Как сделать квадратные отверстия в дереве на сверлильном станке

Содержание

Сверление отверстий в дереве

Как сделать квадратные отверстия в дереве на сверлильном станке

В домашних условиях вполне можно обойтись довольно скромным набором свёрл. Для обработки древесины мягких пород вполне достаточно сверла из обычной инструментальной стали.

Для фанеры, ДСП и других древесных материалах с повышенной долей клея и (или) связующего лучше воспользоваться свёрлами из хромо-ванадиевой стали, отличающимися более высокой стойкостью и обеспечивающими лучшее качество сверления. Рангом выше стоят свёрла из быстрорежущей стали.

При частом сверлении отверстий в облицованных ДСП, слоистых плитах или плитах MDF не обойтись и без твёрдосплавных свёрл.

Примерный набор сверл для домашней мастерской

1 Сверло с центровочным остриём2 Сверло с твёрдосплавным центровочным остриём3 Обычное сверло из быстрорежущей стали4 Плоское сверло (пёрка)5 Регулируемое сверло6 Трёхступенчатое сверло7 СверлоФорстнера8 Пазовое сверло9 Твердосплавное сверло для выборки гнёзд под мебельные петли10 Кольцевая пила11 Шнековое сверло

12 Сверло для сверления отверстий в балках

Чтобы цилиндрическая заготовка не прокручивалась при сверлении отверстий, её кладут на приспособление, состоящее из двух скреплённых заготовок аналогичного сечения.

Ряд отверстий под полкодержатели легче просверлить по самодельному кондуктору.

Так сверлят серию отверстий на одинаковом расстоянии от боковой и торцовой кромок: заготовку, вставленную в технологическую раму, просто перемещают в нужном направлении.

Сверление отверстий под мебельные стяжки трёхступенчатым сверлом — соединяемые детали скрепляют угловой струбциной.

Отверстия под шурупы с потайной головкой зенкуют.

Глухие отверстия (например, под шканты) сверлят с использованием ограничителя глубины сверления.

Совет: Сверление отверстий для угловых соединений

Угловые соединения можно выполнить на мебельных стяжках или шкантах. И в том и другом случае необходимо просверлить отверстия строго под прямым углом к поверхности заготовки.

Использование направляющих и упоров

При сверлении отверстий большого диаметра, а также при жёстких требованиях к их перпендикулярности к поверхности заготовки электродрель следует закрепить на сверлильной стойке.

Последнюю можно дополнить самодельными направляющими и упорами (зафиксировав их, например, струбцинами), позволяющими просверлить несколько отверстий, соблюдая требуемое расстояние между ними.

При обработке крупноформатных заготовок стойку можно закрепить на верстаке.

С помощью пазового сверла, имеющего режущие кромки не только на острие, но и по бокам, можно выбирать пазы, шлицы и делать вырезы.

При выборке гнёзд под мебельные петли важно выдержать требуемые расстояние от кромки заготовки и глубину выборки.

Это достигается за счёт упора и ограничителя глубины выборки (на сверлильной стойке).

При сверлении отверстий в крупноформатных заготовках расстояния между сверлом и колонкой сверлильной стойки может быть недостаточно. В этом случае сверлить отверстия следует сквозь проём в основании стойки или развернуть стойку относительно основания.

При сверлении отверстий спиральным сверлом не требуется сильно налегать на электродрель — сверло само по себе, словно бурав, врезается в дерево. В этом случае электродрель должна работать на низких оборотах.

Чтобы края отверстий не получились рваными, обрабатываемую заготовку следует зажать между двумя отрезками доски (из отходов).

Сверлильное приспособление

Современные приспособления для сверления выпускают в различных исполнениях. Почти все они имеют подпружиненную каретку с упорами, что позволяет использовать их как ограничители при сверлении отверстий. На опоре такого приспособления может иметься призма, исключающая смещение цилиндрической заготовки при её обработке.

Классический бурав

Бурав применяют для сверления в дереве отверстий под шурупы или крючки, а также мелких отверстий. Бурав больше пригоден для работы с мягкими породами дерева.

Ножки-направляющие у приспособления можно установить под любым углом к опоре, что позволяет сверлить отверстия наклонно к поверхности заготовки.

