Глава V. Реставрация конструктивных элементов мебели

05.03.2020

Столярное соединение ласточкин хвост создали много веков назад до появления надежных клеев и доступного крепежа. Этот традиционный способ соединения двух деревянных деталей востребован и сегодня. Его используют в ящичных конструкциях и при изготовлении мебели. Мы подробно поговорим обо всех особенностях этого столярного соединения, тонкостях его проектирования и способах создания вручную и механизированными методами.

Ласточкин хвост - это не только эстетика

Распространено мнение, что сегодня, в эпоху доступного качественного клея и дешевых крепежных изделий, использование ласточкиного хвоста - это больше эстетическая прихоть. Это суждение верно лишь отчасти. Бесспорно, всевозможные варианты этого шипового соединения очень выразительны, свидетельствуют о мастерстве столяра и способны украсить любой проект. Но ласточкин хвост помимо красоты обладает и важными функциональными преимуществами.

Соединение хорошо сопротивляется естественным деформациям древесины, не утрачивая структурной целостности. Благодаря этому качеству его целесообразно использовать в больших деталях, в особенности в изделиях из массива при изготовлении мебели и ящиков.

Используя ласточкин хвост, можно выбирать оптимальную прочность соединения: на это влияет общее количество шипов и угол наклона проушины. Еще одна особенность, которая повышает механическую прочность, - большая площадь склейки.

Анатомия ласточкиного хвоста

Соединение состоит из двух деталей. На конце одной из них вырезаны широкие трапецеидальные «ласточкины хвосты», на другой - узкие ответные шипы. Шип на краю называют половинным или односторонним из-за наличия одного скоса вместо двух.

Что нужно учитывать при проектировании соединения?

При проектировании ласточкиного хвоста учитывают ряд моментов, которые будут влиять как на его прочность, так и на внешний вид.

Расстояние между шипами и их размер определяют прочность соединения.

При равных промежутках (соотношение 1:1) механическая прочность наиболее высокая. Но такую конфигурацию используют редко. Поскольку из-за большего количества элементов изготовление детали занимает соответствующее время. Вероятность допустить ошибки, которые станут причиной неплотной подгонки, также выше. Обычно используют соотношение 2:1 или 3:1. В этих случаях прочность соединения остается такой же высокой.

При сочленении широких деталей по краям делают дополнительные шипы с небольшими промежутками. Такое решение помогает эффективно бороться с короблением древесины.

Это важный параметр, определяющий механические характеристики соединения. При слишком маленьком угле, замок не будет запираться и крепление превратиться в обычное шиповое соединение. Если угол слишком большой, при сборке зауженная часть «ласточкиного хвоста» может расколоться и шип отпадет.

Для древесины мягких пород угол «ласточкиного хвоста» делают более крутым, так как она в большей степени подвержена смятию и деформациям под воздействием нагрузок. Оптимальное соотношение 1:6. Для древесины твердых пород угол делают менее крутым - 1:8.

Принцип проектирования формы «ласточкиного хвоста» отображен на чертеже.

Как сделать точную разметку?

При изготовлении ласточкиного хвоста своими руками точность разметки имеет первоочередное значение. Для ее нанесения традиционно используют малку и угольник.

Более практичным и удобным приспособлением для этих целей является специальный шаблон. Такие разметчики бывают с разными показателями угла, и рассчитаны для мягких или твердых пород дерева.

Изготовление ласточкиного хвоста своими руками

Чтобы сделать ласточкин хвост вручную понадобится следующий набор инструментов:

ИНСТРУМЕНТЫ

разметочный рейсмус;
малка или специальный разметчик;
столярный угольник;
обушковая пила;
столярная стамеска и киянка;
разметочный нож или карандаш.

Выпиливание соединения начинают с подготовки детали с шипами. Это важно, так как она будет использоваться для нанесения разметки «ласточкиных хвостов». Чтобы не запутаться в ориентации, на деталях делают временную маркировку, отмечая передние и задние стороны, верхние и нижние кромки.

Размечаем рейсмусом линию заплечиков на всех четырех гранях. Определившись с количеством шипов, с помощью специального шаблона наносим разметку вначале на торце, а затем на пласти детали. Для удобства последующих работ отмечаем участки, которые будут удалены.

Эту же процедуру можно выполнить при помощи малки и столярного угольника.

Обушковой пилой делаем ровные пропилы до линии заплечиков, отмеченной рейсмусом. Полотно удерживаем строго перпендикулярно торцу; пилим равномерными движениями без рывков. Чтобы пилу не уводило в сторону в качестве импровизированной направляющей можно использовать небольшой столярный угольник.

Отход между шипами может быть удален двумя способами:

Первый - с помощью лобзика. В этом случае удаляют основную часть отхода, а небольшие остатки аккуратно подрезают и зачищают стамеской.

Выбрать отход не намного сложнее, используя одну стамеску. Зафиксировав деталь на верстаке, послойно снимаем древесину, как показано на схеме.

