Изложение нового материала.

Тема урока: «Основные типы столярных соединений».

Цели урока:

Образовательная - формировать у учащихся представление о разных видах основных столярных соединений.

Воспитательная - воспитывать ответственное отношение к труду; прививать качество аккуратности.

Развивающая - продолжить развитие навыков самоконтроля при выполнении технологических операций.

Методы проведения занятия: беседа, объяснение, демонстрация, рассказ, показ, самостоятельная работа под контролем учителя.

Объекты труда: Ящик на шипах.

Межпредметные связи: русский язык – написание и произношение слов; математика – геометрические тела и фигуры (разметка).

Материально техническое оснащение:

- оборудование учебных мастерских;

- инструменты и приспособления.

Ход урока.

Организационное начало.

1.1. Взаимное приветствие.

1.2. Назначение дежурных и отметка отсутствующих.

Повторение пройденного материала.

Изложение нового материала.

3.1. Сообщение темы и целей урока.

Сегодня мы начнём знакомиться с «Основными типами столярных соединений». Практически выполняем ящик на шипах.

2.2. Общие сведения о столярных соединениях.

Основными типами соединения деталей являются шиповые сое­динения на клею «Детали из древесины. Основные соединения» предусмотрены 29 типов соединений, из них 20 соеди­нений шиповых.

Шиповые соединения на клею применяют при изготовлении мил­лионов современных спаренных рам, а клеевые соединения в ком­бинации с шиповыми применяют широко при изготовлении мебели. Соединяют деревянные детали и металлическими гвоздями, шурупами, болтами, металлическими специальными скрепами и др. Изготовленное из древесины изделие представляет собой кон­струкцию из деталей, сборочных единиц, комплексов.

Деталь - изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций. В каждой строительной детали пря­моугольной формы различают основные элементы: пласть, кромку, торец, ребро.

Пласть - широкая продольная сторона детали, а также любая сторона детали квадратного сечения. Пласть, отличающаяся наи­большей чистотой в отношении качества древесины и обработки, называется лицевой, а ей противоположная - оборотной. Определения записываем в тетрадь.

Торец — концевое поперечное сечение пиломатериала.

Кромка — узкая продольная сторона детали.

Ребро — линия пересечения пласти и кромки.

Сборочная единица - изделие, составные части которого под­лежат соединению между собой сборочными операциями.

Комплекс - два или более специфицированных изделия, не соединенных сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.

К основным конструктивным элементам столярных соединений относят: брусок, рамку, щит, коробку (ящик).

Брусок — пиломатериал толщиной до 100 мм и шириной не более двойной толщины. Брусок может быть изготовлен из мас­сивной древесины или склеен по ширине, толщине из тонких пла­стин или листов шпона. Склеенные бруски более формоустойчивы. Бруски бывают разных размеров, сечений и формы.

Рамка - конструктивный узел, состоящий из четырех брусков, образующих чаще всего квадрат или прямоугольник. Сложные рамки имеют и средние бруски. Детали рамок могут быть по сече­нию прямолинейными и профильными. Обычно рамки соединяют различными клеевыми соединениями на шипах. Рамка должна быть прочно склеена под прямым углом, без перекосов. Правиль­ность сборки рамки проверяют угольником по внутренним кром­кам брусков и по диагоналям внутри рамки.

Щиты бывают различной конструкции: дощатые или массивные, склеенные на гладкую фугу, переклейные, полые, древесностру­жечные и древесноволокнистые.

Коробка состоит из четырех деталей, соединенных широкими сторонами на шипах. Коробка, имеющая дно (полик), называется ящиком. Полики изготавливают из клееной фанеры или дре­весноволокнистой плиты толщиной 3 - 5 мм.

Шип - выступающая часть на торце одной заготовки, входящая и соответствующее ей по форме углубление (проушину или гнездо) другой.

Цельный шип составляет одно целое с заготовкой, а вставной выпилен отдельно от нее. Шип «ласточкин хвост» имеет профиль и виде равнобочной трапеции с большим основанием на торцовой грани шипа.

Гнездо - отверстие или углубление в заготовке, предназначен­ное для шипа.

Проушина - гнездо, находящееся на торце заготовки и открывается с двух или трех сторон.

Гребень - выступ на кромке заготовки, соответствующий по размерам и профилю пазу.

Паз - углубление на боковой поверхности заготовки, предназ­наченное для соединения с гребнем или рейкой.

Рейка - вставная планка, применяемая в кромочных клеевых соединениях.

При изготовлении изделия надо рационально выбирать способ соединения и в частности соединение шипами. Необходимо подбирать шип в зависимости от формы, размеров и назначения соединяе­мых деталей, помня о том, что каждый из них отвечает определен­ным конструктивным требованиям. Правильный выбор шипового соединения позволяет получить изделие наибольшей прочности и более красивого вида. При выборе типа шипового соединения надо помнить, то, например, соединение двойным шипом прочнее соеди­нения одинарным, т.к. площадь соприкосновения со стенками шипа (гнезда) больше. А соединение на круглый шип менее прочно соединения на плоский; цельный и вставной шипы по прочности равноценны. Соединение на шип «ласточкин хвост» применяется в случаях работы деталей изделия на разрыв.

2.3. Основные типы соединений и их условные обозначения.

Каждый тип соединения деталей используют при изготовлении какого-либо определенного изделия, но довольно часто при изго­товлении изделия применяют несколько типов соединений деревян­ных деталей между собой.

Приведем основные типы соединений и их условные обозначения согласно ГОСТ 9330-76.

Угловые концевые: на шип открытый сквозной одинарный УК-1 (рис. 37, а), двойной - УК-2, тройной - УК-3; на шип с полупотемком несквозной УК-4, сквознойУК-5; на шип круглый вставной (шкант) УК-8, на ус с круглым вставным шипом несквознойУК-9, на ус с плоским вставным шипом несквозной УК-10, сквозной УК-И (рис. 37, б).

Угловые срединные: на шип одинарный несквоз­ной УС-1, сквознойУС-3; на шип одинарный несквозной в паз УС-4; в паз и гребень не­сквозной УС-5.

Угловые ящичные: на шип прямой открытый УЯ-1 (рис. 37, в); на шип «ласточкин хвост» открытый УЯ-2.

По кромке: на рейку К-1; в четверть К-2, в паз и в гребень прямоугольный К-3 и трапецеи­дальный К-5; на гладкую фугу К-6

Рис.37.Некоторые типы шиповых соединений: а - угловое концевое на шип открытый сквозной одинарный; б - угловое концевое на ус с плоским сквозным вставным шипом, в – угловое ящичное на шип прямой.

2.4. Изготовление шиповых соединений.

Прежде чем приступить к разметке элементов шипового соединения, следует проверить правильность строгания детали в размер.

Разметку элементов шипового соединения начинают с разметки высоты шипа и глубины проушины. Для этого кладут все бруски лицевыми (контрольными) сторо­нами вверх, выравнивая их концы. Лицевые стороны метят каран­дашом.

Один брусок тщательно размечают, оставляя припуски на оторцовку (2-3 мм) брусков, затем под угольник переносят линии раз­метки на другие бруски. В результате на одной плоскости всех брусков будут линии разметки (риски). Эти линии разметки долж­ны быть перенесены под угольник и на все оставшиеся стороны так, чтобы риска на четвертой стороне совпала бы с риской на первой стороне. Это условие разметки совершенно обязательно. В такой же последовательности производят разметку брусков и у противоположного торца, с учетом длины детали. Для разметки шипов и проушин настраивают рейсмус на два размера так, чтобы сразу можно было получить толщину шипа. Риски должны быть прямолинейными, хорошо видимыми, но не слишком глубокими. Разметку всех брусков производят только от лицевой стороны. Это делается для того, чтобы все имеющиеся не­большие дефекты оказались бы на внутренней стороне, и после склеивания их удаляют зачисткой.

Для запиливания шипов и проушин лучше применять остро за точенную мелкозубую ножовку с небольшим разводом зубьев. Работа эта ответственная, и инструмент должен быть хоро­шим и правильно подобранным для работающего. Древесину в проушинах выдалбливают долотом, подобранным предварительно под размер проушины. Долбление производят встречное, т. е. с двух сторон до половины толщины бруска.