Подпружиненные ножки-направляющие можно выдвинуть ниже опорной поверхности приспособления и воспользоваться ими как упорами с обеих сторон заготовки, что позволяет просверлить отверстие строго посередине её кромки.

Инструменты для зенкования отверстий

1 Ручная зенковка2 Зенковка с удлинённым хвостовиком3 Зенковка с укороченным хвостовиком4 Ступенчатая зенковка

5 Зенковка-насадка

Ограничители глубины сверления

6 Клейкая лента7 Резиновое кольцо8 Металлический кольцевой ограничитель

9 Пластиковый ограничитель

Источник: http://mainstro.ru/sverlenie-otverstij-v-dereve/

Сверление квадратных отверстий — сверло Уаттса и принцип треугольника Рёло

Как сделать квадратные отверстия в дереве на сверлильном станке

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.

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

Источник: http://met-all.org/oborudovanie/prochee/sverlo-dlya-kvadratnyh-otverstij-uattsa-relo.html

Самодельный станок из дрели для сверления точных отверстий

Как сделать квадратные отверстия в дереве на сверлильном станке

Время, когда я пользовался пленочными фотоаппаратами «Зоркий-4» и «Зенит» ушло в историю. Мой старенький фотоувеличитель просто пылился в сарае на полке.

Глядя на него возникло желание изготовить сверлильный станок настольный для создания четких вертикальных отверстий в различных деталях.

Для этого потребовалось закрепить на стойке электрическую дрель, чтобы направить ее сверло строго перпендикулярно поверхности базовой плоскости обрабатываемой заготовки.

Конструкция фотоувеличителя, а именно его основание и стойка, как раз идеально подходят для этих целей.

Поскольку подобный самодельный станок мне нужен не часто, а от случая к случаю, то я его решил делать самым простым способом из деревянных заготовок, которые были под рукой.

Принцип работы станка

За основу конструкции взял самую простую схему из интернета.

Работу разбил на несколько этапов:

  • усиление вертикальной стойки деревянным бруском;
  • изготовление направляющих полозьев с ограничителями на стойке;
  • монтаж подвижной рамы;
  • создание крепления для фиксации дрели на ползуне;
  • доводка механизма.

Основание и стойка

Квадратная деревянная плита и способ крепления к ней металлической трубы в принципе меня устраивали. Зажимной винт переходника надежно фиксировал вертикальную стойку.

Однако круглый профиль трубы допускает вращение навесной конструкции в плоскости горизонта. А это сильно осложняет сверление. Поэтому основанием вертикальной стойки решил использовать деревянной брусок, оставшийся от половой доски, которую я уложил на балкон.

Ее сечение 13х3,3 см и обрезанный на профессиональной пилораме профиль с точным соблюдением геометрии плоскостей поверхностей хорошо подходил для моих замыслов.

Поставил этот брусок вертикально и сделал разметку карандашом для удаления древесины, мешающей его плотному прилеганию к стойке. Ножовкой выполнил пропилы, а долотом вырубил паз и придвинул заготовку к трубе, плотно прижав ее. Угольник показал прямой угол между стойкой и основанием.

В верхней части бруска просверлил два сквозных отверстия, пропустил через них кусок проволоки 2,5 мм кв и с обратной стороны просто привязал их обычной скруткой к круглой трубе.

Можно бы было, конечно, просверлить трубу, нарезать в этом отверстии резьбу и прикрепить брусок винтом. Но я не пошел этим путем: он немного сложнее.

Снизу самодельную стойку просто привинтил к основанию шурупами саморезами.

Получилось вполне надежное крепление.

Контроль углов

Проверил самодельную стойку на вертикальность с помощью угольника.

Плотное прилегание поверхностей не показало зазоров и щелей.

Крепление дрели на подвижной раме

Мне не пришлось заниматься этим вопросом дополнительно, так как необходимая конструкция давно была изготовлена для самодельного токарного станка по дереву. После нескольких месяцев работы на нем я от использования дрели на 300 ватт отказался и поставил трехфазный асинхронный электродвигатель, переключив его по конденсаторной схеме на питание от однофазной сети.

https://www.youtube.com/watch?v=J3YdSSFJcSY

Мощность токарного станка и производительность увеличились, а конструкция крепления дрели просто хранилась на полке в мастерской пока не наступил этап ее повторного использования.

