Склеивание деревянных заготовок и деталей

Билет №8
1. Клеи применяемые для склеивания деревянных деталей.
Один из основных видов соединения заготовок в столярном деле является склеивание.
Технологический процесс склеивания состоит из следующих операций: подготовка
склеиваемых материалов, нанесение клея, выдержка до прессования, прессование и
выдержка под давлением, выдержка после склеивания.
Для склеивания применяют синтетические клеи и клеи животного происхождения (костный,
казеиновый). Синтетические клеи обеспечивают более высокую механическую прочность
соединения, водостойкость, но из-за токсичности требуют особых безопасных условий
работы, которые невозможно создать в непроизводственных условиях. Поэтому в бытовых
условиях чаще применяет костный, казеиновый клей. Хорошо зарекомендовал себя
синтетический клей ПВА.
2. Сверление отверстий.
В столярных работах сверление применяется для устройства отверстий под круглые
шипы, шурупы и другие металлические элементы при соединении деталей, под пробки
при удалении сучков, под пазы при обработке древесины стамеской и долотом.
Принцип работы любого сверла состоит в том, что оно, углубляясь в древесину, своими
режущими гранями выбирает материал, образуя отверстие.
Сверление производится сверлами разных видов (спиральное, центровое, перовое)
которое зажимается в трех кулачковом патроне ручной дрели, электрической дрели,
коловорота.
…………………………………………………………………………………………………….
Склеивание деревянных заготовок и деталей
При соединении заготовок и деталей из древесины наиболее часто встречаются следующие
виды склеивания: по толщине и ширине, нестандартных плит, приклеивание раскладок,
склеивание с одновременным гнул ем, склеивание шиповых соединений, облицовывание
шпоном, приклеивание декоративных и конструкционных деталей с применением
механического крепления, склеивание разнородных материалов — облицовывание
пленками, пластиками, приклеивание пластмасс, тканей, металлов.
Технологический процесс склеивания состоит из следующих операций: подготовка
склеиваемых материалов, нанесение клея, выдержка до прессования, прессование и
выдержка под давлением, выдержка после склеивания.
При склеивании необходимо знать правила подбора делянок (досок) по годичным слоям.
Неправильно подобранные по годичным слоям доски могут неравномерно разбухать,
подвергаться усушке и коробиться
Для прочного склеивания нужно следующее:
выпилить сердцевину досок;
два бруска или доски располагать так, чтобы их заболонная часть оказалась внутри;
годичные слои у рядом лежащих досок должны быть направлены в разные стороны или
находиться под углом одни к другим, а соединяемые кромки по возможности быть с одной
части ствола (одноименными), т. е. обе заболонными или ядровыми;
щиты изготавливать из делянок шириной не более 100мм;
влажность древесины для мебели должна быть 8— 10%;
перед склеиванием щитов кромки делянок необходимо хорошо отфуговать и не допускать на
них пыли, грязи и жирных пятен; после выравнивания склеиваемые по ширине заготовки
подбирают и укладывают на сжимные бруски таким образом, чтобы кромки плотно прилегали
одна к другой. Подобранные заготовки помечают, нанося карандашом две сходящиеся линии
(«галочку»).
Склеивание заготовок по ширине и толщине
с помощью простейших сжимов: 1 —
сходящиеся линии, 2— бруски, 3— клинья, 4—
упор, 5— заготовки
В бытовых условиях заготовки склеивают в
винтовых, пневматических и клиновых
приспособлениях (цвингах). При склеивании и
ремонте столярных изделий по ширине и
толщине заготовок широко применяются
различные простейшие сжимы.
При склеивании в клиновых цвингах заготовки
укладывают на две или три цвинги и
подколачиванием клиньев проводят
прессование. Для крепления применяют
парные клинья с уклоном 1:10.
Приклеивание раскладок, как правило,
делается на кромках плит или рамок на «ус»
или впритык. Для торцевания раскладки под
углом 90° и на «ус» ручными пилами и
строгания «уса» применяются стусла.
