Своими руками станок ласточкино хвоста

Ласточкин хвост: теория и практика

Ласточкин хвост — это не только эстетика

Распространено мнение, что сегодня, в эпоху доступного качественного клея и дешевых крепежных изделий, использование ласточкиного хвоста — это больше эстетическая прихоть. Это суждение верно лишь отчасти. Бесспорно, всевозможные варианты этого шипового соединения очень выразительны, свидетельствуют о мастерстве столяра и способны украсить любой проект. Но ласточкин хвост помимо красоты обладает и важными функциональными преимуществами.

Соединение хорошо сопротивляется естественным деформациям древесины, не утрачивая структурной целостности. Благодаря этому качеству его целесообразно использовать в больших деталях, в особенности в изделиях из массива при изготовлении мебели и ящиков.

Используя ласточкин хвост, можно выбирать оптимальную прочность соединения: на это влияет общее количество шипов и угол наклона проушины. Еще одна особенность, которая повышает механическую прочность, — большая площадь склейки.

Анатомия ласточкиного хвоста

Соединение состоит из двух деталей. На конце одной из них вырезаны широкие трапецеидальные «ласточкины хвосты», на другой — узкие ответные шипы. Шип на краю называют половинным или односторонним из-за наличия одного скоса вместо двух.

Схема деталировки ласточкиного хвоста

Что нужно учитывать при проектировании соединения?

При проектировании ласточкиного хвоста учитывают ряд моментов, которые будут влиять как на его прочность, так и на внешний вид.

Интервал между шипами. Расстояние между шипами и их размер определяют прочность соединения.

При равных промежутках (соотношение 1:1) механическая прочность наиболее высокая. Но такую конфигурацию используют редко. Поскольку из-за большего количества элементов изготовление детали занимает соответствующее время. Вероятность допустить ошибки, которые станут причиной неплотной подгонки, также выше. Обычно используют соотношение 2:1 или 3:1. В этих случаях прочность соединения остается такой же высокой.

При сочленении широких деталей по краям делают дополнительные шипы с небольшими промежутками. Такое решение помогает эффективно бороться с короблением древесины.

Угол ласточкиного хвоста — это важный параметр, определяющий механические характеристики соединения. При слишком маленьком угле, замок не будет запираться и крепление превратиться в обычное шиповое соединение. Если угол слишком большой, при сборке зауженная часть «ласточкиного хвоста» может расколоться и шип отпадет.

Для древесины мягких пород угол «ласточкиного хвоста» делают более крутым, так как она в большей степени подвержена смятию и деформациям под воздействием нагрузок. Оптимальное соотношение 1:6. Для древесины твердых пород угол делают менее крутым — 1:8.

Принцип проектирования формы «ласточкиного хвоста» отображен на чертеже.

Как сделать точную разметку?

При изготовлении ласточкиного хвоста своими руками точность разметки имеет первоочередное значение. Для ее нанесения традиционно используют малку и угольник.

Более практичным и удобным приспособлением для этих целей является специальный шаблон. Такие разметчики бывают с разными показателями угла, и рассчитаны для мягких или твердых пород дерева.

Изготовление ласточкиного хвоста своими руками

Чтобы сделать ласточкин хвост вручную понадобится следующий набор инструментов:

ИНСТРУМЕНТЫ

разметочный рейсмус;
малка или специальный разметчик;
столярный угольник;
обушковая пила;
столярная стамеска и киянка;
разметочный нож или карандаш.

Выпиливание соединения начинают с подготовки детали с шипами. Это важно, так как она будет использоваться для нанесения разметки «ласточкиных хвостов». Чтобы не запутаться в ориентации, на деталях делают временную маркировку, отмечая передние и задние стороны, верхние и нижние кромки.

Создание разметки шипов

Размечаем рейсмусом линию заплечиков на всех четырех гранях. Определившись с количеством шипов, с помощью специального шаблона наносим разметку вначале на торце, а затем на пласти детали. Для удобства последующих работ отмечаем участки, которые будут удалены.

Эту же процедуру можно выполнить при помощи малки и столярного угольника.

Обушковой пилой делаем ровные пропилы до линии заплечиков, отмеченной рейсмусом. Полотно удерживаем строго перпендикулярно торцу; пилим равномерными движениями без рывков. Чтобы пилу не уводило в сторону в качестве импровизированной направляющей можно использовать небольшой столярный угольник.

