Называется резьба. Резьбовые соединения
У каждого народа - своя культура, быт, традиции. Но всех объединяет одно - стремление к прекрасному. И если у древнего человека при обустройстве жилья была единственная цель - скрыться от непогоды и диких животных, то с переходом к оседлой жизни меняются приоритеты: развитие науки и культуры ведет к обустройству быта, жилье украшается. Развитие ремесел в той или иной местности зависит от наличия материалов и ископаемых. Так, в районе северных морей, где основными промыслами являются рыбалка и охота, зарождается резьба по моржовой кости. В горных районах с большими запасами руды развивается кузнечное дело. Лесные регионы богаты древесиной. Издавна она используется для строительства жилья и обустройства быта. Заканчивая полевые работы, крестьяне, чтобы скоротать долгие зимние вечера, занимаются резьбой по дереву. Со временем увлекательное хобби превращается в основное ремесло. Многие достигают в этом небывалого мастерства. Изделия мастеров вправе соперничать с произведениями именитых художников. Да и зачем сравнивать? При помощи нехитрого инструмента и фантазии руки мастера из самой обычной древесины создают необыкновенные и редкие шедевры. Художественная резьба по дереву - явление поистине уникальное.
Резьба по дереву: основные виды
Со временем этот вид прикладного искусства не только не утратил свою популярность, но и наоборот, получил развитие. В зависимости от типа используемых материалов и способа их обработки выделяются новые виды резьбы по дереву: рельефная, плоскорельефная, скульптурная, плосковыемчатая и пропильная. Основное отличие состоит в расположении узора по отношению к поверхности или фону работы. У каждого из этих видов - свои приемы выполнения, задачи и конечный результат. Остановимся на каждом из них подробнее.
Пропильная резьба
Это один из способов резьбы, когда с полотна полностью удаляется фон. Он имеет и другие названия: прорезная или сквозная резьба по дереву.
Этот термин точно описывает процесс обработки дерева. Здесь прекрасно сочетается геометрическая резьба и рельеф. Это один из древнейших приемов, он требует определенного мастерства и сноровки, как, например, ажурная сквозная резьба. Техника здесь следующая: заготовку закрепляют, расчерчивают, наносят основной рисунок и просверливают отверстия для пилы. По контуру производят опиловку и последующую подготовку материала для работы: снятие фаски стамеской и зачистку заготовки шкуркой. Создается эффект воздушности, легкости, невесомости. Работа настолько тонкая и изящная, что иногда трудно поверить в то, что использовалась древесина.
Плоскорельефная резьба
Все виды резьбы по дереву отличаются своим отношением к фону: он либо отсутствует, либо находится в одной плоскости с рисунком, или же утоплен на несколько миллиметров вовнутрь. Фоном служит поверхность изделий, которую украшают геометрические фигуры или растительный узор. В данном случае он вокруг поверхности рисунка удаляется и врезается на 5-7 миллиметров вглубь полотна. Выполняется работа таким образом, что фон и рисунок находятся как в одной плоскости, но при этом выглядят объемными, так и в разных: рисунок приподнимается над фоном за счет углублений по его контуру, но при этом все детали находятся на одинаковой высоте. В этом стиле обычно изображают фигурки людей, животных и птиц, элементы растительного мира. Все зависит от задумки мастера и техники исполнения. Чаще всего плоскорельефная резьба используется в архитектуре и прикладном искусстве.
Рельефная резьба
Все виды резьбы по дереву требуют определенной сноровки и мастерства. Начинать нужно с самых простых узоров. Чтобы правильно понять суть каждого элемента, новичку все новые и более сложные детали лучше воспроизводить из пластилина, а потом приступать к обработке древесины. Это касается и рельефной резьбы.
Она по праву считается наиболее живописной. Это рисунок, высеченный в древесине, обработанный по всей поверхности и выпуклый относительно фона. В качестве идеи могут использоваться изображения флоры и фауны, вензеля, различные символы, геометрические фигуры. Качество готового изделия напрямую зависит от выбора древесины. В этом случае хороши в использовании береза, дуб, бук. Их древесина дает возможность четко проработать каждый элемент вплоть до мельчайших деталей, четко выделить контуры. Фон в этом случае срезается, чтобы занизить все детали орнамента по отношению к основному рисунку на всех одинаковых точках его частей. Далее на пониженных участках орнамент восстанавливается. Затем подбирается и шлифуется фон. Это достаточно трудоемкая техника. Поэтому требует терпения и определенного опыта.
Скульптурная резьба
Рассматривая основные виды резьбы по дереву, нельзя оставить без внимания скульптурную.
Этот способ обработки древесины позволяет создавать объемные изображения без фона - скульптуры, которые можно рассмотреть со всех сторон. Используется техника в основном в процессе изготовления сувениров, игрушек, предметов быта, для украшения интерьера.
Плоскостная резьба
Отличительной чертой этого вида обработки древесины является нанесение орнамента на плоскую поверхность. В зависимости от характера нанесения узора это может быть плосковыемчатая резьба, то есть рисунок выводится в виде выемок, углублений, и плоскорельефная, когда орнамент выступает над поверхностью. Каждый из этих видов подразделяют на несколько подвидов, среди которых есть и плосковыемчатая геометрическая резьба. Этот вид - один из самых простых. Издавна он используется в декоре различной домашней утвари с плоской поверхностью: разделочных досок, деревянной посуды, мебели. Из инструментов применяется только нож-косяк, а в качестве рисунка используются геометрические фигуры: квадрат, ромб, треугольник, круг, овал и их сочетания. Интересно то, в древности геометрическая резьба использовалась не как простое украшение. Каждый элемент носил символический характер, служил в качестве оберега.
Итак, мы рассмотрели основные виды резьбы по дереву. Конечно, это материал не одной статьи. И даже не одной книги. Опыт мастеров передается из поколения в поколение на протяжении многих веков. Что-то, к сожалению, утрачено, а что-то сохранилось, видоизменилось и переросло в новую отрасль. А это уже хороший признак. Он еще раз доказывает, что данный вид декоративного искусства продолжает развиваться. И сегодня он не менее популярен, чем несколько столетий назад.
- единица измерения диаметра (метрическая, дюймовая, модульная, питчевая резьба)
- расположение на поверхности (наружная и внутренняя резьба)
- направление движения винтовой поверхности (правая, левая);
- число заходов (одно- и многозаходная), например двузаходная, трёхзаходная и т. д.;
- профиль (треугольный, трапецеидальный, прямоугольный, круглый и др.);
- образующая поверхность на которой расположена резьба (цилиндрическая резьба и коническая резьба);
- назначение (крепёжная, крепёжно-уплотнительная, ходовая и др.).
Основные параметры резьбы и единицы измерения
Схема цилиндрической резьбы.
Схема конической резьбы.
Метрическая резьба - с шагом и основными параметрами резьбы в миллиметрах.