Приспособления для склеивания: а —
струбцина деревянная, б— струбцина
металлическая с передвижным винтом, в —
сжим с переставной колодкой и винтом, г —
струбцина металлическая с постоянным
внутренним размером, д— струбцина
рычажная эксцентриковая, е —
окантовочная, ж — винтовая для углов и
кромок, з — деревянная и металлическая
хомутовые струбцины
Для склеивания применяют синтетические клеи и клеи животного происхождения (костный,
мездровый, казеиновый). Синтетические клеи обеспечивают более высокую механическую
прочность соединения, водостойкость, биологическую стойкость, но из-за токсичности и
химического воздействия требуют соответствующих безопасных условий работы, которые
зачастую невозможно создать в непроизводственных условиях. Поэтому в бытовых условиях
столяр-любитель чаще применяет костный, мездровый, казеиновый клей. Хорошо
зарекомендовали себя синтетические клеи поливинилацетатные (дисперсии). Дисперсия
ПВА представляет собой вязкую жидкость белого цвета. Она обладает высокой адгезией к
различным материалам, удобна в использовании и практически безвредна. Дисперсии
применяют для склеивания изделий, не подвергающихся в процессе эксплуатации действию
высоких температур (60—70°С) и повышенной влажности.
Прочность склеивания во многом зависит от площади склеивания. Торцы между собой или
торцы с кромкой или пластью склеиваются очень слабо. Температура склеиваемой
древесины должна быть в пределах 15—25°С. Влажность древесины считается наилучшей в
пределах 8—12%, предельно допустимая — 18%.
Подготовленную к склеиванию древесину долго хранить не рекомендуется, так как поры
забиваются пылью, детали формоизменяются (коробятся, усыхают), поэтому часто
приходится фуговать или подгонять вторично.
Для нанесения костного и мездрового клеев наиболее удобны лубяные кисти, которые
изготовляются из коры липы. Конец, на котором будут расщепляться волокна, размачивают в
горячей воде, а затем с помощью киянки разбивают волокна на тонкие нити. Таким образом
получается кисть. Для нанесения казеинового и синтетических клеев лучше использовать
кисти из щетины.
Клей целесообразно наносить равномерно на обе склеиваемые поверхности. Одностороннее
нанесение не обеспечивает равномерного смачивания клеем обеих поверхностей, и поэтому
в склеенной древесине возникают неравномерные напряжения, снижающие прочность
склеивания.
Обильное нанесение клея излишне увлажняет древесину по шву, увеличивает без пользы
расход клея и тратится дополнительное время и сила на удаление излишнего клея при
запрессовке
Перед тем как подвергать склеиваемые поверхности сжатию, их нужно выдержать с
нанесенным клеем, так как выдержка имеет большое значение для качества склеивания. Во
время открытой выдержки древесина пропитывается клеем и происходит быстрое испарение
влаги из раствора. Благодаря этому древесина меньше увлажняется и одновременно
возрастает концентрация клеевого раствора. Закрытая выдержка способствует лучшему
пропитыванию древесины клеем и отдаляет начало его застудневания.
Запрессовка должна производиться по возможности ближе к моменту застудневания клея, но
ни в коем случае не в самый момент застудневания или после застудневания. В холодных
помещениях и при густом клее запрессовывать нужно немедленно, а если требуется
продлить выдержку, следует подогреть древесину. При жидком клеевом растворе и высокой
температуре клея и помещения необходима выдержка, так как поспешная запрессовка
приведет к излишнему выдавливанию клея, как говорят, получится голодная склейка и
прочность уменьшится.
При сборке деталей выдержка получается в силу необходимости, так как от нанесения клея
на первые детали до последней проходит время.
Приспособления для склеивания рамок: а — с помощью клиньев, б — шпагата и других
материалов
Оптимальной температурой воздуха при склеивании считается 20—30°С. При более низкой
температуре требуется нагревание древесины, но при этом не следует нагревать древесину
выше 45 °С, так как на перегретой древесине в слое клея получаются сухие пятна.
