Ласточкин хвост, разъёмное шиповое соединение (пазы трапециевидной формы), используемое в машиностроении и столярных изделиях для надежного крепления деталей между собой. В данном материале рассмотрим изготовление приспособлений облегчающих производство пазов в дереве с помощью ручного фрезера.
Приспособления для фрезера по дереву своими руками
Сам станок очень древнее изобретение человечества, описания принципов фрезеровки появились в 16 веке, а прототипом станка было изобретение Леонардо да Винчи, который предложил вращать круглый напильник для увеличения обработки изделия, что можно считать первым аналогом фрезы.
А уже американский изобретатель Эли Уитни за годы жизни с 1765 по 1825 довел до ума все разрозненные попытки создать полноценный станок, за что по праву считается создателем первого фрезерного станка, хотя с этим утверждение согласны не все ученые.
И поскольку станок имеет столь древние корни, то и приспособлений к изготовлению различных деталей великое множество, описать их все в свете данного материала не представляется возможным, а посему рассмотрим только некоторое из них, на мой взгляд, наиболее важные и полезные.
Универсальное приспособление для соединения шип паз
заводская пластина для изготовления соединения шип паз
Используется с фрезером для резов соответствующих пазов и шипов, оно устанавливается в тиски, и деталь прижимается струбциной к устройству. Как правило, продается в магазинах.
внешний вид соединения
Рассмотрим приспособления для фрезерования пазов
Выпилите верхнюю часть – столешницу из 18 мм фанеры длиной 40 см. и достаточной ширины, чтобы обработать самую толстую заготовку, которую Вы планируете соединять шипом.
Вырежьте два бруска 5х10 см., отпилив их такой же длины, что и верх. Бруски в дальнейшем будут играть роль прижима заготовки и центровки ее относительно паза в столешнице. Чтобы подготовить верх, проведите линию в его центре, затем отфрезеруете пазовую выемку по линии с одного конца.
схематичное изображение оснастки
Обратите внимание
Выемка должна быть такой же ширины, как копировальное кольцо, которое Вы будете использовать со своей фрезой. Выемка должна быть достаточно длинной, чтобы соответствовать длине самого длинного паза, который Вы собираетесь резать.
Затем отфрезеруйте два перпендикулярных центральной линии регулировочных паза. Наконец, просверлите смотровое отверстие между этими двумя пазами. Чтобы собрать всю конструкцию, вверните болты в губки и закрепите верх к брускам гайками-барашками с шайбами.
Чтобы использовать наше оборудование, начертите паз на заготовке и отметьте на ней центральную линию. Ослабьте барашки и установите заготовки между брусками таким образом, чтобы центральная линия соединилась с линией верха приспособы, проверьте, что край заготовки находится напротив кромки верха.
Зажмите барашки. Выровняйте фрезу по одному концу чертежа паза, затем отметьте вспомогательные линии на верхней поверхности стола по края базы фрезера.
Как правильно работать с оснасткой шип паз
Повторите это еще раз, чтобы отметить линии другого конца. Отфрезеруйте паз, внизу начиная рез с выравнивания базы фрезера по первой вспомогательной линии, и остановите фрезерование, когда пластина дойдет до второй вспомогательной линии.
Очередной мастер класс, надо сказать, что достаточно подробный и не менее полезный от Александра . Сегодня мы поговорим о шиповом соединении. Прямой шип- это основа столярного дела. Как его выполнить в кустарных условиях (а заодно и в оборудованной столярной мастерской) и расскажет наш сегодняшний урок.
Рассмотрим основные принципы изготовления соединения на шип на примере двух заготовок на широкой и узкой, толщина всех деталей будет 30 мм. Для начала отмечаем ширину заготовок.Затем необходимо отложить плечики, обычно это 1/3 материала - отступаем по 1 см вовнутрь, делаем заметку
Удобнее всего разметку проводить с помощью столярного угольника
Если с узкой заготовкой все просто, то для широкой заготовки необходимо сделать сегментированный шип (для лучшего сцепления). Сегментированный, то естьсорстоящий из нескольких небольших шипов. Для этого находим центр 
отступаем в каждую сторону по 1 см, т.е. по заплечику, отмечаем.
Вот что у нас получается. Заштрихованные части будут выпазовываться.
Глубина паза должна составлять половину стоевой, в данном случае это 30 мм, но должна быть на 2-3 мм глубже, для того чтобы клей имел место для выхода. Отмечаем глубину на сверле изолентой. Сверло выставляется по центру заготовки.
С помощью сверлильно-присадочного станка - егомы уже рассматривали . (кстати, можно пользоваться обычным сверлильным станком). Сначала сверлим несколько рядом расположенных отверстий.
Затем поводя заготовкой из стороны в строну с заглубленным сверлом, срезаем оставшиеся перемычки.
Вот такой получается паз - с помощью примитивного сверлильно-пазовального устройства. Конечно, он не идеально красив, да и края закруглены, но онимеет точно заданные размеры и располагается точно по центру заготовки.
В профессиональной мастерской применяется пот такой долбежный станок.
Вот такой получается паз - с помощью профессионального сверлильно-пазовального устройства, после которого не нужно круглить шипы
Переходим к ихготовлению самих шипов. Начнем с любительской методики -выпиливание шипа на циркулярке с кареткой.
Сначала делаем рез по разметочной линии, затем сдвигая заготовку постепенно убираем излишки материала.
Переворачиваем заготовку и повторяем манипуляции со всех сторон.
В результате получается вот такой аккурытнй шип. Но его надо немного доработать
ля того, чтобы шип вошел в паз есть два способа. Первый - взять долото и выдолбить закругления паза
либо второй вариант - взять рашпиль и закруглить края шипа под паз
Широкую заготовку делаем на профессиональном устройстве - фрезер с широкой фрезой.
точно так же обходим шип со всех сторон. Все получается в один проход - значительно быстрее, чем кареткой.
Сегментируем шип той же циркуляркой.
Убираем промежуток, подстроив вылет диска.
Что ж, шип с пазом изготовлены,перейдем к их соединению. Оно должно быть клеевым.
При поклейке надо смазывать паз изнутри или проушину, так же необходимо промазывать поверхность шипа.
“Торец заготовки я вам не рекомендую смазывать, т.к. он все равно не приклеится к пласти - держать будут только шип и внутренняя поверхность проушка. Сильно много смазывать не надо, потому, что шип и проушко под воздействием воды, содержащейся в клее будут разбухать, таким образом создадутся условия для крепкого шва.”
Промазывать следует и шип и проушину.
затем посредством пресса (ваймы).За неимением такового можно весь процесс осуществить киянкой.
Вытираем излишки клея
Такие же манипуляции проводим с широкой заготовкой: наносим клей, соединяем
наживляем
Запрессовываем.
Подведем итог:
- При изготовлении шиповых соединений и рамочных конструкций необходимо стоевую делать длиннее, т.е. оставлять хвосты. Хвост стоевой должен быть длиннее вашего фасада с каждой стороны на одну толщину материала, это делается для того, чтобы заготовка не разошлась по волокнам при запрессовке.
- Для широких заготовок необходимо применять сегментарный шип. Толщина шипа всегда делается по стандартам - 1/3 толщины материала, допускается не менее 1/4 толщины материала. Заплечики - 1/3 толщины материала, промежуток между шипами 2/3 толщины материала.
- Шип в любом случае должен быть толще. Для хвойных (мягких) пород на 0,2 мм толще, для твердых пород на 0,1 мм толще, все это связано с усадкой древесины.
Шиповые соединения являются одними из самых прочных (http://www.woodmastermagazine.ru/assets/files/pdf/2008-3/44_51.pdf).
Поэтому решил собрать кондуктор для изготовления шиповых соединений с помощью ручного фрезера.
Идея была сделать устройство для быстрого и удобного вырезания пазов для вставных шипов Domino, т.к. готовые решения уж слишком дороги.
Все началось с поиска подходящей идеи в интернете. Далее адаптация идеи под свои нужды и, наконец, выполнение чертежей.
Принцип работы прост (см. следующую фотографию).
Положение паза относительно края заготовки регулируется синим упором. В качестве него будет специальная тумба.
Ширина паза определяется соответственно шириной фрезы, длина паза - положением коричневой задвижки-язычка.
Черная деталь - это копировальная втулка шириной 40 мм, которая ходит в получившемся пазу.
Далее поиск материала. Мне показалось хорошей идеей сделать кондуктор из листа дюрали 6 мм. Хотя, наверное, можно делать из любого листового материала - фанеры, оргстекла, текстолита. Поиск подходящего листа дюрали на местном птичьем рынке и в местных металлоприемках результата не дал: "Подходящие куски иногда проскальзывают, но сейчас нет и когда будут не известно. Перезвоните позже". На металлобазах удалось найти нужный материал. Его даже предложили разрезать в размер, но проблема в том, что забрать придется весь лист. А это во-первых дорого, во-вторых куда мне девать оставшиеся 70% листа.
В итоге нашел ИП, торгующее в интернете листовым дюралюминием Д16Т в розницу. http://dural16.ru/ . Может, кому пригодится.
У них можно заказать кусок листа дюрали нужного размера и нужной толщины. Но и тут не все гладко. Если брать не весь лист, а часть, то действует серьезная наценка.
Купил у них подходящий лист дюрали 800×500 толщиной 6 мм за 4130 рублей, т.е. 614,58 рублей за килограмм. Да уж, не мало.
Параллельно с поиском материала начал поиск токаря-фрезеровщика. Пошерстил на паре всероссийских тематических форумов в поисках земляков. В итоге нашел пару десятков аккаунтов, на которые разослал личные сообщения. Из них откликнулись восемь человек, которым позднее разослал чертежи с вопросом о стоимости работ. Разброс цен за работу с моим материалом получился значительный - от двух до восьми тысяч рублей.
Как уже говорил выше, такую шипорезку можно сделать из любого листового материала. Например, из оргстекла, текстолита или фанеры. При этом можно обойтись простым ручным фрезером. Я же решил делать свою шипорезку из дюрали, поэтому пришлось обращаться к специалистам. Именно для них были сделаны точные чертежи с размерами, которые кому-то могли показаться избыточными и сложными (хотя при ближайшем рассмотрении становится ясно, что это не так). Эти размеры подобраны в соответствии с размерами побошвы фрезера и под конкретную копировальную втулку.
Делать из дюрали - не самое дешевое решение как по стоимости материала, так и по стоимости работ, но меня это устраивает. Интересно наблюдать как выдуманное тобою изделие и нарисованное в 3D материализуется и становится настоящим изделием.
Как видим на следующей фотографии, готовое изделие очень простое. При его сборке столкнулся с неожиданной сложностью. Дело в том, что в первоначальном проекте пластины соединяются алюминиевыми заклепками с потайной головкой.
Оказалось, что найти такие заклепки в продаже - задача нетривиальная. Их нет не только в обычных хозяйственных магазинах, но даже в узкоспециализированных магазинах с крепежом. Пришлось соединять пластины обычными вытяжными заклепками.
Самый хитрый элемент конструкции - выдвижной язычок, которым регулируется длина паза для шипа. Вся хитрость заключается лишь в необходимости подгонки ласточкиного хвоста. В остальном никаких сложностей в его изготовлении нет. Чтобы сделать его короче в основной пластине сделаны не одно, а два отверстия, в которые вставляется фиксирующий болт в зависимости от требуемой величины паза.
При этом положение паза на самом язычке выбрано таким образом, чтобы при любом положении язычка подошва фрезера не упиралась в фиксирующую гайку-барашек.
Для крепления шипорезки собрал из 21 мм фанеры тумбу, представленную на следующей фотографии. В верхней части тумбы сделаны два параллельных паза для крепления пластины болтами М10, в пережней части - отверстие для фиксации заготовок на шипорезке с помощью струбцин.
Для придания тумбе нужной жесткости, сделал внутри дополнительную перекладину.
После сборки получаем такое устройство. Перед установкой предварительно матировал наждачкой 120 и 240 металлические поверхности, контактирующие с подошвой фрезера и с заготовками.
Под пластиной прикрепил к тумбе полосу из дюрали. Эта полоса расширяет возможности крепления заготовок к шипорезке с помощью струбцин.
Пока у меня не было возможности устроить своей шипорезке настоящую проверку, но думаю, со своей задачей справится. Вставные шипы, не смотря на то, что их можно купить готовые (http://www.kalpa-vriksa.ru/catalog/vstavnye_shipy_domino_dlya_festool_df500/) буду делать сам. Все же стоимость одного шипа почти 10 рублей - дороговато.
Характеристики:
Габариты - 250х440х112 мм
Вес - около 5 килограмм
Макс. диаметр фрезы - 37 мм
Макс. длина паза - 154 мм
Толщина основания под фрезером - 12 мм
С помощью этой шипорезки изготовил
При помощи шипорезки можно делать пазы для вставных шипов в нужном месте заготовки
Если нет возможности закрепить заготовку на шипорезке, то подвижная часть шипорезки снимается и крепится на заготовке.
Если возникает необходимость обработать торцы длинных заготовок, то шипорезку можно положить на бок.
Пользоваться шипорезкой достаточно удобно и результат получается достаточно качественный.
P.S.
В комментариях мне написали об еще одной шипорезке, сделанной по этим чертежам. Оригинал сообщения можно найти ниже. Приведу лишь выжимку:
... нет необходимости обращаться к разным мастерам. Я изготовил шипорезку по Вашим чертежам за один день из алюминиевого листа толщиной 4 мм. 4 мм самый оптимальный вариант для изготовления самому. Использовал ручной фрезер, циркулярную пилу, напильник и эл.дрелль. Только к фанерной станине внизу ещё одну алюминиевую пластину закрепил.Так лучше крепить фрезеруемую деталь, прижимая к верхней и нижней пластине... Алюминий хорошо режется циркулярной пилой и ручным фрезером на малых оборотах. Фрезеровал фрезой 8 мм для металла...
От себя добавлю, что это отличный опыт самостоятельного изготовления шипорезки, спасибо за ваш опыт.
Использование соединений типа шип-паз в домашних условиях позволит самостоятельно создавать красивую мебель, которая так же отличается надёжностью. Даже каркасы малоэтажных домов соединяются при помощи данной схемы, особенно когда речь идёт о серьёзных нагрузках во время эксплуатации. Потому будет полезно разобраться в том, как сделать шип паз ручным фрезерами.
Используемые инструменты
Выборка материала в данном случае проводится на поверхности брусьев и досок сбоку. Главное, чтобы у предполагаемого соединения выдерживались размеры с точки зрения геометрии.
Чтобы закончить процесс при помощи фрезера, допускается применять инструменты, снабжённые хвостовиками с диаметром 8, либо 12 миллиметров. Так называемая пазовая фреза станет универсальным вариантом при выполнении работ любого вида. Устройство снабжается режущей частью, у которой основной принцип работы описывается таким образом:
- Поверхность сбоку участвует в формировании сторон сбоку у шипа, стеновой части пазов.
- Сторона с торцевой частью применяется при обработке дна. После этого необходимый слой материала снимается с основания шипа.
Результат – одновременное формирование на поверхности по бокам и шипов, и пазов. Для размеров допускается индивидуальная регулировка, и у владельца достаточно широкие возможности в этом смысле.
Иногда для пазов и шипов выбирают не форму прямоугольника, а вид так называемого «ласточкиного хвоста». Этот вариант актуален, если к надёжности соединения предъявляются повышенные требования. Соответственно, используемая фреза тоже называется «ласточкин хвост» в этом случае. Такая работа без проблем выполняется ручными инструментами, если возникает необходимость.
Изготовление приспособления для выборки шипа
Когда детали обрабатываются вручную, сам фрезер не имеет дополнительной пространственной фиксации. А ведь от этого зависит общий результат работы, точность самого соединения в дальнейшем.
Чтобы собрать простейшую конструкцию, способную справиться с задачей, нужно будет использовать:
- Несколько направляющих, которые остаются неподвижными. Они должны быть боковыми и верхними или нижними.
- Длина у выборки регулируется за счёт использования соответствующей подвижной планки.
Для изготовления применяется следующая последовательность действий:
- Берётся фанерный лист, с одного края которого монтируют боковые элементы в вертикальной плоскости. По центру материала необходимо создать соответствующие вырезы.
- Боковые стороны снабжаются направляющими. По ним подошва ручного фреза перемещается в дальнейшем.
- Боковые планки фиксируются на верхних направляющих. Тогда у хода рабочего фрезера, связанного с этими деталями, появляются ограничения.
- Фанерный лист, ставший основанием для установки, служит и поверхностью для установки подвижного элемента. Тогда величину вылета края для будущей заготовки проще контролировать при любых обстоятельствах. Фиксацию обеспечивают обычными винтами, другими видами фиксирующих приспособлений.
Существует несколько моментов при изготовлении, требующих отдельного учёта:
- Верхние направляющие имеют высоту, соответствующую сумме толщины для детали под обработкой и небольшого зазора, на котором устанавливают клин, участвующий в фиксации.
- Формирующийся шип обладает определённой длиной, которая учитывается при определении толщины вырезов у боковых элементов по вертикали.
Когда используются подобные приспособлении – работа проводится с участием ручных фрезеров любой современной модели.
Следующим образом изготавливаются приспособления, если требуется использовать соединения типа «ласточкин хвост».
- Внутри листа фанеры с несколькими слоями создаётся отверстие. Часть для резания у самой фрезы выступает из этой детали.
- Заранее готовится фанерный лист, на нижней части которого фиксируют сам ручной фрезер. Хомуты и саморезы отлично подойдут при выполнении работы, как и крепления других видов.
- Доска толщиной на 2,5 сантиметра крепится к фанерному листу, который в дальнейшем участвует при передвижении заготовленной детали. Функция направляющих перенимается конструкцией. Доски относятся к расходным материалам с одноразовым применением.
Создание шипов на брусках и досках
Обработка выполняется при помощи следующей последовательности действий:
- Деталь, подвергаемая обработке, устанавливается на плоскости с нижней стороны.
- Край детали, где происходит формирование шипа, вмещают вырезы у направляющих вверху. Конструкция движется внутрь, пока не упрётся в конец.
- Элемент подвижного типа должен фиксироваться, с сохранением определённого положения.
- Применяем клиновой инструмент, чтобы соединить друг с другом направляющие и плоскость, расположенные вверху.
- Соединение ручного фрезера с верхними направляющими.
- При помощи фрезерного инструмента на домашнем фрезерном столе производится снятие древесины у одной стороны.
- Когда обработана первая сторона заготовки, начинают вторую.
Операция будет успешной только при высоких параметрах производительности и точности. Настройка относится к обязательным действиям перед тем, как инструменты включаются. Для решения вопроса действия выполняются со следующей последовательностью:
- Фрезерный инструмент опускают до тех пор, пока он не дойдёт до поверхности основания.
- Измерение толщины детали.
- Результат по толщине делится на 4. Итог – параметр расстояния, которого придерживаются, поднимая фрезу над основанием.
Фреза по дереву «Ласточкин Хвост»
У пазов и шипов при подобных обстоятельствах: только половина от обычной ширины. Это объясняется особенностями, которыми обладают соединения данной разновидности.
Главное – правильно настроить приспособление, зафиксировать его в подходящем положении.
Соединение в шип паз должно в результате иметь некоторый зазор. Он необходим, чтобы потом можно было удобно воспользоваться клеевым составом.
Как выбрать паз фрезером?
Решение задачи зависит от того, где располагаются пазы, какой размер они имеют. Можно привести несколько рекомендаций домашним мастерам:
- Использование открытых пазов предполагает закрепление у столешницы, проведение заготовки вдоль фрезы.
- Точность определяется высотой фрезы, местом расположения планки.
- Рекомендуется пользоваться древесными отходами для пробных операций. Это позволяет избежать ошибок.
- Выборка проводится поэтапно, при этом осуществляется несколько проходов.
Главное после завершения каждого этапа вовремя избавляться от отходов из древесины. Тогда инструмент точно не будет страдать от перегрева. При выполнении работы легче всего использовать вырезанный из фанеры шаблон. По нему проходят самой фрезой, с установленным подшипником.
