фугу.

При сплачивании на гладкую фугу кромки делянок плотно прифуговывают по всей длине без просветов. Фуговка кромок двух делянок производится одновременно.

После проверки качества прифуговки кромки помечаются одной карандашной линией, две другие — двумя и т. д. Проверку плотности прифуговки осуществляют накладыванием делянок кромками одну на другую. Неровности по фуге хорошо просматриваются с неосвещенной стороны; если имеются просветы, их устраняют дальнейшим прифуговыванием. Соседние делянки подбирают так, чтобы направление годичных колец на их торцах было противоположным.

После подбора делянок их кромки намазывают по всей длине клеем и сжимают.

Приспособления и оборудование, применяемые для сжатия при склеивании, весьма разнообразны.

Для склеивания небольших щитов, состоящих из трех-четырех делянок, применяют обычные струбцины, сила давления их в момент зажатия равна

5,0—5,8 кН.

Для склеивания по толщине широких заготовок или деталей применяют хомутовые струбцины; винтовые струбцины и наймы применяют для склеивания брусков в щиты.

Не следует применять приспособления с клиновыми зажимами, так как при этом не обеспечивается равномерное сжатие заготовок.

При наличии компрессорной установки можно применять пневматическую струбцину с упругой камерой, которая состоит из поддона с двумя продольными бортами и упругого шланга. Бруски с намазанными клеем кромками укладываются вдоль одного из бортов, к последнему бруску кладут прижимной брусок, а между ним и вторым бортом — упругий шланг (камеру), в которую впускается сжатый воздух. Камера под воздействием воздуха расширяется и сжимает склеиваемый материал.

При тщательном выполнении работ по прифуговыванию делянок, хорошем качестве клея и правильном склеивании сплачиваие на гладкую фугу является прочным.

При сплачивании на гладкую фугу в качестве дополнительного крепления можно применять вставные и плоские шипы. При этом диаметр круглых шипов не более половины толщины делянок, длина — в 2—4 раза больше толщины, расстояние между шипами — 100—150 мм.

Толщина плоского шипа — Уз толщины делянки, длина — двойная толщина делянки, а ширина — в 1—2 раза больше толщины.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите и покажите основные элементы деревянной детали.

2. Что называют шипом и проушиной, покажите их на плакате или образце.

3.  Назовите основные виды шиповых соединений с примерами.

4. Опишите последовательность разметки и выработки шипов и проушин.

5. Расскажите об  особенностях соединения деталей гвоздями.

6.  Расскажите об  особенностях соединения деталей шурупами.

7.  Расскажите об  особенностях соединения деталей нагелями.

8. Как производиться расклинивание шипов?

9. Назовите основные виды клеёв.

10. Какова последовательность при склеивании деталей из древесины?

11 Что такое сплачивание деталей?

Задания

1. Определите виды предложенных шиповых соединений.
2. Разметить шип и проушину.
3. Изучить клей применяемый в учебных мастерских.