ШИПОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

     Основными элементами шиповых соединений (вязок) являются шипы, проушины, гнезда, шпунты и гребни. 
    Шипом называется выступ на детали, ширина которого меньше ширины самой детали. Шипы вставляются в гнезда. Гнездо должно обладать таким размером, чтобы шип плотно входил в него. Шип в то же время не может быть слишком толстым, так как при его вгонке в гнездо деталь может треснуть. 
    Шипы могут быть цельными и вставными. Цельные шипы выполняются прямо на детали. Это весьма трудоемкий и неэкономный процесс. Поэтому лучше делать шипы вставными. Такие шипы выполняются отдельно, а на заготовках делается два гнезда. 
    Шкантами называют вставные круглые шипы. Длинный цельный шип, проходящий по всей длине заготовки, называют гребнем. Такой же вставной шип — шпонкой или рейкой. Гребень — это небольшое углубление, выбранное в детали; чаще всего имеет прямоугольную форму. Гребень вставляется в шпунт. 
    По форме шипы могут быть круглыми, плоскими и трапециевидными. Грани трапециевидных и плоских шипов называют щечками. Заплечики — это срезанные части бруска, то есть та поверхность, над которой возвышается шип. Торцовая часть шипа называется торцом. 
    Шип имеет длину, толщину и ширину. Длина шина — это расстояние от торца до заплечиков, толщина — расстояние между заплечиками или щечками, а ширина — поперечный размер щечки. 
    При помощи шипов детали соединяют в длину, ширину и под углом. 
    Шиповые соединения в длину и ширину. Существует несколько видов шиповых соединений в длину и ширину. Чтобы качество работы было наилучшим, необходимо точно следовать выработанным нормам, касающимся размера шипов. Поэтому остановимся подробнее на каждом из соединений, указав основные требования к размерам шипов. 
    Соединение по ширине в прямоугольный шпунт и гребень, с точки зрения прочности, несколько хуже клеевого соединения на гладкую фугу. Вызвано это прежде всего тем, что при его выполнении трудно добиться абсолютной точности. Более прочным является шиповое соединение на трапециевидный шпунт и гребень. 
    При выполнении шпунта и гребня необходимо учитывать толщину бруска и толщину и длину шипа. Для соединения на прямоугольные шпунт и гребень их соотношение должно быть следующим:

Толщина бруска, мм	Толщина шипа, мм	Длина шипа, мм
10	4	6
12-19	6	6
20-25	8	8
26-29	10	10
30-40	12	12

     При соединении на трапециевидные шпунт и гребень необходимо придерживаться следующих соотношений: 

Толщина бруска, мм	Толщина шипа в основании, мм	Длина шипа, мм
12-13	5,5	7
15-16	6,5	8
20-22	8,5	10
25	9,0	10
30-35	11,5	12

    Зубчатое клеевое соединение представляет собой такое соединение, при котором используется несколько треугольных шипов. При выполнении этого соединения приходится неизбежно сталкиваться с необходимостью располагать по краям деталей половинки шипов, одна сторона которых участвует в склеивании, а другая находится на внешней боковой стороне изделия. В зависимости от того, расположены ли эти шипы на одной детали, или же они располагаются на разных деталях, выделяют два типа таких соединений. Различие между ними показано на рис. 33. Его следует учитывать, поскольку при изготовлении изделия, подвергающегося большим механическим нагрузкам, рекомендуется использовать шиповое соединение, при котором половинки шипов находятся на одной детали, а на другой — только цельные шипы. Второй тип зубчатого клеевого соединения лучше использовать в малонагруженных конструкциях. 
    При выполнении первого соединения нужно учитывать длину шага шипа (расстояние между вершинами двух соседних шипов) и высоту шипа и придерживаться таких пропорций: 

Длина шага шипа, мм	Высота шипа, мм
8	32
12	48

    Другими словами, длина (высота) шипа должна составлять примерно 4 длины шага шипа. 
    Для второго типа зубчатого клеевого соединения нужно придерживаться параметров, представленных ниже:

Длина шага шипа, мм	Высота шипа, мм
10	32
14	40

     Как следует из таблицы, длина шага шипа должна составлять около 3 длин шагов шипа. 
    Угловые шиповые соединения. Эти соединения могут быть концевыми, серединными и ящичными. 
    Угловые концевые соединения представляют собой такие соединения, в которых две детали соединяются своими концами. Они широко применяются при вязке деталей створок, фрамуг, форточек, дверей и т. п. В зависимости от толщины и назначения детали могут соединяться одинарным или двойным сквозным или несквозным шипом. При большем количестве шипов увеличивается площадь склеивания, а это непосредственно влияет на прочность соединения. 
    Размер шипов и проушин следует выбирать, исходя из их количества и толщины детали. Чтобы изделие было достаточно прочным, необходимо четкое соблюдение требований. При соединении на одинарный шип размер шипа и проушины должен равняться примерно 2/5 толщины детали. Толщина шипа в соединении двойным шипом должна быть в два раза меньше, то есть равняться 1/5 толщины детали. Не меньшим должно быть и расстояние между шипами. Эти параметры одинаковы для всех шиповых соединений, исключая ящичные. 
    При угловом концевом соединении на одинарный сквозной или несквозной шип с потемком на одной из деталей выбирают шип, а на другой — не проушину, а гнездо. При таком соединении шип удерживается с трех сторон. В отличие от проушины гнездо представляет собой сквозное отверстие или несквозную выемку, сделанные в древесине таким образом, что при соединении деталей боковые стороны шипа остаются скрытыми древесиной. Именно потому это соединение называется соединением с потемком. 
    Шип с потемком следует делать на всю ширину бруска, а затем немного подрезать таким образом, чтобы образовались заплечики, которые закрывают гнездо. 
    Соединение с полупотемком отличается от предыдущего тем, что при нем на поверхность выступает только часть шипа, а сам шип выполняется, как открытый шип, но затем один из его концов спиливается. Другими словами, шиповое соединение с полупотемком имеет нечто общее и с соединением на отрытый шип, и с соединением на шип с потемком. 
    По сравнению с соединением на открытый шип, соединение на шип с потемком и полупотемком обладает преимуществом, что позволяет избежать выворачивания брусков при сборке. Проушина, будучи пропилом с торцовой стороны детали, удерживает шип только с трех сторон. Кроме того, использование несквозного шипа необходимо в тех случаях, где нельзя допустить, чтобы его торцовая часть была видна. Наконец, такие соединения можно и нужно делать в тех случаях, когда надо скрыть края гнезда, так как их редко удается сделать ровными. 
    Во всех перечисленных выше соединениях шип следует делать на торцовой части одной из деталей, а проушину или гнездо — па боковой части другой. 
    Шиповое соединение на «ус» применяют при изготовлении рамок для стульев, картин, крышек столов и т. п. При шиповом соединении на «ус» детали соединяются специально обработанными под углом краями. Угол опиливания древесины с соединяемых концов составляет 135°. 
    В соединении на «ус» допускается использование как одинарного, так и двойного шипа. Кроме того, шипы могут быть цельными и круглыми вставными. Количество шкантов не должно превышать четырех. 
    Недостатки шиповых соединений на «ус» заключаются, во-первых, в том, что они достаточно трудны: в исполнении, а во-вторых, в том, что, по сравнению с другими типами шиповых соединений, не дают большой прочности. Последнее вызвано тем, что при использовании шипов с щечками, срезанными на «ус», площадь склеиваемых поверхностей оказывается в два раза меньше, чем при аналогичном соединении с прямоугольным шипом. В то же время у них есть и преимущество: в ряде случаев они смотрятся гораздо эстетичнее, а потому их следует применять там, где требуется красивый внешний вид изделия. Кроме то: "Ч), соединения на «ус» со шкантами позволяют экономить древесину. 
    Отличие ящичных соединений от перечисленных выше состоит в расположении деталей. В ящичных соединениях детали развернуты друг к другу пластями, а при остальных видах соединений — кромками. Это соединение чаще всего используется при изготовлении тары. 