Разметка «ласточкиных хвостов»

Деталь с шипами используем как шаблон для разметки «ласточкиных хвостов».Совместив торец первой детали с линией заплечиков, наносим разметку «ласточкиных хвостов» как показано на фото. Для удобства заштриховываем секции отхода.

Выпиливание «ласточкиных хвостов»

Обушковой пилой делаем пропилы. Заготовку зажимаем в тисках под углом, таким образом, чтобы линии разметки были не под наклоном, а вертикальными. Это повысит удобство работы и позволит сделать пропил более точно.

Пропил делаем не строго по линии разметки, а рядом с ней, так чтобы создать небольшой запас для последующей подрезки соединения. Пилим плавно, без рывков, останавливаемся на линии заплечика.

Сделав все пропилы, стамеской убираем отход между «ласточкиными хвостами». Этот процесс аналогичен зачистке шипов, за исключением того, что перед мастером стоит задача аккуратно и ровно подрезать оставленный припуск.

Выпиливаем плечики. Отпиливаем отход с небольшим припуском, затем подрезаем его стамеской до линии разметки.

Сухая сборка и подгонка соединения

Перед склеиванием проводят сухую сборку, чтобы проверить плотность подгонки. Вставляем деталь с шипами в ласточкины хвосты и аккуратно подбиваем киянкой. Чтобы избежать поломки шипов и хвостов, закройте соединение обрезком деревяшки, которая распределит удары.

Шипы и хвосты должны плотно прилегать друг к другу. В правильном соединении для сборки достаточно легкого постукивания киянкой. Если соединение слишком плотное, детали разбирают, определяют проблемное утолщение и очень аккуратно подрезают стамеской.

Клей наносят тонким слоем на все контактные поверхности обеих деталей ящичного соединения. Собранную конструкцию стягивают . Для распределения давления по всей площади соединения под губки струбцин подкладывают деревянные блоки.

Детали ящичных соединений всегда изготавливают в нескольких экземплярах. Вы можете оптимизировать рабочий процесс, собрав заготовки в пачку, и распилить за один раз всю серию.

Как сделать ласточкин хвост фрезером

Для массового производства деталей с таким замком целесообразно использовать механизированные методы. Наиболее оптимальным вариантом в этом случае является применение специальных шаблонов, в которых одна сторона предназначена для фрезерования «ласточкиных хвостов», вторая - для создания шипов.

Шаблоны для ласточкиного хвоста предусматривают использование двух разных фрез. Первая - это конусная фреза для вырезания трапециевидных «ласточкиных хвостов». Вторая - прямая фреза по дереву для создания шипов.

Деталь с «хвостами» позиционируем таким образом, чтобы ее край располагался строго по центру слота. Вторую деталь (с шипами) устанавливаем заподлицо с обратной стороны. Для точной подгонки двух заготовок используем столярный угольник.

Собранную конструкцию фиксируем в горизонтальном положении, зажав струбцинами или в тисках.

Фрезерование «ласточкиных хвостов»

Для удобства карандашом отмечаем отходную часть. Устанавливаем нужный вылет конусной фрезы и вырезаем промежутки между ласточкиными хвостами.

На соответствующей стороне шаблона прямой фрезой вырезаем шипы по всей длине детали.

Срезание лишних шипов. Отпускаем струбцины и сдвигаем шаблон так, чтобы каждый шип находился по центру слота.

Отмечаем лишние элементы и срезаем их фрезером.

Главными требованиями, предъявляемыми к любой сборной конструкции из дерева, являются: надёжность, долговечность и эстетичность. Для решения этих задач разработано большое многообразие способов стыковки. Одним из них является ласточкин хвост.

Это соединение образовано шипами на одной детали и прорезанными зубцами на второй. Оба элемента имеют формы равнобедренной трапеции, напоминают хвост ласточки. При правильной подготовке они входят в точное зацепление, образуя надёжную конструкцию.

Применение соединения

Такой метод крепления применяется в различных областях, где необходимо получить надёжное крепление двух деталей или собрать целую конструкцию. Например, в машиностроении шиповое соединение ласточкин хвост применяют для крепления лопаток на диске в различных компрессорах, в отдельных агрегатах металлорежущих станков, в оптических устройствах для обеспечения точного линейного перемещения.

Наибольшее распространение данный вид крепления получил в строительстве и мебельном производстве.

В строительстве при сборке деревянных домов в торцах скрепляемых брёвен изготавливают элементы ласточкиного хвоста (зубья и пазы). Его целесообразно применять для бруса соединения, имеющего прямоугольную форму. Размерами паза и шипа определяется надёжность всей будущей конструкции.

Кроме этого в строительстве оно используется в производстве различных столярных изделий:

оконных рам;
окон, форточек и фрамуг;
дверных проёмов и самих дверей;
межкомнатных перегородок, арок, различных углублений.

Для грубых соединений применяется масштаб 1:5. Он обеспечивает надёжный контакт особенно крупногабаритных деталей. Этот масштаб приемлем для мягких сортов древесины. В конструкциях из твёрдой древесины обычно применяют масштаб 1:8. Такой контакт выглядит более эстетично. При выборе этого параметра необходимо учитывать, что при небольшом угле наклона под воздействием внешней нагрузки или внутренних натяжений конструкция может разойтись. Поэтому его крепят с помощью столярного клея. При задании большого угла снижается нижняя часть шипа, что может привести к его разрушению.

Изготовление ласточкиного хвоста своими руками

Применение крепления ласточкин хвост позволяет получить красивые и надёжные самодельные конструкции из дерева. Делать ласточкин хвост несложно. Однако для производств качественных зубьев и пазов необходимо обладать определёнными навыками в столярном деле и иметь необходимый инструмент.

Последовательность самостоятельного изготовления такого соединения сводится к следующему перечню операций:

Производство разметки будущих шипов. Перед проведением разметки определяют количество зубьев (эта величина зависит от геометрических параметров заготовки). С помощью рейсмуса проводят линию так называемых заплечиков. Разметка делается на всех четырёх гранях. Используя специальный шаблон, наносят разметку на торце и боковой поверхности. Для недопущения ошибок при распиле, удаляемые участки выделяют специальной маркировкой или цветом.
Выпиливание шипов. Целесообразно закрепить деталь, чтобы обеспечить точность распила. Если она имеет крупные габариты и массу, необходимо обеспечить её неподвижность и только после этого приступить к распилу. Сначала производят пропилы на величину отмеченных заплечиков. Основным условием при проведении работы является сохранение перпендикулярного положения пилы по отношению к поверхности торца. Для недопущения увода пилы в сторону опытные столяры применяют различные направляющие, например столярный угольник.
Удаление промежутков. Эту процедуру выполняют двумя способами. В первом случае применяют ручной или электрический лобзик. Во втором используется стамеска и молоток.
Разметка элементов. Производят разметку углов наклона зубьев и пазов. Величина этого наклона зависит от выбранного соотношения. Для получения одинаковых углов деталь с выпиленными шипами используют как шаблон.
Выпиливание пазов. Эта процедура по технологичности напоминает процесс удаления промежутков. Для получения качественных результатов необходимо обеспечить фиксацию детали и аккуратность при распиле. Особое внимание следует уделить удалению предусмотренных припусков.
Предварительная подгонка и сборка конструкции. Эта операция необходима для проверки точности изготовленных шипов и пазов. С помощью предварительной подгонки удаётся выявить возможные дефекты. Это позволит их устранить или принять меры для обеспечения надёжного крепления. Подгонка должна проводиться аккуратно без лишних усилий и перекосов, чтобы не допустит поломки зубьев. Они должны плавно входить в шипы. При необходимости производят шлифование с помощью наждачной бумаги.
Окончательная сборка и склейка конструкции. После проверки на контактные поверхности зубьев и шипов наносят клей. Клей выбирают в зависимости от массы и габаритов изделия. Современные производители предлагают достаточно широкий ассортимент такой продукции (различного химического состава, для разных пород дерева, условий применения). Для обеспечения надёжного склеивания детали закрепляют с помощью струбцин и оставляют до полного высыхания.

Инструменты и материалы

Способ крепления ласточкин хвост применяется при самостоятельном изготовлении деревянных изделий на промышленных предприятиях. Возможности домашней мастерской ограничены, поэтому для качественного изготовления такого крепления необходимы следующий инструмент и оборудование:

пила с мелкими зубьями (обычно используется обушковая пила);
лобзик;
стамеска (желательно иметь несколько с разной шириной режущей кромки);
молоток;
инструмент для разметки (готовые шаблоны, рейсмус, столярный угольник);
строительный карандаш (иногда применяют маркер);
столярный нож.

Если в мастерской имеются электроинструменты, они облегчат решение поставленной задачи. Могут быть полезными: электрическая дрель, электролобзик или вертикальная пила с мелкими зубьями.

Для изготовления соединения можно воспользоваться ручным фрезером. Кроме этого если планируется постоянная сборка деревянных деталей, разрабатывают специальные приспособления, которые позволяют производить разметку и служат направляющими при распиле.

На мебельных и деревообрабатывающих производствах зубья и пазы вырезают на специальных станках. К ним относятся:

ламельный фрезер;
фрезерный станок с насадками;
специальный станок для изготовления элементов крепления ласточкин хвост;
промышленные шаблоны.

Сделать ласточкин хвост фрезером значительно проще и быстрее. Станок позволяет выдержать заданные размеры с высокой степенью точности.

Нюансы проектирования соединения

При проектировании элементов ласточкин хвост необходимо учитывать следующие характеристики:

размер и массу каждой детали;
вид древесины;
область применения будущей конструкции (поможет учесть прилагаемые нагрузки и внутренние натяжения древесины);
количество необходимых пазов и зубьев;
их форму и геометрические размеры (длину, угол наклона, размер основания);
интервал между зубьями.

