Изделия мебели состоят из различных деталей, которые соединяются между собой разными способами. От правильного выбора конструктивного решения, типа и вида соединения зависят прочность изделия, его жесткость, формоустойчивость, экономичность изготовления, долговечность эксплуатации.
Классификация основных видов соединений приведена на рис. 4.11. Наиболее распространенные соединения регламентируются ГОСТ 9330 «Детали из древесины. Основные соединения. Типы и размеры» и показаны на рис. 4Л2.
Для сборки рамок и коробок применяют угловые концевые соединения: 1 — на открытый сквозной шип одинарный; 2 — то же, на двойной; 3 — то же, на тройной; 4 — на шип с
16 17 18 |
полупотемком несквозной; 5 — то же, на сквозной; 6 — на шип с потемком несквозной; 7 — то же, на сквозной; 8 — на шипы круглые; 9 — на ус с несквозными круглыми шипами; 10 —- на ус со вставным плоским шипом несквозным; 11 — то же, со сквозным. В рамках, имеющих средние бруски, используют угловые серединные соединения: 12 — на шип одинарный несквозной; 13 — на шип одинарный несквозной в паз; 14 — на шип одинарный сквозной. Для производства щитов пригодны соединения: 15 — серединные в паз и гребень несквозные; 16 — на шипы круглые; 17 — на шип «ласточкин хвост*. При изготовлении ящиков рекомендуется использовать следующие угловые ящичные соединения: 18 — на шип прямой открытый; 19 — на шип «ласточкин хвост»; 20 — на шип круглый.
Соединения брусков по длине могут быть следующими: 21 — на ус; 22 — шипом в торцевой паз; 23 — вполдерева; 24 — на шип зубчатый (самое лучшее и получило повсеместное применение).
При сплачивании реек и досок в щиты, кроме распространенного соединения на гладкую фугу по кромке могут также применяться и другие: 25 — на рейку; 26 — в четверть; 27 — на шип круглый; 28, 29 — в паз и гребень прямоугольный; 30 — то же, трапециевидный.
Элементы шиповых соединений показаны на рис. 4.13. По форме шипы бывают плоские, круглые, зубчатые, трапециевидные («ласточкин хвост»), по конструкции — цельные, выполненные заподлицо с деталью, и вставные. Шипы могут быть одинарными, двойными, многократными. Одинарные применяют при толщине деталей до 40 мм, двойные или тройные — 40-70 мм, тройные (многократные) — свыше 70 мм.
Соединения с несквозными шипами применяют в случаях, когда необходимо скрыть торцы шипов. Соединения на шкантах менее прочные, чем на шипах, но более экономичные. Толщину плоских шипов и диаметр шкантов округляют до 6, 8, 10, 12, 16, 20 или 25 мм.
Угловые ящичные соединения на шипах, прямые открытые и типа «ласточки хвост» имеют высокую прочность. Соединения на шкантах следует применять таким образом, чтобы основные нагрузки вызывали срез, а не растяжение шкантов (в связи в их малой площадью склеивания).
Соединение-элементов по длине и ширине применяют для получения заготовок требуемых размеров, более экономного использования древесины, повышения прочности и стабильности формы изделий. По длине наиболее прочными янляются соединения на зубчатых шипах. Их прочность на растяжение
Рис. 4.13. Основные элементы шиповых: соединений: I — паз; 2 — гребень; 3 — гнездо круглого шипа; 4 — шип круглый; 5, 11 — шип плоский; 6 — заплечик шипа; 7 — боковая грань (щечка); 8 — торцовая грань; 9 — проушина: 10 — гнездо плоского шипа |
и изгиб должна быть соответственно не менее: 55 и 65 % от прочности цельной древесины при длине шпонов 5, 10 и 20 мм; 65 и 80 % при длине шипов 32 и 50 мм.
Соединения в паз и гребень прямоугольный по прочности могут уступать соединениям на гладкую фугу из-за неточности сопрягаемых профилей. Более прочными являются соединения в паз и гребень трапециевидный, а также на вставную рейку, но при условии поперечного направления волокон древесины в ней.
Широкое распространение получили различные виды соединений на клею. Они позволяют создавать любые формы и конструкции высокой прочности, мало подвержены растрескиванию и короблению, наиболее экономичны. Процесс склеивания поддается механизации и автоматизации.
Соединения шурупами применяют как самостоятельный способ крепления и в комбинации со склеиванием. Прочность таких соединений зависит от свойств соединяемых материалов, размеров шурупа, способа его постановки. Способность материала удерживать шурупы повышается с увеличением его плотности. Например, сопротивление выдергиванию шурупа из древесины дуба, бука, ясеня в 1,5-2 раза выше, чем из древесины сосны. При постановке шурупов вдоль волокон сопротивление выдергиванию в 2 раза ниже, чем при постановке их поперек волокон.
4. А А. барташевич
Способность столярных плит удерживать шурупы примерно такая же, как и древесины сосны. Древесностружечные плиты при постановке шурупов в пласть имеют более высокую удерживающую способность, при постановке в кромку — более низкую.
Перед заворачиванием шурупа в детали сверлят отверстие, диаметр которого равен внутреннему диаметру резьбы шурупа.