Основой крепления служит стеклотекстолитовая пластина прямоугольной формы с вырезанным лобзиком центральным отверстием. На боковой поверхности сделана прорезь, которая сжимается после установки дрели резьбовым соединением.

Для этого сделано внутреннее отверстие под шпильку, стягиваемую гайками с двух сторон.

Верхняя гайка затягивалась обычным ключом, а в качестве нижней использована плоская удлиненная планка или клемма от электротехнического оборудования.

Крепеж направляющих полозьев

В основе рельс профиля использовал стальные готовые направляющие от старого радиоэлектронного прибора со съемными блоками. Они выбраны потому, что:

  • сделаны из прочного металла;
  • имеют одинаковые уголки для обеспечения равномерного отступа от вертикальной стойки;
  • удобны в креплении.

Их размещение спланировал на стойке и провел линию карандашом по угольнику.

Сделал по ней пропил ножовкой для установки фиксаторов.

Подогнал профили ударами молотка.

Закрепил шурупами, обеспечив равномерный зазор между уголком и бруском.

Контроль положения

Осталось проверить работу за счет перемещения ползуна, который я сделал из плиты гетинакса подходящей толщины.

Этот материал, как и многослойная фанера, обладает хорошей прочностью и легко скользит по обструганной древесине. Хотя ничего не мешает изготовить ползун из обычной доски.

Монтаж подвижной рамы

Мне пришлось демонтировать крепежную плиту дрели со станины самодельного токарного станка и закрепить ее на ползуне.

Для этого потребовалось изготовить дополнительный переходник из многослойной фанеры и пересверлить отверстия под винты крепления. В результате пластина гетинакса стала перемещаться в зазоре между уголками с бруском, а подвижная рама отдалилась от рельс профиля толщиной созданного переходника.

Полученную конструкцию я просто вставил одной стороной под рельс профиль.

А затем приставил вторую направляющую в подготовленные пропилы и закрепил ее шурупами.

Доводка механизма

Стоит заметить, что один шуруп я сильно пережал, и он стал ограничивать перемещение подвижной рамки по полозьям. Пришлось немного вывернуть его.

Монтаж возвратного механизма

Следующим этапом стала установка пружины, возвращающей подвижную часть на исходное место.

Использовал конструкцию, работающую на растяжение, а не сжатие. Один ее конец прикрепил к верху деревянной стойки, а второй — на винт подвижной рамы.

Получился простой самодельный станок для сверления вертикальных отверстий из дрели и фотоувеличителя.

Проверка в работе

Выполнил контрольное сверление плоской деревянной планки, расположив сверло строго по ее центру.

Результат работы самодельного сверлильного станка меня вполне удовлетворил: отверстие выполнено строго по вертикали.

Доработка

С целью удобства пользования заменил обычную гайку под ключ на барашек для крепления дрели на подвижной раме.

Выводы из работы

В целом конструкция самодельного сверлильного станка из дрели получилась вполне рабочая. Эпизодическое сверление отверстий созданная стойка дрель выполняет на удовлетворительно по пятибалльной системе оценок при сравнении ее работы с профессиональным станком из металла.

Из недостатков я отмечаю:

  • слабую прочность деревянной конструкции по сравнению с металлической;
  • наличие небольших люфтов, которые сложно устранить на подобном станке;
  • неравномерный ход подвижной части.

Поэтому для постоянной работы я бы рекомендовал делать сверлильный станок из металлических частей и использовать в нем:

  • вертикальную стойку с прямоугольным профилем, обеспечивающем стабильное положение подвижной платформы без ее вращения в плоскости горизонта;
  • ползунково-реечную, резьбовую или тросовую систему для передвижения вертикального ползуна;
  • тяжелое металлическое основание.

В качестве исходника для металлической конструкции самодельного сверлильного станка рекомендую посмотреть видеоролик владельца alehtrikus “Стойка для дрели своими руками”

Но для ее изготовления потребуется выполнить не только слесарные, но сварочные и токарные работы.