Учёт этих нюансов позволит получить прочное и долговечное крепление. Для правильного исполнения соединения ласточкин хвост чертёж должен быть выполнен в соответствии с установленными нормами и правилами. Слишком большое количество элементов позволяет повысить прочность. Это приводит к уменьшению размера каждого зуба, что может вызвать его поломку при монтаже. Кроме этого значительно увеличивает трудности при изготовлении и приводит к возрастанию времени изготовления. Поэтому используют установленные соотношения, например 2:1 или 3:1.

После проведения подготовительных работ необходимо обязательно провести предварительную проверку точности зацепления. Если были допущены ошибки, необходимо провести подгонку каждого элемента (шипа или паза). После устранения всех недостатков приступают к склеиванию деталей.

Государственные стандарты

Основным стандартом, который устанавливает правила изготовления элементов крепления деревянных деталей, является ГОСТ 9330-2016. В нём заданы размеры зубьев, пазов, шкантов различных типов сборки. В стандарте приведены схемы с образцами таких креплений. Указаны правила округлений и условные обозначений, применяемые на чертежах.

Скачать ГОСТ 9330-2016

Деревянная и фанерованная мебель, так же как и другая, собранная из отдельных конструктивных элементов, изготовленных из массива дерева, к сожалению, не может служить бесконечно долго. И это вполне объяснимо. Кроме естественного старения и различных «заболеваний» древесины встречаются расшатанные клеевые соединения, следы небрежного хранения, неквалифицированного ремонта, реставрации и другие. Наиболее часто в реставрацию поступает мебель с ослабленной прочностью конструктивных соединений отдельных элементов, в частности шиповых соединений.

1.1. Укрепление соединений «гнездо-шип», «ласточкин хвост»

Следует отметить, что в течение последних двух столетий мебель собиралась с помощью различных шиповых соединений. Чаще всего использовали соединение «гнездо-шип» или аналогичные скрытые соединения, в которых применялись деревянные нагели (стержни). Такие соединения удерживают основу каркаса многих столов, кресел, стульев, диванов и других мебельных изделий. Это положение остается неизменным в практике реставрации конструктивных элементов, изготовленных из массива дерева и в настоящее время.

Соединение «гнездо-шип» представляет собой прямоугольный вариант конструктивной сборки мебели и имеет два основных способа соединения. Первое, когда гнездо с уступом и шип - один конец деревянного элемента отрезается и подгоняется таким образом, чтобы входить в гнездо, вырезанное в другом элементе. При другом способе шип находится на одном уровне с одной стороны плоскостной обвязки мебельной детали, например выдвижного ящика стола.

Рис. 1. Соединение «ласточкин хвост»

Соединение «ласточкин хвост» (рис. 1) представляет усложненный вариант соединения «гнездо-шип». Шипы должны плотно входить в гнезда, имеющие форму хвоста ласточки, которые усиливают прочность соединения; разъединяются они только в одном направлении.

«Ласточкин хвост», так же как и «гнездо-шип», применяются для соединения двух деревянных плоских элементов, сходящихся под прямым углом, например в выдвижных ящиках столов, шкафов и других изделиях.

Рис. 2. Укрепление соединения «ласточкин хвост» вставками

Рис. 3. Укрепление соединения «гнездо-шип» вставками

При стержневом (начальном) соединении один конструктивный элемент (деталь) мебели, с вклеенным в гнездо нагелем, вставляют в гнездо на втором элементе с предварительно нанесенном столярным клеем.

Укрепление шиповых соединений «ласточкин хвост» и«гнездо-шип» показаны на рис. 2 и 3 соответственно.

В деревянных стульях, креслах, диванах много соединений, больше чем в других видах мебели. Рассмотренные выше соединения должны выдерживать значительные нагрузки, хотя рано или поздно в любой мебели они ослабляются или полностью разрушаются. Одно ослабленное соединение приводит к увеличению нагрузки на исправные соединения, поэтому ослабленное необходимо укрепить - и чем раньше, тем лучше.

В тех случаях, когда разборка мебели нежелательна, а шиповые соединения ее сильно ослаблены, клеевые соединения укрепляют путем впрыскивания с помощью медицинского шприца жидкого свежего столярного клея и выдерживают до полного высыхания клея. Место склейки фиксируется струбцинами.

Если необходимо обеспечить повышенную прочность соединений, то конструкцию каркаса мебели укрепляют дополнительными деталями: вырезанными пластинками из обычной многослойной березовой фанеры, приклеенными горячим столярным клеем внутри каркаса и закрепленными шурупами; деревянными бобышками, также приклеенными во внутренних углах царгового пояса стульев, кресел, столов; деревянными нагелями, которые вбивают с натягом и на клею в отверстия, просверленные в местах шиповых соединений.

При реставрационных работах, когда шиповые соединения разобраны, шипы очищают от старого клея. Для удаления клея с поверхности шипа используют нож, циклю, крупнозернистую наждачную бумагу. Держать нож надо почти перпендикулярно к древесине шипа, прилагая усилие на лезвие так, чтобы снять высохший клей, не вдавливая нож в дерево. Гнездо очищается от старого клея с помощью стамески путем соскабливания, при этом оно немногорасширяется, чтобы образовалось место для расширенного шипа за счет дополнительной прокладки из тонкой пластинки шпона. Это обеспечит повышенную прочность соединении при новойсклейке. Кроме того, если в соединении «гнездо-шип» имеется щель, то для плотной стыковки иногда добавляют клин, а в некоторых случаях, для большего закрепления, в край соединения вбивают скошенную шпонку.

Если шип имеет трещину, то ее пропиливают шиповой пилой и в пропил вставляют малоскошенный клин.

В случае разрушения шипа его заменяют новым. Для этого на месте старого шипа стамеской делают гнездо глубиной 2-3 см, в которое вклеивают новый шип.

После устранения всех дефектов на деталях и проверки подгонки шипов и гнезд шиповые соединения вновь склеивают столярным клеем. Для этого клей наносится на шипы, шпонки и прокладки, а также в гнезда. После сборки, поместив шип в гнездо, затягивают зажимным устройством шиповые соединения и выдерживают их до полного высыхания клея.

1.2. Укрепление соединений в «шпунт и гребень»

Соединение в «шпунт и гребень» (рис. 4) используют в том случае, когда соединяемые места конструктивных элементов имеют прямоугольную форму, например, две складываемые доски.

Рис. 4. Соединение в «шпунт и гребень»

Это соединение ослабляется в результате одновременной усушки шпунта мебельного элемента и гребня по толщине. Восстанавливают толщину гребня с обеих сторон прокладками из тонкого шпона. Если гребень имеет трещины или обломан, то его сострагивают рубанком. На его месте делают углубление, то есть шпунт такой же ширины и глубины, как у присоединяемой доски. Доски сплачивают на шип. Вставной шип вклеивают в паз, причем направление его волокон должно быть перпендикулярно направлению волокон соединяемых частей. Вставной шип может изготавливаться из простой березовой фанеры толщиной не менее 5 мм, если соединяемые ребра шпунта имеют достаточную толщину.

1.3. Укрепление соединений на нагеля

Для соединения отдельных элементов широко используются нагели круглого сечения (рис. 5). Так, например, для соединения двух сломанных частей ножки стула или кресла используют нагель. Гнезда под нагель сверлятся сверлом нужного диаметра. Нагель не обязательно делается из того же материала, что и мебель. Лучшие нагели изготавливаются из бука, менее ломкого, чем дуб. Нагель должен глубоко (до 5-6 см) приникать в соединяемые части.

Рис. 5. Соединение на нагеля

1.4. Укрепление соединений на «гладкую фугу»

Соединение досок на гладкую фугу (рис. 6), ослабленное в результате коробления щитов и усушки, укрепляют поперечными шпонками трапециевидного или прямоугольного поперечного сечения.

Рис. 6. Соединение на «гладкую фугу»

Их вставляют в пазы, сделанные на внутренней (нелицевой) стороне детали. Размеры паза шпонки для тонких досок должны быть не менее половины их толщины. Склеивают доски по кромкам и вклеивают шпонки одновременно. Для этого после нанесения клея сплачиваемые доски кладут лицевой стороной на плотный и ровный подкладной щит, вставляют шпонки и помещают под пресс. Одновременно с помощью струбцины сжимают доски с краев. При этом устраняется незначительное коробление общей поверхности.

Укрепление соединений на гладкую фугу можно проводить вставками в форме шипа «ласточкин хвост» (рис. 7) - это традиционный метод.

Рис. 7. Укрепления соединений шипом «ласточкин хвост»

«Ласточкин хвост», который иногда реставраторы называют «бабочками», представляет собой вставку в форме сдвоенных шипов. После того как части досок соединены, в дереве вырезают пазы приблизительно на треть его толщины по форме вставки, в которые они должны плотно входить. Вставки делаются из той же породы дерева, что иэкспонат, или же из прочного дерева (дуб, бук); волокна их должны быть перпендикулярны направлению волокон соединяемых кромок. «Ласточкин хвост» должен быть достаточно широк вперемычке (в центре). Благодаря своей форме такая вставка обеспечивает прочное соединение, но некоторые реставраторы считают ее недостаточной.

1.5. Укрепление соединений на «ус»

Реставраторы довольно часто встречаются с соединениями мебельных элементов на «ус» (рис. 8), которые состоят в наложении одного элемента на другой понаклонному срезу. Соединяемые части должны по возможности иметь максимальную поверхность соприкосновения, тогда и надежность склейки будет наибольшей. Склеенное место укрепляют нагелями или вставными шипами.

Рис. 8. Укрепления соединений на «ус»

1.6. Укрепление соединений «сухарями»

Этот способ укрепления элементов мебельной конструкции и их соединений применяют в том случае, когда мебель не подлежит демонтажу. Осуществлять укрепление можно соединительными накладками любой формы (рис. 9).

Чтобы заделать трещину изнутри и помешать ей распространяться, можно с помощью накладки закрепить соединенное место по вертикали и горизонтали. Накладки делают из древесины той же породы, что и сам экспонат. При их наклейке на трещину нужно, чтобы волокна накладок были перпендикулярными поотношению к волокнам соединяемых частей. Часто склеиваемые трещины не являются прямыми, тогда предпочтительно сделать не одну накладку, а несколько меньших размеров рядом друг с другом. После покрытия хорошим столярным клеем, если возможно, их поджимают шурупами. Достоинством этого укрепления соединений является то, что накладки по необходимости могут сниматься.

