Стыковка фанерных деталей с использованием возможностей фрезерных станков с ЧПУ. Часть первая.

Оцените материал
(5 голосов)

Начинаю цикл статей посвященных способам стыковки фанеры с помощью фрезерных станков с ЧПУ. Излагать материал буду своими словами. Если для каких-то вещей есть свои профессиональные названия – просьба по возможности уточнять меня в комментариях. Так же в комментарии можно добавить свои предложения по вариантам и способам стыковки фанеры. Материал для статей собирался с просторов интернета. Будут и мои идеи.

Начну с азов. Для тех, кто впервые сталкивается с разработкой чертежей и изготовлением различных изделий из фанеры с помощью фрезерного ЧПУ. Режущим элементом такого станка является фреза. А она имеет свою толщину. Это означает, что станок не может вырезать прямой угол. Так как сборка деталей предполагает различные варианты вхождения одной детали в паз в другой детале, эту особенность нужно учитывать при создании чертежей. (Конечно, можно после вырезания на станке вручную подрезать углы, но я этот вариант рассматривать не буду.)

Проще говоря, если мы планируем вот такой паз как на рисунке слева, станок сможет вырезать лишь такой паз как на рисунке справа.

Чем это грозит? Тем, что детали при стыковке не встанут на место.
Ниже на картинке слева пазы с прямыми углами, а справа с радиусами.

Есть несколько вариантов решения этой проблемы. Их общая идея сводится к тому, что бы сделать вырез в углах чуть больше. Примерно на радиус используемой фрезы.

Вырезы перпендикулярно пазу:

Как видите, теперь детали «садятся» на свое место. Но есть и минусы: появились видимые отверстия в местах стыковки.

Вырезы вдоль паза:

В некоторых случаях - это оптимальное решение. Так как все дополнительные вырезы/отверстия будут скрыты внутри стыка. Но есть случай, когда такая стыковка будет смотреться не очень. Пример: вы стыкуете ножку стола со столешницей через подобный сквозной паз. Место стыка будет хорошо просматриваться. В таком случае более красивым решением будет сместить вырезы в стороны – на углы. В этом случае вместо полуокружностей, получим вырезы примерно в три четверти круга. С виду будет очень похоже на стилизованную собачью косточку. Собственно так этот вид выреза и называется – собачья кость.

Стыковочный паз - собачья кость

 

Это были основы стыковки. Далее примеры будут чуть по сложнее. Но для упрощения внутренние углы пазов будут нарисованы прямыми. Просто при проектировании своих изделий не забывайте, о том, что было показано выше.

При изготовлении сложного изделия, как правило, получаем массу деталей. Чем больше деталей, тем сложнее сборка. Поэтому стоит задуматься над упрощением процесса сборки. Если делать место стыка двух деталей симметричным, то могут возникнуть проблемы при сборке. Если же немного сместить место стыка, то можно добиться ситуации, когда соединить две детали не правильно будет просто не возможно.

С другой же стороны, фанерная мебель часто выпускается в стиле flat pack. Т.е. легкосборный конструктор в плоской упаковке. Используя симметричные стыки можно спроектировать различные варианты сборки конструкции для получения различной функциональности конечного изделия.

 

Стыковки с фиксаторами

Идея: одна из деталей имеет элементы «замка».  Используется упругость фанеры. Создается вырез специальной формы, который в обычном положении будет препятствовать рассоединению деталей. А при необходимости детали можно будет рассоединить поддев и отодвинув фиксаторы плоской отверткой.

Еще один вариант

 

Такие стыковки лучше применять, когда детали соединяются раз и навсегда. Если требуется периодическая сборка и разборка, но фиксация в собранном положении все же нужна, может пригодиться вот такой способ стыковки

В таком варианте без применения отверток можно как зафиксировать стык, так и разъединить его. Просто с использование грубой силы. Далее само собой напрашивается следующая идея. Применяя такой способ стыковки можно получить регулируемую глубину стыка.

