Каркасный дом своими руками: как вырезать гнезда и шипы в брусе

Поделиться ссылкой
Копировать ссылку
izdatelstvo_AST izdatelstvo_AST
Этот фрагмент книги Уилла Бимера «Каркасные дома своими руками» посвящен вопросам резки, а разберем мы их на примере вырезания гнезда для шипового соединения (о типах соединений вы можете прочитать в статье Строим дом: что такое брусовый каркас, а о разметке – в статье Каркасный дом своими руками: разметка соединения бруса шипом в гнездо).  



Конструкции соединений происходят из понимания анизотропной — неоднородной — природы древесины. Из этого же исходят и при вырезании соединений: направление волокон древесины определяет то, как можно наиболее эффективно ее резать и формировать, и как она будет выдерживать приложенные к ней нагрузки.

На стадии разметки вы выбираете место для соединений так, чтобы максимально исключить сучки и другие пороки; это намного упростит резку, поскольку вы будете иметь дело с понятной и предсказуемой структурой волокна.

Правильный порядок работы пилой, дрелью и стамеской обычно заключается в первоначальном перерезывании длинных древесных волокон на определенную глубину (поперечное пиление или сверление), что после этого позволяет легко разделять (разрезать) материал параллельно волокнам, тем самым убирать большой объем древесины на эту глубину. Эта техника одинакова и для гнезд, и для шипов.

Поперечное пиление
Поперечное пиление

Для соединений, где пропилы должны быть менее глубокими и более точными, я предпочитаю пилу японского типа с мелким зубом (18 или больше на дюйм). Эти пилы режут на тянущем движении, что позволяет делать их полотно тоньше. У ручных пил могут быть зубья с профилем для продольного или поперечного сечения. У продольных пил зубья заточены строго поперек зуба и применяются для пиления вдоль волокон, а поперечные зубья заточены под углом попеременно с одной и с другой стороны и лучше всего подходят для пиления поперек волокон.

Сверху вниз: поперечная пила западного типа, поперечная пила японского типа, японская пила Риоба (Ryoba), у которой с одной стороны полотна зубья продольные, а с другой - поперечные
Сверху вниз: поперечная пила западного типа, поперечная пила японского типа, японская пила Риоба (Ryoba), у которой с одной стороны полотна зубья продольные, а с другой – поперечные

Вырезание гнезда

При вырезании гнезда «пилите, чертите и сверлите его». Сначала пропилите, если он есть, заплечик заглубления гнезда, затем прочертите глубокие риски граней гнезда, прежде чем его высверливать. Это предупредит вырыв древесины «гуляющим» сверлом на видимых местах. Просверлите оконечные отверстия гнезда, прежде чем высверливать материал между ними и удалять отход стамеской. Если гнездо близко к торцу бруса, то, чтобы не расколоть торец, полностью закончите гнездо и только после этого обрезайте брус по длине.

1. Вырежьте заплечик заглубления. Этот первый шаг важен тем, что он определяет аккуратное и чистое соединение элементов. Затем можно использовать сверлильный станок и другие инструменты, не беспокоясь уйти в сторону от линии соединения, так как его хорошо видно и волокна уже перерезаны. Пилой с мелкими зубьями аккуратно пропилите по размеру заглубления в брусе; лучше даже сначала прорезать ножом черту по карандашной линии, чтобы сделать пропил еще чище.



Готовое гнездо в заглублении лежня (слева) начинают делать с выпиливания заплечика заглубления (справа).
Готовое гнездо в заглублении лежня (слева) начинают делать с выпиливания заплечика заглубления (справа).

Совет: прорежьте или прочертите линию заплечика перед высверливанием гнезда, с тем чтобы сверло не вырывало древесные волокна за линией разметки. Полностью завершите вырезание гнезда, прежде чем вырезать заглубление под него, чтобы иметь хорошую базовую поверхность для откладывания глубины.

2. Разметьте надрезом грани гнезда. Работайте по периметру стамеской и киянкой. Это поможет направлять сверло.

3. Вырежьте гнездо. Отрегулируйте сверлильный станок или цепной долбежник, обращая внимание на перпендикулярность к базовой поверхности. Иногда это потребует сделать подложки под машину, если вы расположились на небазовой поверхности. Если вы используете электродрель, то вам может понадобиться помощник, чтобы держать угольник, по которому выравнивать дрель; вы используете тот же метод, что при сверлении нагельных отверстий. Здесь становится важным выровнять ваш брус на козлах по горизонтали, что дополнит естественную тенденцию сверлить вертикально. Если брус точно горизонтален, то можно приложить к дрели спиртовой уровень для ее выравнивания (некоторые дрели оснащены встроенным уровнем).