Одной из разновидностей накладок являются «сухари», которыми укрепляют соединения царги с ножкой. Некоторые реставраторы возражают против использования «сухарей», считая их нерациональными. Они предпочитают демонтировать мебель, переделать царгу с новым внутренним соединением. При этом нарушается принцип максимального сохранения оригинала. Кроме того, иногда вредно снимать обивку и затем демонтировать экспонат. «Сухари» компенсируют «усталость» древесины царги, вызванную многочисленными поновляющими обивками. «Сухари» особенно полезны тогда, когда бруски царги сидения искривлены и имеют продольные трещины.

«Сухари» изготавливают из мягких, хорошо клеящихся пород дерева (липа, тополь). Их высота должна равняться высоте царги. Изнутри им придается вогнутая линия, потому что эта форма облегчает обивку и конечное закрепление в углах соединения царги и ножки. «Сухари» устанавливают после закрепления ножки. Если они хорошо подогнаны иприклеены, то нет особой необходимости привинчивать их шурупами. Но некоторые реставраторы тем не менее во время склейки поджимают «сухари» струбцинами, а после склейки ввинчивают шурупы. Недопустимо применять гвозди.

Рис. 9. Укрепление соединений «сухарями»

Считается, что замок «в ласточкин хвост» имеет морские корни, в ласточкин хвост выполнялось крепление судов с деревянным корпусом. Такое соединение оказалось наиболее устойчивым к намоканию древесины и разнонаправленным нагрузкам, вызванным волнением моря. Основным преимуществом технологии стала надежная стыковка деревянных деталей без применения дополнительного крепежа, надежность крепления обеспечивает замок оригинальной трапециевидной формы. В составе инструмента судовых плотников имелась специальная пила с названием «ласточкин хвост».

Традиционно на Руси венцы сруба укладывались «в чашу», такое сцепление вырубалось топором. С появлением добротного столярного инструмента, сруб стали укладывать «в лапу», соединение имело прямоугольный шип. Дальнейшим усовершенствованием этого замка стало использование шипа «ласточкин хвост» с трапециевидным профилем.

Технология ласточкин хвост для крепления бруса стала основной в промышленном домостроении, типоразмеры и особенности соединения определены ГОСТ 30974-2002. Введение стандарта создало благоприятные условия для развития малоэтажного домостроения, отечественные деревянные дома промышленного производства по качеству не уступают финским образцам.

Стандартом установлены виды столярного соединения в ласточкин хвост:

Соединение «в лапу»;
Глухой «сковородень»;
Открытый «сковородень»;
Скрепление трапециевидной шпонкой.

Отличительной особенностью этих типов крепления является конструкция шип-паз, имеющая трапециевидную форму с прямым основанием.

Крепеж бруса «в лапу» – самый простой способ постройки сруба, надежное сцепление обеспечивает шип трапецеидальной формы, который вырубают в торцевой части каждого ряда венца. Правильно сделанный и собранный замок надежно фиксирует венцы сруба во всех плоскостях. Крепление является универсальным, используется для возведения сруба из бруса и оцилиндрованных бревен, соединение «в лапу» чаше всего используют при строительстве под усадку.

Конструкцию отличает отсутствие торцов, выступающих за углы строения, такой замок называют «чистый угол». Шип в такой конструкции является несущим элементом и несет основную нагрузку. Для постройки сруба в «чистый угол», рекомендуется использовать брус максимальных типоразмеров, со стороной не менее 250 мм.

Выполнить крепеж ласточкин хвост своими руками достаточно сложно, чтобы избежать ошибок применяют полноразмерный шаблон шипа ласточкин хвост для бруса, образец можно вырезать из жести или плотной бумаги. Шаблон прикладывают к торцу и обрисовывают, границы пропилов намечают с помощью молотка и стамески. Пропилы делают ручной циркулярной пилой. Проще всего делать наклонные пропилы через 10-15 мм, обрезь отжать топором и подчистить стамеской.

Достоинством технологии является возможность работать с пиломатериалом естественной влажности, в этом случае шип делают с припуском в 5-7%. Припуск приведет к образованию зазоров между венцами, которые в процессе усадки устранятся естественным путем.

Недостатки и особенности соединения в ласточкин хвост:

«Чистый угол» имеет сквозные щели, которые со временем могут расширяться;
Сруб не имеет замкнутых венцов, на каждой стене кладка сдвинута на полбруса, конструкцию необходимо усиливать нагелями;
Углы строения имеют непрезентабельный вид и не украшают фасад;
Застройщик ограничен в выборе типоразмера пиломатериала.

По технологии сруб в ласточкин хвост строят загородные дома эконом-класса, бани и хозяйственные постройки, такое строительство малозатратное и доступно массовому застройщику.

Глухой сковородень

Такой способ в строительной практике позволяет в полной мере использовать преимущества трапециевидного крепления, особенностью является потайное Т-образное соединение паз-шип. Размер шипа не превышает полбруса и полностью утоплен в тело бруса. Угол дома, собранный по такой технологии, получил название «теплый угол». Замок обеспечивает надежное сцепление в венец без сквозных щелей, при обработке строительным герметиком создает полностью герметичное пространство. Таким же способом наращивают брус, если его длина меньше длины стены.

Запиливание профиля выполняют по чертежу с использованием циркулярной и обушковой пилы. Прямоугольную заготовку под шип и паз вырезают циркуляркой, заданную форму придают специальной ручной пилой. Для нарезки паза можно использовать ручную фрезу, рабочее место легко оборудовать самостоятельно.

Преимущества технологии крепления глухой «сковородень»:

Улучшенная теплоизоляция строения;
Можно использовать пиломатериал любых типоразмеров;
Замок «спрятан», фасад приобретает привлекательный вид;
При строительстве можно использовать брус с профилем меньшего размера;
Обеспечивает экономное использование строительного материала.

Основной особенностью является повышенное требование к влажности древесины – пиломатериал должен иметь влажность не более 20%. Технология широко применяется производителями готовых домов «под ключ».

Открытый сковородень

Этот способ используют при сооружении внутренних перегородок из бруса, укладке лаг для пола и потолочных перекрытий. Паз выпиливается на всю ширину бруса. Замок напоминает соединение «в лапу» в Т-образном варианте и обеспечивает фиксацию конструкции в горизонтальной плоскости. Данное крепление отличается простотой, может быть вырезано циркулярной пилой и обработано стамеской.

Упрощенным вариантом замка сковороднь является профиль в форме прямоугольной трапеции, крепеж называют полусковороднем. Такое крепление разработано для более влажной древесины и пользуется популярностью у индивидуальных застройщиков.

Скрепление трапециевидной шпонкой

Дальнейшее развитие схема соединения в ласточкин хвост, получила в шпоночном скреплении. Шпонка в виде бабочки, образованной двумя трапециевидными формами, изготавливается из древесины твердых пород. Паз нарезают на современных фрезерных станках. У шпоночного соединения в ласточкин хвост размеры крепления минимизированы, но такая конструкция обеспечивает надежное крепление деревянных конструкций любой сложности, позволяет поставить производство изделий из дерева на поток.

Особенности шпоночной технологии:

Требует точной обработки древесины с применением современной техники и приспособлений;
Минимизирует расход ресурсов и материала;
Сохраняет привлекательный вид текстуры древесины;
Позволяет изготавливать деревянные конструкции любой сложности.

Скрепление шпонкой применяется производителями готовых деревянных домов из дорогостоящего клееного бруса и позволяет реализовать самые сложные проекты домов.

Заключение

Соединения бруса в ласточкин хвост в домостроении является надежным способом скрепления деревянных деталей. С появлением современного столярного инструмента эта технология стала доступной для массового применения. Такое крепление широко используется при оформлении интерьера и изготовлении малых архитектурных форм. В миниатюрном исполнении подобный крепеж применяется при производстве мебели.

Разъемное скрепление деталей методом «ласточкин хвост» выполняется установкой в паз устроенного на одной стороне заготовки трапециевидного шипа, выпиленного в краях другого элемента. Тип соединения деталей применяется во многих конструкциях, требующих создания жесткого неразъемного каркаса: стрелковом оружии, мебельном производстве, машиностроении, деревянном капитальном строительстве.

После того как будет составлен чертеж, размеры «ласточкина хвоста» подбираются в индивидуальном порядке. Мастер приступает к выполнению подготовительных операций, в процессе которых принимают участие станина и салазки. Материалом, используемым в процессе решения задачи с нагружаемыми узлами, может быть сталь, чугун, бронза. В других случаях типы соединения могут выполняться из легких цветных металлов и пластической массы. Поверхность изделия обрабатывается профильной фрезой с доводкой шабером или диском для полировки.

Перед тем как сделать «ласточкин хвост» своими руками, следует создать чертеж, размеры которого должны выдерживать допустимые эксплуатационные нагрузки. При выполнении пропила необходимо правильно выбрать угол наклона сторон трапеции, стандартное значение которого составляет 45 0 , 55 0 и 60 0 . Соединение по выбранному методу применяются в системе:

навеса стрелкового оружия;
металлообрабатывающего станка;
оптического прибора;
«в лапу» и «сквородем» в деревянном домостроении.

К положительным свойствам технологии относится высокая прочность конструкции. Применение метода позволяет скреплять элементы без гвоздей, шурупов, саморезов и чопов.

Применение метода с древесиной

Деревянный шип и крепежный паз должны иметь идентичную форму и соединяться в плотный герметичный узел. Соединение «ласточкин хвост», чертеж которого предназначен для разных изделий, помогает формировать т-образное и угловое скрепление досок, брусьев или бревен без напусков в местах установки внутренних перегородок. Технология сборки деревянных сооружений позволяет использовать для межкомнатных перегородок строительный материал меньшего диаметра. При необходимости защиты от ветра и сквозняков угловые сочленения конструкции капитального сооружения герметизируются джутовыми волокнами.

