Столярная обработка древесины

К основным операциям столярной обработки древесины относятся пиление, строгание, долбление и сверление.

Пиление

Бруски и доски пилят как поперек, так и вдоль волокон. При продольной распиловке материал крепят к верстачной доске либо столярному верстаку клиньями или струбцинами, а затем на детали наносят метки карандашом или проводят сплошные линии по предполагаемому месту распила. Запил делают в 5-10 мм от метки или риски и только после этого приступают к пилению.

Распиливают древесину ручными или электрическими пилами. К ручным пилам, применяемым при столярных работах, относятся ножевые (ножовки) и лучковые.

Перед работой лучковой пилой проверяют плоскость полотна и его натяжение. Полотно должно быть прямолинейным, без перекосов и хорошо натянутым, а по отношению к станку (лучку) его устанавливают под углом 30°. Правильность установки пилы проверяют, держась левой рукой за середник, а правой – за ручку, и смотрят одним глазом вдоль полотна пилы. Если установка правильная, полотно будет иметь вид натянутой нити, а если неверная, то скрученный конец будет толще. Исправляют положение полотна пилы поворотом ручки.

При продольной распиловке доску с заранее выполненной разметкой закрепляют в пазу верстачной доски либо в задних тисках столярного верстака в вертикальном положении с помощью клиньев или винта тисков так, чтобы риска разметки была видна работающему. Пилу ставят на линию разметки и медленным движением на себя делают неглубокий пропил, после чего можно пилить в полный размах пилы.

При пилении необходимо следить за качеством распиливаемой поверхности. Шероховатая, грубая поверхность получается при пилении древесины пилой с крупными и неправильно разведенными зубьями, а также при работе плохо заточенной пилой. В случае зажима полотна пилы в пропиле следует проверить развод зубьев.

Для поперечной распиловки досок и брусков используют’ ножовку либо лучковую пилу. При этом основную часть заготовки из бруска или доски укладывают на верстачную доску, а меньшая, отрезаемая часть свисает. Если заготовку необходимо разрезать на две равные части, ее укладывают на двух опорах, расположенных недалеко от линии резки, чтобы распиливаемая деталь (доска, брусок) при движениях пилы не сломалась под действием собственной массы в непредусмотренном месте.

Пилить надо непрерывными равномерными движениями. Перед окончанием пиления движение пилы замедляют и придерживают отпиливаемый отрезок левой рукой.

При распиливании досок и брусков даже мелкозубой пилой на нижней поверхности распила образуется «ворсистое» ребро. Его можно зачистить рашпилем. Однако при точных работах этого можно избежать, если под заготовку в зоне распила подложить и хорошо укрепить обрезок доски, который будет распиливаться вместе с основным материалом, чем и обеспечит чистый распил. Можно использовать другой прием – нижнюю риску (линию разметки) распиливаемой детали предварительно прорезать по линейке острой стамеской на глубину 1,5–2 мм. В этом случае требуется точное совпадение пропила с риской.

Для точного поперечного раскроя заготовки (доски, бруска) под определенным углом без разметки применяют распиловочный ящик (стусло), в боковых стенах которого выполнены пропилы под определенным углом, обычно 45 и 90°. Брусок поддерживают и прижимают левой рукой к боковой стенке, а правой направляют ножовку в имеющийся пропил стусла. Брусок торцуют.

Для механизированного пиления в домашних условиях применяют ручную дисковую электрическую пилу либо бытовой деревообрабатывающий универсальный станок. Электропилами можно выбирать четверти, выполнять зарезку шипов и проушин.

Передвигать дисковую электропилу по материалу следует прямолинейно и ровно, без толчков и перекосов. До начала работ с электропилами или деревообрабатывающими станками необходимо ознакомиться с инструкцией по их эксплуатации.

Строгание

После распиливания заготовки, как правило, имеют шероховатости, покоробленность и неровности. Придать заготовкам нужную форму, а также устранить все эти дефекты можно строганием.

Под строганием понимают процесс плоскостной обработки заготовок, тогда как при фрезеровании производят фасонную обработку по прямолинейному либо криволинейному контуру. Строгают древесину ручными или электрическими инструментами.

Для ручного строгания используют рубанки деревянные либо металлические, шерхебели, фуганки или полуфуганки, зензубели, фальцгебели и калевки различной формы.

Прежде чем приступить к строганию подбирают материалы, затачивают ножи, налаживают инструмент, а после строгания проверяют качество выполненных работ.

При отборе материала определяют его лицевую сторону и направление волокон, поверхностные выпуклости или вогнутости, которые необходимо снять, выявляют пороки древесины и оценивают допустимость их для изготовления деталей. Заготовку из древесины, подлежащую обработке, закрепляют на верстачной доске с помощью клиньев так, чтобы она плотно прилегала и не выгибалась.

Начиная строгать какую-либо деталь шерхебелем либо рубанком, левой рукой нажимают на рог-рукоятку, а правой – на ручку, находящуюся в хвостовой части, слегка прижимают ее и подают вперед. Строгают прямолинейным движением рук в полный размах, равномерно нажимая на корпус шерхебеля или рубанка. При возвратном движении рубанка слегка приподнимают его хвостовую часть. В конце строгаемой детали усиливают нажим на рукоятку рубанка (заднюю часть), а ручку-рожок (переднюю часть) прижимают слегка, чтобы «не завалить» деталь.

Прямоугольные заготовки строгают сначала с лицевой стороны, где меньше дефектов. Если лицевая сторона имеет выпуклости, ее сначала обрабатывают шерхебелем – рубанком с одиночным ножом, а затем зачищают рубанком с двойным ножом.

После обработки лицевой стороны проверяют качество строгания линейкой вдоль и поперек волокон, а при широкой заготовке – и по диагонали. Обработку заготовки можно считать удовлетворительной, если между линейкой и пластью обработанной заготовки нет просветов, либо они незначительны. Затем строгают кромку заготовки рубанком с двойным либо одиночным ножом. Прямоугольность кромки и пласти проверяют угольником. После этого строгают нелицевую пласть и вторую кромку, соблюдая при этом требуемые размеры.

При работе полуфуганком либо фуганком правой рукой берутся за ручку, а левой поддерживают корпус немного позади пробки, слегка прижимая его и подавая вперед, не прерывая при этом стружку. При обработке очень длинных деталей приходится двигаться вперед вдоль заготовки.

При торцевом строгании сначала строгают заготовки с одного края торца от себя до середины детали, а затем с другого – на себя. Этот способ строгания позволяет получить поверхности и кромки без отколов и отщепов.

Зензубелем отбирают четверть по заранее выполненной разметке. При строгании зензубелем правой рукой берутся за хвостовую часть корпуса, а левой – за верхнюю переднюю часть, причем большой палец левой руки располагают сверху корпуса. Строгают на небольшом расстоянии от линии разметки и снимают стружку на глубину части четверти, около 4 мм по всей длине. Затем работают в полный размах рук. После отборки четверти по всей длине ее зачищают: берутся правой рукой за задний торец корпуса зензубеля, а левой рукой – за верхнюю его часть, устанавливают на деталь и, равномерно нажимая, двигают от себя.

Фальцгебелем выбирают четверти так же, как и зензубелем, но без предварительной разметки, т. к. его подошва определяет размер четверти.

Калевкой выполняют профильную обработку кромок деталей. Подошва калевки имеет зеркальную (обратную) форму профиля детали.

Ручное строгание древесины очень трудоемкая операция и в последнее время чаще используют электрические рубанки либо бытовые универсальные деревообрабатывающие станки различных модификаций. Способы производства работ, их конструкция, технические характеристики и указания по эксплуатации приводятся в инструкции завода-изготовителя.

Качество обработки брусков по длине и торцу проверяют угольником в нескольких точках: на концах детали и в середине, а в длинных деталях – дополнительно в точках между серединой и концами деталей.

Визуальная проверка качества работы требует определенных навыков. Брусок берут в руки и приподнимают на уровень глаз против света. По легкой тени, которая на бруске кажется пятном, обнаруживают неровности. Можно проверить качество обработки также линейкой, а качество профильной обработки – шаблоном.

Поверхность обработанных деталей должна быть гладкой, без шероховатостей, задиров и вырывов.

Долбление

Для выдалбливания гнезд, проушин прямоугольного сечения и выборки пазов применяют столярные долота; для выборки и зачистки пазов, гнезд, шипов и проушин, снятия фасок – плоские стамески; для выборки закругленных шипов и обработки вогнутых и выпуклых поверхностей – полукруглые стамески, которыми также выдалбливают отверстия криволинейной формы.

Гнезда прямоугольной формы выбирают долотами по разметке, причем при долблении сквозных гнезд разметку наносят с обеих сторон, а несквозных – с одной стороны. При долблении долото или стамеску устанавливают фаской внутрь гнезда и держат строго вертикально, затем легкими ударами молотка либо киянки по ручке углубляют его в древесину на 10–15 мм, после чего долото вынимают, устанавливают в середину небольшого гнезда под углом 40–45° и вновь ударяют по ручке киянкой. Далее, покачивая долото, вынимают древесину и таким образом продолжают долбление, отступая от риски разметки на 1–2 мм. Это необходимо, чтобы после окончания работы можно было выдолбленное место зачистить стамеской.

При долблении сквозных гнезд древесину выбирают сначала с одной стороны гнезда, а затем, повернув элемент, – с другой.

Для ускорения долбления сквозных или глухих отверстий и гнезд применяют сверла диаметром, равным ширине гнезда, которыми по разметке сверлят отверстия. Затем из них выбирают стамеской древесину и зачищают стенки.

Сверление

Выполняют его ручной дрелью, коловоротом или электродрелью, которые приводят в действие сверла, состоящие из хвостовика, стержня, режущей части и элементов для отвода стружки (винта с подрезателями).

Для сверления древесины применяют перовые, центровые, винтовые и спиральные сверла.

Перовые сверла имеют желобчатую форму, ими выбирают отверстия преимущественно под нагели. Желобок служит для выброса стружки наружу. Они имеют диаметр 6-25 мм с градацией 2–5 мм и длину 100–180 мм.

Центровые сверла представляют собой стержень, оканчивающийся внизу режущей частью, состоящей из подрезателя, лезвия и направляющего центра (острия). Диаметр центровых сверл 12–40 мм с градацией 2 мм, длина 120–150 мм в зависимости от диаметра.

Центровыми сверлами сверлят неглубокие и сквозные отверстия поперек волокон. Работают этими сверлами в одну сторону, делая нажим, иначе они не будут внедряться в древесину. Сверлить глубокие отверстия центровыми сверлами трудно из-за плохого выбрасывания стружки.

Винтовые сверла применяют для сверления глубоких отверстий поперек волокон. Конец этих сверл имеет винт с мелкой резьбой. Их диаметр 10–40 мм с градацией 2–4 мм, длина 300–600 мм. Отверстия при сверлении получаются чистыми, т. к. по винтовым канавкам стружка удаляется легко.

Спиральные сверла в зависимости от формы режущей части бывают с конической заточкой, с центром и подрезателями, а для отвода стружки в стержне прорезаны винтовые канавки. Спиральные сверла применяют для столярных работ. Диаметр сверл 7-12 мм, длина 105–145 мм. При выборке гнезд или отверстий они получаются чистыми, т. к. стружка удаляется по винтовым канавкам.

Отверстия в деталях выбирают по разметке или шаблону, при этом центр отверстия обычно накалывают шилом. До начала работы сверло прочно укрепляют в патроне электродрели или коловорота.

При работе электродрелью или коловоротом необходимо следить за тем, чтобы ось вращения сверла совпадала с осью отверстия.

Глубокие сквозные отверстия сверлят по разметке с двух сторон детали. Перед выходом сверла на другую сторону нажим на рукоятку корпуса электродрели или коловорота следует несколько ослабить, чтобы в детали не образовалось откола, отщепа или трещины. Под деталь, в которой сверлят отверстие, обычно подкладывают кусок доски.

При некачественном сверлении возникают следующие дефекты: не выдержан размер отверстия, вызванный биением сверла из-за неправильного закрепления его в патроне электродрели (коловорота); рваная поверхность отверстия из-за тупого или неправильно заточенного сверла.

При работе электродрелью в основном применяют спиральные сверла.

Сверла, как правило, затачивают напильником с мелкой насечкой.

Столярные соединения

Соединять бруски и доски по ширине и длине можно сплачиванием (соединение брусков, досок по ширине), сращиванием (соединение отрезков древесины по длине) и на шипах.

Сплачивание  – соединение в щиты брусков, досок и делянок по ширине кромками. Каждую заготовку, соединяемую в щит, называют делянкой. Соединяют заготовки (бруски, доски) разными способами: на рейку, в четверть, в паз и гребень прямоугольный, на гладкую фугу (рис. 17.9).

Для соединений по кромке в четверть  принимают h  = 0,5S₀ – 0,5 мм, а В  находится в зависимости от S₀.  При S₀,  равном 12–15 мм, В  принимают 6 мм, т. е. глубина и ширина четверти составляют половину толщины делянки (0,5S₀).

Для соединения в паз и гребень  по всей длине кромки с одной стороны делянки отбирают паз, а с другой – гребень. Соединения в паз и гребень используют для настилания полов из досок, изготовления щитов, устройства подшивных потолков и т. п. Размеры соединения принимают S_i =  0,5–0,6S₀, а размер l = Si, l_I = Si,  + 1–2 мм, а радиус закруглений принимают 1–2 мм.

При выполнении соединений на рейку  следует при l, равном 20–30 мм, принимать l_i  на 2–3 мм больше. S_i  принимают равным 0,4 S₀ для реек из древесины, а размер S_i – 4-20 мм.

При соединении на гладкую фугу  делянки должны иметь гладкие и ровные кромки, образующие с плоскостью (пластью) прямой угол по всей длине. Если при соединении делянок не обнаруживают просветов, то прифуговка (пригонка) их выполнена качественно. Склеивают щиты в стяжных хомутах, ваймах, а также с помощью упоров и клиньев.

Сращивание  – это соединение брусков или досок по длине. Оно может быть торцевым, на «ус», зубчатым горизонтальным, вертикальным и ступенчатым.

Торцевое клеевое соединение  представляет собой склеивание торцевыми поверхностями (рис. 17.10, а).

Торцевое клеевое соединение на «ус»  – это соединение плоскими поверхностями, расположенными под острым углом к продольной оси заготовок. Обычно угол составляет 25–35° (рис. 17.10, б).

Ступенчатое клеевое соединение  (рис. 17.10, в, г)  представляет собой торцевое соединение поверхностей склеивания, профилированных в виде ступеньки, высоту которой принимают равной половине толщины заготовки.

Зубчатое клеевое соединение  – это соединение профилированными поверхностями в виде зубчатых шипов. Оно может быть вертикальным и горизонтальным. В горизонтальном профиль шипов выходит на кромку заготовки (рис. 17.10, д ), а в вертикальном – на пласть заготовки (рис. 17.10, е ).

Шиповые соединения  брусков (рис. 17.11) применяются при производстве столярных изделий. Наиболее распространены угловые концевые и угловые серединные. Любое шиповое соединение состоит из двух элементов: шипа и гнезда либо проушины. В зависимости от толщины изделий и требуемой прочности бруски соединяют на один, два и более шипов. Следует учитывать, что увеличение числа шипов повышает площадь склеивания, т. е. позволяет повысить прочность соединения.

Угловые концевые соединения  брусков в основном выполняются на шипы: открытый сквозной одинарный (рис. 17.12, а),  открытый сквозной двойной (рис. 17.12, б),  с полупотемком сквозной (рис. 17.12, в ); с потемком несквозной (рис. 17.12, г ) и с потемком сквозной (рис. 17.12, д ).

Угловые концевые соединения обычно применяются при вязке брусков створок, фрамуг, форточек, полотен дверей и других столярных изделий.

Угловые серединные шиповые соединения  могут быть с несквозным или сквозными шипами в паз (рис. 17.13).

Толщина серединного сквозного одинарного шипа S₁ = 0,4S₀; S₂ = 0,5 (S₀ – S₁); b  – не менее 2 мм; l  = 0,3–0,8b; l₂ = 0,2–0,3b. Толщина серединного сквозного двойного шипа составит:

51 – S3 = 0,2S₀; S₂ = 0,5[S₀ – (2S + S₃)].

Толщина серединного одинарного несквозного шипа: S ₁ = 0,4S ₀;

5₂ = 0,5 (S₀ – S₁); b  – не менее 2 мм; l  = 0,3–0,8b; l₂ = 0,2–0,3b₁.

Угловые серединные соединения применяют при изготовлении филенчатых дверей.

Нагельные соединения.  Для дополнительного крепления в угловых и серединных шиповых соединениях столярных изделий (створках, фрамугах, форточках, оконных и дверных коробках, филенчатых дверях) устанавливают деревянные нагели – стержни цилиндрической формы из древесины твердых пород (береза, клен, дуб и др.). Нагели ставят в заранее просверленные отверстия на клею таким образом, чтобы они были перпендикулярны боковым граням шипов и проходили сквозь оба соединяемых бруска, т. е. через шипы и проушины.