Дюймовая резьба - все параметры резьбы выражены в дюймах (чаще всего обозначается двойным штрихом, ставящимся сразу за числовым значением, например, 3" = 3 дюйма), шаг резьбы в долях дюйма (дюйм = 2,54 см). Для трубной дюймовой резьбы размер в дюймах характеризует условно просвет в трубе, а наружный диаметр, на самом деле, существенно больше.
Метрическая и дюймовая резьба применяется в резьбовых соединениях и винтовых передачах.
Модульная резьба - шаг резьбы измеряется модулем (m). Чтобы получить размер в миллиметрах достаточно модуль умножить на число пи ().
Питчевая резьба - шаг резьбы измеряется в питчах (p"). Для получения числового значения (в дюймах) достаточно число пи () разделить на питч.
Модульная и питчевая резьба применяется при нарезании червяка червячной передачи. Профиль витка модульного червяка может иметь вид архимедовой спирали , эвольвенты окружности , удлинённой или укороченной эвольвенты и трапеции .
- шаг (P) - расстояние между одноимёнными боковыми сторонами профиля, измеряется в долях метра , в долях дюйма или числом ниток на дюйм - это знаменатель обыкновенной дроби, числитель которой является дюймом. Выражается натуральным числом (например; 28, 19, 14, 11);
- наружный диаметр (D, d) , диаметр цилиндра, описанного вокруг вершин наружной (d) или впадин внутренней резьбы (D);
- средний диаметр (D 2 , d 2) , диаметр цилиндра, образующая которого пересекает профиль резьбы таким образом, что её отрезки, образованные при пересечении с канавкой, равны половине номинального шага резьбы;
- внутренний диаметр (D 1 , d 1) , диаметр цилиндра, вписанного во впадины наружной (d 1) или вершины внутренней резьбы (D 1);
- ход (P h) величина относительного перемещения исходной средней точки по винтовой линии резьбы на угол 360°
где - число заходов;
Типы резьбы
Метрическая, M
Имеет широкое применение с номинальным диаметром от 1 до 600 мм и шагом от 0,25 до 6 мм. Профиль - равносторонний треугольник (угол при вершине 60°) с теоретической высотой профиля Н=0,866025404Р. Все параметры профиля измеряются в миллиметрах.
Стандарты:
- ГОСТ 24705-2004 (ИСО 724:1993) - Резьба метрическая. Основные размеры.
- ГОСТ 9150-2002 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Профиль.
- ГОСТ 8724-2002 - Основные нормы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Диаметры и шаги.
- ISO 965-1:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 1. Принципы и основные характеристики.
- ISO 965-2:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 2. Предельные размеры резьб для болтов и гаек общего назначения. Средний класс точности.
- ISO 965-3:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 3. Отклонения для конструкционной резьбы.
- ISO 965-4:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 4. Предельные размеры для наружных винтовых резьб, гальваницированных горячим погружением, для сборки с внутренними винтовыми резьбами, нарезанными метчиком с позиции допуска H или G после гальванизации.
- ISO 965-5:1998 - Резьбы метрические ISO общего назначения. Допуски. Часть 5. Предельные размеры для внутренних винтовых резьб винтов для сборки с наружными винтовыми резьбами, гальванизированными горячим погружением, с максимальным размером позиции допуска h до гальванизации.
- ISO 68-1 - Резьбы винтовые ISO общего назначения. Основной профиль. Метрическая резьба.
- ISO 261:1998 - Резьбы метрические ИСО общего назначения. Общий вид.
- ISO 262:1998 - Резьбы ISO метрические общего назначения. Выбранные размеры для винтов, болтов и гаек.
- BS 3643 - ISO metric screw threads.
- DIN 13-12-1988 - Резьбы метрические ИСО основные и прецизионные диаметром от 1 до 300 мм. Выбор диаметров и шагов.
- ANSI B1.13M , ANSI B1.18M - Метрическая резьба М с профилем базирующимся на стандарте ISO 68.
Условное обозначение: буква M (metric), числовое значение номинального диаметра резьбы (d, D на схеме, оно же внешний диаметр резьбы на болте) в миллиметрах, числовое значение шага (для резьбы с мелким шагом) (P на схеме) и буквы LH для левой резьбы. Например, резьба с номинальным диаметром 16 мм с крупным шагом обозначается как M16; резьба с номинальным диаметром 36 с мелким шагом 1,5 мм - М36х1,5; такая же по диаметру и шагу но левая резьба М36х1,5LH.
M0.25 | 0.075 | M1.1 | 0.25 | M5 | 0.8 | M17 | 2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
M0.3 | 0.08 | M1.2 | 0.25 | M5.5 | 0.8 | M18 | 2.5 |
M0.35 | 0.09 | M1.4 | 0.3 | M6 | 1 | M20 | 2.5 |
M0.4 | 0.1 | M1.6 | 0.35 | M7 | 1 | M22 | 2.5 |
M0.45 | 0.1 | M1.8 | 0.35 | M8 | 1.25 | M24 | 3 |
M0.5 | 0.125 | M2 | 0.4 | M9 | 1.25 | M25 | 3 |
M0.55 | 0.125 | M2.2 | 0.45 | M10 | 1.5 | M26 | 3 |
M0.6 | 0.15 | M2.5 | 0.45 | M11 | 1.5 | M27 | 3 |
M0.7 | 0.175 | M3 | 0.5 | M12 | 1.75 | M28 | 3 |
M0.8 | 0.2 | M3.5 | 0.6 | M14 | 2 | M30 | 3.5 |
M0.9 | 0.225 | M4 | 0.7 | M15 | 2 | M32 | 3.5 |
M1 | 0.25 | M4.5 | 0.75 | M16 | 2 |
Метрическая коническая, MK
Стандарт: ГОСТ 6042-83 Резьба Эдисона круглая. Профили, размеры и предельные размеры.
Условное обозначение резьбы: Буква E, номер резьбы, если резьба для неметаллических элементов буква N через наклонную черту (/) и номер ГОСТа, например E 27 ГОСТ 6042-83 или E 27/N ГОСТ 6042-83 .
Метрическая EG-M
Дюймовая цилиндрическая UTS
UTS (Unified Thread Standard) - дюймовая цилиндрическая резьба, широко распространена в США и Канаде. Угол при вершине 60°, теoретическая высота профиля H=0,866025P. В зависимости от шага подразделяется на: UNC (Unified Coarse); UNF (Unified Fine); UNEF (Unified Extra Fine); 8UN; UNS (Unified Special) . Крайне широко распространена UNC 1/4 (1/4"x1.25mm). Она присутствует в креплении практически всех современных цифровых и пленочных фото- и видеокамер (а также штативов) малого формата. Её параметры, D=6.35mm, D 1 =4.975mm, шаг 20 ниток на дюйм (1.25мм). До неё для крепления фототехники такой-же популярностью пользовалась резьба 3/8" с шагом 16 ниток на дюйм (1.5875mm) D=9.525mm, D 1 =7.806mm. Российские стандарты: ГОСТ 3362-75 "Фото- и киноаппараты. Штативное соединение. Присоединительные размеры".