Нельзя допускать, чтобы нанесенный слой клея обдувался холодным воздухом (сквозняком),
так как это вызывает быстрое застывание (застудневание) верхнего слоя клея, что
препятствует прочному склеиванию. Недопустима запыленность участка, где происходит
склеивание. Пыль оседает в поры древесины и затрудняет пропитывание ее клеем.
При склеивании костными клеями давление рекомендуется поддерживать от 0,1 до 0,4 МПа,
при склеивании мездровым клеем давление может быть от 0,1 до 1,2 МПа. Величина
давления во многом зависит от густоты клея. Давление более 1,2 МПа не рекомендуется, так
как ведет к усадке древесины и требует сложного оборудования.
Продолжительность запрессовки зависит от вида и качества клея и условий склеивания. Для
шиповых соединений, при соединении на гладкую фугу длительность запрессовки
рекомендуется не менее двух часов.
После распрессовки детали выдерживают до их обработки около двух суток. Это дает
возможность деталям принять определенную форму, испариться всей влаге, затвердеть
клею.
Казеиновый клей при склейке наносят на обе поверхности и выдержка до запрессовки для
открытых поверхностей допускается до 6 мин, для закрытых — до 20 мин. Температура клея
20—25°С. Величина давления — от 0,5 до 1,2 МПа. Выдержка под прессом — от 2 до 8 ч,
выдержка после распрессовки — от 12 до 24 ч, в зависимости от величины деталей.
К качеству подготовки и к влажности древесины предъявляются такие же требования, что и
при склеивании глютиновыми клеями При необходимости казеиновым клеем можно
склеивать древесину повышенной влажности.
На древесине, богатой дубильными веществами (дуб, каштан, красное дерево), от клея
остаются синие или темные пятна.
Казеиновый клей превосходит мездровый водостойкостью, прочностью склеивания,
простотой приготовления. Он малотребователен к температурным условиям и режиму
склеивания. Эти преимущества обеспечили казеиновому клею широкое применение в
столярных работах, но в настоящее время казеиновые клеи на производстве вытеснены
высококачественными синтетическими клеями.
Причины брака при склеивании:
плохая подготовка склеиваемых поверхностей, повреждение и формоизменяемость и
загрязнение их; неправильное приготовление клея; чрезмерное, недостаточное или
неравномерное нанесение клея; применение давления, не соответствующего густоте клея и
строению древесины;
пониженная температура клея или окружающего воздуха;
несоблюдение сроков открытой и закрытой выдержки в зажиме (запрессовке) и после
запрессовки;
неправильное использование оборудования и приспособлений для запрессовки,
недостаточная чистота помещения и небрежность в работе.
Глютиновые клеи во время работы нужно держать в обогреваемых клеянках с двойными
стенками, казеиновый клей в фарфоровой посуде или деревянной таре. Смоляные клеи
держат в эмалированной посуде, лучше в прохладном месте.
После работы клеянки, клеевую посуду и кисти надо мыть горячей водой без мыла. Для
удаления остатков смоляного клея посуду нагревают до 80°С, и засохший клей от
постукивания по стенкам слетает. Кисти с глютиновыми и казеиновыми клеями отмывают в
горячей воде.
Смоляные клеи отмывают сначала в растворителе, а затем водой.
2 Сверление древесины

Столярные и плотницкие работы
В столярных работах сверление
применяется для устройства
отверстий под круглые шипы,
шурупы и другие металлические
элементы при соединении деталей,
под пробки при удалении сучков,
под пазы при обработке древесины
стамеской и долотом. Принцип
работы любого сверла состоит в
том, что оно, углубляясь в
древесину, своими режущими
гранями выбирает материал,
образуя отверстие.
Типы сверл и подготовка их к работе
Сверла бывают перовые, центровые, спиральные, винтовые (рис. 1). У сверла различают
хвостовик, собственно стержень, режущую часть и элементы для отвода стружки.