Классическим примером использования соединения элементов является выдвижной ящик мебельного гарнитура. Электрическое столярное оборудование, используемое при устройстве системы шип паз для ручного фрезера, позволяет выполнить переплетение шиповых элементов при помощи естественного сопротивления сочленения силе, приложенной к лицевой части изделия при выдвижении.

Соединение, чертеж которого составляется для каждого предмета индивидуально, может выполняться разными способами.

Большинство мастеров, работающих в мебельном производстве и домостроении, отдают предпочтение именно методу сквозного соединения сочленений из-за декоративности повторяющегося узора. Подготовка элементов осуществляется на фрезеровальном станке специальным приспособлением.

Разметка соединительных шипов

Подготовка материала для соединения шип паз своими руками по шаблону осуществляется после разметки «хвостов» рейсмусом, карандашом или маркером по сторонам и граням детали с гнездами или перегородками. Размеры и количество элементов зависит от вида материала, ширины доски и способа расположения шипов. Для придания декоративного вида линии соединения шипы должны иметь одинаковые размеры, располагаться на одинаковом расстоянии друг от друга.

До начала работ на станке материал оснащается разметками поперек заготовки с отступлением 6 мм от кромок. Оставшуюся часть доски необходимо разделить на четное число шипов, отмерить по 3 мм с каждой из сторон отметок, провести разметочную линию перпендикулярно торцу. С помощью трафарета или малки нанести контуры уклона шипов для сочленений под «ласточкин хвост».

Вырезание трапециевидных шипов

Для формирования соединительных элементов ящичную заготовку устанавливают в тисках таким образом, чтобы одна сторона шипов располагалась вертикально. На боковой грани каждого шипа делаются пропилы, не доходящие до линии заплечиков, заготовка переустанавливается, и подобным образом обрабатываются другие боковые грани. После этого деталь закрепляют горизонтально, срезают боковой отход по уровню заплечников. Лишнюю древесину между шипами необходимо удалить ажурной пилой.

Разметка и выпиливание посадочного гнезда

Для точной разметки посадочного гнезда заготовку устанавливают на столярный стол в тисках при вертикальном положении, торец доски натирают мелом для получения отпечатка на детали с уже вырезанными шипами. При помощи специального приспособления выравниваются кромки, линия заплечников боковой стороны по форме шипов и торец заготовок с гнездами.

После завершения подготовительной работы можно приступить к формированию канавки по углам заготовки рядом с линией заплечников в соответствии с шиповой разметкой. Пропил, для которого используется фреза шип паз для ручного фрезера, следует делать в отходной части доски таким образом, чтобы канавка размещалась параллельно линии разметки. Излишек древесины между перегородками гнезда удаляется ажурной пилой, зачищается долотом или стамеской со скошенной кромкой. Движение инструмента должно быть направлено от краев к центру.

Сборка соединительных сочленений

Для производства изделий, соединение деталей которых осуществляется способом «ласточкин хвост», используются практически все виды древесины, фанера, пластик. Особенностью метода является неразборная технология с применением скрепляющих средств (столярного клея). Проверка точности и подгонка деталей осуществляется после:

предварительной «сухой» сборки конечного изделия;
удаления лишнего материала;
зачистки или шлифовки тугих мест.

Клеящее вещество наносится на соприкасающиеся стороны двух деталей из дерева. Для плотного соединение частей конструкции используется молоток и деревянная прокладка, обеспечивающая защиту изделия от случайных повреждений.

После простукивания места соединения по всей линии необходимо удалить излишки клея, изделие отправляется на просушку с последующей зачисткой фуганком по направлению от края к середине.

Форма и раствор угла пропила

Стандартные углы места скрепления не должны быть острыми или тупыми. Большой уклон фрезерного пропила способствует образованию коротких волокон в угловой части. Недостаточный наклон канавки снижает прочность соединения элементов. Для решения задачи специалисты рекомендуют пользоваться разметкой скоса, шаблонами или трафаретами. Для древесины твердой древесины необходимо выбрать оптимальный уклон пропила, который должен составлять 1/8, для мягкой породы дерева фрезерование уклона делается на 1/6 часть.

Декоративное соединение элементов

Аккуратно выполненный пазовый «ласточкин хвост» может служить дополнительным украшением для бытовой и офисной мебели. Варианты оформления мебельной конструкции позволяют подчеркнуть красоту древесины и оценить мастерство специалиста. Выбранный тип сборки изделия соответствует показателям стандартных пропорций конструкции.

Особенностью «ласточкина хвоста» является возможность прирубки в полдерева бревна или бруса формой трапеции при угловом креплении деталей. В деревянном строительстве часто используется метод соединения брусьев способом «коренной шип», когда два элемента сращиваются прямоугольным шипом и пазом аналогичной формы. Выпиливание деталей для соединения осуществляется фрезой по чертежам, схемам и размерам.