Дюймовая BSW
BSW (British Standard Whitworth) - дюймовая резьба. Является Британским стандартом, предложена Джозефом Витуортом (Joseph Whitworth) в 1841 году, угол при вершине 55°, теоретическая высота профиля H=0,960491P. Резьба с мелким шагом называется: BSF (British Standard Fine).
Дюймовая трубная NPT
Резьбы нефтяного сортамента
Резьбы нефтяного сортамента предназначены для соединения труб в нефтяных скважинах. Являются коническими для обеспечения высокой герметичности. По форме профиля бывают треугольные, с углом профиля 60°, и трапецеидальные неравнобочные, с углами от 5° до 60° (так называемая резьба Батресс). Резьбы нефтяного сортамента в основном выполняются в соответствии со стандартами Американского института нефти (API). Российские стандарты: ГОСТ Р 53366-2009 -Трубы стальные, применяемые в качестве обсадных или насосно-компрессорных труб для скважин в нефтянной и газовой промышленности. Общие технические условия.ГОСТ 631-65 - Трубы бурильные с высаженными концами и муфты к ним. ГОСТ 632-70 - Трубы обсадные и муфты к ним. ГОСТ 633-80 - Трубы насосно-компрессорные и муфты к ним.
Способы изготовления
Применяются следующие способы получения резьб:
- лезвийная обработка резанием ;
- абразивная обработка;
- выдавливание прессованием;
- электрофизическая и электрохимическая обработка.
Наиболее распространённым и универсальным способом получения резьб является лезвийная обработка резанием. К ней относятся:
- нарезание наружных резьб плашками ;
- нарезание внутренних резьб метчиками ;
- точение наружных и внутренних резьб резьбовыми резцами и гребёнками;
- резьбофрезерование наружных и внутренних резьб дисковыми и червячными фрезами ;
- нарезание наружных и внутренних резьб резьбонарезными головками;
- вихревая обработка наружных и внутренних резьб.
Накатывание является наиболее высокопроизводительным способом обработки резьб, обеспечивающим высокое качество получаемой резьбы. К накатыванию резьб относятся:
- накатывание наружных резьб двумя или тремя роликами с радиальной, осевой или тангенциальной подачей;
- накатывание наружных и внутренних резьб резьбонакатными головками ;
- накатывание наружных резьб плоскими плашками;
- накатывание наружных резьб инструментом ролик-сегмент;
- накатывание (выдавливание) внутренних резьб бесстружечными метчиками.
К абразивной обработке резьб относится шлифование однониточными и многониточными кругами. Применяется для получения точных, в основном ходовых резьб.
Выдавливание прессованием применяется для получения резьб из пластмасс и цветных сплавов. Не нашло широкого применения в промышленности.
Литьё (обычно под давлением) применяется для получения резьб невысокой точности из пластмасс и цветных сплавов.
Электрофизическая и электрохимическая обработка (например, электроэрозионная , электрогидравлическая) применяется для получения резьб на деталях из материалов с высокой твердостью и хрупких материалов, например твёрдых сплавов, керамики и т. п.
Историческая справка
Схема «резьбового» сустава у жука тригоноптеруса
Долгое время считалось, что резьбовое соединение, наряду с колесом и зубчатой передачей , является великим изобретением человечества, не имеющим аналога в природе. Однако, в 2011 г. группа ученых из опубликовала в журнале Science статью о строении суставов у жуков-долгоносиков вида Тригоноптерус облонгус (англ. Trigonopterus ) , обитающих на Новой Гвинее . Оказалось, что лапы этих жуков соединены с телом с помощью вертлуга , который ввинчивается в коксу (тазик) – аналог тазобедренного сустава у насекомых. На поверхности вертлуга расположены выступы, напоминающие конический винт. В свою очередь поверхность коксы также снабжена резьбовой выемкой. Такое соединение обеспечивает более надежное крепление конечностей, чем шарнирное, и гарантирует ведущему древесный образ жизни насекомому большую устойчивость.
Применение винтовых поверхностей в технике началось ещё в античные времена. Считается, что первым винт изобрел Архит Тарентский - философ , математик и механик , живший в IV-V веках до н. э. Широко известен изобретеный Архимедом винт , применявшийся для перемещения жидкостей и сыпучих тел. Первые крепёжные детали, имеющие резьбы, начали применяться в Древнем Риме в начале н. э. Однако, из-за высокой стоимости они использовались только в ювелирных украшениях, медицинских инструментах и других дорогостоящих изделиях.
Широкое применение ходовые и крепёжные резьбы нашли лишь в Средневековье . Изготовление наружной резьбы происходило следующим образом: на цилиндрическую заготовку наматывалась смазанная мелом или краской верёвка , затем по образовавшейся спиральной разметке нарезалась винтовая канавка. Вместо гаек со внутренней резьбой использовались втулки с двумя или тремя штифтами .
В XV-XVI веках началось изготовление трёх- и четырёхгранных метчиков для нарезания внутренней резьбы. Обе сопрягаемые детали с наружной и внутренней резьбой для свинчивания подгонялись друг под друга вручную. Какая-либо взаимозаменяемость деталей полностью отсутствовала.
Предпосылки к взаимозаменяемости и стандартизации резьбы были созданы Генри Модсли (Henry Maudslay) приблизительно в 1800 году , когда изобретённый им токарно-винторезный станок сделал возможным нарезание точной резьбы. Ходовой винт и гайку для своего первого станка он изготовил вручную. Затем он выточил на станке винт и гайку более высокой точности. Заменив первый винт и гайку новыми, более точными, он выточил еще более точные детали. Так продолжалось до тех пор, пока точность резьбы не перестала увеличиваться.
В течение следующих 40 лет взаимозаменяемость и стандартизация резьб имели место лишь внутри отдельных компаний. В 1841 году Джозеф Витуорт (Joseph Whitworth) разработал систему крепежных резьб, которая, благодаря принятию её многими английскими железнодорожными компаниями, стала национальным стандартом для Великобритании, названным британским стандартом Витворта (BSW ). Стандарт Витворта послужил основой для создания различных национальных стандартов, например стандарта Селлерса (Sellers ) в США, резьбы Лёвенхерц (Löwenherz ) в Германии и т. д. Количество национальных стандартов было очень велико. Так, в Германии в конце XIX века было 11 систем резьбы с 274 разновидностями.
В 1898 году Международный Конгресс по стандартизации резьбы в Цюрихе определил новые международные стандарты метрической резьбы на основе резьбы Селлерса, но с метрическими размерами.