При правильной выработке элементов соединения долотом их за­чистки стамесками не потребуется. Следует помнить, что на шеро­ховатой поверхности пропила при вколачивании шипа в проушину клей задерживается лучше, чем на поверхности, зачищенной ста­меской. После выработки элементов соединения на всех брусках произ­водят пробную сборку. Шип должен плотно входить в проушину, только тогда обеспечивается прочное склеивание деталей. Убедив­шись в хорошей собираемости, подгонке шипов и проушин, заме­чают карандашом смежные детали: первые две - одной линией, две вторые - двумя и т. д. Затем производят сборку на клею, а после просушки изделия зачистку и, если требуется, его от­делку.

2.5. Соединения на гвоздях, шурупах, нагелях.

Соединение на гвоздях. По сечению стержня гвозди делятся на круглые и квадратные, дающие более прочные соединения. Головки гвоздей имеют различную форму: плоскую, коническую, полукруг­лую, фасонную.

В гвоздевых соединениях из древесины хвойных и мягких лист­венных пород гвозди забивают без предварительного рас­сверливания отверстия. При соединении деталей из лиственницы и древесины твердых пород, применяя гвозди, надо предва­рительно рассверливать отверстия на глубину не менее половины его длины. Забивать гвозди в мерзлую и сырую древесину не следует, так как они коррозируют и соединение ослабевает. Для древесины, богатой дубильными веществами (ольха, дуб и др.), надо применять оцинкованные гвозди, так как стальные коррозируют. Для соединений, не пробиваемых насквозь гвоздями, расстояние между осями гвоздей должно быть равным или более 15 d. Расстояние вдоль волокон древесины до торца элемента должно быть не менее 15 d. Гвозди, вбитые в торец детали, держатся очень слабо. Гвозди следует вбивать так, чтобы они пробивали годичные слои, а не вхо­дили между ними.

В мастерских при креплении на гвоздях тонких раскладок при­меняют гвозди без головок, в виде шпилек. Гвоздь забивают при­мерно на ²/₃ его длины и затем кусачками откусывают головку. После этого окончательно забивают шпильку, утапливая ее в древесину. При забивании гвоздя его плотно удерживают пальцами левой руки у головки, а не у острия. Удары по головке наносят центром бойка вдоль оси стержня. Показываю.

Соединения на шурупах.Шурупы применяют для соединений отельных деталей, крепления скобяных и фурнитурных изделий.

Длина шурупов колеблется между 6 и 120 мм, а диаметр - от 1,5 до 10 мм, причем длина нарезанной части составляет от 0,5 до 0,6 всей длины шурупа. Головка шурупа имеет прорезь (шлиц) для установки отвертки, с помощью которой он завинчивается и вывинчивается. Головка шурупа может быть потайной, полукруг­лой и полупотайной. Показываю.

Нарезка у шурупов - остроугольная, благодаря чему он сам нарезает себе резьбу в древесине. Шурупы надежно стягивают со­единяемые детали и прочно держатся в древесине при условии их ввинчивания, а не вбивания молотком. Небольшие шурупы в мягкую древесину ввинчивают так: поставив в исправный шлиц головки шурупа лез­вие отвертки, правильно заточенное, сильно нажимают на отвертку и поворачивают ее по часовой стрелке. При ввинчивании шурупа в твердую древесину или при ввинчивании толстого шурупа не­обходимо предварительно просверлить или сделать отверстие шилом (под мелкие шурупы) отверстие диаметром примерно 0,7 диа­метра шурупа на глубину, равную V₂ или ³/₄ длины ввинчиваемой части шурупа. Иначе шуруп будет трудно завинтить и можно сор­вать шлиц в его головке.

Разновидностью шурупа является глухарь - шуруп большогоразмера с квадратной или шестигранной головкой, завинчиваю­щийся с помощью гаечного ключа. Глухари изготавливаются дли­ной 35-250 мм и диаметром нарезаемой части 6-20 мм. Их при­меняют для крепления крупных съемных деталей и ввинчивают только в предварительно подготовленные отверстия.

