Струбцина: делаем в домашних условиях различных видов – варианты, чертежи, реализация

Бухают мастера-кустари. Простите, ведут задушевную беседу. У одного вместо сакраментального «Вася, ты меня уважаешь?» с языка срывается «Вась, а сколько бы ты рук себе хотел?» Тот призадумывается: «Сколько? Да кто ж его знает… Ну, сколько там по работе надо…»

Рук, понятно, чтобы придержать, прижать, подхватить, и пр. Поэтому такого вспомогательного инструмента, как временные съемные зажимы различных видов – струбцины – мастеровому человеку всегда не хватает. Не хватало и во времена, когда эти самые струбцины стоили копейки. Сейчас за хорошую струбцину могут запросить и поболее 1000 руб. При том, что теперь и в мелком штучном производстве широко распространены электроинструмент, электро- и газосварка, склеивание под давлением и др. технологии, требующие надежного удерживания деталей на время рабочего процесса. Назначение настоящей статьи – рассказать читателю, как в домашних условиях изготавливается струбцина своими руками. Желательно – из подручных материалов с минимальной потребностью в сварочных и токарных работах.

Примечание: по-английски струбцина cramp (винтовая), bar clamp (пружинно-рычажная) или просто clamp, аналогично тому, как отвертку (screw driver) зачастую обзывают просто screw. Человек, неплохо знающий разговорный английский, но незнакомый с особенностями технического (это очень разные языки), услышав что-то вроде «Give me screw driver», скорее всего не поймет, чего от него хотят. Тем более, что малообразованные англоязычные артикли чаще всего «глотают». Вдруг вам доведется оказаться в подобной ситуации, прислушивайтесь: «the screw» (именно отвертка) означает инструмент, а «a screw» – какой-то резьбовый метиз (винт, шуруп), который им крутят.

Разновидности

Целью данной публикации не является соорудить нечто вроде энциклопедии монтажных зажимов – их много видов, а патентов на новые, «супер-супер», еще больше. Наша задача – показать, какие из струбцин более всего надобны в домашней мастерской, и как лучше всего сделать струбцину, не тратя много материала и времени.

Наиболее употребительные в кустарном производстве виды струбцин показаны на рис:

1. G-образная (G-cramp; G-clamp) – самая остая, надежная и дешевая из струбцин общего назначения. Недостатки: долго затягивается и может провернуть склеиваемые детали, если шарнир упора некачественный или неухоженный. Последнее довольно существенно: не схватившийся клеевой слой неплохая смазка, а разнимать и вновь сжимать склеиваемые поверхности нежелательно, прочность высохшего стыка от этого резко падает. Кроме того, обычная G-струбцина плохо держит круглые детали, поэтому для фиксации труб либо круглого профиля для сварки или пайки встык используется специальная трубная струбцина (см. след. рис.). Собранный из обычной конструкционной стали s=(2,5-4) мм, такой варной зажим обеспечивает надежную фиксацию труб до d(120-150)х(1,5-4) мм.
   