В Российской империи стандартизация резьб на государственном уровне отсутствовала. Каждое предприятие, выпускающее резьбовые детали, использовало собственные стандарты, основанные на зарубежных аналогах.
Первые мероприятия по стандартизации резьб были предприняты в 1921 году Наркоматом путей сообщения РСФСР . Им на основе немецких стандартов метрической резьбы были выпущены таблицы норм НКПС-1 для резьб, используемых на железнодорожном транспорте. Таблицы включали в себя метрические резьбы диаметром от 6 до 68 мм.
В 1927 году на основе данных таблиц комитетом по стандартизации при Совете труда и обороны был разработан один из первых государственных стандартов СССР – ОСТ 32.
В этом же году для резьб по стандарту Витворта был разработан ОСТ 33А.
К началу 1932 года были разработаны ОСТ для трапецеидальных резьб на основе модернизированных американских стандартов Акме (Acme ).
В 1947 году была основана
Техника обработки дерева уже в X – XII вв. была достаточно развита. Большая часть построек и деревянных резных изделий, показывающих значительное мастерство плотников, резчиков, токарей и столяров, дошла до нас уже от XIX в. Виды резьбы
- Домовая (корабельная) резьба
В 20 -30-е годы XIX в. в крестьянском зодчестве Горьковской области и Среднего Поволжья распространилась так называемая глухая рельефная резьба. Это резьба с непрорезанным (глухим) фоном и высоким рельефом узора. На избы она перешла с волжских судов.
Домовая (корабельная) резьба имеет свободный характер. По всей доске обычно располагается богато и свободно разработанный растительный рисунок, листья завиваются крутыми встречными спиралями, их соединяют и одновременно разделяют изображения многолепесткового цветка, видимого как бы сверху, так что все лепестки располагаются по кругу или вписываются в круг.
Глухая рельефная резьба в XIX и первой половине XX в. применялись для украшения мебели – шкафов, столов, рам для зеркал, футляров для напольных и настенных часов.
Мастер резчик должен владеть всеми видами резьбы, в том числе и теми, которые применяются крайне редко.
- Ажурная резьба
В середине и во второй половине XIX в. в русских деревянных постройках, как в сельских, так и городских, большое распространение получила ажурная, пропильная резьба, выполняемая при помощи тонкой пилки – лобзика.
Ажурная пропильная резьба украшает фронтоны домов, покрывает наличники окон, обрамление входов и пр.
Ажурная резьба
очень эффективна, она походит на деревянное кружево. В
ажурную резьбу перешли многие орнаментально-декоративные мотивы русской
глухой, рельефной резьбы. Встречаются в пропильной резьбе и условные,
обобщенные, геометризованные изображения женских фигур, очень похожие на
изображения в русской народной вышивке и в кружеве.
Дома с сохранившейся еще с прошлого века ажурной резьбой можно встретить во многих городах нашей страны. Особенно много старинных зданий с резным убранством в сибирском городе Томске.
Народным мастерам всегда было присуще чувство меры, потому ажурной резьбой украшались лишь отдельные части здания: наличники окон и дверей, причелины, торцовые доски. В солнечные дни, когда тень от прорезных наличников темным кружевом покрывает гладкие стены домов, выразительность ажурной резьбы усиливается. Но даже в пасмурные дни детали резьбы четким узором выделяются на общем фоне деревянного строения.
Но не только ради красоты пришивали плотники к дому всевозможные накладные детали. Каждая из них имеет определенное практическое назначение. Например, причелина - это доска, прикрывающая концы торчащих из-под кровли слег, чтобы в их торцы. не проникала влага, разрушающая дерево.
То же назначение имеет торцовая доска, которую прибивали к торцам бревенчатого сруба. Наличник окна закрывает стык между обвязкой оконного переплета и бревнами сруба. В северорусских избах стык двух причелин закрывали так называемой кистью, нижний конец которой декорировали ажурной резьбой. Резными делали и так называемые полотенца - нижние концы причелин, выступающие из-под крыши.
В наше время ажурная домовая резьба продолжает применяться для украшения сельских деревянных домов, дачных домиков, беседок, навесов, теремков на детских площадках.
Основной инструмент, применяемый для сверления отверстий в доске,- коловорот. Им в основном сверлят крупные отверстия. Это надежный, проверенный в работе столярный инструмент. Более удобен коловорот с трещоткой, позволяющей поворотом кольца стопорить патрон и изменять направление его вращения при зажиме или освобождении от сверла.
Инструменты для сверления древесины:
- коловорот,
- сверлилка и плоские центровые сверла,
- державка со сменными плоскими сверлами
Отверстия диаметром от 10 мм и более сверлят с помощью специальных плоских сверл - перок. Кроме обычных перок, в продаже бывают универсальные со съемными режущими пластинками. В комплект входит 7 сверл шириной 14, 16, 18, 20, 22, 25 и 32 мм. Если нет возможности приобрести плоские сверла для дерева в магазине, их можно сделать своими руками. Пластинки с режущими кромками изготовьте из полотна старой пилы толщиной 1,5-2 мм, которое достаточно легко можно обрабатывать напильником.
При раскрое полотно ломают по нанесенным глубоким рискам. Риски наносят шабером, напильником или каким-либо другим инструментом из твердого металла. Державку изготовьте из болта или прутка диаметром 8 мм.
Закрепив стержень в тисках, ножовкой для металла сделайте пропил со стороны торца. Перпендикулярно к пропилу просверлите отверстие. В пластинке на соответствующем, расстоянии от верхнего края пробейте пробойником отверстие.
Пластинку соедините с державкой заклепкой. Если хотите сделать державку универсальной, нарежьте в ее отверстии резьбу и подберите соответствующий стопорный винт. Универсальную державку зажимают в патроне коловорота постоянно, а при сверлении отверстий разного диаметра меняют только сверла-пластинки. Перед началом сверления центр будущего отверстия намечают шилом.
Мелкие отверстия сверлят дрелью или сверлилкой. Если вы незнакомы со сверлилкой, посмотрите на рисунок, где она изображена.
Часто ажурную резьбу называют пропильной, так как техника ее основана на пропиливании фигурных проемов в доске. Пилы для выпиливания криволинейных заготовок по внешнему контуру называются поворотными или выкружными. Ширина полотна выкружнои лучковой пилы от 4 до 15 мм.
Узкие полотна применяют при выпиливании заготовок, имеющих крутые линии изгиба, а более широкие - в крупных, с плавными, слегка изогнутыми или прямыми контурами. В отличие От обычной столярной лучковой пилы полотно выкружнои должно поворачиваться. Это дает возможность делать пропилы в разных направлениях, почти не изменяя положения станка пилы.
