Сверление квадратных отверстий. Сверло Уаттса. Треугольник Рёло.

Если вам требуется сделать в дереве отверстие большого диаметра, то придется использовать специальные приспособления, каждое из которых имеет свои особенности. Мы рассмотрим все возможные варианты и расскажем об их основных преимуществах и недостатках, чтобы вы смогли выбрать оптимальный вариант в соответствии со спецификой проведения работ в той или иной ситуации.

На фото: оборудование для дерева отличается от приспособлений для бетона и керамики

Сверление квадратных отверстий. Сверло Уаттса. Треугольник Рёло.

При выполнении различных слесарных и ремонтных работ иногда возникает необходимость выполнить в металлической заготовке отверстие квадратного сечения. Если для получения круглых отверстий используется стандартный набор инструмента, который имеется под рукой у каждого мастера, то для квадратного профиля нужен специфический инструмент.

Конечно, не имея в наличии соответствующего инструмента, можно получить квадратное отверстие высверливанием круглого с последующей ручной обработкой до квадратного профиля. Но такой способ является малопроизводительным, трудоемким и не позволяет получить точные форму и размеры необходимого профиля.

Для получения качественного профиля наиболее часто сверление квадратного отверстия производят с применением сверла Уаттса, работа которого основывается на особенностях перемещения геометрической фигуры, которая называется треугольник Рело. С технической точки зрения такое сверло правильнее называть фрезой. Использовать напрямую с дрелью сверло Уаттса не получится, потребуется дополнительно специальный переходной шпиндель, который обеспечит необходимую траекторию движения инструмента.

Особенности

По своему конструктивному устройству приспособление для высверливания квадратных отверстий является скорее фрезой, а не сверлом. Однако отечественным мастерам привычнее называть его сверлом, да и фирмы-изготовители именуют изделие именно так.

Согласно кинематике, в соответствии с которой происходит перемещение этого устройства, очевидно, что срез обрабатываемого материала происходит исключительно посредством боковой поверхности, а точнее – 4-х таких поверхностей. Такой способ характерен не для сверла, а для фрезы. Но вращательных движений недостаточно для высверливания качественного и ровного квадратного отверстия. Фреза должна не только вращаться, но и совершать качательные движения – также вокруг оси.

Важно и то, что вращение и покачивание должны быть направлены во взаимно противоположные стороны.

С какой скоростью сверло-фреза будет вращаться, можно выяснить, лишь исходя из характеристик электродрели или иного инструмента, которым планируется работать. Однако нужно учитывать, что сверление квадратного отверстия будет происходить не очень быстро, и производительность работы будет невысокой.

Одного треугольника Рёло для получения квадратного отверстия недостаточно – нужно, чтобы на сверле имелись канавки, по которым будет производиться отведение стружки, являющейся отходами от сверления. Именно по этой причине на рабочей поверхности сверла вырезается 3 полуэллиптических окружности.

За счет этого осуществляется снижение момента инерции фрезы, уменьшается нагрузка на шпиндель, при этом происходит повышение режущей способности насадки.

Сверло или фреза?

Большинство технической общественности считает, что всё-таки фреза. Тем не менее, производители упорно продолжают называть данный инструмент сверлом для квадратных отверстий, сверлом Уаттса или сверлом, профиль которого соответствует треугольнику Рело.

Что правильнее? Если обратиться к кинематике перемещения такого режущего инструмента (для наглядности можно воспользоваться схемой, приведённой на рис. 1, то можно обнаружить, что съём металла будет производиться только боковой поверхностью, причём плоскостей резания будет не одна, как у обычного сверла, а четыре, что более свойственно фрезам.

Однако одного вращающего движения для получения квадратного отверстия будет недостаточно. Простые математические вычисления (в данной статье не приводятся) показывают: для того, чтобы «сверло» для квадратного отверстия выполняло свою функцию, оно должно при работе описывать не только основное движение вращения режущей кромки, но и качательное движение сверла/фрезы вокруг некоторой оси. Оба движения должны производиться во взаимно противоположных направлениях.

Читать также: Масса пружинного маятника формула

Рисунок 1 – Треугольник Рело: а) – построение; б) последовательность вращения для получения отверстия квадратной формы.

Угловая скорость обоих вращений определяется довольно просто. Если за параметр f принять частоту оборотов вала дрели (либо перфоратора), то для колебательных вращений шпинделя вокруг собственной оси достаточна скорость в 0,625f. В этом случае ось шпинделя как бы зажимается между рабочим валом и приводным колесом, заставляя сверло/фрезу колебаться в зажимном приспособлении с остаточной скоростью

(1 – 0,625)f = 0,375f.

Более точно результирующую скорость вращения фрезы можно установить, пользуясь техническими характеристиками дрели/перфоратора, но ясно, что она будет намного ниже той, на которую изначально рассчитан инструмент. Поэтому получение квадратного отверстия будет происходить с меньшей производительностью.

Сверло для квадратных отверстий

Неочевидная и увлекательная 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.

Сейчас пойдет речь о приспособлении для сотворения отверстий квадратной формы и пазов способом сверления. Приспособление состоит из 2-ух частей: сверла по дереву и просекателя квадратной формы — наружной оболочки сверла. В просекателе есть отверстие для стружки. В лоте на выбор два размера набора для квадратных отверстий: на 10 и на 16 мм Вообщем на просторах Али и Ебей встречал огромное количество схожих наборов, брендовых (дорогих) и не очень. Смысл у всех однообразный — сверло убирает избыточное дерево, а рубашка-просекатель вроде бы выдавливает избыточное по форме квадрата. Края у рубахи заостренные, срезанная древесная стружка уходит внутрь 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.

READ Сверление Отверстий В Бетоне Диаметры

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.

Немного истории с геометрией

Ещё в XV веке легендарный Леонардо да Винчи, изучая свойства геометрических фигур, обратил внимание на так называемые геометрические объекты с равной толщиной. Таких фигур имеется бесконечное множество, но простейшей – помимо окружности — является скруглённый треугольник, который может быть образован следующим образом. Вычерчивается равносторонний треугольник, каждый из углов которого соединяется дугой окружности, проведённой из центра противоположной стороны. Особенностью такого треугольника будет то, что все его стороны будут иметь постоянную ширину, которая равна длине стороны исходного равностороннего треугольника.

Практическую пользу из этого факта извлёк Л. Эйлер, который три века спустя продемонстрировал вращение такого скруглённого треугольника: вначале вокруг собственной оси, а затем – с некоторым эксцентриситетом, благо карданный механизм науке и технике того времени был уже известен.

Ещё дальше в практическом использовании данной фигуры пошёл немецкий инженер Ф. Рело, который обратил внимание на то, что траектория углов движущегося треугольника при определённых способах его вращения весьма близка к квадрату. Лишь непосредственно в углах квадрата внешняя поверхность описывает дугу, впрочем, небольшого радиуса. В современной технической литературе подобный треугольник называют треугольником Рело, хотя никаких углов у данной фигуры фактически уже нет.

Пройдёт ещё несколько десятков лет, и англичанин Г. Уаттс придумает приспособление, которым можно обеспечить гарантированную квадратную траекторию для металлорежущего инструмента. Техническое решение для сверла Уаттса было запатентовано в 1916 году, а через год началось серийное производство таких инструментов.

Принцип действий и конструкция треугольник Рело

Треугольник Рело представляет собой плоскую геометрическую фигуру. Она образуется при соединении вершин равностороннего треугольника дугами окружностей, проведенными из каждой вершины этого же треугольника.

Особенность треугольника Рело состоит в том, что при совершении качательного движения его вершины описывают траекторию почти идеального квадрата.

Единственным недостатком такого вращения треугольника Рело является то, что в углах квадрата остаются небольшие скругления.

При необходимости получения квадратного отверстия с внутренними углами 90 градусов его придется доработать. Это можно сделать вручную с помощью напильников и рашпилей либо на долбежных станках.

Особенности сверления квадратных отверстий в дереве

В мебельном производстве часто соединение деталей выполняют по системе шип-паз. Это соединение предполагает наличие в комплектуемых деталях пазов квадратного профиля. Для получения отверстий в древесине применяют специальное квадратное сверло по дереву. Оно представляет собой комплект долбежного инструмента. Он состоит из внутреннего сверла по дереву и надеваемого на него долота. Обычно диаметр сверла колеблется в пределах от 6 до 18 миллиметров. Хвостовик обычно идет диаметром 19 миллиметров. Такие комплекты могут быть установлены на долбежно-сверлильные станки.

Критерии выбора качественного варианта

Ниже мы рассмотрим основные виды приспособлений для вырезания отверстий в дереве, а пока обозначим критерии, которым должен соответствовать любой вариант вне зависимости от его модификации:

Совет! Чтобы гарантированно приобрести качественное изделие, будь то электрический лобзик по дереву или дисковая пила, нужно обращаться к официальным представителям того или иного бренда или покупать продукцию в известных магазинах, которые заботятся о своей репутации и не продают дешевые подделки.

Наборы дешевых кольцевых сверл настолько ненадежны, что их может хватить только на однократное использование

Основной инструмент для выпиливания древесины

В этой статье мы рассмотрим основной инструмент для выпиливания древесины, и особенности работы по прорезанию прямоугольного отверстия в центре деревянной доски. Урок будет полезен новичкам-строителям, делающих первые шаги в освоении интересного мира строительства.

Основной инструмент для выпиливания древесины в квартире

Основной инструмент для выпиливания древесины мы рассмотрим на примере конкретной задачи: как можно осуществить выпиливание внутри большой плоской доски, ДСП, листа фанеры. Для понимания процесса, я подготовил несколько наглядных картинок.

Итак, перед нами деревянная плоская поверхность, внутри которой необходимо пропилить прямоугольное отверстие по заданным размерам:

Для выпиливания по дереву есть масса вариантов: ручная пила, ножовка по дереву, лобзик, электролобзик. Чтобы пилу пропустить в центр доски, необходимо сначала ее высверлить тонким сверлом по намеченным линиям. Берется самая обыкновенная дрель и в доске, вдоль намеченной линии, рядом друг с другом сверлятся много отверстий:

Когда отверстия находятся вплотную друг к другу они фактически формируют щель. Сколько нужно сверлить отверстий? А ровно столько, чтобы в образовавшуюся щель можно было протянуть ручную пилу, либо другой инструмент для начала выпиливания:

Теперь можно спокойно, вдоль линии, сделать пропилы в одну и другую стороны. Пропилили одну сторону, переходим к следующей, где у нас рассверлены отверстия.

Таким образом, внутри доски или фанеры Вы выпилите требуемую часть.

Если у Вас есть под рукой не ручная пила, а электролобзик — замечательно. Можно воспользоваться им. Только нужно помнить, что пила электролобзика, которая будет бежать по фанере вдоль начерченной линии не должна снизу доски ничего задевать, иначе она просто сломается, если наткнется на какое-либо препятствие:

На практике Вы будете часто встречаться с подобными задачами. Например, очень давно мне требовалось пропилить в паркете прямоугольное отверстие, чтобы добраться до бетонного пола, откуда предполагалось соорудить нишу. Непонимание, какими инструментами можно пользоваться, а какими нельзя, чуть не привело к пожару. Об этом читайте здесь.

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.

• 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.

Геометрические параметры

К основным геометрическим параметрам относят такие показатели:

• диаметр, указываемый в мм;
• длина общая, мм;
• длина рабочей части, мм;
• угол заточки в градусах.

Кроме того, выбирая сверло квадратное, обращают внимание на хвостовик, который должен соответствовать шпинделю инструмента или комплекту приспособлений, для его крепления. Сверление квадратных отверстий необходимо выполнять после предварительной разметки и кернения центра будущего отверстия. Рекомендуется начинать сверление при низких скоростях вращения, а затем перейти на ту скорость, которая указана в паспортных данных станка или инструмента.

Как сделать квадратную дырку в металле

Наверняка вы уже слышали и видели о способе сверления квадратных отверстий с помощью сверла Уаттса. В этом ролике автор показывает иной метод, основанный на использовании специального инструмента. Что делать если вам нужно просверлить отверстие, а диаметр сверла меньше чем нужно? Роман еще сверлильный и фрезерный станки и ручной фрезер Лазерная резка — Фантастические миры из дерева Фомин Владимир Да конечно круто!

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах. По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как сделать простым приспособлением квадратные отверстия в металле

Классификация сверл для квадратных проемов

Название «квадратное сверло» происходит от того, какую форму отверстия насадка способна просверлить. Внешне такие сверла имеют вид треугольника (наконечник), но с их помощью удается получать проемы квадратной формы. Классифицируются рассматриваемые насадки по ряду следующих признаков:

1. Тип рабочего материала — это может быть древесина, металл или пластик
2. Материал, из которого изготовлена насадка. В зависимости от того, в каком материале необходимо получить квадратный проем, насадки изготавливаются из легированной, углеродистой или быстрорежущей стали
3. Тип производства насадок — они бывают двух видов: цельные и составного типа. Составные насадки имеют шарнирный (карданный) хвостовик, посредством которого снижается нагрузка на патрон инструмента. Сегодня карданные насадки встречаются крайне редко
4. Форма хвостовика — в зависимости от этого параметра можно использовать насадки на дрелях, сверлильных станках и прочих видах оборудования. Сверла Уаттса выпускаются с цилиндрическим, коническим и шестигранным хвостовиком. Фрезы с коническими хвостовиками устанавливаются напрямую в патрон сверлильного станка, а цилиндрические и шестигранные насадки требуют применения специального патрона для закрепления
5. Длина сверла — они бывают длинные, средние и укороченные
6. Класс точности — нормальный и повышенный
7. Диаметр — зависит от того, какой размер квадрата необходимо получить в итоге
8. Длина рабочей части — еще один важный параметр, который отвечает за возможность сверления соответствующих отверстий с разной степенью углубленности
9. Конструкция — фрезы для квадратных отверстий бывают с накладной рамкой, а также переходником или без него

Квадратные сверла отечественного производства выпускаются с соблюдением стандартов ГОСТ 886-77, ГОСТ 4010-77 и ГОСТ 10902-77. Однако большой популярностью пользуются сверла зарубежного производства, которые изготавливаются с соблюдением соответствующих стандартов. Маркировка указывается на хвостовой части фрезы, где представлена такая информация, как диаметр, материал изготовления и наименование компании.