   Струбцина для сварки и пайки труб встык

2. F-образная (F-cramp). Быстрозажимная, действует по принципу заклинивания скользящего упора в положении мертвой точки. Дожим до прочного закрепления обеспечивается чаще всего винтовым зажимом, как в G-образной. Еще более «мягкий» и быстрый зажим, но менее надежный, дает курково-эксцентриковый зажимной механизм, см. далее. Наиболее универсальная и широко распространенная из струбцин. Главный недостаток – от вибраций и толчков в работе может саморасклиниться и отпустить. Или, наоборот, заклинивается намертво, а при расклинивании ударом молотка (см. далее) «выстреливает» либо струбцина, либо деталь. Для приспособления под сварку труб встык непригодна: губки от косвенного нагрева ведет, стык труб разъезжается.
3. C-образная (C-clamp, fixing tongs). Достаточно узко специализированный инструмент. Основное назначение – сжимание склеиваемых деталей. Простые C-струбцины выполняются с пружинным зажимом. Курково-рычажный зажим позволяет точно устанавливать силу прижима.
4. Угловые струбцины для сварки линейных деталей (труб, профилей) под заданным углом. Вполне устоявшегося специального англо-американского термина нет. Чаще других употребляются welding clamp и dead-lock clamp.
5. Вайма (joiner’s bench) – столярная струбцина для сплачивания щитов из досок, реек и брусьев, сборки узлов из фасонных деталей (напр. перил с балясинами). На след. рис. показана рельсовая вайма; бывают еще реечные и трубные, см. далее. Учтите, что в продаже под названием «трубная струбцина» идут трубные ваймы, а зажимы для сварки/пайки кругляка встык нужно искать по запросу «варная струбцина».
6. E-образная (E-clamp). Узкоспециализированный инструмент для кромления столярных излений на клею. Если нужно аккуратно подклеить кромку на существующей ценной мебели/в интерьере, без E-струбцины трудно обойтись.
7. O-образная или ленточная, или обжимной захват (loop stay, loop brace). Пользуются ленточными струбцинами чаще всего столяры-виртуозы и мебельщики-реставраторы. Если за качественно отреставрированный старинный венский стул можно выручить до $1000 и более, то за самую малость перекошенный или хлябающийся дадут в лучшем случае 15-20 тех же самых. Рамку для большой картины или фотографии сделать без ленточной струбцины тоже не так-то просто.
8. Рычажно-плунжерная (precision clamp). Под нажатием на курок плунжер (толкатель) с зажимным упором плавно двигается вперед. Курок отпущен – плунжер фиксируется поджатой пружиной кулисой, становящейся в положение мертвой точки. Повторное нажатие освобождает кулису и еще продвигает плунжер. В хорошей рычажно-плунжерной струбцине можно надежно зажать куриное яйцо, не повредив его скорлупы. В домашней мастерской такая точность зажима вряд ли когда понадобится, но вдруг – неплохая прецизионная струбцина получается из монтажного пистолета для туб с силиконом и т.п. вязкими составами. В проем (окно) для горловины тубы без проблем устанавливается неподвижная губка, а подвижная насаживается на шток вместо штатного толкателя. При необходимости то и другое можно снять и пользоваться инструментом по прямому назначению.

Как какую делать

Любую из описанных выше струбцин можно изготовить самостоятельно в домашней мастерской. Столярные струбцины делаются из металла – деревянные станина и губки инструмента не выдержат противодавления материала детали(ей), зажим ослабнет уже во время работы, а сама струбцина придет в негодность. С варными и паечными струбцинами и так понятно: только металл; дерево – горючий материал.

Столярные струбцины для работ с ценным деревом либо изделиями лучше делать деревянными, но можно пользоваться и металлическими с проставками из фанеры или ровной драни. Струбцины для склеивания в пласть (на толстые заготовки из нескольких тонких) лучше использовать деревянные, даже если клеится металл или пластик – деревянные губки дают более равномерное распределение давления по плоскости и, соответственно, лучшее качество склейки. Хрупкие детали (стеклянные и т.п.) сжимаются для склеивания только деревянными струбцинами.

G-образные

Станины G-струбцин фабричного производства выполняются литыми. В гараже или сарае, даже в кузне на своем участке, организовать сталелитейку нельзя. Поскольку G-струбцины как самые «хваткие» применяются преимущественно в слесарно-сварочных работах с довольно длинными и/или тяжелыми деталями, то и самодельную G-образную струбцину нужно делать из металла на сварке или цельной.

Мастера-умельцы часто сваривают себе струбцины из листовой стали, поз. 1 на рис.:

Видимо, копируя профиль станин заводских изделий, что в данном случае неправильно. Профили литых станин струбцин показаны на поз. 2. Обратите внимание на зализы и галтели (показаны стрелками). Сглаживание профиля необходимо во избежание концентрации механических напряжений: они «любят» углы и щели, как постельные клопы. Но сварочный шов не работает, как галтель! Нет, струбцина скорее всего не сломается и не погнется. Однако отдачей зажатой детали станину немного поведет, и добиться точной фиксации будет трудно, причем не исключается и проворот детали при затягивании зажима.

Вполне надежны самодельные струбцины из отрезков швеллера (поз. 3). Недостатки – трудоемки, несоразмерно тяжелы сравнительно с шириной захвата. Резать швеллер на станины струбцин можно, если вам нужно будет сжимать детали очень сильно. Оптимальный вариант станин струбцин для обычных работ – из профильной трубы квадратного сечения, поз. 4. В зависимости от типоразмера и толщины стенок заготовки струбцины из профтрубы можно делать на ширину захвата до 1 м и более, см. видео:

Видео: струбцины из профильной трубы

Примечание: об изготовлении самого ответственного узла G-струбцины – винтового зажима – см. в конце, поскольку он применяется и в струбцинах других типов.

G-E

Разновидностью G-струбцины является поджимная, которую условно можно бы назвать GE-струбциной. Поджимные струбцины хорошо известны строителям маломерных судов из дерева, однако будут весьма полезны и в малом деревянном строительстве (напр. дачного или каркасного дома, хозблока и т.п.).

Чертежи поджимной струбцины и способ их применения показаны на рис.:

К примеру, при зашивке, скажем, ригеля (стропильной конструкции) крыши каждая следующая доска сначала плотно прижимается к предыдущей, а уж затем крепится к стропильным балкам. Соответственно, надежность и долговечность всего кровельного пирога намного возрастают.

F-образные

Устройство F-струбцины, так сказать, в полном комплекте, показано на след. рис.:

В ходе использования башмак двигают по направляющей, пока пятка не коснется детали. Тогда большим пальцем руки сдвигают собачку или нажимают на нее (в зависимости от конструкции фиксатора), при этом башмак заклинивается на направляющей. Тогда деталь дожимают поворотом рукояти винтового зажима, или отводя курок эксцентрикового прижима. Расфиксация и разжимание – в обратном порядке.

Городить сложный фиксирующий механизм в самодельной F-струбцине особого смысла нет. Тогда для заклинивания башмака нажимают на его внутренний обушок, или слегка бьют туда легким молоточком, если струбцина мощная, широкозахватная. Как правило, ползун саморасклинивается уже при разжатии винта или вбросе курка в гнездо. Если же башмак заело, расклинивают его легким ударом по наружному обушку со стороны упора (в направлении, обратном заклинивающему).

Слева на след. рис. даны чертежи быстрозажимной F-струбцины с губками из дерева. В центре – внешний вид инструмента, а справа – порядок пользования им. Размеры пересчитаны из дюймовых; их можно округлить до ближайших целых мм.

Основное назначение данной струбцины – прижим при склеивании в пласть. Предпочтительный материал губок – клен, вяз, граб, бук, дуб или др. древесина, сочетающая в себе высокую прочность и вязкость; из такого дерева делают, например, упорные гребенки фуговальных и копировальных станков по дереву. О других вариантах самодельных быстрозажимных струбцин см. подборку видео:

Видео: самодельная F-образная струбцина

Видео: эксцентриковая струбцина

Видео: быстрый зажим – струбцина своими руками

Угловые варные

Угловая струбцина для сварочных работ должна быть полностью металлической. Высокой точности фиксации деталей и стабильности (устойчивости) их позиционирования в данном случае не требуется: сварка не относится к точным работам, и достаточно пары-тройки прихватов, чтобы зажим можно было снимать и доваривать без него. Зато струбцина должна накладываться (или в нее вкладываться) на круглые и профильные трубы, а также на цельные профилированные длинномерные заготовки. «Нежный» зажим тоже ни к чему.

Исходя из этих соображений, лучший материал для станины сварочной струбцины – стальной уголок толщиной от 3 мм, поз. А на рис.:

Замыкание угла в треугольник поперечной стяжкой намного увеличит прочность струбцины, а добавив на поперечину еще пару зажимов, получим фиксатор для сваривания под углами 90 и 45 градусов, поз. Б. Зажимы однозначно винтовые: эксцентрик, во-первых, не удержит тяжелый длинномер; во-вторых, от нагрева в работе может просто-напросто испортиться.

Столярные клещи

Деревянные временные задимы используются в столярном деле так же широко, как стальные в слесарно-сварочном. В силу особенностей основного конструкционного материала столярные струбцины выполняются почти исключительно C-образными (струбцины-клещи).

Самое мощное из столярных зажимных устройств – струбцина-крокодил, поз. 1 на рис.:

Губки из дуба, вяза, бука, граба, ореха. Резьбовые пары – от М12. Зажимать детали «крокодилом» дело хлопотное, поэтому вместо него нередко пользуются шарнирной винтовой C-струбциной, поз. 2. Ее «челюсти» можно переклеить из фанеры, и только накладки («губы») наклеить из прочного дерева. Вместо фасонной гайки возможно использовать обычную шестигранную, запрессовав ее в рукоять в тисках; в таком случае рукоятку нужно делать из клена, бука или вяза; дуб при запрессовывании может расколоться.

Струбцины-крокодилы используются для надежной фиксации достаточно больших и тяжелых деталей. При склеивании сильного прижима не нужно, зато струбцин нужно много, не менее 3-4 на 1 пог. м клеевого шва. Поэтому столярные струбцины для склеивания делаются чаще всего фанерными. Каждая «челюсть» переклеивается из 3-х или иного нечетного количества слоев. В одной из «челюстей» с выступом будет средний слой, а в противоположной – два крайних; таким образом, и при помощи стальной шпильки, образуется шарнир. Прижим – пружинный (поз. 3 на рис.), и из подручных эластичных материалов, поз. 4.

Выпиливать и подгонять заготовки фанерных струбцин-крокодилов дело трудоемкое, но в распоряжении современного умельца оказывается отличный заменитель – обрезки ПВХ труб большого диаметра. Разрезное кольцо из трубы, пара деревянных палочек, столько же обрезков садового шланга, и струбцина для прижима при склеивании готова, поз. 5. Дешево и сердито. Еще о струбцинах из дерева см. ролики:

Видео: струбцины из дерева своими руками

Ко второму советуем перейти на YouTube и почитать комментарии, там есть советы по делу.

Ваймы

Доски/рейки/брусья сплачивали в щиты еще столяры Древнего Египта; кстати им был уже известен и токарный станок по дереву. Но если вы пошерстите наставления по столярке и рекламные материалы 100-120 летней давности, то обнаружится, что тогда на мебель для бедных шла древесина качества, по теперешним временам, элитного. И то, в заказах на производство (поштучное) оговаривается «по мере поступления материала». Это первое. Второе – вкусы изменились. Сегодняшние заставляют вспомнить эпоху рококо – наши современники предпочитают нечто «натурально», вычурное; если возможно – уникальное. То и другое обстоятельство не могло не сказаться на конструкциях вайм – специальных столярных струбцин для склеивания по кромке длинномерных пиломатериалов, что и есть сплачивание.

Если вам захотелось сделать, например, простую кухонную табуретку «как бабушкина», и у вас есть для этого прямослойные, без сучков и свилей доски, то вполне возможно обойтись традиционной самодельной ваймой, поз. 1 и 2 на рис.

Но если вы задумали сплотить щит наподобие того, что на рис. 3 (а красиво, все-таки), то усилие прижима понадобится на порядок большее – ведь теперь доски нужно не просто прижать, но буквально вдавить друг в друга, и так, чтобы вся сборка не вспучилась и не вывернулась.

Именно такого рода сплачивание производится современными ваймами. Упомянутая в начале рельсовая вайма – дорогое удовольствие, причем на щит для столешницы их нужно не менее 5-6. Равноценного самодельного эквивалента, к сожалению, нет, но трубные и реечные ваймовые упоры (поз. 3) продаются и сдаются в аренду по приемлемым ценам. Достаточно мощная реечная вайма может быть собрана на отрезке стальной профильной трубы, поз. 4. Если же нужно на скорую руку склеить в кромку пару небольших досок, то мини-вайму для этого можно соорудить из негодной ножовки по металлу, см. след. рис.

Об иных конструкциях самодельных вайм см. сюжет:

Видео: ваймы своими руками

Обжимной захват

Ленточные обжимные струбцины (обжимные захваты, O-струбцины) в практике домашних умельцев используются редко. Но вспомнить о них заставляет не технологическое обстоятельство: 3000 руб. за фирменную это еще дешево. Между тем ничуть не худшая O-струбцина может быть изготовлена собственноручно.

Понадобится для этого прежде всего плоская текстильная стропа и 4 антабки к ней. Угловые прижиму, губка и ползун винтового прижима – из дерева и ДВП, слева на рис. Порядок использования имеет некоторые особенности (между прочим, такие жа и для самых дорогих фирменных).

Допустим, нам нужно собрать серию одинаковых фоторамок. Если разных – переналадку инструмента придется делать под каждую. Если же нет, то:

• Детали изделия первоначально собирают всухую, без клея.
• Выкладывают на плаз (ровную плоскость) и по отметкам на нем выставляют углы по 90 градусов.
• Обводят петлей стропы, расставляют прижимы по углам.
• Передвигая антабки, добиваются слабого равномерного натяжения ветвей стропы (справа на рис).
• Понемногу затягивают прижим, следя за углами изделия.
• Если какой-то из углов расходится, то в его сторону нужно подать немного стропы, продергивая через соттв. антабки.
• Наладку обжимной струбцины считают законченной, если удается прижимом свести все угловые зазоры «в ниточку» – больше крутить винт не нужно.

Теперь, если делается серия изделий, после склеивания одного винт ослабляют, вставляют следующее (уже с клеем в углах), затягивают прижим «до ниточек», и т.д.

Винтовой прижим

Самое неприятное при пользовании струбциной – если поджимная шайба (пятка) заедает на шарнире и начинает прокручивать деталь. Струбцину тогда приходится снимать, переустанавливать, а мелкая деталюшка может и поломаться.

Во избежание подобной ситуации пятки струбцин фабричного производства сажаются на шаровой упор, слева на рис.:

Сделать его самостоятельно нереально: кроме прецизионной токарки, нужен еще металл, сочетающий в себе высокую прочность и вязкость. Поэтому прижимные узлы самодельных струбцин выполняются чаще всего чашечными под винт с шайбой (чертежи справа там же). Подобная струбцина требует регулярного ухода: пятку прополаскивают в керосине 2-3 раза, пока не перестанет выделяться муть истертого металла. Затем на стык пятки с винтом подпускают 2-3 капли веретенки, часового масла и т.п. жидкой смазки.

О резьбе

Резьбовые пары заводских струбцин, как известно, со специальной резьбой – прямоугольной или трапецеидальной увеличенного шага. Мастеру-любителю, скорее всего, придется использовать кусок резьбового прутка и обычную гайку с метрической катаной резьбой. Чтобы прижим не заедал, нужно, во-первых, гайку пройти вторым метчиком соотв. типоразмера. Если резьба крупнее М12, то последовательно вторым и третьим метчиками. Пруток аналогично проходится плашкой 2-3 раза, пока плашка (лерка) от удара пальцем по водилу воротка не начнет свободно «бегать» по резьбе. Во-вторых, резьбовую пару нужно также регулярно протирать ветошью с керосином и смазывать любой консистентной смазкой для машин и механизмов.

Примечание: если гайка наваривается на станину металлической струбцины, то резьбу в ней приходится фактически нарезать заново – исходную от сварки сильно ведет.

В заключение даем видео обзор различных конструкций поджимных шайб для самодельных струбцин:

Видео: поджимные шайбы для струбцин