Станок выкружнои лучковой пилы можно изготовить самим из древесины березы или бука. В зависимости от величины выпиливаемых заготовок и длины имеющихся у вас полотен лучковые пилы могут иметь самые различные размеры. Выкружная пила состоит из двух стоек, которые вставляют в проушины, выдолбленные в утолщенных концах распорки. В нижних частях стоек сверлят отверстия, в которые вставляют выточенные на токарном станке ручки-колки. Ручки должны вращаться с некоторым усилием.
С противоположной стороны на торце каждой ручки делают продольные пропилы, в которые вставляют полотно. Натяжение полотна происходит за счет скручивания закруткой тетивы, стягивающей верхние концы распорок. Тетиву делают из 10-1 2 витков пенькового или льняного шпагата. Вместо шпагата для стягивания верхних концов стоек применяют также пруток с нарезанной с обеих концов резьбой.
Пруток пропускают через отверстия в стойках и, надев металлические шайбы, навинчивают с двух сторон гайки-барашки. Стойки у самодельной выкружной пилы обычно делают удлиненными - это дает возможность выпиливать кривые линии на значительном удалении от края доски. А полотно пилы вместе с распоркой укорачивают. Такой пилой намного удобнее работать, чем стандартной.
Все пилы в основном имеют три вида зубьев: равнобедренные, прямоугольные и наклонные. Если пила предназначена для распиливания древесины поперек волокон, то зубья у нее должны быть равнобедренными треугольниками, если же вдоль, то наклонными.
Выкружная пила , передвигаясь по кривым линиям, пересекает волокна древесины под самыми разными углами. Какую же форму зуба должна иметь выкружная пила? Наиболее универсальной оказалась пила с прямоугольной формой зуба, когда одна из его кромок расположена под прямым углом к полотну. Чтобы увеличить маневренность и легкость хода выкружной пилы, развод зубьев нужно делать довольно большим.
Криволинейные заготовки из дощечек толщиной не более 10 мм выпиливают небольшой выкружной ножовкой или лобзиком.
Основной инструмент для выпиливания в заготовке внутренних проемов - пилы-ножовки с узкими полотнами, имеющими форму клиньев, так называемые курковки. Курковками можно выпиливать заготовки и по внешнему контуру. Кроме обычных курковок разных размеров, применяются универсальные со съемными полотнами.
Толщина полотен курковок 1,5 мм, длина 325-530 мм, ширина у ручки 20-40 мм, форма зубьев прямоугольная. Разводят пилу через один зуб: четные зубья вправо, а нечетные влево. Затачивают вразноточку, то есть вначале через один зуб с одной стороны, а затем, повернув полотно - с другой стороны.
Если курковку не удалось купить, ее изготавливают своими руками из обычной ножовки или полотна старой пилы толщиной 1,5 мм. Полотно ножовки обрезают так, чтобы получился вытянутый острый клин.
Если зубья используемой ножовки имеют прямоугольную форму, то лишний металл отрезают со стороны обушка, если же они иной формы, то обрезать нужно ту часть полотна, на которой расположены зубья, с тем чтобы потом на этой кромке выпилить новые зубья. Разрезать полотно можно следующим образом.
Зажмите полотно в тисках между двумя дощечками так, чтобы выступала только та часть, которую следует отрезать. Вдоль кромок дощечек по полотну несколько раз проведите кончиком шабера, пока не образуется достаточно глубокая риска. Такую же риску нанесите с другой стороны полотна.
Затем ударами молотка согните выступающую часть полотна. Обычно полотно легко переламывается точно по риске. Получившийся при этом шероховатый излом выровняйте напильником.
Полотно укрепите струбцинами на верстаке. Чтобы ненароком не задеть напильником зубья, вдоль них на верстаке прибейте металлическую пластинку толщиной 3-4 мм.
Вначале несколькими проходами напильника снимите металл с одной стороны полотна, а затем с другой. Обычно до строгания поперечное сечение пилы имеет форму прямоугольника, а после - форму острого треугольника или сильно вытянутой трапеции.
При пилении обушок такого полотна не зажимается древесными волокнами и пила легко продвигается в пропиле. Чем шире пропил, образуемый пилой, тем легче изменить направление движения полотна. Особенно это необходимо при выпиливании крутых изгибов. Чтобы получить широкий пропил, полотно пилы хорошо разводят.
Для ажурной резьбы используют доски толщиной 15-25 мм из осины, сосны, березы и ольхи. Поскольку на открытом воздухе древесина березы поражается грибками, вырезанные из нее ажурные узоры обязательно покрывают защитным слоем масляной краски. При выборе материала надо заготавливать хорошо просушенные доски без трещин, покоробленности и с минимальным количеством сучков. Гладкую поверхность досок получают строганием.
Обычно любой пропильной узор состоит из нескольких повторяющихся элементов. Для каждого из них нужно вырезать шаблон в натуральную величину из толстого плотного картона, текстолита, фанеры. Шаблон из картона несколько раз пропитайте олифой и просушите в течение суток. На нашем рисунке изображен шаблон 5-образного завитка - наиболее характерного элемента домовой резьбы.
При выпиливании линий с различной крутизной в работе попеременно участвуют разные участки полотна. Очень крутые линии с маленьким радиусом закругления выпиливают кончиком курковки, то есть самой узкой ее частью.
По мере уменьшения крутизны линии в работу вступает средняя часть пилы, а если пропиливаемая линия почти прямая, в работу включается широкая часть пилы, расположенная ближе к ручке. После выпиливания проемов на резной доске устраните всевозможные огрехи и неточности ножом с узким лезвием и стамесками.
- Геометрическая резьба
Геометрическая резьба разнообразна по своим приемам и тому зрительному эффекту, который она производит. Здесь различается наиболее применявшаяся трехгранно - выемчатая резьба, само название которой говорит о том, что основу ее составляют различные по размерам выемки, каждая из которых имеет три грани.
За ней идет резьба ногтевидная, в виде углубленных лунок, и резьба контурная. Все разнообразие порезки на том или ином предмете достигалось бесконечным комбинированием и варьированием этих основных приемов.
В настоящее время геометрическая резьба перешла на новые предметы: шкатулки, коробочки, ковши.
Геометрическая резьба
- один из самых древних видов резьбы по дереву, при которой
изображаемые фигуры имеют геометрическую форму в различных комбинациях.
Выполняется такая резьба в виде прямолинейных и дугообразных элементов
ножом-косяком и полукруглыми стамесками. Этот вид резьбы популярен из-за
простоты выполнения, небольшого набора инструментов, используемых при
работе. В то же время эта резьба не требует, как при рельефной резьбе,
специальных знаний теории рисунка. Еще одним преимуществом
геометрической резьбы является небольшая глубина резного рисунка, не
нарушающая композицию самого изделия.
Основные виды узоров в геометрической резьбе:
а. Цепочкаб. Змейка
в. Соты (квадраты)
г. Змейка с зигзагом
д. Соты (ромбы)
е. Елочки
- Плоскорельефная резьба
Вторым важнейшим видом резьбы, очень древним по своему происхождению и широко распространенным, была плоскорельефная резьба. Само название резьбы показывает, что основу ее составляет плоский рельеф.