Удаление отходной части

Отход между шипами может быть удален двумя способами:

Первый — с помощью лобзика. В этом случае удаляют основную часть отхода, а небольшие остатки аккуратно подрезают и зачищают стамеской.

Выбрать отход не намного сложнее, используя одну стамеску. Зафиксировав деталь на верстаке, послойно снимаем древесину, как показано на схеме.

Разметка «ласточкиных хвостов»

Деталь с шипами используем как шаблон для разметки «ласточкиных хвостов».Совместив торец первой детали с линией заплечиков, наносим разметку «ласточкиных хвостов» как показано на фото. Для удобства заштриховываем секции отхода.

Выпиливание «ласточкиных хвостов»

Обушковой пилой делаем пропилы. Заготовку зажимаем в тисках под углом, таким образом, чтобы линии разметки были не под наклоном, а вертикальными. Это повысит удобство работы и позволит сделать пропил более точно.

Пропил делаем не строго по линии разметки, а рядом с ней, так чтобы создать небольшой запас для последующей подрезки соединения. Пилим плавно, без рывков, останавливаемся на линии заплечика.

Сделав все пропилы, стамеской убираем отход между «ласточкиными хвостами». Этот процесс аналогичен зачистке шипов, за исключением того, что перед мастером стоит задача аккуратно и ровно подрезать оставленный припуск.

Выпиливаем плечики. Отпиливаем отход с небольшим припуском, затем подрезаем его стамеской до линии разметки.

Сухая сборка и подгонка соединения

Перед склеиванием проводят сухую сборку, чтобы проверить плотность подгонки. Вставляем деталь с шипами в ласточкины хвосты и аккуратно подбиваем киянкой. Чтобы избежать поломки шипов и хвостов, закройте соединение обрезком деревяшки, которая распределит удары.

Шипы и хвосты должны плотно прилегать друг к другу. В правильном соединении для сборки достаточно легкого постукивания киянкой. Если соединение слишком плотное, детали разбирают, определяют проблемное утолщение и очень аккуратно подрезают стамеской.

Склейка ласточкиного хвоста

Клей наносят тонким слоем на все контактные поверхности обеих деталей ящичного соединения. Собранную конструкцию стягивают струбцинами. Для распределения давления по всей площади соединения под губки струбцин подкладывают деревянные блоки.

Больше о тонкостях этого процесса вы можете узнать из наших материалов, посвященных выбору клея и правилам столярной склейки.

Как сделать ласточкин хвост фрезером

Для массового производства деталей с таким замком целесообразно использовать механизированные методы. Наиболее оптимальным вариантом в этом случае является применение специальных шаблонов, в которых одна сторона предназначена для фрезерования «ласточкиных хвостов», вторая — для создания шипов.

Шаблоны для ласточкиного хвоста предусматривают использование двух разных фрез. Первая — это конусная фреза для вырезания трапециевидных «ласточкиных хвостов». Вторая — прямая фреза по дереву для создания шипов.

Деталь с «хвостами» позиционируем таким образом, чтобы ее край располагался строго по центру слота. Вторую деталь (с шипами) устанавливаем заподлицо с обратной стороны. Для точной подгонки двух заготовок используем столярный угольник.

Собранную конструкцию фиксируем в горизонтальном положении, зажав струбцинами или в тисках.

Фрезерование «ласточкиных хвостов»

Для удобства карандашом отмечаем отходную часть. Устанавливаем нужный вылет конусной фрезы и вырезаем промежутки между ласточкиными хвостами.

Фрезерование детали с шипами

На соответствующей стороне шаблона прямой фрезой вырезаем шипы по всей длине детали.

Срезание лишних шипов. Отпускаем струбцины и сдвигаем шаблон так, чтобы каждый шип находился по центру слота.

Отмечаем лишние элементы и срезаем их фрезером.

Источник

Как сделать соединение ласточкин хвост фрезером

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.

Ласточкин хвост применяется при изготовлении тары различных размеров (ящиков, коробок, контейнеров).

Изготовление приспособления для выборки шипа

В отличие от профессионального станка, рабочий инструмент не имеет фиксации в пространстве. Его подают на неподвижно закрепленную заготовку двумя руками. Поэтому изготовление приспособления для зажима детали на первом этапе является обоснованной необходимостью. Простейшим приспособлением для этого является конструкция (рис. 2) из неподвижных направляющих (верхние, нижние, боковые), подвижной планки, которой регулируется длина выборки. Для его сборки необходимо выполнить последовательность действий:

закрепить на куске фанеры (по ее краям) боковые вертикальные элементы одинаковой высоты с центральными вырезами;
накрыть их направляющими, по которым будет перемещаться подошва фрезера;
поставить боковые планки, ограничив ход электроинструмента по верхним направляющим;
установить на нижней фанере подвижный элемент, которым регулируется вылет края заготовки, подвергающийся фрезеровке.

Рисунок 3. Схема выборки шипа.

Для фиксации подвижной планки используется стандартный винт с барашком либо специальный крепеж. Размеры всех элементов конструкции подбираются индивидуально:

высота верхних направляющих равна толщине заготовки, в которой изготавливается шип, с учетом небольшого зазора для установки фиксирующего клина;
ширина выреза в вертикальных элементах зависит от длины шипа, создаваемого ручным фрезером.

Читать также: Окучник на мотоблок своими руками чертежи

Для работы на данном приспособлении подходит ручной фрезер любой модификации, производителя, так как в большинстве моделей предусмотрена регулировка скорости резания, подачи, вылета рабочего органа.

Для шипа «ласточкин хвост» применяется приспособление с противоположным принципом:

в листе фанеры, расположенным горизонтально, неподвижно фиксируется электроинструмент;
его корпус расположен снизу, фреза выходит с обратной стороны листа в сквозное отверстие;
на рабочем столе крепится брусок из твердой породы древесины (бук, береза, дуб);
на бруске закреплен кусок доски в 2,5 см, являющийся расходным материалом (используется один раз с определенным диаметром фрезы).

Конструктивно фиксация ручного фрезера в листе многослойной фанеры решается несколькими вариантами — хомуты, саморезы. Важно, чтобы крепеж не выступал на рабочую сторону фанеры. Сам лист может крепиться к верстаку, опираться на пару стульев, фиксироваться на нескольких рядах бруса, козлах, лесах.

Типы соединения «ласточкин хвост»

В современных изделиях применяют различные виды соединения. Чтобы определить тип соединения на крепёж ласточкин хвост лучше посмотреть сверху. В этом случае можно отметить следующие типы:

грубые (пазы и зубцы хорошо видны и точно демонстрируют систему крепления);
скрытые (зубцы не видны, они скрыты корпусом второй детали);
сквозное соединение (шип охватывает всю ширину второй детали);
односторонний шип (в этом случае вырезается только часть, а вторая сторона остаётся неизменной).

Кроме внешней формы они классифицируются по размеру изготовленных пазов и зубьев. В технической документации указывается относительный масштаб. Он объединяет основные размеры отдельных элементов:

интервалы между шипами;
величина шипа;
угол наклона;
количество шипов.

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.

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.

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:

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.
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.
Удаление промежутков. Эту процедуру выполняют двумя способами. В первом случае применяют ручной или электрический лобзик. Во втором используется стамеска и молоток.
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.
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.
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.
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.

Угол наклона боковой поверхности влияет на механические характеристики. Если угол маленький теряется свойство ласточкиного хвоста и конструкция превращается в обыкновенную шиповую. При задании слишком большого угла уменьшается размер основания шипа, что может вызвать его растрескивание и даже излом во время монтажа.

Выбор угла для способа крепления ласточкин хвост со скосом чертёж выполняется с указанием этого параметра.

Описание процесса изготовления

Процесс изготовления зависит от применяемых станков и инструмента. Если изготавливается соединение ласточкин хвост с помощью фрезера, задача сводится к правильной настройке фрезерного станка, выбору необходимого режущего инструмента. Обычно проведением таких работ занимаются профессиональные столяры. Для них заранее подготовлена документация с чертежами, в которых указаны все необходимые размеры и последовательность изготовления.

Для качественного изготовления крепления ласточкин хвост своими руками сначала производят разметку на каждой из деталей. Параметры зубьев и пазов, их количество и расположение выбирается в соответствие с установленными стандартами.

Если нет возможности обратиться к документации, опытные столяры советуют изготавливать отдельные элементы с учётом следующих параметров. Толщина зуба должна быть около одной третьей части всего размера. Длину желательно выбирать равной толщине самой детали.

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.

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.

Источник