Глава 11 Механическая обработка древесины

Под механической обработкой изделий из древесины подразумеваются токарные работы, художественное выжигание, декоративное облицовывание и отделка обработанных изделий.

Токарные работы

Одной из разновидностей механической обработки древесины является токарная работа. Изделия, выполненные данным методом, используются в декоративных и художественных целях.

На токарных станках по шаблону можно сделать точеные сувениры, например шахматы, игрушки, шашки, а также посуду, архитектурные детали и фрагменты мебели. Также точеные изделия изготавливаются по копирам или фигурными резцами.

Точеные изделия в России известны и популярны давно, особенно пользуются успехом расписные произведения (матрешки или хохломская роспись). Также широкое распространение и по сей день имеют точеные изделия с инкрустацией и выжиганием.

В композицию точеных изделий можно включать естественные образования, например кору, наросты, трещины и т. д., что повысит их выразительность и декоративность.

Точение изделий из древесины, предназначенных для декоративных и художественных целей, практически ничем не отличается от точения для технических целей и выполняется на том же оборудовании, аналогичными инструментами и методами обработки.

При изготовлении точеных изделий из древесины следует учитывать некоторые физические (влажность, текстура, цвет и блеск) и механические свойства (пластичность, упругость, прочность). Декоративные изделия, которые в процессе дальнейшей обработки не красят, а покрывают слоем прозрачного лака, рекомендуется делать из сосны, кедра, можжевельника, красного дерева, дуба и грецкого ореха. Древесина этих пород имеет красивую текстуру.

Для изделий, предназначенных для окрашивания темперой, гуашью, анилиновой или масляной краской, в качестве исходного материала можно использовать ольху, березу, липу и осину. Также поверхность декоративных произведений из этих пород можно украшать выжиганием или резьбой.

Для придания заготовке цилиндрической формы в домашних условиях можно использовать полукруглые резцы. Для чистого точения применяются плоские резцы, так называемые косяки, которые можно изготовить самостоятельно из плоских напильников или стамесок, сточив с них насечки.

Резцы с крючковидными лезвиями применяются для обработки внутренних поверхностей изделий из древесины. Их выковывают из углеродистой стали или делают в виде металлического кольца, приваренного к пруту.

Наиболее распространенным видом точения является точение с торца. Точение поперек волокон используется реже.

Для того чтобы выточить изделие с торца, следует применять бруски с квадратным сечением, обтесав их топором и придав правильную цилиндрическую форму. Заготовку следует забить в горизонтальном положении в трубчатый патрон. После этого следует включить токарный станок и взять широкий полукруглый резец под углом 15–30° к оси вращения заготовки (в правую руку – рукоятку, левой прижать часть резца к подручнику).

Стружка снимается аккуратным касанием лезвия к заготовке. Таким образом следует проводить резцом по поверхности заготовки до тех пор, пока она не приобретет необходимую форму.

Если нужно изготовить полое изделие из древесины, следует выточить его полость крючковидными резцами, развернув подручник станка в сторону торцевой поверхности изделия. Проработка внешних форм производится только после выборки полости и нанесения плоским резцом разметок. При работе по эскизу разметку можно сделать с помощью штангенциркуля, контролируя им толщину изделия. Стружку нужно снимать плоским резцом, ориентируясь на разметки. Отдельные детали изделия прорабатываются после вытачивания его общей формы.

Шлифование и полирование готового точеного изделия производятся при включенном станке. Сначала следует провести шлифовку с помощью крупнозернистой, а затем мелкозернистой бумаги. Для полирования применяют конский волос, древесную стружку и сухой хвощ, который можно приобрести в аптеке.

Также на включенном токарном станке производят вощение и лакирование. После отделки изделие следует подрезать и торцевать.

Точение поперек волокон является более сложным способом, поэтому его рекомендуется применять только после приобретения некоторого опыта.

Для изготовления токарных игрушек необходимо составить эскиз, продумав конструкцию и согласовав ее с рисунком росписи и возможностями токарной обработки. После разработки эскиза следует сделать чертеж игрушки.

В качестве материала для вытачивания игрушек могут подойти такие породы, как ольха, липа, осина, реже береза, а также древесина хвойных пород. Детали игрушки крепятся друг к другу латексом, столярным клеем или клеем БФ-2. Для соединительных штырей следует предварительно просверлить отверстия.

Раскрашивать токарную игрушку можно только после полного ее высыхания. Краска подбирается в зависимости от назначения изделия. Декоративные игрушки, которые будут использоваться только в качестве элемента украшения интерьера, можно красить гуашью или темперой без предварительной грунтовки поверхности.

Игрушки, покрашенные гуашью, для закрепления краски следует покрыть двумя слоями прозрачного лака (например, масляными 4с или 4 т, нитролаками НЦ-222, НЦ-224 или НЦ-225, спиртовыми МБМА-25 или МБМА-80, синтетическими полиэфирными ПЭ-219 или ПЭ-220). Лак следует наносить на покрашенную поверхность изделия с помощью тампона и кисти или методом окунки, который позволяет наиболее равномерно распределить покрытие на древесине.

Для проведения окунки необходимо налить лак в банку объемом 500 г примерно на 2/3 объема. В деталь или все изделие целиком следует воткнуть канцелярскую скрепку, а к ней прикрепить проволоку. Игрушку следует опустить в банку, вынуть и подержать немного, чтобы стекли излишки лака. После того как первый слой лака полностью высохнет, следует таким же способом нанести второй.

Метод окунки подходит также для покрытия изделий краской.

Для раскрашивания игрушек масляными красками поверхность древесины следует предварительно загрунтовать, чтобы краска хорошо держалась и не тускнела. Для приготовления грунтовки в домашних условиях следует развести 1 чайную ложку желатина и 5 чайных ложек зубного порошка в стакане воды. Вместо желатина можно применить рыбий или столярный клей.

Грунтовку следует наносить на поверхность игрушки в 2–3 слоя, тщательно просушивая каждый из них.

Устройство токарного станка

Простейший токарный станок можно сделать в домашних условиях самостоятельно. Для этого следует приобрести электродвигатель мощностью 250–500 Вт и другие материалы.

Станок состоит из электродвигателя, который заменяет переднюю бабку со шпинделем, станины, подлокотника и задней бабки.

На двигателе, на валу ротора, следует установить стальной центр с резьбой или планшайбу. Второй центр нужно вложить в трубку задней бабки. Заготовку для изделия цилиндрической формы можно закрепить между центрами передней и задней бабок. Заготовку кольцевой или фигурной формы надо укрепить в планшайбе.

Точение на токарном станке проводится с помощью стамесок разного профиля, при этом инструмент должен иметь упор в подручник.

Для изготовления станины следует вырезать из металла 2 угольника сечением 50 х 30 мм и длиной от 120 до 150 мм. Станину необходимо разметить с двумя поперечниками, просверлить по отверстиям лап двигателя, собрать на болтах и только после этого прикрепить на нее электродвигатель.

После этого следует собрать заднюю бабку, стараясь при этом обеспечить полное совпадение центров бабки и двигателя.

Передняя бабка собирается из стальной трубки для шпинделя, 2 вертикальных и 2 горизонтальных уголков. В трубку надо вставить стальной нарзанный болт длиной 100–120 мм и диаметром 10–12 мм. Головка болта должна быть заточена на конус под углом 90°. Она является центром шпинделя и может перемещаться вдоль трубки с помощью 2 гаек.

Горизонтальные уголки следует уложить на станину, просверлить и склепать. В центре одной из горизонтальных полок необходимо просверлить отверстие для болта, для крепления бабки к станине.

Трубку надо припаять к 2 передним полкам, находящимся в верхней стойке, которая должна быть прикреплена к горизонтальным уголкам бабки. Для этого надо расположить горизонтальную ось вертикальной трубки так, чтобы она полностью совпадала с центром ротора двигателя.

Для изготовления подлокотника следует вырезать из металла более длинный уголок, а к его передней полке приварить вертикальную трубку со стопорным барашком, в которую впоследствии надо вставить стебель подлокотника, выдвинуть его в нужном направлении к заготовке и закрепить стопором.

Вдоль горизонтальной полки необходимо просверлить на небольшом расстоянии друг от друга отверстия для зажимного болта на станине.

Подлокотник можно изготовить из круглой стали в виде входящего в трубку стебля. Вверху следует срезать фаску с отверстием для закрепления опорной линейки.

В качестве шпинделя передней бабки может служить вал ротора двигателя, на который для этих целей следует надеть планшайбу с центром, в торце которой имеется группа отверстий для вилки (ближе к центральной части) и для закрепления заготовки шурупами (на периферии).

Для того чтобы обеспечить удобство крепления деревянной заготовки изделия к валу ротора, у шпинделя должен быть набор патронов (чашечный, трубчатый, кулачковый или с болтами для зажима, трезубец и т. д.).

Художественное выжигание

Одним из распространенных приемов художественного оформления изделий из древесины является выжигание. В старину оно выполнялось с помощью крепких кислот и нагретых на газовых или спиртовых горелках штифтов.

В настоящее время выжигание может быть плоским и глубоким, и выполняется оно представленными в широком ассортименте в продаже электрическими приборами. Иногда выжигание осуществляется фигурными наконечниками, которыми можно за один прием выжечь целый рисунок или его фрагмент.

Плоское выжигание просто в исполнении и композиции и применяется как способ украшения резных или точеных деревянных изделий. Оно соответствует контурной резьбе, так как выжигание рисунка осуществляется на уровне его фона.

Глубокое выжигание применяется чаще всего при изготовлении предметов домашнего обихода и имеет в декоративном искусстве самостоятельное значение. По технике выполнения такой метод соответствует резьбе с подобранным фоном.

Декоративное облицовывание

Декоративное облицовывание – это покрытие деревянных деталей или плит строганым шпоном на клею. Применяется оно с целью улучшения декоративных свойств материала или повышения его прочности.

В том случае, если декоративное облицовывание применяется для повышения прочности изделия, материал можно покрыть рядовыми породами древесины.

Когда изделие облицовывают для того, чтобы улучшить его внешний вид и повысить декоративные качества, желательно применять строганый шпон ценных пород древесины, например тика, палисандра, дуба, ясеня, ореха или красного дерева.

Декоративное облицовывание делится на несколько видов, одним из которых является интарсия. Данный процесс включает в себя подбор строганого шпона по текстуре и цвету, вырезание деталей из этого материала и непосредственно облицовывание по выбранному рисунку. Интарсию можно использовать для создания предметов домашнего обихода (например, столешниц или шкатулок) или изготовления картин в виде аппликаций на дереве.

Шпон представляет собой тонкие листы среза древесины. Данный материал делится на несколько видов: строганый, лущеный или пиленый. В настоящее время производство строганого и лущеного шпона выше, чем пиленого.

Строганый шпон можно подбирать различными способами: в конверт, в елку, в рост, в окружность, в крейцфугу и т. д.

При облицовывании декоративных изделий из древесины следует плотно подгонять друг к другу кромки шпона. Для изделий с прямоугольным узором кромки следует обрезать по прямой, не оставляя зазоров (фуговать). Перед началом фуговки необходимо выложить шпон по текстуре и наметить линии сопряжений, а после этого уложить шпон, стараясь, чтобы линии сопряжений лежали в одной плоскости.

Для резки хрупкого шпона рекомендуется использовать ножовку с мелкими зубьями и тонким полотном.

После окончания фуговки шпон следует снова выложить по текстуре. Для изделий с криволинейным рисунком сопряжения следует вырезать скальпелем или специальным тонким ножом.

После подбора шпона нужно приступить к приготовлению наклеивания на изделие.

Наклеивание шпона на плиту

При интарсии детали рисунка следует выложить на доску лицевой стороной вверх, закрепить мелкими гвоздями, проклеить линии сопряжения универсальной склеивающей или гуммированной лентой, а после этого склеить синтетическим или столярным клеем и выдержать в течение 2–4 часов.

Плиту перед началом облицовывания также нужно подготовить. Она может быть древесно-стружечной или древесно-волокнистой, столярной (склеенной из реек) и склеенной из шпона.

Мягкие или полутвердые древесно-волокнистые плиты облицовывать нельзя. В качестве материала для интарсии рекомендуется выбрать плиту, склеенную из шпона.

Перед началом облицовки плиту следует очистить от грязи, а также осуществить цинубление поверхности склеивания под углом по направлению волокон древесины.

Если цинубель отсутствует, можно заменить его обработкой поверхности тяжелым предметом, обернутым крупной шлифовальной шкуркой.

Для облицовывания подойдет свежеприготовленный достаточно жидкий синтетический или столярный клей.

В синтетический клей желательно добавить небольшое количество 10 %-ного водного раствора хлористого аммония, а столярный клей перед применением нагреть на водяной бане.

Клей следует наносить на плиту и на набор шпона. Пользоваться при этом желательно мягкой широкой кистью, а после нанесения нужно очистить поверхность от излишков клея.

После этого набор шпона необходимо аккуратно выложить на поверхность плиты и тщательно прогладить его по направлению от центра к краям.

После этого на плиту следует поместить лист бумаги, накрыть его нагретой цулагой и закрепить в струбцинах или прессе. Для работ небольшого размера вместо цулаги и пресса можно использовать наполненную горячей водой кастрюлю с ровным дном.

На кривую или неровную поверхность, например на шкатулку или другой предмет домашнего обихода, наклеивать шпон можно так же, как и на ровную, но вместо прямой цулаги, при этом используется мешок с прогретым песком. Его следует прижимать к обработанной поверхности с помощью бандажа или тугой обвязки шпагатом.

Отделка плиты

Кромки изделий небольшого размера можно обработать вручную, предварительно тщательно очистив от грязи и пыли.

Для обработки кромок из строганого шпона следует вырезать соответствующие толщине кромок полоски-штапики, а затем обрезать их по длине кромок. Усы штапиков, предназначенных для угловых сопряжений, следует с помощью ножа срезать на угол, равный половине угла плиты (для прямоугольника – 45°, для шестигранника – 60° и т. д.). После этого штапики следует срастить по длине на ус под углом 45°, при этом совмещая годичные слои текстуры шпона.

Для облицовывания кромок можно использовать синтетический клей, добавив в него небольшое количество 10 %-ного хлорида аммония. В процессе облицовки следует смазать деталь клеем, наложить ее на обрабатываемую поверхность, прижать горячим утюгом и держать его в течение 2–3 минут.

После окончания облицовки обычно приступают к отделке и шлифованию полученного изделия. Это можно сделать вручную или применяя простейшие механические средства.

Шлифуют облицованную доску с помощью шлифовальной шкурки (сначала с крупным зерном, затем с мелким), натянутой на деревянный брусок. Также отшлифовать изделие можно электрической машиной с эластичной тарелкой и мелкой шкуркой.

После шлифования следует снять ворс и подготовить поверхность к основному покрытию, то есть к лакированию и полировке.