Это значит, что рисунок, обыкновенно свободный растительный, выявляется на поверхности доски или бытовой вещи путем выбирания, т.е. углубления фона вокруг будущего узора. Фон углубляется ненамного (0.5-1см), сам рисунок остается на одном уровне с доской.
Чтобы придать ему большую живость и мягкость, края выявленного таким образом узора, главным образом изображений листьев, ягод, птиц и животных, немного округляются или заоваливаются.
- Скульптурная резьба
Наряду с плоскорельефной и высокорельефной резьбой (домовой, корабельной) большое распространение получила резьба объемная, скульптурная.
В старину вырезались мастерами – резчиками, обыкновенно из целой деревянной колоды, ульи в виде человеческих или звериных фигур.
Скульптура
–
один из видов изобразительного искусства, задачей которого является в
пластически выразительных формах воссоздать образы людей, животных,
значительные общественные и исторические события.
- Прорезная резьба по дереву
В течение многих столетий русские мастера с помощью ножа и топора возводили деревянные дворцы, церкви, крестьянские избы, создавали предметы домашней утвари, украшенные резными узорами. В результате сложились определенные традиции, виды и техника резьбы по дереву. Наибольшее распространие, в силу своей относительной простоты, получила прорезная резьба.
Прорезная резьба по дереву - это резьба с полностью выбранным фоном. Она может быть геометрической, контурной, заоваленной, при хорошем и чистом исполнении придает изделию ажурность и легкость, особенно наличникам, карнизам и ограждениям.
Прорезная резьба по дереву может выполняться как в технике плоскорельефной резьбы (с плоским орнаментом), так и в технике рельефной резьбы. Плоская прорезная резьба нередко применялась для украшения старинной русской мебели. При применении такой резьбы в шкафчиках и ширмах под нее в качестве фона подкладывают яркую ткань.
Фон в прорезной резьбе раньше удаляли долотом или пилой, сейчас же на смену им пришел электролобзик. В последнем случае резьбу называют пропильной. Так как эта операция механизирована, пропильная резьба находит применение при серийном производстве мебели.
Прорезную резьбу с рельефным орнаментом называют ажурной. Такая резьба широко применялась для украшения мебели стилей барокко и рококо в конце XVII- XVIII вв..
Выпиливать орнамент прорезной или накладной резьбы легче, чем выбирать фон с надрезкой контуров в глухой резьбе. Края орнамента не всегда получаются ровными и чистыми, поэтому, их закругляют, срезая узкую фаску по краям или выбирают узкие -галтели-углубления. Особенно тщательного выполнения домовая резьба не требует, поскольку она чаще смотрится издалека.
Домовую резьбу в основном выполняют пилением и сверлением. Следы, оставленные инструментом, зачищают редко, задиры древесины часто не принимают во внимание. Однако многие столяры стараются выполнить такую резьбу как можно чище.
Отверстия в заготовке или в детали просверливают или прорезают круглыми стамесками, мелкими и крупными, что зависит от того, в каком месте детали должно быть отверстие. Для предохранения детали от скалывания ее задней стороной следует плотно прижимать к какой-либо гладкой доске.
Пропиливают детали в такой последовательности. Прежде всего просверливают отверстие, затем вставляют в него электролобзик или ножовку и пропиливают по нанесенным рискам. Заготовку можно укладывать на верстак и пропиливать сверху вниз, но лучше устроить специальную подставку из толстой доски длиной около метра.
Накладная резьба по дереву - это орнамент, выполненный прорезной резьбой и наклеенный или прибитый гвоздями на готовый фон, например, на доску для наличника или на другую деталь.
Накладная резьба при таком способе выполнения получается более четкой по сравнению с глухой резьбой и смотрится гораздо лучше.В этом случае прорезную резьбу надо выполнять как можно чище. Не рекомендуется снимать фаски с обратной стороны детали, так как может создаться впечатление оторванности резьбы от основного фона.
Из всех видов резьбы рельефная техника является одной из наиболее выразительных. Реалистичные деревянные барельефы, с аккуратной деталировкой, эффектной игрой теней и правильно построенной композицией, способны по-настоящему завораживать. Рельефную технику можно рассматривать как переходную ступень к скульптурной резьбе, по праву считающуюся венцом резного искусства.
В этом материале мы расскажем о базовых принципах рельефной резьбы по дереву. Наши советы будут полезны не только для начинающих резчиков, но и для мастеров уже попробовавших свои силы в этой технике. На примере предложенного проекта вы познакомитесь с основными принципами чистой и аккуратной резки, научитесь правильно моделировать объем, освоите профессиональные секреты, которые помогут подчеркнуть трехмерные качества резной композиции.
В чем отличие рельефной резьбы от других техник?
От плоскорельефной, контурной, геометрической и других видов необъемной резьбы рельефную технику отличает, прежде всего, ее подчеркнутый трехмерный характер. Основная композиция здесь выступает на передний план за счет обрезанного фона, благодаря чему изображение становится более выразительным, с характерным обилием светотеней.
Если основной рисунок композиции возвышается лишь слегка, не более чем на половину от толщины всего изделия, то такую резьбу называют барельефной (а само изделие барельефом). При более высоком и выступающем рельефе резьбу именуют горельефной.
Набор инструментов для новичка
Чтобы научиться резьбе по дереву, вовсе не обязательно обзаводиться арсеналом стамесок, ножей и других резцов, как многие склонны думать. Для освоения базовых навыков рельефной техники будет достаточно нескольких уголковых стамесок (геймусов), например, 10 мм и 6 мм , прямой стамески 12 мм , радиусной (полукруглой) 10 мм , подрезного ножа и небольшого штихеля. Остальные виды стамесок для резьбы по дереву уместно приобретать по мере роста резчицкого мастерства.
Всегда следите за остротой инструмента. Если резец оставляет грубый след и скалывает древесину небольшими щепками, вместо того чтобы легко снимать аккуратные слои – это верный признак того, что стамеска нуждается в заточке. Тупой инструмент портит качество работы, требует больших усилий при резьбе и не дает возможности правильно «почувствовать» стамеску начинающему резчику.
Какое дерево выбрать для рельефной резьбы?
Правильный выбор древесины – залог успеха для мастера, осваивающего тонкости этой техники. Для нужд резчиков оптимально подходят почти все мягкие лиственные породы: осина, ольха, береза, орех и т.д. Но главной древесиной для большинства мастеров, занимающихся не только объемной, но и плоской, плосковыемчатой, геометрической и другими видами резьбы по дереву, является липа.
Липа – мягкая и легкая древесина, с равномерной плотностью, за счет чего особенно хорошо поддается обработке: легко режется, точится и строгается во всех направлениях. Липа почти не коробится и не усыхает, не выделяет дубильных веществ, поэтому считается идеальным сырьем, в том числе, для изготовления посуды. Недостатком липы является ее плохая окрашиваемость в другие цвета.
Отработка навыков рельефной резьбы на примере проекта «Лис»
Как сделать барельефную резьбу на дереве мы пошагово расскажем на примере несложного проекта «Лис». В качестве заготовки рекомендуем использовать спил липы или же обычную дощечку из любой другой мягкой лиственной породы.
Для перевода рисунка на деревянную основу используют копирку, как наиболее простое и эффективное решение. При необходимости, линии копировальной бумаги можно легко стереть, внеся нужные изменения по ходу работы. Во избежание смещения рисунка в процессе переноса зафиксируйте деревянную заготовку или подложите под нее резиновую подложку. Подумайте, где лучше расположить изображение, чтобы композиция выглядела наиболее оживленной и интересной. В нашем случае мы сместим ее от центра к низу (фото 1).
Для вырезания внешнего контура используйте уголковую стамеску #12 (ширина лезвия 10 мм /угол 60° ). Она позволит не только сделать аккуратную обводку основной фигуры, но и сразу удалит значительную часть фона (фото 2).
Техника выполнения реза уголковой стамеской:
- Левой рукой фиксируйте плотно инструмента, а правой толкайте его вперед; правильный хват стамески позволит точно направлять резец, вести аккуратную линию реза и не давать лезвию соскальзывать с контура.
- Намечайте резцом основной контур линий, после прорезайте их до желаемой глубины (в нашем случае 4-5 мм ). Срезая древесину понемногу, вы будете лучше контролировать процесс резьбы и уменьшите риск образования сколов.
- Преодолевая сопротивление древесины, равномерно распределяйте давление на стамеску, достигая гладкой и однородной поверхности.
- Работая стамеской, учитывайте направление волокон древесины, т.к. резец всегда стремится двигаться вдоль твердых годовых колец.
- Не при каких обстоятельствах не направляйте стамеску в свою сторону: режьте от себя или держите инструмент параллельно груди.
- Работайте резцом прямо за карандашными линиями, оставляя их видимыми.
В правильном и аккуратном удалении фона во многом и заключается суть рельефной резьбы по дереву. Освоение этого навыка – ответственная задача для начинающего резчика. Удалить много фона с минимальными усилиями помогают радиусные стамески (полукруглые или отлогие). В нашем случае мы оставим фон композиции в виде широких декоративных канавок (фото 3). При необходимости его можно сделать ровным, используя плоскую стамеску.
Сформировав фон, вернемся к уголковой стамеске и еще раз «на чистовую» пройдемся по контуру основной композиции (фото 4). После подровняем фон (фото 5).
В качестве инструмента для тонкой контурной проработки оптимальны уголковые стамески #15 (ширина лезвия 6 мм /угол 45° ) или #16 (ширина лезвия 6 мм /угол 35° ).
Очертите глаз лисы, сохранив карандашный контур (фото 6). Опуститесь вниз и займитесь проработкой пасти: аккуратно выберите фон вокруг зубов и внутри рта (фото 7). Ориентируйтесь на объемность и законы перспективы в композиции: поскольку передние зубы находятся на переднем плане, они должны быть немного завышены. Проработайте область носа.
Для проработки формы головы используйте радиусную (отлогую) стамеску шириной 10 мм . Начните с ушей: левое ухо на переднем плане сделайте более высоким (фото 8).
Скруглите форму головы (фото 9), сделав плавный переход к морде, которая должна остаться более плоской и без выраженного объема (фото 10).
Работая над конкретными областями, не забывайте периодически оценивать общую композицию: насколько правильно перетекает объемность, как проработана перспектива и пр. Здесь каждая деталь взаимосвязана друг с другом. Рельефная резьба должна восприниматься как целостная композиция, а не коллаж из набора резных элементов.
Для работы над этим элементом используйте церазик – глубокую полукруглую стамеску шириной 5 мм (фото 11). Этот узкий инструмент хорошо подойдет для проработки мелких элементов и создания рельефа листа.
По всему периметру листа сделайте аккуратную подрезку, чтобы он хорошо выделялся из общей композиции и как бы был оторван от фона (фото 12). Очертив основной контур и выбрав фон вокруг листа, приступайте к вырезанию прожилок (фото 13). Закончив формирование рельефа, срежьте штихелем все оставшиеся плоские места (фото 14).
С помощью подрезного ножа создайте глубокую тень над глазом, подведите резцом нижнее веко и придайте глазу округлость (фото 15).
Завершите резцом проработку мелких элементов пасти (фото 16).
Имитация текстуры шерсти – важный навык, который нужно отработать каждому резчику, т.к в будущем вы неоднократно будете сталкиваться с резьбой различных животных. В представленном проекте шерсть лисы создается по самой простой схеме: церазиком 5 мм делаются короткие и неглубокие штрихи (стрелки указывают направление естественного роста шерсти животного) (фото 17).
Для большей натуралистичности можно проработать текстуру шерсти тонким стальным резцом – штихелем. Работайте над текстурой, пока не останется ни одного плоского места.
Чем зачистить резьбу по дереву?
При аккуратной работе самыми остро заточенными резцами почти всегда остаются грубые места и незначительные дефекты, требующие устранения. Для зачистки углубленных мест и подрезки небольших сколов используйте мелкий штихель. Объемные поверхности зачищают наждачной бумагой P150 . Чтобы окончательно убедиться в отсутствии незамеченных мелких дефектов, протрите картину тряпкой, смоченной в уайт-спирите, и еще раз внимательно рассмотрите ее под разными углами. Когда все недостатки зачищены, можно приступать к отделке.
Чем покрыть резьбу по дереву?
Для однотонной отделки используют следующие составы:
Морилка . В плоскорельефной резьбе используют не только для того, чтобы придать древесине более благородный внешний вид. С помощью морилки усиливают контраст определенных участков, они в свою очередь подчеркивают рельеф и объемность композиции. Для достижения такого эффекта достаточно нанести морилку на глубокие участки резьбы, которые должны казаться затененными.
Если вы решили полностью тонировать свою работу, использовать морилку нужно аккуратно, принимая во внимание породу дерева и особенности заготовки на которой вырезана композиция. Под воздействием влаги мелкорельефная резьба может разбухнуть, покоробиться, на ней может образоваться поднятый ворс и прочие дефекты, которые непоправимо испортят внешний вид работы. Распространенным изъяном при морении резьбы является неоднородность тона, особенно часто проявляющаяся в местах склейки брусков.
Резьбы по назначению делятся на следующие группы:
1. Крепежные резьбы. Предназначены для скрепления деталей, обычно метрические, однозаходные.
2. Крепежно-уплотняющие резьбы. Служат как для скрепления деталей, так и для предохранения от вытекания жидкости, обычно трубные резьбы.
3. Резьбы для передачи движения или ходовые, часто бывают многозаходные.
Виды резьб по профилю.
По виду профиля резьбы разделяются:
Метрическая резьба (ГОСТ 8724-81 (СТ СЭВ 181-75) - диаметры и шаги и ГОСТ 9150-81 (СТ СЭВ 180-75) - профиль резьбы.
Профиль резьбы - равносторонний треугольник. Вершины профиля резьбы винта притуплены по прямой на величину Н/8, а гайки - на Н/4. Профиль впадин часто имеет закругление радиусом Н/6. Притупление профиля делается для снижения концентрации напряжений, повышения стойкости режущего инструмента. Различают резьбу с крупным шагом, называемую основной и с мелким шагом, имеющей 4 вида. Резьба с мелким шагом применяется при больших диаметрах резьб, для тонкостенных деталей, где резьба применяется для регулировки. Применяется в диапазоне диаметров от 1 до 600 мм. Резьба с крупным шагом или основная обозначается М с указанием наружного диаметра (например М-20), а с мелким дополнительно указывается вид шага (например, М20х2), резьба является крепежной, реже - ходовой.
Трубная цилиндрическая резьба (ГОСТ 6357-81 (СТ СЭВ 1157-78). Профиль резьбы - равнобедренный треугольник с углом профиля 55 0 . Выполняется с закруглением профиля радиусом r = 0.137 и без зазоров по вершинам и впадинам для хорошего уплотнения. Предназначена для соединения труб и арматуры трубопроводов и является крепежно-уплотняющей резьбой. Применяется в диапазоне диаметров от 1/8” до 6”. Представляет собой дюймовую резьбу и обозначается G с указанием наружного диаметра (например G2”).
Трапецеидальная резьба (ГОСТ 9484-81, СТ СЭВ 639-77 - диаметры и шаги и СТ СЭВ 146-75 - профиль резьбы - для однозаходной резьбы и СТ СЭВ 185-75 - для многозаходной резьбы). Профилем резьбы является трапеция с углом профиля 30 0 . Применяется в диапазоне от 8 до 640 мм. Служит в качестве ходовой резьбы. Обозначается Тr с указанием наружного диаметра, числа заходов для многозаходной резьбы или шага (например Тr190х(2х8) или Тr190х8).
Упорная резьба (ГОСТ 10177-82 или СТ СЭВ 1781-79). Профилем является неравнобокая трапеция с углом профиля 33 0 и углами наклона профиля рабочей стороны 3 0 и нерабочей стороны 30 0 . Предназначена для передачи усилия в одном направлении. Также служит в качестве ходовой резьбы. Применяется в диапазоне диаметров от 8 до 280 мм. Обозначается Уп с указанием диаметра и шага (например Уп 80х10).
Прямоугольная резьба - в настоящее время вытесняется упорной или трапециидальной, не стандартизирована. Обладает меньшей прочностью, сложна в изготовлении, образование зазора при износе и т.д.
Круглая резьба - мало распространена в машиностроении.
Коническая дюймовая и трубная резьба применяется для присоединения трубопроводов к деталям.
Крепежные детали.
Крепежными деталями являются болты, винты, шпильки и гайки. К ним относятся и шайбы. Болты применяют для скрепления деталей не очень большой толщины, не требует нарезки резьбы в детали. Конструктивно состоят из тела с нарезанной честью и головки различной формы, чаще шестигранной. Условно болтовое соединение изображается на чертеже, как показано на рис. 1.3.
Винты по внешнему виду напоминают болты или же используются без головки, завинчиваются в деталь, расположенную последней от головки. Условно винтовое соединение изображается, как показано на рис. 1.4.
Шпильки применяются в тех же случаях, что и винты, но когда материал детали с резьбой не обеспечивает достаточной долговечности резьб при разборках и сборках соединений. Условно соединение при помощи шпильки изображается на чертежах, как показано на рис. 1.5.
Перечисленные детали изготовляют нормальной и повышенной точности.
Гайки представляют собой шестигранник высотой от 0.8 d до 1.6d с внутренним отверстием с резьбой и служит для затяжки деталей.
Шайбы предназначены для предохранения при затяжке поверхностей деталей от повреждения. Устанавливаются под гайку или головку в зависимости от того, что поворачивается. Специальные шайбы выполняют также функцию стопорения.
Крепежные детали чаще всего изготавливаются из стали, а в специальных конструкциях могут быть изготовлены из цветных металлов. Материал остальных болтов, винтов, шпилек условно разделяют на 12 классов прочности по ГОСТ 1759-70. Класс прочности обозначается двумя числами. Первое число, умноженное на 100, указывает минимальное значение предела прочности σ в в МПа, второе, деленное на 10, указывает отношение предела текучести σ т к пределу прочности, а произведения этих чисел, умноженное на 10 есть предел текучести в МПа.
Например, класс прочности 4.8 показывает, что деталь изготовлена из стали с механическими характеристиками:
σ в = 400 Мпа, σ т = 4.8 = 320 МПа и σ т / σ в = 0.8.
Такими свойствами обладают стали марки Сталь 10.
Материал остальных гаек и шайб делится на 7 классов прочности. Класс прочности обозначается числом, которое при умножении на 100 дает величину напряжений от испытательной нагрузки в МПа. Например, класс прочности 4 показывает, что гайка или шайба изготовлена из стали марки Ст.3, т.к. σ в = 4*100 = 400 МПа.
Конкретно классы прочности необходимо посмотреть самостоятельно в /2/. Класс прочности записывается в условное обозначение крепежной детали.
Условное изображение крепежных деталей.
Согласно стандартам в условное обозначение входит наименование детали, исполнение, диаметр резьбы, шаг мелкой резьбы, степень точности и основное отклонение резьбы, длина болта, винта (без головки) или шпильки, класс прочности, указание о применении спокойной стали, вид покрытия, толщина покрытия и ГОСТ на деталь. Если исполнение обычное (без отверстий), резьба основная, не регламентировано применение спокойной стали, изделие без покрытия, то эти сведения из обозначения исключаются. При изготовлении деталей из легированных сталей после класс прочности ещё указывается марка стали.
Примеры обозначения:
Болт 2 М20х2.6х70.48.С.037 ГОСТ
Болт М20.6дх70.48 ГОСТ
Винт М12х1.25.8дх40.88.35х.019 ГОСТ
Винт М12.8дх40.43 ГОСТ
Гайка М20х2.6Н.2х13.037 ГОСТ
Гайка М20.6Н.5 ГОСТ
Способы стопорения резьбовых соединений.
Существует большое число способов стопорения или предохранения против самоотвинчивания.
Они сводятся к следующему:
1. Повышение трения в резьбе или на торце гайки (контр-гайки, пружинные шайбы).
2. Жесткое соединение гайки со стержнем винта (корончатые гайки или применение проволоки)