Станок для изготовления шипов и пазов. Приспособления для фрезерования

Десерты

С давних пор в столярных и плотницких работах применяют соединение шип - паз. Древние зодчие, используя этот способ, умудрялись создавать уникальные деревянные постройки без единого гвоздя или шурупа. И хотя самые разнообразные метизы сейчас вполне доступны, сочленение отдельных частей различных конструкций этим методом не только не утратило своей актуальности, но и находит широкое применение в современных изделиях и материалах.

Принцип соединения и его разновидности

По конструктивному исполнению все соединения шип - паз делают по одному принципу: на одной детали делают выступ, а на второй - углубление. По конфигурации и размерам они в точности совпадают. При плотном сочленении этих двух деталей получается прочный технологический узел. При строительстве домов такое соединение препятствует сдвигу одной части конструкции относительно другой; при изготовлении мебели оно значительно увеличивает площадь, на которую наносят клей, тем самым обеспечивая дополнительную прочность изделия.

По геометрической форме выступа и углубления такие стыковки делят на два основных вида:

прямоугольного сечения (иногда со скругленными ребрами шипов и пазов);

в виде трапеции (еще ее называют «ласточкин хвост»).

По количеству шипов и углублений, которые необходимо сделать для одного сочленения деталей, эти соединения подразделяют на:

одношиповые;
многошиповые.

Важно! Независимо от количества и геометрической формы выступов и углублений их необходимо делать только параллельно волокнам древесины.

Область применения

Соединение шип - паз нашло применение во многих сферах нашей повседневной жизни. Например, при обустройстве полов помещений по такому принципу стыкуют такие привычные всем покрытия, как ламинат, обычная половая доска, плиты из ДСП, ДВП или МДФ.

Дерево, как один из самых экологически безопасных материалов, применяют для изготовления самой различной мебели (от простой кухонной табуретки до дизайнерского гарнитура для гостиной или столовой), рулонных пластинчатых штор, жалюзи и многого другого. И все эти изделия в основном изготавливают с применением соединения шип - паз.

При строительстве деревянных каркасных построек, домов из бруса, при обустройстве балочно-стропильной конструкции потолка и крыши также не обойтись без обустройства выступов и углублений.

Соединение бруса

Шип - паз в соединении бруса применяют как для обустройства угловых конструкций из дерева, так и для продольного совмещения отдельных кусков. В зависимости от размеров сечения и предполагаемых нагрузок выбирают геометрию и количество выступов и проушин. Например, при строительстве деревянных домов в основном используют одношиповое соединение. А для увеличения длины брусков небольшого сечения с использованием клея применяют многошиповой способ.

Соединение досок

Практически всем владельцам загородной недвижимости давно полюбился такой материал, как вагонка, в результате использования которого получают абсолютно ровную вертикальную поверхность. Шип - паз соединение досок применяют для обустройства полов, внутренней отделки дома, а также и для внешней обшивки строения (естественно с антисептическим покрытием).

Выступы плотно фиксируют в углублениях соседних досок, что препятствует их смещению относительно друг друга. При обустройстве полов плотное соединение шпунтованных досок между собой препятствует их смещению в вертикальной плоскости (пол получается ровным) и значительно увеличивает теплосберегающие свойства покрытия (щелей между досками просто нет).

Использование ручного электрического фрезера

Обустройство соединений шип - минимизирует трудозатраты и значительно сокращает время на производство столярных работ. Конечно, этот полезный инструмент не поможет при строительстве дома, например, из бруса с сечением 150 х 150 мм, так как фрез такого размера для ручного фрезера нет, да и мощности этого агрегата будет недостаточно для их установки. А вот если вы захотите самостоятельно построить мебель, небольшие или дверные коробки, то такой инструмент просто необходим. В зависимости от размера соединяемых деталей и геометрической конфигурации соединения приобретаете нужную фрезу, а может быть, и две (одну - для пропила паза, другую - для изготовления шипа). Регулировочные приспособления фрезерного инструмента, а также направляющие подшипники (обычно входящие в комплект таких фрез) помогут создать выступы и углубления, точно совпадающие по размерам и форме.

Инструменты и приспособления для самостоятельного изготовления

Если вам необходимо изготовить какое-то штучное деревянное изделие, то экономически невыгодно приобретать дорогостоящий электрический фрезер. Скорее всего, у каждого в хозяйстве найдется необходимый набор инструментов, а если и придется докупить, то совсем немного. К тому же дополнительно приобретенные приспособления в дальнейшем могут пригодиться для производства мелких ремонтных работ (например, починки деревянной мебели). Для того чтобы изготовить соединение шип - паз своими руками с применением только обычного ручного инструмента, вам понадобятся:

ножовка по дереву (с мелкими зубцами);
столярный рейсмус (специальное приспособление для нанесения разметки) или обычный строительный угольник;

линейка и карандаш;
стамеска по дереву.