Болты с шайбами и гайками применяют для тех же целей, что и глухари.Для дополнительного крепления шиповых соединений приме­няют нагели и клинья.

Нагели (деревянные гвозди) применяют для дополнительного крепления шиповых соединений, не требующих прозрачной отдел­ки. Для крепления деталей, изготовленных из мягкой древесины, нагели делают из древесины твердых пород, придавая им почти квадратную форму. Такие нагели сильнее раздвигают волокна и крепче сжимаются ими. Для крепления деталей, изготовленных из твердой древесины, применяют нагели круглой формы из мягкой древесины. Перед забивкой конец нагеля заостряют и весь его смазывают клеем. Забивают нагели металлическим молотком.

2.6. Клеевые соединения.

Клеевые соединения по ГОСТ 17161-79 делятся на торцовые и боковые.Клеевые соединения торцовыми поверхностями склеивания на­зывают торцовыми. Существует 9 видов торцовых клеевых соединений, наибо­лее часто применяют соединения профилированными поверхностя­ми склеивания в виде шипов. Показываю

Различают 6 видов боковых соединений, наиболее простым из них: соединение на гладкую фугу - кромочное клеевое соединение с плоскими поверхностями склеивания. Соединение деревянных заготовок и деталей на клею на­ходит все более широкое применение. Склеивание деталей происхо­дит в результате сил сцепления между пленкой клея и поверхно­стью древесины. Прочность склеивания имеет большое значение для качества столярных изделий. Для склеивания деревянных деталей применяются клеи животного происхождения и синтетические.

К клеям животного происхождения относятся коллагеновые (глютиновые), казеиновые и альбуминовые. В зависимости от вида сырья, из которого изготовлены коллагеновые клеи, они могут быть: мездровым (из мездры — подкожного слоя шкур животных), костным (из костей животных) и рыбьим (из отходов, полученных при переработке рыбы).

В заводских условиях применяют синтетические клеи. Сущест­вует много синтетических клеев, изготовляемых на основе искус­ственных смол. Наибольшее распространение получили мочевиноформальдегидные (карбамидные) и фенолформальдегидные клеи. Эти клеи обладают многими положительными качествами: водо - и грибостойкостью, дают более прочные соединения, приготовление их проще и быстрее и др.

К недостаткам следует отнести малую жизнеспособность, умень­шение водоупорности карбамидных клеев под воздействием горячей воды. Наличие фенола делает фенолформальдегидные клеи вредны­ми для здоровья человека, поэтому в учебных мастерских инсти­тутов, педучилищ и школ при отсутствии там приточное вытяжной вентиляции их применение должно быть исключено. Предпочтение следует отдать казеиновым клеям.

Склеивание деревянных дета­лей. Качество клеевого соеди­нения во многом зависит от правильно выбранного режима склеивания и его выполнения. Режим склеивания опреде­ляется следующими основнымиусловиями: влажностью древе­сины, давлением, температурой древесины и помещения, состо­янием склеиваемых поверхнос­тей, толщиной клеевого шва и др. Влажность древесины склеи­ваемых деталей обусловливаетсяназначением изделия, но всегда для склеивания пригодна лишь сухая древесина. Склеиваемые поверхности должны быть тщательно про фрезерованы на фуговальном или рейсмусовом станках или от фугованывручную. Каждые две поверхности должны плотно прижиматься, без малейших зазоров.

Нанесение клеевого раствора на поверхность древесины может быть произведено вручную или клее - смазочными механизмами. При ручном нанесении раствора пользуются лубяными кистями или щетинными щетками. Механическое нанесение раствора произво­дится с помощью механических приводных вальцов разной конст­рукции. Склеивание древесины бывает с односторонним и двусторонним нанесением клея, когда клеевой раствор легко впитывается обеими склеиваемыми поверхностями. Толщина клеевого шва 0,08—0,15 мм обеспечивает наиболее прочное клеевое соединение. При увеличении толщины клеевого шва прочность соединения уменьшается.