Перовые сверла типа ложечной перки имеют вид удлиненного корытца с острыми краями
(см. рис. 1, а). Служат они для сверления отверстий под нагели диаметром 3…16 мм (при
длине сверла до 170 мм). В процессе сверления перку периодически вынимают из
древесины для удаления стружки. Недостатком перового сверла является отсутствие
направляющего центра. Для сверления отверстий большего диаметра применяют перовые
сверла других конструкций (см. рис. 1, б).
Центровыми сверлами (см. рис. 1, в) сверлят сквозные, но неглубокие отверстия поперек
волокон древесины, так как выход стружки в них затруднен. Работают такие сверла
только в одну сторону и при нажиме сверху. Их диаметр — до 50, длина — до 150 мм.
Спиральные сверла (см. рис. 1, г) более совершенны по своей конструкции. В них
предусмотрен вывод стружки, в результате чего отверстие не забивается при сверлении
стружкой и имеет чистые ровные стенки. Как и центровьнз, эти сверла имеют центр и
подрезатель или же коническую заточку режущей части. Диаметр сверл с конической
заточкой — 2…6 мм (короткая серия) и 5…10 мм (длинная серия), а с центром и
подрезателем — 4…32 мм. Сверла с конической заточкой применяются для сверления
вдоль волокон, с центром и подрезателем — поперек. Спиральные сверла могут
оснащаться пластинками из твердого сплава для обработки особо твердых пород
древесины.
Винтовые сверла (см. рис. 1, д) используют в основном для сверления глубоких отверстий
поперек волокон древесины. После прохождения этим сверлом стенки отверстия
получаются чистые. Диаметр сверл т— до 50, длина — до 1100 мм.
Для сверления отверстий больших диаметров используют пробковые сверла, а для
расширения отверстий под головки шурупов или гаек — зенковки (рис. 2). При сверлении
древесины применяют также сверла для металла, уменьшая их угол заточки.
Сверло должно быть правильно заточено, иначе оно будет рвать, а не резать древесину, а
отверстие забиваться стружкой. При затачивании необходимо сохранять прямолинейность
режущих кромок. Так как режущая головка имеет ограниченный запас металла, сверло
следует затачивать бережно и экономно. Затачивают его на абразивном камне (рис. 4, а)
или вручную тонким квадратным напильником, а доводят специальным оселком. Обычно
угол заточки сверла составляет 12°.
Центровые сверла начинают затачивать с внутренней стороны режущей кромки,
остальные — с наружной. Правильность заточки проверяют шаблоном (рис. 4, б). Концы
боковых резцов должны выступать не менее чем на 3 мм над режущими кромками
горизонтальных резцов. Это дает возможность выступам начать процесс резания раньше,
чем горизонтальные резцы начнут срезать стружку.
От того, как заточено сверло, зависят прежде всего чистота обработки отверстия и
точность сверления. Поперечная режущая кромка должна проходить через ось сверла.
При смещении её от оси сверло уйдет в сторону, в результате чего будут происходить
неравномерный износ режущих кромок и биение сверла, а следовательно, увеличение
диаметра отверстия.
Рис. 1. Сверла для работы с древесиной: а, б
— перовые; в — центровое; г — спиральное; д Рис. 2. Пробковое сверло (а) и зенковка (б).
— винтовое.
Рис. 3. Приспособление для сверления
отверстий большого диаметра: 1 — патрон
дрели; 2 — металлические тяги; 3 —
деревянный круг; 4 — полотно пилы; 5 —
центрирующее сверло.
Рис. 4. Затачивание сверла на точиле (а) и
проверка правильности заточки по шаблону (б).
Рис. 5. Ручная винтовая сверлилка (а) и
коловорот (б): 1 — нажимная головка; 2 —
ручка; 3 — стальной стержень с резьбой; 4 —
зажимной патрон; 5 — кольцо,
переключатель; 6 — храповой механизм.
Рис. 6. Дополнительный инструмент для
сверления: а — бурав; б — буравчик; в —
ложечный бурав.
Для высверливания в массиве большого количества одинаковых отверстий необходимо
иметь в запасе несколько сверл одного и того же диаметра. Периодическая смена сверл
увеличит их срок службы.
Ручное сверление древесины. Древесину сверлят при помощи сверлилки и коловорота.
Для закрепления в них сверл используют зажимные патроны различных конструкций.
Ручная винтовая сверлилка (рис. 5, а) служит в основном для высверливания отверстий
диаметром до 5 мм. На ее стержне имеется винтовая резьба для передвижения ручки.
Усилие от руки, сжимающей ручку, передается стержню, и ок начинает вращаться. Вторая
рука оказывает воздействие на нажимную головку. От совмещения этих двух усилий и
происходит внедрение сверла в древесину, т. е. процесс резания.
У коловорота (рис. 5, б) процесс резания происходит от усилия, которое рука
работающего создает при вращении коленчатого стержня коловорота с ручкой
посередине. Снизу стержня находится патрон с трещоткой, дающей возможность
устанавливать вращение вправо и влево. В коловороте можно крепить сверла диаметром
до 10 мм.
Для сверления отверстий в обязательном порядке размечают их центры. При разметке
учитывают твердость древесины, степень ее раскалываем ости, расположение трещин и
сучков, направление и глубину сверления, наличие гвоздей, металлических скоб и т. д.
Обычно центры отверстий накалывают чертилкой или трехгранным шилом на глубину
диаметра сверла. При сверлении отверстий больших диаметров их центры предварительно
засверливают тонкими сверлами, с тем чтобы сверло не ушло в сторону. Центры глубоких
сквозных отверстий засверливают с обеих сторон; при этом так же (т. е. с двух сторон)
выполняют и сам процесс сверления. Диаметр сверла для засверливания под шурупы
должен быть на 0,5 мм меньше диаметра средней части шурупа. В хрупкой древесине и у
торцов для головок шурупов рекомендуется делать обнижение (зенкование), чтобы при
дальнейших операциях (грунтовании, шпатлевании и окрашивании) головки шурупов
располагались заподлицо с поверхностью детали.
При выполнении сквозных отверстий необходимо на выходе сверла поставить
препятствие (для этого можно использовать кусок дерева), иначе в заготовке неминуемо
образуются сколы или трещины. При сверлении инструмент нельзя поворачивать на себя.
Не рекомендуется работать незаточенными сверлами и сверлами со сколами режущей
части и трещинами. Следует обращать внимание на центровку сверла в патроне, так как от
этого зависит правильность сверления. От сильного биения сверло неизбежно уйдет в
сторону. Правильная заточка сверла позволит избежать приложения излишних усилий и
получения рваной поверхности. Увеличение прилагаемого усилия ведет к порче детали и
поломке сверла, а также создает травмоопасную обстановку.
Для сверления глубоких отверстий в массиве древесины используют бурав (рис. 6, а), а
неглубоких отверстий в древесине твердых пород под шурупы — буравчик (рис. 6, б).
Бурав представляет собой металлический стержень с ушком для ручки вверху и винтовой
поверхностью с направляющим центром — внизу. У буравчика затруднен вывод стружки
из отверстия, поэтому его периодически вынимают из отверстия и очищают от стружки.
Бурав и буравчик не дают той чистоты обработки, какую можно получить при сверлении
сверлами. У мастеров по столярному делу имеются ложечные буравчики (рис. 6, в). По
сути, это те же перки, только с острым наконечником и конусным винтом.
Приём работы буравом следующий: сначала его устанавливают в намеченное место
острием, а затем с определенным усилием прижимают к дереву. Когда наконечник
углубится в дерево, то дальнейший нажим уже не нужен, необходимо только
поворачивать инструмент за ручки. К сожалению, бурав не режет, а рвет древесину, и
иногда от этого в заготовке возникают трещины и расколы, особенно вблизи торца.
Буравы используют для неответственных столярных работ и в плотничном деле.