    Угловые соединения на прямой открытый шип и на шип «ласточкин хвост» имеют высокую прочность, однако торцы при таком соединении выходят наружу, что в некоторых случаях нежелательно. Чтобы хотя бы частично скрыть шипы, применяют соединение на шип «ласточкин хвост» в полу потай. Чтобы скрыть торцы обрабатываемых деталей, применяют также угловое соединение на вставную рейку. 
    Некоторые рекомендации по выполнению шиповых соединений. Начинать подготовку к соединению на шипах следует с обработки деталей. Доски, бруски или щиты доводят до нужного размера пилением и тщательно выстругивают, а торец обрабатывают таким образом, чтобы он образовывал с остальными сторонами заготовки прямой угол. 
    Прежде чем приступить к выборке проушин, гнезд и шипов, необходимо аккуратно и тщательно разметить детали. Неточность еще можно допустить при распиловке заготовок, так как потом ошибки можно будет исправить. Однако при разметке древесины для шипов и проушин это недопустимо. Это необходимо потому, что выполнение шиповых соединений требует большой точности. Сопрягаемые плоскости, кромки и торцы должны равномерно, плотно и всей поверхностью прилегать друг к другу. Шип должен иметь такой размер, чтобы в гнездо или проушину он вставлялся с трудом. Слишком толстый шип может сломать деталь, а слишком тонкий не будет держаться в отверстии. Этого следует, по возможности, избегать, так как исправление детали может занять очень много времени, а иногда и вообще исключено. 
    Пользоваться при разметке лучше всего остро заточенным карандашом, так как это гарантирует точность линии. Никогда не наносите линий от руки, лучше пользоваться линейкой. Если нужно разметить заготовки для нескольких одинаковых деталей, сделайте это сразу, уложив их в ряд и закрепив при помощи струбцин. Желательно при этом пользоваться прокладками, чтобы детали не помялись. 
    Размечая древесину, нужно стараться выбрать самый оптимальный размер, золотую середину. Слишком толстый шип требует большой проушины, а стенки такой проушины будут непрочными. Слишком маленький шип, наоборот, окажется непрочным сам.     Указанные на чертеже размеры абсолютно точно выполнены быть не могут. Часто это оказывается слишком сложным делом, требующим большого количества усилий, что далеко не всегда оправданно. Поэтому при выполнении большого числа работ допускаются некоторые неточности. Конечно, в разумных границах, В зависимости от назначения изделий эти неточности могут быть более или менее значительными. В основном это касается одинакового отклонения в размерах как шипа, так и гнезда или проушины, особенно если эти отклонения не слишком велики. 
    Границы шипов намечают на обеих сторонах доски и на торце. Это гарантирует, что работа будет выполнена с достаточно большой точностью. 
    Когда разметка окончена, можно начинать работу. 
    Приступая к запиливанию шипов, закрепите заготовку торцом вверх и передней частью к себе. При выполнении соединения на цельном шипе сначала лучше сделать сам шип, а потом на другой детали карандашом очертить торец шипа. Такая последовательность работы позволяет избежать слишком больших погрешностей, которые могут оказаться еще больше при выполнении шипа и проушины или гнезда вслепую. Только после этого можно приступить к пропиливанию или вырубанию стамеской проушины или гнезда. 
    Если вы решили соединить детали при помощи шкантов, то изготовить их можно из древесины березы, бука или дуба. Если вы делаете шканты из хвойных пород, то их нужно сделать чуть толще, чем делаются шканты из твердых пород для отверстия того же диаметра. В качестве шкантов можно использовать также какие-нибудь подходящие изделия, например, обычные школьные счетные па-сочки. Отверстия под шканты следует делать сразу в обеих деталях, предварительно хорошо закрепив их. 
    Сверлить такие отверстия лучше всего по шаблону, который без труда можно изготовить самому. Для этого нужно взять кусок твердой древесины. В бруске после точной разметки строго под прямым углом просверливают отверстия. Эти отверстия могут быть разного диаметра, так как используются шканты разных диаметров. Крепить такой шаблон можно при помощи струбцин или тонких гвоздей. 
    Толщина бруска, в который вставляется шкант, должна быть в 2,5 раза больше диаметра шканта, гнездо нужно выполнять так, чтобы шкант входил него туго и только при помощи легких ударов киянки. Если шкант получился слишком толстым, его нужно обработать грубой шкуркой или напильником. Мелкую шкурку лучше не применять, так как неровная, шершавая поверхность приклеивается надежнее.