Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Сверление квадратных отверстий. сверло уаттса. треугольник рёло

Особенности выполнения работ по сверлению дерева

Наименований предлагаемых товаров на рынке существует огромное количество. Разновидности не останавливаются на представленном списке, например для получения конусных шипов используются пробочный тип сверл. Отверстия в деревянных конструкциях могут быть выполнены любым подручным материалом, даже фрезой или буравом.

Технология сверления зависит от толщины, плотности материала. Обычно работу производят первоначально сверлом меньшего диаметра, для предотвращения отколов с обратной стороны изделия. Процесс производится предпочтительно с двух сторон по подготовленной разметке. Когда не предоставляется такой возможности, подкладывается деревянный брус к месту выхода сверла из заготовки. Для получения необходимых углублений, на режущий элемент наносятся метки, необходимые к визуализации процесса.

Основные характеристики

При использовании перьевых сверл по дереву желательно знать, чем они отличаются от режущих инструментов других типов и какими обладают преимуществами.

Сравнение с инструментами других типов

Как и сверла по металлу, инструменты, предназначенные для обработки дерева, выпускаются в различном конструктивном исполнении и, соответственно, отличаются друг от друга характеристиками и функциональными возможностями. Выбирая такие инструменты, следует иметь представление о достоинствах и недостатках, которыми они обладают.

Таблица 1. Сравнение различных типов сверл по дереву

Перовые сверла, как видно из представленной таблицы, обладают целым рядом достоинств, если сравнивать их с инструментами других типов. Между тем инструмент перьевого типа не рекомендуется использовать для выполнения отверстий большого диаметра (более 60 мм), так как их края могут получиться рваными. Для таких целей лучше использовать сверла корончатого типа, которые выполнены в форме металлического стакана с режущими зубьями, расположенными на его торцевой части.

Перо с резьбовым наконечником больше подходит для работы на станке: сверлит оно быстрее, но отверстие может выйти овальной формы, если не закрепить деталь струбцинами

Благодаря невысокой стоимости перьевых сверл по дереву любой домашний мастер может приобрести их набор. Наличие такого набора в домашней мастерской позволяет легко и быстро подобрать средство для сверления отверстий разных диаметров.

Особенности конструкции

Перовое сверло отличается очень простой конструкцией, элементами которой являются рабочая и хвостовая части.

Конструкция перового сверла

Рабочая часть – это плоская лопатка, в центре которой имеется острый выступ, используемый для центровки выполняемого отверстия. На рабочей части перьевых сверл есть два режущих лезвия, располагающихся с обеих сторон от центрального выступа. Каждое из таких лезвий начинается с кончика центрального выступа и доходит до одного из краев рабочей части. Наклон заточки лезвий перьевых сверл по дереву, если посмотреть на их рабочую часть в поперечном сечении, выполняется в правую сторону. При изготовлении сверл данного типа производители придерживаются определенных соотношений между толщиной и шириной режущей части.

Таблица 2. Соотношение толщины и ширины режущего элемента сверла

Хвостовая часть выполняется в форме шестигранника. Такая форма поперечного сечения позволяет не только надежно фиксировать инструмент в патронах дрелей и шуруповертов, но и использовать для этих целей магнитные переходники и удлинители.

Простота конструкции, которой отличаются сверла, относящиеся к перьевым, отсутствие спиральных канавок, ленточек и других сложных элементов не являются показателями невысокой эффективности этого инструмента.

Перовые сверла с двумя подрезателями входят в древесину плавнее и оставляют меньше заусенцев по краям отверстий

Рекомендации по выбору

Выбирая сверло перьевого типа, предназначенное для выполнения работ по дереву, следует обращать внимание на несколько параметров:

  1. правильность формы (перья сверла по дереву, расположенные с правой и левой сторон от центрального выступа, должны быть симметричны и одинаковы по своим линейным размерам);
  2. степень остроты режущей части (заточка новых перьевых сверл должна выполняться в заводских условиях и соответствовать стандартным требованиям);
  3. отсутствие видимых дефектов (если на поверхности нового сверла присутствуют видимые дефекты различного характера, это является явным показателем невысокого качества такого изделия, произведенного, скорее всего, в кустарных условиях);
  4. цвет (по цвету металла можно определить типы дополнительной обработки, которым подвергалось уже готовое изделие).

Таблица 3. Влияние технологии изготовления на цвет перового сверла

Как правильно выбрать хороший инструмент

Основными параметрами при выборе являются: размер, цвет и производитель товара

Стоит обратить внимание и на хвостовики. Они бывают:

  • Четырёх- и шестигранные (под дрели и шуруповёрты)
  • Конические (Морзе)
  • Трёхгранные (для дрелей ручного вида)
  • Типа SDS (к перфоратору)
  • Цилиндрические (для дрели)

Мнение эксперта
Левин Дмитрий Константинович

При покупке изделий для профессиональных целей также следует учитывать маркировку и угол заточки. Первое представляет собой набор букв и цифр, обозначающих твёрдость стали, место и технология изготовления, примеси в составе, диаметр.

Угол заточки — наклон между режущими элементами. Он может отличаться у моделей, предназначенных для различных материалов. Этот параметр влияет на быстроту и лёгкость работы с инструментом.

Хвостовик Морзе, как правило, выпускается для станков промышленного назначения. Его размеры варьируются от КМ0 до КМ7. Станочный патрон может действовать только с одним видом детали, поэтому для расширения функций предусмотрены специальные переходники, выпускаемые в наборах.

В дополнение к монолитным вариантам изготавливаются перовые модели со съёмными насадками. Они, как правило, предназначаются для универсальных станков с ЧПУ.

Полезные советы:

  • Не следует экономить на покупке хорошего сверла. Высокая стоимость, как правило, гарантирует долгий срок службы и высокое качество.
  • Приобретая инструмент нужно учитывать характеристики имеющегося оборудования.
  • Необходимо проверять марку стали. Она непосредственно влияет на возможность взаимодействия с основами различной прочности и состава.

А вам часто приходится работать дрелью?

Постоянно!Редко

Принцип действий и конструкция сверла Уаттса

Форма сверла не повторяет в точности скругленный треугольник, но своими режущими кромками вписывается в его форму.

Сверло имеет такую форму вырезов для того, чтобы отводить стружку из рабочей зоны, а также максимально снизить момент инерции инструмента. К тому же уменьшение массы инструмента способствует снижению нагрузок на шпиндель металлорежущего станка, а заостренные кромки повышают режущие возможности сверла.

Кроме сверла Уаттса для работы обязательно понадобится переходной шпиндель, который обеспечит попеременное смещение центра инструмента и задаст нужную для работы траекторию.

Он состоит из переходного крепления для соединения со шпинделем станка, зубчатого венца, приводной шестерни и шестерни зацепления, а также качающихся втулок. Для использования квадратного сверла с бытовым электроинструментом производители выпускают специальные накладные шаблоны с карданной передачей.

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.

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.

Как выбрать?

Мастера, которые работают с древесиной, часто задаются вопросом о том, как выбрать лучшие сверла для дрели и шуруповерта. Определяясь с насадкой для формирования отверстий в фанере или ДСП, стоит учитывать важные моменты.

  1. Материал изготовления сверла. Лучшими считаются детали, которые произведены из металлического сплава. Такие изделия характеризуются высокими показателями износостойкости, прочности.
  2. Наличие брака. Потребитель должен тщательно осмотреть сверло на предмет присутствия на нем трещин, деформаций. Брак, который есть на насадке, может стать причиной плохого результата работы.
  3. Окрас. Самыми качественными считаются желтые модели сверл. Неплохо себя зарекомендовали черные наконечники, а самыми недолговечными признаны серые.
  4. Упаковка. Высококачественный товар, предназначенный для работы по дереву, должен быть упакован в прочный короб.
  5. Стоимость. Как показала практика, стоимость набора сверл оказывает прямое влияние на качество товара. Модели бюджетного типа характеризуются коротким периодом использования.

В наши дни на рынке встречаются наборы со сверлами для работы с древесиной, в которых находятся модели с разной длиной и диаметром. В этом случае мастеру стоит следить, чтобы у каждого изделия был хорошо заостренный наконечник. У сверла, которое имеет диаметр более 10 мм, обязательно должен присутствовать 6-гранный хвостовик.

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.

Сверло Уаттса

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.

Сверло Уаттса и сделанное с его помощью квадратное отверстие в металлической заготовке

Виды и их устройство

Для высверливания отверстий в форме квадрата чаще всего используются сверла Уаттса. Особенностью их конструкции является то, что в основе лежит не квадрат, а треугольник, называемый треугольником Рёло. Принцип действия сверла такой: треугольник двигается по эллипсоидным дугам, при этом своими вершинами он будет очерчивать квадрат идеальной формы. Единственным недостатком может считаться легкое закругление вершин 4-угольника. Квадрат получится в случае, если эллипсоидных дуг будет 4, а движение треугольника Рёло – равномерным.

Нужно отметить, что треугольник Рёло – конструкция, уникальная по своим свойствам. Только благодаря ему и стало возможным создание сверл для высверливания отверстий в форме квадрата

При эксплуатации этого изделия важно помнить, что ось, по которой оно вращается, обязательно должна описывать эллипсоидные дуги, а не стоять в одной точке. Устройство патрона оборудования должно быть таким, чтобы не мешать треугольнику совершать движение

Если треугольник движется четко по правилам, то итогом высверливания станет ровный квадрат, а обработка не затронет только 2% от его общей площади (за счет скругления уголков).

Заточка сверла по дереву полезный навык

Интенсивное использование инструмента по дереву приводит к потере его режущих свойств. Такой инструмент необязательно отправлять в утилизацию, его способности к работе возможно восстановить путем грамотной заточки. В отсутствие опыта и малых объемов инструмента, возможно обратиться в специальные мастерские, оказывающие услуги по заточке. Для самостоятельного изучения процесса, необходимо начать с неиспользуемого сверла, в случае порчи которое спокойно отправиться в утиль.

Получение результата возможно только при соблюдении нескольких условий. Процесс выполняется вручную, подходящим напильником или с использованием шлифовального станка. В последнем случае, необходимо соблюдать температурный режим изделия, постоянно поливая струей воды или масла

Перегрев приведет к потере прочности металла, неважной работе, при отсутствии возможности обеспечить постоянное охлаждение, нужно просто окунать изделие в стакан с водой или маслом каждый пару секунд. Только соблюдение заводских параметров геометрии даст возможность работать режущим набором, как в новом состоянии

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

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.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации