Конструктивные особенности
В зависимости от конструктивных особенностей и своей функциональной принадлежности, весь сверлильный инструмент подразделяется на несколько характерных видов. Так, по своему назначению, выделяют нижеперечисленные виды сверл:
- для сверловки органического стекла;
- бетонных изделий;
- керамических деталей;
- древесины;
- пластиковых компонентов;
- буравчики для сверления по металлу.
Конструкция сверла – это главный отличительный признак соответствующего вида буравов от других его «собратьев». Различаться могут следующие основные части сверла:
- режущая часть буравчика;
- хвостовик;
- рабочая поверхность, выполняющая также и функцию вывода стружки из просверленного прохода.
Элементы сверла
Виды свёрл
При покупке электродрели в комплекте, как правило, идёт базовый набор универсальных свёрл. Для выполнения некоторых видов обработки этого набора недостаточно, поэтому есть свёрла, предназначенные для определённой работы и достижения необходимого результата.
Винтовое сверло
Винтовые свёрла внешне похожи на сверла по металлу, отличаются лишь формой режущей кромки. Их рабочая часть напоминает шнек. Есть два вида винтовых свёрл, различия которых заключаются только в наконечнике: винтовое сверло с коническим наконечником и сверло с подрезателем. За счет особенностей конструкции сверл, относящихся к винтовому типу, при их использовании из зоны обработки эффективно удаляется стружка. Данные инструменты обеспечивает высокую точность и практически идеальное качество обработки. Их используют для сверления отверстий большой глубины и небольшого диаметра, как при постройке сруба.
Использовать инструменты данного типа можно для обработки дерева любых пород и практически любой твердости, а также ДСП, МДФ и фанеры.
Винтовое сверло
Сверло Форстнера
Можно сказать, что это одновременно и сверло, и фреза. Используют его для сверления глухих отверстий большого диаметра (до 50 мм) и на глубину до 10 сантиметров. Сверло делает очень качественные отверстия с идеально ровным краем и гладкой внутренней поверхностью. Им пользуются чаще всего для создания отверстий под замки или чашечные петли. При использовании такого сверла с дополнительными приспособлениями возможно просверлить в деревянном изделии отверстие квадратной формы.
Набор свёрл Форстнера
Перьевые свёрла
Свёрла такого типа используются для сверления отверстий большого диаметра (до 50 мм), на глубину до 150 мм. Применять такой инструмент целесообразно, когда к точности геометрии и качеству отверстий предъявляются не слишком строгие требования. К достоинствам перьевых сверл следует отнести невысокую стоимость и простоту обслуживания. Минус использования такого сверла в том, что стружку приходится убирать вручную, так как из-за особенностей конструкции отвода стружки у него нет, и хрупкость самого инструмента.
Набор перьевых свёрл
Фрезерное сверло по дереву (фреза)
Сверло отличается от всех остальных видов наличием режущих кромок по всей длине сверла, что помогает вначале просверлить отверстие, а потом расточить его до нужных размеров. Сверла данного типа чаще всего исполь, когда требуется выполнить сложную обработку деревянных деталей.
Фрезерное сверло
Коронка по дереву (кольцевое сверло)
Инструменты корончатого типа используются для сверления больших отверстий (от 19 до 127 мм) в досках, фанере и вагонке. Например, такой коронкой можно делать круглые заготовки, или широкие отверстия для установки точечных светильников не только в древесине, но и в ПВХ-вагонке, поликарбонате и гипсокартоне. Продаются в наборах разного диаметра и со съёмными основами.
Набор коронок по дереву
Зенкер
Просверленные отверстия для соединительных элементов почти всегда необходимо замаскировать. Зенкер применяется в паре с ограничителем глубины для правильной обработки дерева. Сменное центровочное сверло-жало фиксируется с помощью зажимного механизма с винтом.
- https://vremya-stroiki.net/vidy-sverl-po-metallu-i-derevu-polnyj-obzor/
- https://stankiexpert.ru/tehnologicheskaya-osnastka/instrument/sverla-po-metallu.html
- https://o-remonte.info/sverla-po-derevu/
Сверление квадратных отверстий — сверло Уаттса и принцип треугольника Рёло
О том, как просверлить отверстие круглой формы, знает практически каждый, а про сверло для квадратных отверстий известно далеко не всем. Между тем просверлить отверстие квадратной формы можно как в изделиях из мягкой древесины, так и в более твердых металлических деталях.
Для решения такой задачи используются специальные инструменты и приспособления, принцип действия которых основан на свойствах простейших геометрических фигур.
Принципы действия и конструкция
Для того чтобы просверлить квадратное отверстие, обычно используют сверло Уаттса, в основу конструкции которого положена такая геометрическая фигура, как треугольник Рёло.
Одна из важнейших особенностей такой фигуры, представляющей собой область пересечения трех равных кругов, состоит в следующем: если к такому треугольнику провести пару параллельных опорных прямых, то расстояние между ними будет всегда постоянным.
Таким образом, если двигать центр треугольника Рёло по траектории, описываемой четырьмя эллипсоидными дугами, его вершины будут вычерчивать практически идеальный квадрат, у которого будут лишь несколько скруглены вершины.
Свойство треугольника Рёло
Уникальные свойства треугольника Рёло позволили создать сверла для квадратных отверстий. Особенностью использования такого инструмента является то, что ось его вращения должна не оставаться на месте, а перемещаться по вышеописанной траектории.
Естественно, этому перемещению не должен препятствовать патрон оборудования. При использовании такого сверла и соответствующей оснастки квадратное отверстие получается с идеально ровными и параллельными сторонами, но с немного скругленными углами.
Площадь таких необработанных инструментом уголков составляет лишь 2% от площади всего квадрата.
Изготовление устройства для сверления квадратных отверстий
Используя сверла Уаттса, работающие по принципу треугольника Рёло, можно выполнять сверление квадратных отверстий в металлических заготовках даже на обычном станке, не оснащенном специальными насадками. Для того же, чтобы создать квадратное отверстие в деревянной детали, можно использовать и обычную дрель, но для этого ее необходимо оснастить дополнительными приспособлениями.
Изготовить несложное устройство, позволяющее просверлить квадратные отверстия в деревянных заготовках, можно по следующим рекомендациям.
- Для начала, используя лист фанеры или деревянную доску небольшой толщины, необходимо сделать сам треугольник Рёло, геометрические параметры которого должны соответствовать диаметру применяемого сверла Уаттса.
- Сверло надо жестко зафиксировать на поверхности изготовленного треугольника.
- Чтобы треугольник Рёло и закрепленное на нем сверло перемещались по требуемой траектории, необходимо изготовить деревянную направляющую рамку. Во внутренней части рамки следует вырезать квадрат с геометрическими параметрами, полностью соответствующими размерам отверстия, которое вы собираетесь просверлить.
- Рамка при помощи специальной планки фиксируется на дрели, при этом центр треугольника Рёло, помещаемого в направляющую рамку, должен совпадать с осью вращения патрона электроинструмента.
- Для того чтобы сообщить сверлу для выполнения квадратного отверстия крутящий момент, но при этом не создать ограничений для перемещения инструмента в поперечном направлении, хвостовик соединяют с патроном дрели посредством передаточного механизма, работающего по принципу карданного вала грузового автомобиля.
- Деревянную заготовку, в которой необходимо просверлить квадратное отверстие, следует надежно зафиксировать, при этом расположить ее так, чтобы центр будущего отверстия строго совпадал с осью вращения используемого для обработки сверла.
Чертеж деталей приспособления для сверления квадратного отверстия
Таблица 1. Размеры направляющих втулок
Таблица 2. Размеры сверл (нажмите для увеличения)
Собрав такое несложное устройство, надежно зафиксировав все элементы его конструкции и обрабатываемую заготовку, можно включать электрическую дрель и начинать процесс сверления.
Как уже говорилось выше, просверленное при помощи такого устройства квадратное отверстие будет иметь абсолютно ровные и параллельно расположенные стороны, но его угловые участки будут слегка закруглены. Решить проблему с закругленными углами несложно: можно доработать их при помощи обычного надфиля.
Следует иметь в виду, что используют вышеописанное приспособление, не отличающееся высокой жесткостью, для сверления отверстий квадратной формы в деревянных заготовках небольшой толщины.
Сверло Уаттса и сделанное с его помощью квадратное отверстие в металлической заготовке
Как выбрать сверло для стекла или керамики
Профессиональные мастера в своей коллекции имеют свёрла для каждого материала: кирпича и бетона, металла и пластика, алмазное сверло по стеклу и керамике. Стекло – крайне капризный материал и требует применения качественного и прочного сверла. Стеклянные и керамические поверхности поддаются обработке свёрлами с алмазным напылением на рабочем конце. Качество таких изделий определяется методом их изготовления. Самые тонкие и недорогие свёрла изготавливаются гальваническим методом. Более крепкие инструменты производятся порошковым способом. Их отличает долговечность и стабильность работы. Относительно недорогие высокопрочные свёрла с повышенной абразивностью производятся современным вакуумным методом.
Чтобы просверлить отверстие в стеклянной поверхности, необходимо иметь хорошие навыки. Этот долгий и кропотливый процесс проводится плавно и медленно на максимальных оборотах без нажима только алмазным сверлом, установленным строго вертикально. Отверстие необходимо постоянно смачивать водой для охлаждения. Это действие скорее похоже на выцарапывание дырочки алмазными крупицами.
Если иметь под рукой необходимые инструменты и свёрла нужного размера, любые ремонтные работы пройдут быстро и качественно.
Какие бывают станки
В принципе выбор здесь невелик, подобное оборудование бывает двух типов:
- На больших производствах зачастую используются центробежные станки с режущей цепью.
Для более скромных масштабов или работы в домашних условиях мастера применяют долбежное сверло по дереву, функционирующее по аналогу фрезы.
Профессиональное оборудование
Главным элементом центробежного станка является специальная цепь, состоящая из отдельных звеньев соединенных шарнирным способом. Каждое звено имеет остро заточенный фрезерный зуб.
Сама цепь натянута на направляющую планку, в нижней части которой установлен ролик, а верхняя часть планки оборудована звездочкой, которая собственно и приводит в движение механизм.
Схема долбежного станка с цепью.
Устроено такое оборудование относительно просто. На общей станине закреплен подвижный суппорт с электродвигателем и установлен стол с механизмом фиксации, в который и зажимается деталь. При запуске электродвигателя вращение посредством ременной или шестеренчатой передачи подается на звездочку, которая приводит в движение цепь.
При общей схожести принципа действия, существуют станки, на которых рез осуществляется посредством подвижного суппорта, при неподвижном столе. И станки, в которых фрезерная цепь закреплена неподвижно, а стол в свою очередь оборудован роликовыми салазками, приводимыми в движение механической или гидравлической системой.
История появления инструмента
В основе конструкции сверла Уаттса — треугольник Рело. Для получения такой фигуры необходимо начертить равносторонний треугольник и три окружности. Их центры располагаются в углах треугольника, а радиус равен его стороне. В результате получается треугольник со скругленными сторонами. Инженер из Германии Ф.Рело заметил, что при определенных способах вращения у новой фигуры траектория максимально приближена к квадрату.
Треугольник Рело:
В 1916 году Уаттс оформил патент на специальное приспособление. Его техническая разработка обеспечила перемещение сверла таким образом, чтобы гарантированно получать отверстия квадратной формы.
Сверло Уаттса:
Это интересно: Вощина и вальцы для ее производства: делаем своими руками
Классификация сверл по типу конструкции
При работе с металлическими деталями, можно выделить 2 основные группы сверлильных приспособлений:
- Плоские (или перовые) буравы — такой инструмент имеет сменные пластины к перовому сверлу, нетребователен к точности угла приложения силы во время выполнения сверлильных работ, конструктивно прост и имеет низкую стоимость, но при этом легко теряет диаметр рабочей поверхности при заточке и конструктивно не имеет желобка для вывода стружки.
- Спиральные сверла – цилиндрические буравы, которые имеют на поверхности своего тела одну или две канавки для отвода стружки.
При работе с металлом важно подобрать соответствующее материалу сверлильное приспособление. Для того, чтобы работа была выполнена качественно, мастеру необходимо уметь отличать сверла по металлу от похожих на них сверл по дереву
Конфигурация буравов для обоих материалов имеет схожие элементы, в обоих случаях инструменты могут иметь диаметр до 80 мм и длину до 600 мм, технология проведения сверлильных работ идентична и, более того, буравчики имеют одинаковую маркировку. Но при всей схожести, инструменты по дереву не всегда подойдут для сверления по металлу, и наоборот.
Первым отличительным признаком является твердость буравчика: для сверления отверстий в металле выбирается инструмент с более высокой твердостью. Нужно понимать, что твердость буравов по металлу не является постоянным параметром и, в свою очередь, также зависит от прочностных характеристик того материала, по которому будут проводиться сверлильные работы.
Второе отличие – это тип заточки режущих элементов. У приспособления для сверловки по дереву на наконечнике имеется острый носик в виде штыря или уголка, который предупреждает соскальзывание буравчика относительно его заданного положения. Подобная фиксация при работе с металлом не требуется. Угол между режущими кромками также отличается и напрямую зависит от того материала, для которого предназначен бурав.
При проведении сверлильных работ по деревянным деталям и решением мастера использовать инструмент, рассчитанный на выполнение работ по металлу, нужно понимать, что отличительные характеристики, перечисленные выше, могут сыграть ключевую роль в получении качественного отверстия с ровными краями и без подпалин.
Немаловажную роль при получении качественного отверстия играет тот фактор, правильно ли была выдержана технология изготовления бурава. Если в процессе производства сверлильного инструменнта по металлу было что-то нарушено, то ни правильная форма буравчика, ни его соответствующий цвет не смогут обеспечить качественный результат работ и срок службы сверлильного изделия значительно сократится. Информацию о зависимости цвета бурава от того, из чего делают сверла по металлу, можно будет найти в главах ниже.
О сверле Уаттса и треугольнике Рёло
Для того чтобы понять, как работает сверло Уаттса, нужно выполнить небольшой экскурс в геометрию. Еще в 15 веке математиков заинтересовали интересные свойства плоских фигур с равной толщиной. Наиболее известной такой фигурой является окружность. Другой простой фигурой из данного ряда является скругленный треугольник.
Данная фигура получается так. За основу берется равносторонний треугольник. Затем из каждой вершины треугольника прочерчивается окружность радиусом равным стороне треугольника. В итоге получится новая фигура с дугообразными сторонами (сморите рисунок ниже).
Немного позже ученый Л
Эйлер обратил внимание на интересную траекторию вращения скругленного треугольника. Затем инженер Рело увидел, что при определенном способе вращения фигуры, траектория ее вершин описывает форму очень близкую квадрату. Для этого необходимо производить вращение с некоторым эксцентриситетом
При таком движении лишь во внутренних углах полученного квадрата образуются незначительные скругления. Такой треугольник сегодня известен под названием треугольник Рело
Для этого необходимо производить вращение с некоторым эксцентриситетом. При таком движении лишь во внутренних углах полученного квадрата образуются незначительные скругления. Такой треугольник сегодня известен под названием треугольник Рело.
В начале 20 века английский ученый Уаттс смог изобрести и запатентовать техническое решение, которое бы обеспечило такое движение металлорежущего инструмента, чтобы в итоге в обрабатываемой детали получилось квадратное отверстие. Получившийся в итого инструмент стал носить название сверло Уаттса.
Расшифровка маркировки сверл
При выборе подходящего сверлильного приспособления, мастеру поможет сориентироваться соответствующая маркировка сверл по металлу. Маркировка сверл содержит информацию о его рабочем диаметре, о марке стали и информацию о производителе.
Сверла по металлу с нанесенной маркировкой
Так, на сверлильных изделиях с диаметром до 2 мм, маркировку не наносят ввиду миниатюрности подобных изделий.
Для сверл, с диаметром от 2-х до 3-х мм, на теле буравчика будет расположена информация о марке стали и о рабочем диаметре.
Буравы с диаметром более 3-х мм проинформируют мастера о данных своего диаметра, буквенное обозначение марки стали, из которой изготовлен буравчик, и логотип предприятия-изготовителя.
Буквенно-цифровое обозначение марки стали содержит в себе следующую информацию:
- категорию сплава;
- присутствие дополнительных примесей;
- химический состав.
Особенности маркировки сверл по металлу отечественного производства при помощи буквенного обозначения сообщают следующее:
- буква «Р» — инструмент выполнен из быстрорежущей стали. Цифра, стоящая после нее, указывает на процентное содержание вольфрама в стали;
- буква «М» — сплав легирован молибденом, процентное содержание которого также указано соответствующей цифрой, стоящей после буквы «М»;
- буква «К» — сплав содержит кобальт в количестве, указанном последующей после буквы цифрой.
Для примера стоит ознакомиться со следующими обозначениями, применяющимися для маркировки сверлильных изделий отечественного производства:
- Р6М5К5 — буравчик из быстрорежущей стали, содержащей 6 % вольфрама, 5 % молибдена и 5 % кобальта;
- Сверло СЦП Р6М5 –спиральный бурав с цилиндрическим хвостовиком, сплав которого содержит 6 % вольфрама и 5 % молибдена.
Зарубежные изделия имеют отличительную маркировку HSS, которая также содержит в себе информацию о легирующем элементе при помощи дополнительных символов.
Расшифровка HSS-маркировки
- HSS-Е – сплав сверла легирован кобальтом, что положительно скажется при оформлении отверстий в металлах с высокой вязкостью;
- HSS-R – твердосплавный буравчик, который имеет повышенную прочность и применяется для сверления литых изделий, деталей из латуни, чугуна, бронзы, мельхиора и сплавов, с прочностью до 900 Н/мм2;
- HSS-TiN (-TiАN) – тело сверла подвергнуто титановому напылению, благодаря которому увеличена твердость рабочей поверхности и уменьшено изменение механических свойств под воздействие высоких температур, вплоть до +600 ºС, что позволяет работать с материалами, имеющими прочность до 1100 Н/мм2;
- HSS-Е VAP – буравчик применим для нержавеющей стали;
- HSS-4241 – сверлильное приспособление для работы с алюминиевым сплавом.
Стандарты для разных типов HSS
Сверло для квадратных отверстий
Цена: $6.52
Перейти в магазин
Неочевидная и интересная приблуда — Mortising Chisel Woodwork Square Hole Drill Bit. А конкретнее — сверло-приспособление для квадратных отверстий, по дереву.
Подойдет для сверления отверстий и пазов в материалах из дерева.
Сегодня речь пойдет о приспособлении для создания отверстий квадратной формы и пазов методом сверления. Приспособление состоит из двух частей: сверла по дереву и просекателя квадратной формы — внешней оболочки сверла. В просекателе есть отверстие для стружки. 
В лоте на выбор два размера набора для квадратных отверстий: на 10 и на 16 мм Вообще на просторах Али и Ебей встречал множество подобных наборов, брендовых (дорогих) и не очень. 
Смысл у всех одинаковый — сверло убирает лишнее дерево, а рубашка-просекатель как бы выдавливает лишнее по форме квадрата. Края у рубашки заостренные, срезанная деревянная стружка уходит вовнутрь и убирается сверлом наружу через отверстие. 
Для работы на вертикально-сверлильном станке потребуется небольшая приспособа-пресс-держатель, которая держит рубашку-просекатель, одновременно обеспечивая вращение патрона и сверла. Пример постепенного «продавливания» отверстия, хорошо видно отметки от рубашки и от самого сверла. 
Вариантов подобных держателей масса, покупные достаточно дорогостоящие, но вполне можно изготовить их самостоятельно. Общие черты — крепление к неподвижной гильзе шпинделя, опускание вместе со сверлильной головкой. Крепление одновременно держит просекатель, внутри вращается патрон со сверлом. 
Постепенно, с опусканием головки «продавливается» квадратное отверстие. 
Теперь непосредственно про сами сверла. Я уже сказал, в лоте на выбор два размера: на 10 мм (вверху на фото) и на 16 мм (внизу) 
Упакованы в пластиковый простенький кейс, комплекты в масле. На фото «маленький» комплект — на 10 мм. Сверло само длинное, из расчета под приспособу + зажимание в патроне. А вот «рубашка» не очень длинная, около 13 см. 
Сверло чуть отличается по форме от привычных сверл, в том числе по дереву. 
Своей формой напоминает скорее бур ( по бетону). Подобная форма усиливает подачу стружки наверх. 
Форма острия сверла подходит к выемке на рубашке (под конус). Вообще эти места трутся, перед использованием можно слегка смазать. 
Углы рубашки заострены, сделаны арками — углы продавливаются сначала, потом острые арки срезают плоскость. 
На одной из сторон есть узкое отверстие для выхода стружки. 
Комплект в сборе. 
Аналогично — комплект на 16 мм. 
Сверло-бур на 16 мм 
Форма наконечника такая же — под конус. 
Кромки сверла острые, дерево грызет только в путь, но углы небольшие, снимает по чуть чуть, сверлит чисто. 
Рубашка. Хорошо видны острые углы. 
Кромки тоже острые. 
Диаметр зажимной части (в приспособлении-держателе) 19 мм. 
Пример комплекта для сверления, установленного в держатель на станке. 
Готовим рабочее место 
Выставляем высоту сверления 
Обслуживание — небольшая смазка трущихся частей. 
Приспособу для зажимания можно изготовить самостоятельно из подручных материалов 
Для начала просто проверяю бур — сверлит неплохо, подачу надо делать небольшую 
Отверстие ровненькое. 
Пример полученных отверстий. Единственно отмечу — для первого раза нужна сноровка, зажал рубашку чуть выше чем нужно, получил слегка неровное отверстие. 
Тоже самое на 16 мм. Бур отдельно — наглядно видно качество отверстий. 
Примеряем рубашку 
Вставляем сверло, высоту и пробуем. 
Ну у меня опять чуть смещено. 
Пазы выполняются последовательной выборкой материала между отверстиями 
Главное никуда не торопиться 
Должно быть что-то типа такого при должной сноровке. 
Привожу видосы с ютуба, на которых хорошо раскрыта работа подобных комплектов для квадратных отверстий.
Вместо вывода: интересный и необычный комплект. Можно делать отверстия квадратной формы и прорезать пазы. Подходит для дерева и материалов на его основе
Данный комплект требует специального приспособления для удержания рубашки — обратите на это внимание. Готовые приспособления для крепления комплектов достаточно дорогостоящие
Чуть более подробно про установку можно посмотреть вот тут.
Спасибо за внимание!
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Характеристики сверла для квадратных отверстий
Профиль сверла для выполнения квадратных отверстий соответствует треугольнику специальной формы, который назвали в честь его изобретателя Рело. Отличительная черта: съем металла выполняется боковой частью, плоскостей резания у него 3. При этом в процессе выполнения операции инструмент описывает основное и качательные движения. Выполняются они в противоположных направлениях (треугольник вращается вокруг подвижной оси). Особенность инструмента: он вычерчивает фигуру, представляющую собой пересечение одинаковых кругов. В результате его вершины вычерчивают квадрат. При этом ось вращения перемещается по определенной траектории, а не стоит на месте.
Как и любое сверло, изделие конструктивно состоит из рабочей части и хвостовика, с помощью которого крепится в патрон, шпиндель или специальное приспособление инструмента или станка. В профиле рабочей части предусмотрены эллипсовидные канавки для отвода стружки в процессе высверливания отверстий. Благодаря их наличию уменьшается нагрузка на зажимное устройство, повышается резательная способность кромок и снижается уровень инерции. Значительно повышает срок эксплуатации режущего инструмента использование охлаждающей жидкости (СОЖ) в процессе выполнения операции. В некоторых моделях сверл квадратного профиля могут предусматриваться канавки для прохождения жидкости.
Сверла для квадратных отверстий классифицируют по таким параметрам:
- материалу, с которым могут работать (по металлу, дереву);
- материалу изготовления (сталь легированная, углеродистая, быстрорежущая, сплав);
- способу изготовления (цельные, составные);
- конструкции (с накладной рамкой, переходником и без них);
- конструкции хвостовой части (цилиндрическая, коническая, шестигранная);
- серии исполнения (укороченная, средняя, длинная);
- классу точности (нормальный, повышенный);
- диаметру;
- длине рабочей части.
По длине и диаметру отечественные изделия должны соответствовать требованиям ГОСТ 886-77, 4010-77 и 10902-77, импортные аналоги – действующим зарубежным стандартам. На хвостовик каждого сверла, выполняющего квадратный профиль в разных по плотности материалах, наносят маркировку. Указывается диаметр сверла, материал, из которого оно изготовлено, и даже логотип или наименование компании. Ходовыми являются сверла диаметром 9, 16, 23, 28 и 33 мм и длиной соответственно 50, 60, 75, 85 и 90 мм.
Сверло Уаттса для сверления квадратных отверстий: описание, размеры
Просверлить круглое отверстие в материале любой плотности по силам каждому. А как быть, если необходимо квадратное отверстие? Многим покажется неправдоподобной возможность высверлить квадрат в мягкой податливой древесине или в детали из прочного металла. Справляется с этой непростой задачей сверло Уаттса.
История с геометрией
Мастера и сегодня для получения квадратного отверстия просверливают круглую дырочку соответствующего диаметра и специальными инструментами продалбливают уголки. Гораздо быстрее и проще выполнить эту операцию можно «квадратным» сверлом Уаттса. Основой его конструкции является треугольник Рёло – фигура, образованная пересечением трёх одинаковых окружностей. Радиусы этих кругов равны стороне правильного треугольника, и его вершины являются центрами окружностей.
Фигура носит имя немецкого учёного Франца Рёло, так как он первым детально исследовал свойства полученного треугольника и применял их в своих изобретениях. Однако геометрия треугольника Рёло использовалась в форме окон при строительстве церкви Богоматери в Брюгге ещё в XIII веке.
В начале XVI века Леонардо Да Винчи изобразил «карту мира» на четырёх треугольниках Рёло. Эта фигура встречается в его манускриптах и Мадридском кодексе. В XVIII веке треугольник из равных дуг трёх окружностей продемонстрировал известный математик Леонард Эйлер.
В 1916 году английский работающий в США инженер Гарри Уаттс разработал и запатентовал фрезу для квадратных отверстий в «плавающем» патроне.
Уникальное изобретение позволяет получать отверстия почти правильной формы: углы квадрата скруглены небольшим радиусом. Необработанная площадь квадратного отверстия не превышает 2%.
Отличительной чертой треугольного сверла Уаттса является то, что при вращении его центр описывает дугообразные эллипсоидные кривые, а не стоит на месте как у традиционного спирального сверла.
Вершины треугольника при таком движении вычерчивают квадрат с параллельными идеально ровными сторонами. Патрон для такой фрезы имеет оригинальную, не препятствующую движению, конструкцию.
Строение сверла для квадратных отверстий
При сверлении отверстий образуется стружка, и фреза должна иметь канавки для ее отвода. Профиль рабочей части сверла Уаттса представляет собой треугольник Рёло с вырезанными из него тремя половинками эллипсов.
Такая конструкция с канавками для отвода стружек решает одновременно 3 задачи:
- Снижается инерция сверла.
- Уменьшается нагрузка на шпиндель.
- Повышается способность сверла резать.
Обычно квадратные отверстия проделываются на токарных или фрезерных протяжных станках. Сверло для квадратных отверстий фиксируется патроном станка специальным переходником. Для бытового использования квадратной фрезы производители предлагают накладные рамки, соединяющиеся с патроном карданной передачи и сообщающие режущему инструменту эксцентрические перемещения. Глубина отверстия соответствует толщине рамки.
Сталь для сверла
Сегодня качественные свёрла, работающие быстро и долго, производятся из высоколегированных марок стали. В своём составе такие сплавы содержат более 10% легирующих добавок, таких как вольфрам, хром, ванадий и молибден. Различное процентное соотношение элементов и разнообразные методы закалки стали образуют сплавы, различающиеся по уровню твёрдости, вязкости, сопротивлению нагрузке при ударе, стоимости и другим характеристикам.
Свёрла по металлу – самый широко используемый расходный материал для электрооборудования по нескольким причинам:
- Изделия из металла чаще всего нуждаются в отверстиях для скрепления: резьбового соединения, клёпок и прочих видов соединения.
- Свёрла по металлу возможно применять и при работе с более мягкими материалами, например, с древесиной.
- Технология производства этого типа изделий аналогична принципам производства свёрл для различных направлений применения.
В России и многих других странах наибольшим спросом пользуются свёрла из быстрорежущей стали марки Р6М5, имеющей в составе вольфрам и молибден. Существенно повышается прочность и цена изделий при добавлении в сплав кобальта или покрытием свёрл охлаждающим титан-нитридным напылением.
Виды сверл для изделий из металла
Свёрла по металлу используются для проделывания отверстий в изделиях из бронзы, чугуна, меди, стали разных марок, металлокерамики и прочих материалов. Для сверления вязкой труднообрабатываемой стали применяются высокопрочные изделия с добавлением кобальта. При работе спиральными свёрлами стружка отводится по двум продольным канавкам. По форме хвостика такие инструменты делятся на три типа:
- шестигранные,
- конические,
- цилиндрические.
Как пользоваться?
При использовании сверл Уаттса нет необходимости в специальных станках с насадками. Достаточно обычного станка, если вы планируете работать с металлом. Что касается древесины, взятой в качестве обрабатываемого материала, то для сверления отверстий в ней достаточно обычной дрели, правда, немного усовершенствованной при помощи дополнительных приспособлений.
Для изготовления такого устройства нужно выполнить ряд шагов.
В первую очередь нужно обзавестись фанерным листом или деревянной доской, но не очень толстой. Разумеется, понадобится и непосредственно треугольник Рёло с геометрическими параметрами, соответствующими диаметру используемого сверла Уаттса.
Произвести жесткую фиксацию сверла на получившемся треугольнике.
Для перемещения треугольника с закрепленным сверлом в соответствии с нужной траекторией потребуется деревянная направляющая рамка. Внутри нее вырезается квадратное отверстие, параметры которого такие же, как у того отверстия, что планируется к высверливанию
То, какую толщину имеет рамка, очень важно – она определяет, какой глубины отверстие можно высверлить.
Рамку нужно четко зафиксировать в патроне дрели таким образом, чтобы было полное совпадение центра треугольника и оси, по которой вращается патрон электродрели.
Вращение сверла должно быть правильным. Для этого оно должно свободно перемещаться вдоль и поперек
Чтобы это обеспечить, необходим передаточный механизм, который и соединит патрон электродрели с хвостовиком насадки. Принцип работы передаточного механизма такой же, какой имеет карданный вал в любом грузовике.
Закрепление деревянной заготовки также должно быть тщательным. Располагают ее таким образом, чтобы ось вращения насадки четко совпала с центром планируемого квадратного отверстия.
Конструкция переходника (передаточного механизма) несложная. В ней есть корпус, плавающий хвостовик, специальное качающееся кольцо, крепежные винты и опорные шарики. Особенностью является сменная втулка – она нужна для того, чтобы можно было закрепить патроны различных станков для обработки металла. Сменить насадку можно довольно быстро.
Как только сборка устройства окончена, а каждый элемент зафиксирован, электрическая дрель готова к тому, чтобы начать высверливание. Да, углы отверстия не будут равны 90 градусов, а будут скруглены, но это решаемая проблема. Округлости дорабатываются самым обычным надфилем. Нужно помнить, что подобное устройство применимо для работы по дереву, причем на не слишком толстых его листах. Это связано с тем, что и сама конструкция не очень жесткая.
Сверло Уаттса имеет недостаток – обрабатывать с его помощью материалы, имеющие большую толщину, не получится.
Пробойники для отверстий в форме квадрата продаются комплектами различных размеров и толщины. В комплекте есть (помимо самого пробойника) матрица, держатель в форме кольца, ограничивающий элемент, и втулка, с помощью которой направляется пробойник.
Чтобы усилить воздействие на штамп, эффективно использование гидравлического домкрата. Отверстия получаются чистыми, ровными, без зазубрин. Особенно качественными считаются инструменты канадской марки Veritas.
Если вы являетесь обладателем инвертора для сварки, можно просто выжечь отверстие любой формы, в том числе и квадратной, конечно, если речь идет о металле как обрабатываемом материале. Чтобы получить отверстие в виде квадрата, необходимо сначала обзавестись заготовкой. Ею является графитовый квадрат того же размера, какой планируется высверлить. Оптимально использовать графит марки ЭЭГ или МПГ.
Работа начинается с формирования круглого отверстия такого размера, чтобы туда вошла графитовая заготовка. После того как заготовка вставлена и закреплена, ее обваривают по периметру. Далее нужно лишь извлечь графитовый квадрат, после чего произвести зачистку и шлифовку получившегося отверстия.
О том, как правильно просверлить квадратное отверстие, вы можете узнать из видео ниже.
Это интересно: Бормашины (граверы) для резьбы по дереву: разновидности, особенности, правила выбора