Такое решение позволит создать изделие с регулируемыми габаритами

 

Еще один вариант подобного замка, только в этом случае зубья развернуты наружу. Подробнее тут

 

Поворотные стыки

Общая идея – вставить одну деталь в другую и провернуть. Опять же, такая стыковка может быть как симметричной

так и не симметричной

В таком варианте «неправильно» соединить не получится.

Если добавить к поворотной стыковке еще и фиксаторы – получим нечто такое


Это если фиксатор на первой детали. Если же фиксатор делать на второй детали, то это может выглядеть вот так:

 

 

Стык вставка со сдвигом.

Общая идея: одна деталь вставляется в другую, а для фиксации сдвигается в сторону.

Выглядит примерно так:

Такое решение может быть полезным в изделиях, где сила тяжести зафиксирует стыковку в необходимом положении. Например, для полок. В любом случае, образовавшееся отверстие можно закрыть, вставив в него еще одну деталь. Такое решение намертво зафиксирует стыковку.

Стыковки паз-выступ –  Т-соединение.

Такие соединения могут предполагать дополнительное склеивание или использование фиксаторов.

Если же к подобному соединению добавить пару винт-гайка, получим очень надежное решение.

Пазы-выступы предотвращают смещение деталей относительно друг друга, а винт-гайка держат все это вместе. На мой взгляд, идея этой стыковки одна из лучших, но вот исполнение можно немного доработать.

Угловая L стыковка

Стыковка двух деталей торцами под углом 90 градусов. Может быть как симметричной, так и не симметричной. Часто используется для изготовления ящиков/коробок. Предполагает использование клея.

Если в такое соединение добавить винты и гайки, получится примерно вот это

Наклонные V стыки

Аналог предыдущего типа стыков, только не под прямыми углами.

Довольно спорное решение. Но, возможно, в некоторых случаях будет незаменимым.

Некоторую вариацию этого способа использовал Sebastien Wierinck при изготовлении своего стула и стола из фанеры

В данном решении кроме вырезания деталей на станке с ЧПУ используется сверление в торец деталей. А для соединения их между собой используется штифт. Своеобразное решение. Минус в том, что ЧПУ не могут вырезать готовую деталь. Так же сверление в торец фанеры вдоль края, на мой взгляд, не очень правильное решение. Да и где взять такие длинные сверла?? Но выглядит эффектно.

Копланарное соединение.

Классическая стыковка под склеивание.

Если же форму стыкующихся элементов немного преобразовать

то такая стыковка будет достаточно прочна на растяжение и без клея. Но возможны сдвиги деталей перпендикулярно их плоскости.  Такое решение подойдет, если делать длинные опорные балки из нескольких фанерных слоев. Места таких стыков располагать со смещением. А слои соединять между собой с помощью винтов.

Если использовать такую же формы стыковочного элемента, но всего один элемент, можно получить подвижный стык.

 

Пропилы-изгибы.

Хотя это и не совсем стыковка(по крайней мере в чистом виде), но такое решение может быть очень полезным как при создании изделий из фанеры в целом, так и при разработке отдельных стыковочных узлов.

Общая идея: в фанере создается набор сквозных или не сквозных пропилов определенной формы, которые с одной стороны не нарушают в определенной мере прочность материала, а с другой стороны придают ему дополнительную эластичность.

с помощью такого решения можно сделать обложку для блокнота

Или сиденье для кресла (подробнее тут)

Так же с помощью такого решения можно состыковать детали, которые не параллельны друг-другу, с помощью гнутой третьей детали. Например, есть боковинки стула и они развернуты. Между ними нужно вставить деталь спинки. Сделав в детали спинки пропилы, решаются сразу два вопроса. Первый – получаем гнутую спинку. Второй – торцы детали спинки входят в обычные пазы в боковинках под прямым углом.

 

 

по материалам сайта makezine.com