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.

Смастерим своими руками приспособление для изготовления шипов

Изделие для изготовления шипов

Сделанный из дерева и фанеры кондуктор, показанный выше, позволяет резать прямоугольные шипы с двумя заплечиками. Обрабатываемый предмет находится лицевой поверхностью снизу под кондуктором, в то время как фрезер двигается вдоль упора сверху, удаляя лишнее за два прохода.

Изделие состоит из двух параллельных базовых брусков, стопора и упора — все сделано из дерева такой же толщины, что и деталь, в данном случае из брусков 25х75мм, а также верхней поверхности и поддержки, сделанных из 18мм фанеры.

Базовые бруски должны быть приблизительно 400 мм длиной; вырежьте из фанеры верхнюю поверхность приблизительно 200 на 250 мм и приверните ее к брускам как показано на рисунке. Приверните стопор на концах базовых брусков вместе с поддержкой. Установите упор приблизительно в 25 мм от конца верхней поверхности.

вырезаем шип с помощью устройства

Раззенкуйте отверстия под все головки винтов и убедитесь, что сделали все углы прямоугольные. Просверлите смотровое отверстие в верхней поверхности, чтобы безошибочно поместить заготовку точно по разметке.

«Ласточкин хвост» - это один из видов шипового соединения древесины, используемый в столярном деле и строительстве. Чередующиеся выступы и углубления каждой из соединяемых деталей имеют трапециевидную форму, напоминающую хвост ласточки.

Крепление этим способом считается самым надёжным, что объясняет его распространённость и популярность на протяжении многих веков. Мы подготовили для вас подборку снимков с примерами использования соединения «ласточкин хвост» в различных конструкциях.

При помощи «ласточкиного хвоста» обычно соединяют части выдвижных ящиков из цельной древесины. Таким образом, его можно смело считать признаком высокого качества конкретного предмета мебели.

На поверхности этого стола можно видеть выразительный рисунок «ласточкиного хвоста». Дизайнеры мебели предпочитают не скрывать эту особенность, так как она даёт однозначное представление о материале и качестве сборки изделия.

Ящичное соединение очень напоминает «ласточкин хвост» с той лишь разницей, что его элементы имеют прямоугольную, а не трапециевидную форму.

Конструктивные элементы этого современного дома имеют огромные пазы и шипы по краям, являя собой пример использования «ласточкиного хвоста» в строительстве.

Брусья этого дома также соединены друг с другом при помощи «ласточкиного хвоста».

Шипы и пазы «ласточкиного хвоста» создают встречное сопротивление, делая это соединение чрезвычайно прочным независимо от того, использовался ли клей или нет. Собранные таким образом выдвижные ящики можно интенсивно эксплуатировать в течение многих лет.

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.

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:

1. 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.
2. 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.
3. Удаление промежутков. Эту процедуру выполняют двумя способами. В первом случае применяют ручной или электрический лобзик. Во втором используется стамеска и молоток.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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