Источник: https://HouseDiz.ru/samodelnyj-stanok-iz-dreli-dlya-sverleniya-tochnyx-otverstij/

Как сделать квадратное отверстие в дереве

Как сделать квадратные отверстия в дереве на сверлильном станке

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:

  1. Снижается инерция сверла.
  2. Уменьшается нагрузка на шпиндель.
  3. 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.

Источник: http://ooo-asteko.ru/kak-sdelat-kvadratnoe-otverstie-v-dereve/

Сверло Уаттса для сверления квадратных отверстий: описание, размеры

Как сделать квадратные отверстия в дереве на сверлильном станке

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.

Определения качества по цвету

Качество сверла по любому материалу определяется прежде всего по его цвету:

  • Чёрный цвет имеют инструменты повышенной износостойкости, так как на финишной стадии изготовления они обрабатываются паром.
  • Термически обработанные изделия не имеют внутреннего напряжения, отличаются высокой стойкостью к высоким температурам и не деформируются при работе с твердосплавными сталями. Такие свёрла имеют слегка золотистый оттенок.
  • Самые качественные и прочные имеют яркий золотистый цвет. Они покрыты уменьшающим трение нитридом титана.
  • Обычные необработанные свёрла серого цвета имеют минимальный срок эксплуатации и самую низкую цену.

Размерный ряд

Рабочие размеры свёрл по металлу представлены современными производителями в широком диапазоне. ГОСТом предусматривается разделение таких изделий на типы в соответствии определённым размерам.

Свёрла по металлу разделяются на несколько категорий:

СерияКороткаяУдлинённаяДлинная
диаметр, мм0,3-200,3-201-20
длина, мм20-13119-20556-254

ГОСТы 4010-77, 886-77 и 10902-77 регламентируют классификацию свёрл по длине и диаметру.

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.

Источник: http://fb.ru/article/341450/sverlo-uattsa-dlya-sverleniya-kvadratnyih-otverstiy-opisanie-razmeryi

Сверло для квадратных отверстий. Открытия Рело и Уаттса

Как сделать квадратные отверстия в дереве на сверлильном станке

В некоторых случаях необходимо получить отверстия в форме квадрата. Обычные способы малопроизводительны и тяжелы.

Самый примитивный из них сводится к предварительному высверливанию отверстия диаметром, равным вписанной в квадрат окружности, и постепенному его продалбливанию.

Потребуется инструмент, который сможет работать без вращения инструментальной головки, а также специальный переходник. Проще воспользоваться так называемым «квадратным» сверлом (сверлом Уаттса), или, точнее, фрезой.

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.

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.

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.

Устройство и принцип работы

Непосредственно применить фрезу/сверло для квадратных отверстий с профилем треугольника Рело нельзя – необходимы канавки для отвода образующейся стружки.

Поэтому (см. рис. 2) профиль рабочей части инструмента представляет собой вышеописанную фигуру, из которой вырезано три полуэллипса. При этом реализуются три цели: снижаются момент инерции сверла, нагрузки на шпиндель, а также повышается режущая способность фрезы.

Рисунок 2 – Фактический профиль рабочей части инструмента

Конструкция инструмента такова. Собственно, рабочая часть включает в себя рабочую поверхность, которой производится съём металла и отводящие стружку канавки.

Изготавливается фреза-сверло для квадратных отверстий из стали У8 и закаливается до твёрдости HRC 52…56. При особо тяжёлых условиях эксплуатации используются изделия из легированной стали Х12 с твёрдостью HRC 56…60.

При нормальной подаче СОЖ и из-за сравнительно небольших температур в зоне обработки стойкость инструмента – высокая.

Более сложную конструкцию имеет шпиндель-переходник. Он включает в себя:

  1. Корпус.
  2. Зубчатый венец.
  3. Посадочное место под основной шпиндель (если инструмент устанавливается в инструментальной головке металлорежущего станка, то переходник имеет вид конуса Морзе).
  4. Приводной шестерни.
  5. Основного шпинделя.
  6. Шестерни зацепления с зубчатым венцом.
  7. Качающейся втулки.

Для бытовых приспособлений производители фрез/свёрл для квадратных отверстий предлагают накладные рамки, которые соединяются карданной передачей с патроном, и сообщают эксцентрические перемещения режущему инструменту. Толщина такой рамки определяет глубину получаемого отверстия.

Для соединения приспособления с патроном станка необходим ещё специальный переходник. Он состоит из:

  1. Корпуса.
  2. Плавающего хвостовика.
  3. Качающегося кольца.
  4. Сменной втулки под патроны разных металлообрабатывающих станков.
  5. Крепёжных винтов.
  6. Опорных шариков.

Для практического применения рассматриваемого инструмента достаточно придать шпинделю основного оборудования подачу в необходимом направлении. Для изготовления квадратных отверстий с применением такой оснастки пригодны фрезерные протяжные и токарные станки.

Альтернативные способы получения квадратных отверстий

Недостатком свёрл Уаттса считается наличие радиусных дуг в углах квадрата, что не всегда приемлемо.

Кроме того, свёрла для квадратных отверстий, изготовленные с использованием треугольника Рело, не могут вести обработку заготовок большой толщины.

В таких случаях можно использовать электроэрозионные/лазерные технологии, а также – что проще – применить сварку или штамповку.

Комплекты пробойников для квадратных отверстий выпускаются в ассортименте поперечных размеров до 70×70 мм в металле толщиной до 12…16 мм. В комплект входят:

  • Пуансонодержатель под пробойник.
  • Направляющая втулка.
  • Кольцевой ограничитель хода.
  • Матрица.

Для силового воздействия на пробойник можно использовать гидравлический домкрат. Пробитое отверстие выгодно отличается чистотой полученных кромок, а также отсутствием заусенцев. Подобный инструмент производится, в частности, торговой маркой Veritas (Канада).

При наличии в домашнем хозяйстве сварочного инвертора квадратное отверстие в стальной детали можно прожечь.

С этой целью в заготовке предварительно сверлится (с запасом) круглое отверстие, затем туда вставляется требуемых размеров квадрат из графита марок ЭЭГ или МПГ, после чего обваривается по контуру.

Графит извлекается, а в изделии остаётся квадратное отверстие. Его, при необходимости, можно зачистить и прошлифовать.

Источник: http://proinstrumentinfo.ru/sverlo-dlya-kvadratnyx-otverstij-treugolnik-relo-sverlo-uattsa/

Балеринка по дереву: регулируемое сверло или как сделать большое отверстие

Как сделать квадратные отверстия в дереве на сверлильном станке

Часто в работе с деревом и материалами на его основе возникает необходимость просверлить ровное круглое отверстие. Можно воспользоваться лобзиком или фрезером, но не всегда такой инструмент оказывается под рукой или выполнить ими работу просто неудобно. Облегчить задачу может балеринка по дереву.

Что такое балеринка по дереву

Круговое регулируемое сверло «балеринка» — приспособление, которое предназначено для сверления круглых отверстий большого диаметра. Инструмент имеет простую конструкцию.

Он представляет собой хвостовик с поперечной штангой, на которой закреплены подвижные каретки с резцами. Штанга имеет разметку, по которой можно выставить необходимый разлёт резцов относительно центра предполагаемого отверстия.

В середине хвостовика закреплено сверло-сердечник. Оно служит центровочным элементом и опорой при сверлении.

Кроме конструкций с двумя режущими элементами, расположенными симметрично, существуют балеринки с одним резцом или даже с тремя. В последнем случае они располагаются на основе в виде диска с пазами.

Функционал инструмента

Качественная балеринка изготавливается из высокопрочной стали, что даёт возможность использовать приспособление в работе с мягкими, так и с твёрдыми породами древесины.

Данный инструмент имеет регулируемый диаметр сверления. Это позволяет проделывать отверстия практически любого диаметра. Ограничение диапазона сверления зависит от размера балеринки. Производители выпускают приспособления со следующими пределами разлёта резцов:

  • от 30 до 120 мм;
  • от 40 до 200 мм;
  • от 40 до 300 мм;
  • от 40 до 400 мм.

Максимальный диаметр сверления ограничивается штангой, на которой крепятся резцы. Минимальный — толщиной хвостовика.

Сверло-балеринку можно использовать в любых местах, где применение электролобзика или ручного фрезера будет неудобным.

К примеру, это может быть собранная и установленная мебель, в детали которой необходимо просверлить аккуратное отверстие, учитывая ограниченное пространство. Ещё один пример — неровная (выгнутая или вогнутая) поверхность.

Лобзиком или фрезером сделать всё ровно и аккуратно навряд ли получится. Будет трудно контролировать наклон инструмента относительно поверхности. Балеринка легко справится с такой задачей.

Особенности работы с инструментом

Принцип работы с круговым сверлом прост. Центрирующим сверлом засверливают отверстие, а дальше в работу включаются резцы. Они постепенно проделывают узкую канавку, постепенно прорезая материал по кругу на всю глубину.

 Материалы, используемые в работе с балеринкой разнообразные: дерево, ДВП, ДСП, МДФ, гипсокартон, пластик. Общий один момент — толщина детали должна быть не более 15-20 миллиметров. Этот параметр ограничен длиной резцов. Обычно производитель указывает максимальную глубину сверления на упаковке. При попытке сверлить материал большей толщины могут возникнуть проблемы с рваными краями.

Для применения инструмента с одним резцом характерно биение. Это вызвано отсутствием балансировки относительно продольной оси сверления. Особенно биение будет ощущаться при резке отверстий большого диаметра. Вырезать отверстия с помощью дрели следует на малых или средних оборотах. При работе на сверлильном станке таких проблем не возникает.

Также неудобство при работе может доставить ламинированная или шпонированная поверхность. После прохождения декоративного слоя сверление проходит без проблем.

Особенностью кругового сверла можно считать возможность регулировки диаметра. Расстояние между резцами может быть выставлено по шкале на штанге или более точно с помощью штангенциркуля. Это удобно если нужно сделать отверстие без зазоров под трубу или круглую деталь.

Разнос резцов относительно центра регулируется по отдельности. Необходимо как можно точнее выставлять режущие части. Это избавит от лишних усилий во время работы и продлит срок службы инструмента.

Как правильно выбрать и на что обратить внимание

Выбрать качественное круговое сверло достаточно легко. Главное — знать основные моменты, на которые следует обратить внимание в первую очередь, но и не упустить из виду мелочи.

Конструкция, очень важный момент: балеринка по дереву бывает с одним резцом или двумя и более. Для частого использования лучше приобрести вариант с двумя или тремя режущими элементами. Такими приспособлениями легче работать и качество выполняемой обработки будет на приемлемом уровне.

Не лишней будет возможность замены отдельных частей. Недорогие круговые свёрла могут иметь цельный хвостовик с несъёмным центральным сверлом и штангой.

Металл, от его качества зависит прочность и способность выдерживать рабочие нагрузки. Качественный инструмент изготавливают из высокопрочной стали или сплавов. Форму хвостовику и держателям резцов придают станочным способом. Штанга обычно штампованная и изготовлена из такого же металла.

В дешёвых вариантах часто применяют мягкий металл или сплавы, которые могут оказаться хрупкими. Под нагрузкой детали могут деформироваться или разрушиться. Такой инструмент долго не прослужит и точности от него добиться также будет сложно.

Качество изготовления, основным признаком является отсутствие люфтов и перекосов. Все детали должны быть подогнаны друг к другу и надёжно крепиться фиксирующими винтами.

Разметка штанги качественной балеринки штампованная. Иногда деления выделяют яркой краской для лучшей видимости.

Резцы, качественные режущие элементы изготавливают из инструментальной закалённой стали. На держателях их крепят заклёпками или с помощью пайки. Цельные резцы с держателями (изготовленные из одного и того же металла) быстро затупляются и не отличаются долговечностью.

Производитель, при выборе любого инструмента и расходников, предпочтение следует отдавать известным и давно проверенным маркам и брендам. Наиболее распространённые — Topfix, Stayer, Irwin, Strum.

Приобретение регулируемого кругового сверла для использования в быту, или в случае необходимости просверлить несколько отверстий, полностью себя оправдывает. Это избавляет от необходимости приобретения дорогого инструмента, который может понадобиться всего несколько раз.

Источник: https://prosto-instrumenty.ru/balerinka-po-derevu-reguliruemoe-sverlo-ili-kak-sdelat-bolshoe-otverstie/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.