Слева: разметка граней гнезд стамеской и киянкой. В центре: регулировка инструмента. Справа: вырезание концевых отверстий
Слева: разметка граней гнезд стамеской и киянкой. В центре: регулировка инструмента. Справа: вырезание концевых отверстий

Сначала просверлите концевые отверстия, выставив глубину изолентой на сверле (если дрель портативная). При использовании сверлильного станка или долбежника нужно опустить сверло до поверхности и выставить ограничитель глубины, не забыв добавить длину центровочного кончика или изгиб шины цепи, чтобы получить полный диаметр на нужной глубине. Потребуется добавить и глубину заглубления к номинальной глубине гнезда, чтобы определить реальное значение глубины, которое нужно выставить на инструменте.

Не забывайте, что заглубления не обязательно имеют глубину 13 мм (½ дюйма); они зависят от того, насколько брус больше или меньше «идеала». Например, если этот брус лежня имеет ширину 216 мм (8 ½ дюйма) вместо номинального размера 203 мм (8 дюймов), то заглубление будет отстоять от базовой поверхности на 191 мм (7 ½ дюйма), поэтому глубина заглубления составит 19 мм (¾ дюйма), если мерять от внутренней (небазовой) поверхности. Таким образом, гнездо будет вырезаться на глубину 146 мм (5 ¾ дюйма) (немного больше тоже подойдет, но не меньше). Просверлите отверстия между конечными отверстиями, но без перекрытия отверстий, так как это может уводить сверло. Однако можно делать отверстия и с перекрытием, если вы используете долбежник. Из-за изгиба цепи, возможно, лучше добавить к глубине 13–19 мм (½–¾ дюйма), чтобы не пришлось подчищать дно.

4. Подчистите гнезда. Если не пользуетесь долбежником, то потребуется подрезать только что просверленные отверстия, так как сверло круглое, а ваша цель в получении прямоугольного отверстия. Удаляйте оставшийся материал стамеской; при этом обязательно подрезайте волокна поперек, прежде чем резать вдоль волокон. С помощью киянки направляйте стамеску до конца гнезда (повернув скос стамески внутрь гнезда). Затем отложите киянку и, используя силу рук и вес верхней части тела, подрезайте грани гнезда. Попеременно подрезайте торцы и грани, пока не дойдете до дна.

Слева: направляем стамеску до конца гнезда с помощью киянки. Справа: подрезаем грани гнезда, используя силу рук и вес верхней части тела
Слева: направляем стамеску до конца гнезда с помощью киянки. Справа: подрезаем грани гнезда, используя силу рук и вес верхней части тела

Важно: по мере резания будьте внимательны — сохраняйте перпендикулярность несущих поверхностей гнезда и заглубления относительно поверхности; в случае гнезда на длинном лежне несущей поверхностью является дно, на котором располагается шип короткого лежня. Другие стороны могут чуть отклоняться (не более 3 мм — 1/8 дюйма).

5. Проверьте перпендикулярность и глубину универсальным угольником, а также ширину гнезда соответствующим полотном плотничного угольника. Убедитесь, что грани гнезда параллельны базовой стороне; для этого можно совместно использовать универсальный и плотничный угольник. Сначала вырезается и подравнивается гнездо, а заглубление – потом, так как вам нужна хорошая поверхность, относительно которой проверять его глубину и прямоугольность, а также на которую опирать режущий инструмент. 

Слева: универсальным угольником проверяем перпендикулярность, глубину и ширину гнезда. Справа: обрезаем конец бруса и чертим линию заглубления по торцу
Слева: универсальным угольником проверяем перпендикулярность, глубину и ширину гнезда. Справа: обрезаем конец бруса и чертим линию заглубления по торцу

Если гнездо располагается на конце бруса, как в нашем угловом соединении лежней, сначала полностью закончите гнездо, прежде чем отрезать конец бруса по длине и делать заглубление. Это позволит вам вырезать гнездо, уменьшив риск расколоть торец.

6. Обрежьте конец бруса и прочертите линию заглубления по торцу.

7. Сделайте пропил и вырежьте заглубление стамеской до окончательной глубины.

Слева: делаем пропил. Справа: вырезаем заглубление стамеской
Слева: делаем пропил. Справа: вырезаем заглубление стамеской

Внутреннюю часть поверхности заглубления можно немного заглубить (примерно на 3 мм — 1/8 дюйма), с тем чтобы заплечики детали с шипом плотно прилегали к линии заглубления (7d). Это делается также и потому, что, когда сырой сердцевинный материал бруса дает тангенциальную усушку, то наружная часть дает наибольшую усадку, и грань заглубления будет стремиться немного «вспучиться».

Вырезав заглубление (слева), заглубляем верхнюю часть его поверхности (справа), чтобы заплечики детали с шипом прилегали плотнее
Вырезав заглубление (слева), заглубляем верхнюю часть его поверхности (справа), чтобы заплечики детали с шипом прилегали плотнее

8. Просверлите отверстия для нагелей. Нагельные отверстия сверлятся точно по центровой метке и насквозь; отверстие в шипе будет иметь сдвиг для стяжки соединения. Будьте осторожны, не вырвите материал при выходе сверла из противоположной стороны бруса. Вы сами или ваш помощник можете проследить, как направляющий кончик сверла выходит из материала; часто это можно почувствовать или услышать. Для сохранения перпендикулярности сверла к базовой поверхности используйте универсальный угольник или другую направляющую. Хорошо помогает также зеркало, так как вы можете видеть любое отклонение и нужно просто наклонить сверло вперед и назад, чтобы выровнять изображение.

Сверлим отверстия для нагелей - точно по центровой метке и насквозь
Сверлим отверстия для нагелей — точно по центровой метке и насквозь

Совет: нагельные отверстия сверлятся полностью насквозь от базовой поверхности; сквозные гнезда высверливаются наполовину с одной стороны и наполовину с другой.

Вырезание шипа

За один раз вырезайте одну сторону шипа. Сначала ножовкой выпиливаете заплечик до линии грани шипа. Это критичная операция, поэтому не торопитесь (нужно стремиться к идеалу).

1. Вырезайте заплечик дисковой пилой или пилой для поперечного пиления. Возможно, вы захотите на всякий случай не допилить до линии грани шипа, а затем срезать излишек стамеской, но резать торцевое волокно трудно, а если вам нужно вырезать сотни заплечиков, то вы вскоре научитесь делать первый рез аккуратно.

Вырезаем заплечик пилой для поперечного пиления
Вырезаем заплечик пилой для поперечного пиления

Пропилы дисковой пилой
Установите глубину пиления дисковой пила на 1,6 мм (1/16 дюйма) выше линии разметки и сделайте несколько пропилов с интервалом примерно 13 мм (1/2 дюйма). Если вы не на базовой стороне, сделайте глубину поменьше, так как она будет меняться, если сторона недостаточно выровненная.

Пропилы дисковой пилой
Пропилы дисковой пилой

2. После выполнения резов заплечиков отколите блок отходного материала по линии шипа. Сначала работайте с гранью шипа, которая ближе к базовой стороне, используя один из трех методов:
  1. Используйте стамеску для откалывания секций отходного материала;
  2. Используйте топор, ножовку или дисковую пилу для нанесения засечек или пропилов, а затем стамеской и киянкой срубайте блоки между засечками/пропилами;
  3. Используйте продольную пилу; это лучший выбор, когда есть сучки или свилеватость.

Я предпочитаю первый метод, когда древесина чистая и прямослойная (запланированная для подготовки). Приставьте стамеску скосом вниз и под наклоном к углу торца отходного материала, который будете удалять. Поскольку вы перерезали древесные волокна у заплечика, то стамеска под ударами киянки отделит брусок отхода от самого реза заплечика. Теперь взгляните, как направлено древесное волокно (слои древесины). Если оно поднимается к заплечику, то можно быть достаточно уверенным, что можно продолжать удалять отход, не врезаясь в сам шип. Если волокна идут вниз, то следует быть более осторожным и сменить направление или работать поперек волокон, либо перейти к строганию стамеской по мере приближения к грани шипа. При удалении больших кусков срезайте каждый раз по половине остающегося отхода; когда расстояние до линии грани приблизится к 3 мм (1/8 дюйма), начинайте строгать стамеской. Держите стамеску соответственно ее желаемому действию: при удалении больших объемов располагайте скос внизу и наносите удары киянкой.

Слева: под ударами киянки стамеска отделит брусок отхода от самого реза заплечика. Справа: если нужно удалить большой объем, скос располагайте внизу и наносите удары киянкой 
Слева: под ударами киянки стамеска отделит брусок отхода от самого реза заплечика. Справа: если нужно удалить большой объем, скос располагайте внизу и наносите удары киянкой 

Скос, находящийся снизу, заставляет стамеску идти вверх при резе и предотвращает ее уход вниз в материал. Но когда подойдет время строгать, подрезать, или выравнивать поверхность, переверните стамеску, чтобы ее плоский низ играл роль направляющей.

Совет: и шип, и гнездо следует формировать вдоль древесных волокон (слоев) соответствующих деталей.

Найти в продаже подходящий инструмент вы можете с помощью маркета. Сравнить цены интернет-магазинов и выбрать стамеску

LUX-TOOLS Стамеска LUX-TOOLS желобчатая 12 мм 529 руб
OBI
LUX-TOOLS Стамеска LUX-TOOLS для древесины 18 мм 249 руб
OBI
LUX-TOOLS Стамеска LUX-TOOLS с пластиковой ручкой 22 мм 259 руб
OBI
LUX-TOOLS Стамеска LUX-TOOLS с пластиковой ручкой для мягкой древесины 10 мм 229 руб
OBI


3. Дойдя до расстояния 3 мм (1/8 дюйма) до боковой линии шипа (проходящей вдоль волокон), углом стамески срежьте скос (фаску) на кромках граней шипа, оставив, как и раньше, половину линии. Такое снятие фаски убирает чуть-чуть материала за раз, что позволяет более точно контролировать формирование идеального периметра шипа. Затем можно подрезать основную часть шипа, не затрагивая обработанные кромки и используя фаски как ориентир глубины. Не подрезайте шип по всей ширине только с одной стороны; так вы можете сделать скол или выров на другом краю и потерять линию разметки грани шипа. Всегда работайте от края к середине. В процессе подрезки держите обе руки позади режущей кромки, держа инструмент за полотно передней рукой и используя ее как упор относительно боковой стороны бруса при направлении стамески, а другой рукой толкайте инструмент за конец ручки. Для получения более тонкой стружки старайтесь делать строгающий рез, поворачивая стамеску передней рукой в процессе толкания задней рукой. Для более агрессивного действия (но менее управляемого) держите обе руки на рукоятке. Не переносите переднюю руку вперед, чтобы удерживать брус — если вы нажимаете так сильно, что брус сдвигается, то, вероятно, требуется заточить стамеску.

Слева: углом стамески срезаем фаску на кромках граней шипа. Справа: подрезание шипа ручным рубанком
Слева: углом стамески срезаем фаску на кромках граней шипа. Справа: подрезание шипа ручным рубанком

Еще о подрезании шипа
Для подрезания шипа кроме стамески можно использовать ручной рубанок (это должен быть зензубель, для того чтобы обработать грань шипа вплотную до заплечика) или широкую плотницкую подрезную стамеску, если это очень большой шип или соединение на ус (в косой стык).

4. Проверьте расстояние от вашего шипа до базовой поверхности с помощью универсального или плотничного угольника; оно должно быть равным 76 мм (3 дюйма) до верхней поверхности лежня (и то же самое для шипов балок пола). Грани всех остальных шипов этого каркаса отстоят от базовой поверхности на 38 мм (1 ½ дюйма) за исключением боковых шипов (шпунтов) на брусьях 102×127 мм (4×5 дюймов) (обвязки стен и стойки дверей).

5. Переверните брус и обрабатывайте противоположную сторону шипа, до тех пор пока шаблон шипа не будет проходить по всему шипу до заплечика.

Слева: с помощью угольника проверяем расстояние от шипа до базовой поверхности. Справа: обрабатываем противоположную сторону шипа до нужного результата
Слева: с помощью угольника проверяем расстояние от шипа до базовой поверхности. Справа: обрабатываем противоположную сторону шипа до нужного результата

6. Разметьте и вырежьте сужение. Поскольку шип короткого лежня идет в небазовую сторону длинного лежня, его следует заузить до 191 мм (7 ½ дюйма) «внутреннего идеального бруса». Это сужение вырезается с внутренней (небазовой) стороны короткого лежня.

С помощью универсального угольника отмерьте 191 мм (7 ½ дюйма) от базовой пласти и проведите линию на грани шипа и заплечике.

Отмеряем 191 мм от базовой пласти и проводим линию 
Отмеряем 191 мм от базовой пласти и проводим линию 

Продолжите сужение достаточно далеко, чтобы не было взаимных помех с заглублением самого широкого присоединяемого бруса. Хотя эти заглубления обычно имеют глубину 13 мм (½ дюйма), они могут достигать 19 и даже 25 мм (¾ и 1 дюйма) в зависимости от того, какие отклонения делал ваш распиловщик. На всякий случай, мы обычно делаем такие сужения на всех деталях с шипом до расстояния 38 мм (1 ½ дюйма) от заплечика.