Сопротивление выдергиванию шурупа повышается с увеличением диаметра его резьбы и глубины ввертывания. Так, при изменении на каждые 5 мм глубины ввертывания шурупов диаметром 3-5 мм в древесностружечную плиту толщиной 5—15 мм сопротивление выдергиванию увеличивается на 1,5- 3 МПа. Длина резьбы шурупа должна быть не менее глубины его ввинчивания. При креплении тонких деталей (петли, планки и т. п.) должны применяться шурупы с резьбой по всей длине стержня. Важно отметить, что при забивании шурупов молотком вместо заворачивания их в древесностружечную плиту сопротивление выдергиванию уменьшается примерно в 2,5 раза.
Рис. 4.14. Соединения: а — шпильками; б — нагелями; в-д — скобами |
В столярно-строительных конструкциях, при производстве мебели применяют соединения с помощью металлических и деревянных шпилек, металлических скоб (рис. 4.14). Металлическими шпильками, т. е. гвоздями без шляпок, крепят штапики, обкладки, элементы декора и т. д. Деревянные шпильки, или нагели, обычно используют для дополнительного крепления слоистых конструкций. Нагели ставят на клею в заранее подготовленные отверстия перпендикулярно к плоскости соединения. Скобы используют для крепления листовых материалов, пружин, обивочных тканей, а также для вспомогательного крепления элементов при выполнении технологических операций, например при сборке рамок пустотельных щитов перед их склеиванием.
Неразъемные соединения щитовых деталей выполняют чаще на круглый шип на клею. К разъем
ным относят соединения, которые позволяют многократно собирать и разбирать изделие. Такие соединения широ-ко распространены в производстве мебели. Благодаря им стали использовать наиболее технологичные и экономичные универ — сально-сборные конструкции изделий, а мебель поставлять в разборном виде. Разъемные соединения могут быть жесткими, подвижными или шарнирными. Жесткие выполняют на стажках, шкантах без клея, болтах и шурупах, подвижные — на петлях, шарнирах и направляющих.
Выбор стяжек производится в зависимости от конструктивных особенностей изделия. Стяжки должны обеспечить прочное скрепление стенок, исключить саморазъединение при эксплуатации. Широкое применение имеют винтовые стяжки, используемые для сборки щитовых элементов, а также эксцентриковые и болтовые. Последние пригодны и для крепления ножек и скамеек корпусной мебели, при изготовлении мягкой мебели. В последнее время для соединений щитов вместо стяжек используют винты с резьбой по дереву. Соединения на шкантах без клея применяются только в сочетании со стяжками.
Подвижные соединения применяют при установке дверей, ящиков, полок и других выдвижных или подвижных элементов изделий. При этом используют карточные прямые и угловые, пятниковые, торцевые, стержневые петли. Крепятся петли шурупами или винтами.
В последнее время применяют фурнитуру, которая крепится без шурупов. Эта технология основана на запрессовывании самозаклинивающихся элементов в подготовленные отверстия, что позволяет упростить сборочные работы и повысить надежность сборочного оборудования.
Подвижные соединения выполняют с помощью направляющих из древесины, пластмасс и металла, роликов, ходовых брусков различных конструкций.
В производстве мебели применяют древесностружечные плиты в основном толщиной 16 мм, но могут использоваться плиты меньших и больших толщин. На рис. 4.15 показаны соединения плит толщиной 15 мм и меньше. Соединения щиов толщиной 16 мм аналогичны показанным на рис. 4.15. Соединения щитов винтовыми стяжками представлены на рис. 4.16.
В разборных изделиях щитовые детали соединяют стяжками и шкантами без клея, а в неразборных — шкантами на клею. Шканты устанавливают друг от друга и от стяжек на расстоянии, кратном 32 мм. Это связано с межосевым расстоянием сверл присадочного оборудования. При ручном изго-
♦0,27 |
20,5 |
Рис. 4.15. Соединения щитовых элементов на основе древесностружечных плит уменьшенной толщины (15 мм и менее): а. б — винтовыми стяжками; в — угловой стяжкой непроходного типа; г — то же, проходного типа; д, е — угловые соединения шкантами |
товлении мебели этого правила придерживаться не обязательно. При глубине изделия до 280 мм на одно соединение ставят два шканта и две стяжки. |
Рис. 4Л6. Соединение щитовых элементов винтовыми стяжками |
Рис. 4.17. Способы соединения задних стенок с вертикальными и боковыми: а, б — в фальц шурупами; в — внакладку шурупами; г — в паз; д — частей задней стенки между собой |
Соединения задних стенок корпусных изделий с боковыми и горизонтальными стенками выполняют в фальц, внакладку или в паз с помощью шурупов (рис. 4.17). Наибольшую жесткость корпусу придают соединения в фальц, наименьшую — в паз, поэтому соединения в фальц и внакладку более предпочтительны, хотя при этом требуется много шурупов. В изделиях универсально-сборной мебели фальц может быть образован вставленной в кромку рейкой (рис. 4.17,6).
Задние стенки в крупногабаритных изделиях делают составными. Их соединяют, как правило, деревянными планками или щитками. Задние стенки крепят шурупами с шагом 100-150 мм в неразборных изделия или 200-250 мм в разборных.
При производстве мягкой мебели соединения деревянных элементов выполняют так же, как и при изготовлении корпусной мебели. Соединения настилочных, покрывных и облицовочных материалов осуществляют с помощью скоб, клея и сшивки.