Самостоятельное изготовление углового соединения

В качестве примера рассмотрим, как сделать соединение шип - паз двух брусков одинакового сечения под прямым углом с помощью подручных инструментов. Допустим, вам надо соединить 60 х 60 мм (они вполне могут подойти для изготовления оконных рам летнего домика).

Толщина выступа при одношиповом соединении (в соответствии с рекомендациями справочников по столярным работам) должна составлять ⅓÷⅜ от толщины бруска (в вашем случае она составит 20 мм). Длина шипа будет равняться толщине бруска (60 мм). Размеры выемки должны соответствовать размерам шипа, с таким расчетом, чтобы он с усилием входил в проушину.

Внимание! Шипы необходимо обустраивать на вертикальных деталях деревянной конструкции, а пазы - на горизонтальных.

Алгоритм выполнения работ довольно прост:

Сначала выполняем разметку будущих выступов и проушин. Если отнесетесь к этому процессу без должного внимания, то изготовленные шипы и пазы могут не совпасть друг с другом по размерам или взаиморасположению. Также есть опасность, что они будут входить друг в друга неплотно. Все это значительно снизит прочность и надежность соединения.
С помощью рейсмуса (или угольника) на расстоянии 60 мм от торца наносим линию на все четыре стороны обоих брусков.
Затем на двух противоположных сторонах и на торце чертим две параллельные линии на расстоянии 20 мм друг от друга.

По линиям разметки ножовкой делаем пропилы торца до поперечной черты, то есть на глубину 60 мм.

На заметку! Чтобы толщина пропила (приблизительно равна величине разводки зубьев режущего полотна ножовки) не повлияла на точность изготовления соединения, устанавливаем лезвие пилы с внешней стороны (при обустройстве шипа) или с внутренней (при изготовлении паза).

На торце бруска с выступом отпиливаем наружные куски древесины.
Стамеской аккуратно выдалбливаем внутреннюю часть углубления.

Вставляем шип в паз и проверяем изготовленное соединение. При необходимости удаляем выступающие дефекты стамеской.

В заключение

Если вам необходимо самостоятельно обустроить шип - паз то лучше всего потренироваться на обрезках брусков.

Если изготовленные выступы и углубления точно совпали, и сочленение отдельных частей получилось прочным, то можно приступать к работам на заготовленном строительном материале. Ну, а если шип слишком свободно входит в паз, или наоборот, то необходимо еще раз проверить правильность разметки, провести еще одну тренировку, и только после этого приступать к осуществлению задуманного проекта.

При изготовлении деревянных изделий плоский шип является самым надежным способом соединения деталей. Сделать шип можно используя ножовку — наградку и стамеску. Но это не лучший вариант. Удобнее делать шипы используя простые электро — инструменты.

Самый подходящий станок для изготовления шипов — это
стационарный фрезер. На фото вы видите способ изготовления
с помощью пилы установленной на валу фрезера. Шип
проходится с двух сторон, так он будет точно по центру.

Шип можно вырезать и в вертикальном положении, для этого
понадобится циркулярка с изменяемой высотой пилы. Для
удерживания заготовки направляющую линейку циркулярки лучше
сделать выше чем длина шипа, например 10-15 см. .

Пойдем по порядку.

1. Делаем заготовку деталей уже в чистом размере. При
разметке к длине деталей надо добавить длину шипов. Например
для дверей обычно делают шипы длиной 55-70 мм. , для столов
или стульев в зависимости от толщины ножки,
ориентировочно 30-40 мм. .

2. С помощью линейки и угольника размечаем плечи шипа со всех
сторон. Затем ножовкой делаем неглубокие пропилы по разметке.
Это будут плечи шипа.

3. Сам шип будем выбирать ручным фрезером, концевой фрезой
«бочонок». Подшипник для фрезы здесь не нужен. Для удобства
и точности работы устанавливаем дополнительную опору для фрезера.
Это такая же по толщине деталь закрепленная перпендикулярно.
Обе детали крепятся к столу струбцинами.

Про такие шипорезки уже написано достаточно много, так что на оригинальность не претендую. Но штука в мастерской однозначно полезная. Поэтому собрав себе шипорезку для прямого ящичного шипа решил рассказать о ней в своем блоге.

Такие шипорезки обычно делают на основе фрезерного стола или циркулярной пилы. Но, конечно, возможны и варианты - в зависимости от выдумки мастера - на ленточной пиле, лобзиковом станке, да хоть на бензопиле!
Я не стал оригинальным и сделал приспособление для вырезания прямого ящичного шипа для своего фрезерного стола (подробнее о нем тут: ).
Иногда используют подшипники и разные направляющие для облегчения скольжения, но я решил обойтись без них. Единственное условие - противоположные кромки у стола должны быть параллельны. Для этого можно пройтись по ним фрезером с упором на другую кромку.

Первым делом нужно вырезать из фанеры основу будущей шипорезки. Размеры этой основы зависят от самого стола - она должна быть шире стола на ширину боковых упоров. Я брал упоры примерно 4 см. Длина упоров должна быть такая же или чуть меньше ширины стола - тогда их не будет клинить. Все детали шипорезки клеил столярным клеем и фиксировал саморезами - возможно, избыточно, но мне так захотелось.

Все головки саморезов утоплены.

Чтобы подобрать правильное положение второго упора кладем заготовку с установленным первым упором на стол, уперев его (первый упор) в кромку стола, наносим на второй упор клей...

И проложив между вторым упором и кромкой лист бумаги фиксируем его (второй упор) в этом положении струбцинами. Зазор, который остается благодаря бумаге будет идеален для того, чтобы шипорезка свободно перемещалась вдоль кромок стола и при этом не болталась.

Из чисто эстетических соображений обрезаем кромку, чтобы упоры были вровень с основной деталью.

Каретка для нашей шипорезки готова

Далее на этой каретке будет установлен упор, который можно будет регулировать и который всегда должен быть перпендикулярен направлению движения каретки. Для того, чтобы каждый раз не проверять эту перпендикулярность сделал на краю каретки уступ с правильными углами.

На этот же уступ с помощью болта М8 установил ручку от регулировочного механизма офисного кресла.

Ручка находится точно посередине между упорами - это еще одна степень защиты от заклинивания каретки. Ручка достаточно ухватистая и надежная. А еще она задает безопасное положение для правой руки. Пользоваться ей удобно.

Упор фиксируется двумя болтами М10 с утопленными головками и гайками-барашками. Упор может двигаться вдоль выступа с ручкой в обе стороны.

Важно, чтобы плоскость упора была перпендикулярна плоскости каретки.

Каретка сделана из фанеры ФСФ 18 мм. Уверен, многие сейчас поперхнулись - куда такая толщина, это же монстр какой-то! Ну, да, можно было сделать тоньше, но мне нравятся вещи с избыточной прочностью, где это возможно. Вот такая у меня фишка.
Поэтому фрезу пришлось покупать специальную. Все характеристики и артикулы видны на фотографии.

В получившийся в упоре желоб вставляем штифт. Я сделал его из текстолита толщиной 6 мм.

Устройство готово. Конструкция достаточно простая, дольше рассказывал, чем делал))

Первый запуск показал, что в целом устройство работает, но требует настройки

Тщательной настройки требуют высота фрезы и ширина шипа. Через некоторое время стало получаться.

Детали удобнее обрабатывать пакетами - минимум по две. При этом наружным деталям приходится не сладко - прямая фреза нещадно вырывает из них не просто отдельные волокна, а целые слои. Поэтому детали надо обрабатывать, обкладывая их с двух сторон ненужными брусками.

Посмотрите что произошло с деталями, которые были внешними в пакете. Я уж не знаю как в журналах и в видеороликах умудряются обрабатывать детали по одной. Можно использовать спиральные фрезы - может быть, это решит проблему, но обычно они в разы дороже прямых.

Поэтому просто обкладываем обрабатываемые детали с двух сторон и получаем отличный результат. Тут еще надо не упускать из внимания какой стороной и в какой последовательности обрабатывать детали, чтобы они потом сложились в изделие.

В общем, результат не плохой. Это были тестовые бруски, но раз уж получилось неплохо, то решил довести дело до конца и сделать ящичек.

Вырезал на циркулярной пиле дно ящика

И тут вылез еще один нюанс - для зашлифовывания выступающих шипов приспособление для нарезания прямого ящичного шипа должно комплектоваться ленточной шлифовальной машиной или тарельчатым шлифовальным станком или еще чем-то в этом роде. Эксцентриковая шлифмашина не справляется, заваливая края. В остальном я доволен приобретением - работает как надо.

Согласитесь, весьма проблематично быстро и качественно нарезать идеальный круглый шип на торцах деревянных заготовок круглого сечения. Ну конечно если вы не счастливый обладатель шипорезного станка с ЧПУ. Для тех, чей цех или мастерская не так богато «упакована» предлагаем изящный способ решения этой задачи. Сделайте простой и надежный кондуктор из подручных материалов за 15 минут

1. Заготовка

Вам понадобится небольшой брусок из древесины или МДФ. Примерные размеры - сечение 4х4 см, длина около 10 см. Впрочем, все зависит от диаметра предполагаемого шипа и размера заготовки.

2. Отверстие под заготовку

Просверлите отверстие в бруске диаметр которого будет равен диаметру вашей круглой заготовки. Если отверстие получится с небольшим припуском, то будет совсем хорошо.

Небольшой припуск не помешает. В дальнейшем это облегчит нарезание шипа. Но не переусердствуйте, иначе может получиться люфт

3. Ограничитель

Для того что бы заготовка не проваливалась при обработке потребуется установить ограничитель. Для этого вырежьте из ДВП или тонкого МДФ пластину размером равным основанию вашего бруска. Вы конечно, можете приклеить основание к бруску столярным клеем, но имеет смысл поступить проще - соедините эти две детали на двухстороннюю клейкую ленту.

4. Настраиваем фрезер

Теперь настройте свой фрезер для нарезания шипа. Используйте прямую фрезу. Установите высоту вашего шипа, не забудьте компенсировать толщину ограничителя.

5. Настройте упор

Настройте упор фрезера таким образом, чтобы центр фрезы совпадал с центром отверстия в кондукторе

6. Фрезеруем паз

На этом этапе отфрезеруйте в заготовке кондуктора паз. Лучше это выполнить в 2-3 прохода. На упоре вы можете поставить отметку для того, что бы каждый проход оканчивался в одном и том же месте, а именно в центре отверстия.

Кондуктор готов!

7. Закрепите кондуктор

Вам следует надежно прикрепить получившийся кондуктор к упору фрезерного станка. Проще всего это сделать струбциной. Настройте вылет фрезы на диаметр вашего будущего круглого шипа.

Зная, как сделать шип-паз ручным фрезером, можно даже в домашних условиях изготавливать не только красивую, но и надежную мебель, но и различные конструкции из древесины, характеризующиеся отличной несущей способностью. По системе «шип-паз» соединяются не только элементы различной мебели (столов, стульев и полок), но и каркасы малоэтажных домов, испытывающие в процессе эксплуатации значительные нагрузки.

Для того чтобы ручным фрезером сделать шип на деревянном брусе, необходимо обеспечить несколько условий:

надежно зафиксировать заготовку и правильно сориентировать ее по отношению к направляющей подошве фрезера;
выставить высоту рабочей части фрезы таким образом, чтобы инструмент снимал с поверхности обрабатываемой заготовки слой материала требуемой толщины.

Даже используя при выполнении такой обработки простейшее шипорезное приспособление для фрезера, можно не только повысить ее производительность и качество результата, но и сделать технологический процесс более безопасным. Особенно актуально использование такого приспособления, которое можно изготовить и своими руками, в тех случаях, когда мебель производят не в единичных экземплярах, а сериями (при этом мастеру приходится выполнять большое количество подобных операций как с однотипными, так и с имеющими различные формы и размеры деревянными деталями).

Используемые инструменты

Создание шипов и пазов, при помощи которых будет обеспечиваться соединение двух деревянных заготовок, предполагает, что на боковой поверхности бруса или доски ручным фрезером делается выборка материала. При этом должны быть строго выдержаны все геометрические параметры элементов будущего соединения.

Для выполнения этой операции ручным фрезером можно использовать инструменты с хвостовиками диаметром как 8, так и 12 мм. Наиболее универсальной в этом случае является пазовая фреза, режущая часть которой работает следующим образом:

боковая поверхность формирует стенки паза и боковые стороны шипа;
торцевая сторона обрабатывает дно паза и снимает слой материала требуемой толщины с основания шипа.

Таким образом, используя инструмент данного типа, можно сформировать на боковой поверхности бруса или доски как шип, так и паз. При этом их размеры можно регулировать в достаточно широких пределах.

В тех случаях, когда к надежности соединения деревянных деталей предъявляются более высокие требования, пазы и шипы делают не прямоугольной формы, а формы, которая называется «ласточкин хвост». Пазы и шипы такой конфигурации создаются с помощью фрез «ласточкин хвост». Выполнить процедуру формирования пазов и шипов такой формы ручным фрезером также возможно, но для этих целей следует использовать приспособления другой конструкции.

Выборка «ласточкиного хвоста» с помощью шаблона

Чтобы вопрос о том, как сделать паз в доске и брусе или шип на их боковой поверхности, не вызывал особых затруднений, лучше использовать электроинструмент, оснащенный удобными боковыми рукоятками, широкой направляющей подошвой и опцией защиты шпинделя от проворачивания в процессе замены фрезы. Кроме того, желательно, чтобы в таком оборудовании присутствовал боковой стопор, за счет которого вылет используемой с ним в комплекте фрезы всегда будет оставаться постоянным.

Как изготовить приспособление для выборки шипа

При формировании шипов на деревянных заготовках ручным фрезером он никак не фиксируется в пространстве и подводится к обрабатываемой детали вручную. Именно поэтому очень важно, чтобы при использовании электроинструмента обрабатываемая деталь находилась в приспособлении, которое сможет обеспечить не только ее надежную фиксацию, но и точность формируемых на ее поверхности шипов.

Конструкцию простейшего устройства, которое в состоянии справиться с такими задачами, составляют:

несколько неподвижных направляющих (нижние, верхние, боковые);
подвижная планка, за счет которой можно регулировать длину выборки.

Изготавливается такое устройство, размеры составляющих которого подбираются индивидуально, в следующей последовательности:

По краям листа фанеры фиксируются одинаковые по высоте боковые вертикальные элементы, в центральной части которых сделаны вырезы.
На боковых элементах устанавливаются направляющие, по которым будет перемещаться подошва ручного фрезера.
Чтобы ограничить ход ручного фрезера по верхним направляющим, на них следует зафиксировать боковые планки.
На листе фанеры, играющем роль основания устройства, необходимо установить подвижный элемент, при помощи которого будет регулироваться величина вылета края обрабатываемой заготовки. Для фиксации можно использовать обычный винт с барашком или любой другой подходящий крепеж.

При изготовлении приспособления предложенной конструкции надо учитывать следующие моменты:

Высота верхних направляющих должна соответствовать сумме толщины обрабатываемой детали и величины небольшого зазора, который необходим для установки фиксирующего клина.
Вырезы в боковых вертикальных элементах выполняются такой ширины, чтобы она учитывала длину формируемого шипа.

Работать с использованием приспособления предложенной конструкции можно ручным фрезером практически любой современной модели, в опциях которого предусмотрена возможность регулировки скорости резания, величины подачи и вылета рабочей части применяемого инструмента.

Для создания на боковой поверхности бруса или доски шипа «ласточкин хвост» используется устройство, изготавливаемое следующим образом.

В листе многослойной фанеры выполняется отверстие, из которого будет выступать режущая часть фрезы «ласточкин хвост».
С нижней части подготовленного фанерного листа фиксируется ручной фрезер. Для этого можно применять хомуты, саморезы или любые другие крепежи.
На поверхности фанерного листа, по которому будет перемещаться обрабатываемая заготовка, закрепляется доска толщиной 2,5 см. Она будет выполнять роль направляющего элемента. Такая доска является расходным материалом и используется один раз с фрезой определенного диаметра.

Такое устройство можно установить между двумя стульями или использовать для его размещения более удобную и надежную конструкцию.

Создание шипов на брусках и досках

Применяя фрезы для сращивания древесины для ручного фрезера и вышеописанное приспособление, обработку выполняют в следующей последовательности.

Деталь, которую предстоит обработать, размещается на нижней опорной плоскости.
Тот край детали, на котором будет формироваться шип, помещается в вырез верхних направляющих и продвигается в нем до упора в подвижный элемент приспособления.
Подвижный элемент фиксируется в требуемом положении.
Используя клиновой элемент, верхнюю плоскость детали прижимают к верхним направляющим.
На верхние направляющие помещается ручной фрезер.
Дерево при помощи установленного на фрезер инструмента сначала снимается с одной стороны формируемого шипа.
После обработки одной стороны заготовку переворачивают и выполняют формирование второй стороны шипа.

Даже такое несложное по конструкции устройство позволяет обрабатывать при помощи ручных фрез соединения «шип-паз» с высокой точностью и производительностью.

Перед началом работы такое приспособление необходимо настроить. Это можно сделать по следующему алгоритму.

Установленный в ручной фрезер инструмент опускается до его соприкосновения с поверхностью фанеры-основания.
Измеряется толщина детали.
Толщина заготовки делится на 4. Результат и будет расстоянием, на которое необходимо поднять фрезу над поверхностью основания.