Выходя за пределы 38 мм (1 ½ дюйма), сделайте не прямоугольную ступеньку, а скос 45° к поверхности бруса. Этот переход можно сделать и плавным изгибом с помощью тесла и стружка. Перенесите эти линии на противоположную сторону шипа. Продольной пилой вырежьте сужение, а затем стамеской срежьте скос 45°.

Слева: вырезаем сужение продольной пилой. Справа: срезаем скос стамеской
Слева: вырезаем сужение продольной пилой. Справа: срезаем скос стамеской

Обратите внимание, что такое сужение имеется только на деталях с шипом, присоединяемых к небазовой плоскости с заглублением, вырезанным до «внутреннего идеального бруса». Например, низ стоек не имеет зауживания, так как он ставится на базовую поверхность (верх лежня), которая и «принадлежит» идеальному брусу. Исключением могут быть обвязки или подкосы, присоединяемые к аналогичным деталям с противоположной стороны. Тогда мы можем врезать конец с шипом в базовую поверхность по эстетическим соображениям для соответствия с другой стороной. 

Идеальная пригонка
Насколько плотным должно быть соединение шипом в гнездо? И гнездо, и шип дадут некоторую усушку, но трудно предсказать на какую величину. Слишком плотная пригонка может дать растрескивание в процессе сборки, установки или акклиматизации материала; слишком свободная будет, скажем, неаккуратной и может образовать ступенчатую поверхность там, где она должна быть ровной. Однако достаточно большой зазор помогает и бывает важным при установке каркаса, когда множество деталей должно соединяться одновременно. Вы должны стремиться к идеальной — скользящей — пригонке, по крайней мере, на последних 3–5 сантиметрах (1–2 дюйма) сборки соединения.

7. Отмерьте и разметьте 50-миллиметровый (2 дюйма) потемок с одной стороны шипа. Вырезайте его продольной пилой, предварительно сделав поперечный пропил у заплечика. Этот шаг требуется только для шипов, которые вставляются в гнездо, расположенное у конца принимающей детали. В нашем случае под этот принцип подпадают только лежни, но если бы у нас не было свеса крыши размером 305 мм (1 фут), мы тоже делали бы потемки там, где стойки соединяются с концами обвязок (продольных балок).

Продольной пилой вырезаем потемок - т.е. снимаем часть шипа по ширине с одной стороны
Продольной пилой вырезаем потемок — т.е. снимаем часть шипа по ширине с одной стороны

8. Сделайте на шипах скосы (за исключением несущей поверхности, которой в данном случае является низ), начиная примерно с половины шипа и уменьшая его толщину и ширину примерно на 3 мм (1/8 дюйма) на концах. Это поможет шипу легче входить в гнездо. На конце снимите маленькую фаску, чтобы снизить риск «задрать» торец при вставлении его в гнездо.

Слева: делаем скосы на шипах. Справа: снимаем маленькую фаску на конце шипа
Слева: делаем скосы на шипах. Справа: снимаем маленькую фаску на конце шипа

Совет: шипы делайте немного (3 мм — 1/8 дюйма) короче номинала — а гнезда чуть глубже — во избежание продавливания дна гнезда.

9. Разметьте и просверлите нагельное отверстие на ближайшей к базовой поверхности грани шипа. Используйте 38-миллиметровое (1 ½ дюйма) плечо плотничного угольника, приложенное к заплечику (9а), убедившись, что заплечик перпендикулярен базовой поверхности. Найдите середину шипа и сделайте метку, затем сместите (для стяжки) эту метку на 3 мм (1/8 дюйма) в сторону заплечика для определения центра сверления (9b).

Слева: прикладываем к заплечику плечо плотничного угольника. Справа: смещаем метку на 3 мм в сторону заплечика
Слева: прикладываем к заплечику плечо плотничного угольника. Справа: смещаем метку на 3 мм в сторону заплечика

Нагельное отверстие в шипе смещено примерно на 3 мм (1/8 дюйма) в сторону заплечика для стяжки соединения при забивании нагеля.

Идеальные стяжные отверстия
Идеальные стяжные отверстия

Совет: почистите вырезанный брус, удалив все карандашные пометки на тех его поверхностях, которые будут на виду, ластиком или рубанком. Пометьте брус на торцевой поверхности и снимите небольшие фаски торцовым рубанком, прежде чем поместить его в штабель «готовые». Эта последняя операция предупредит отщепление кромок при перемещении брусьев.

Текст: У. Бимер
Перевод с английского: Ю. Суслов

Читайте также:




Статья размещена в разделах: , , , , , ,
  комментарии 1 спасибо за статью   в избранное 1676 просмотров
Поделиться ссылкой
Копировать ссылку
Автор статьи:




Пожалуйста, оставьте комментарий

Или через: