Сверление квадратных отверстий в дереве

Все о сверлах для квадратных отверстий

Если с высверливанием круглых отверстий у современных мастеров заморочек почти всегда не появляется, то квадратное под силу выточить не каждому. Но это не так трудно, как кажется на 1-ый взор, при этом как в древесной породе, так и в металле. Чтоб решить эту задачку, нужно внедрение особых инструментов и приспособлений. Любопытно, что каждое из их действует по принципу самых обычных фигур геометрии.

Особенности

По собственному конструктивному устройству приспособление для высверливания квадратных отверстий является быстрее фрезой, а не сверлом. Но российским мастерам привычнее именовать его сверлом, ну и фирмы-изготовители называют изделие конкретно так.

Согласно кинематике, в согласовании с которой происходит перемещение этого устройства, разумеется, что срез обрабатываемого материала происходит только средством боковой поверхности, а поточнее – 4-х таких поверхностей. Таковой метод характерен не для сверла, а для фрезы. Но вращательных движений недостаточно для высверливания высококачественного и ровненького квадратного отверстия. Фреза должна не только лишь крутиться, да и совершать качательные движения – также вокруг оси.

Принципиально и то, что вращение и покачивание должны быть ориентированы во взаимно обратные стороны.

С какой скоростью сверло-фреза будет крутиться, можно узнать, только исходя из черт электродрели либо другого инструмента, которым планируется работать. Но необходимо учесть, что сверление квадратного отверстия будет происходить не очень стремительно, и производительность работы будет низкой.

1-го треугольника Рёло для получения квадратного отверстия недостаточно – необходимо, чтоб на сверле имелись канавки, по которым будет выполняться отведение стружки, являющейся отходами от сверления. Конкретно по этой причине на рабочей поверхности сверла вырезается 3 полуэллиптических окружности.

Из-за этого осуществляется понижение момента инерции фрезы, миниатюризируется нагрузка на шпиндель, при всем этом происходит увеличение режущей возможности насадки.

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.

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 YouTube, 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!

Альтернативные варианты для проделывания квадратного отверстия

Хотя сверло Уаттса является наиболее производительным и точным инструментом для получения квадратных отверстий, нужно еще рассказать, как просверлить квадратное отверстие другими способами.

Для этого существует несколько неплохих методов. При работе с квадратными сверлами полученное в заготовке отверстие будет иметь закругления небольшого радиуса, которые затем необходимо устранять другими операциями. К тому же, нет возможности работы с деталями значительной толщины.

• В условиях производства наиболее точным чистовым способом вырезки отверстия квадратного сечения является лазерная резка. Но для этого необходимо иметь в парке оборудования дорогостоящие сложные станки с ЧПУ.
• Еще одним способом является высверливание в детали круглого отверстия диаметром описанной по квадрату окружности. Затем углы отверстия завариваются при вставленном шаблоне. Этот метод требует наличия сварочного аппарата и соответствующих навыков.
• В условиях серийного производства при работе с листовым и тонкостенным металлом квадратные отверстия получают методом листовой штамповки. В единичном производстве это не актуально, поскольку требует изготовления вырубных или пробивных штампов.
• При работе в домашних условиях, если квадратное отверстие нужно не совсем мелких размеров, то просверлить его можно следующим способом. В детали обычным сверлом по металлу выполняют круглое отверстие диаметров вписанной в квадрат окружности. Затем придают воображаемым углам и граням квадрата прямолинейность с помощью напильника и долота.
• Для работы с металлом небольшой толщины также выпускаются специальные пробойники квадратного сечения. Максимальный их размер составляет 70 на 70 миллиметров.

Снимаем родной патрон

Приступайте к монтажу деталей на сверлильный станок.

Сначала снимите родной патрон со станка. Его диаметр больше, чем диаметр отверстия в держателе втулки, поэтому его нужно снять. В набор входит патрон меньшего диаметра, чем родной, поэтому его мы и будем использовать.

• Вытяните головку эжектора (у большинства моделей сверлильных станков отсутствует).
• Вытянув головку до упора, возьмитесь рукой за патрон, чтобы он не выпал сам.
• Одной рукой держа патрон, другой возьмитесь за рукоятку подачи шпинделя и немного поверните вниз.
• Теперь с небольшим усилием поднимите ручку вверх. Она ударит по конусу патрона и тот выскочит из шпинделя.

На словах описание выглядит запутанным, но на практике все довольно просто и понятно.

Принцип действий и конструкция сверла Уаттса

Сверление квадратных отверстий при помощи сверла Уаттса основано на принципе вращательного движения треугольника Рело по специфичной эксцентрической траектории.

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.

Сверло для квадратных отверстий. Открытия Рело и Уаттса

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.

Как просверлить квадратное отверстие – правильно устанавливаем сверло по дереву

Это сверло для квадратных отверстий еще называется долото, долбежная насадка, она предназначена для сверлильных станков. В этой статье я расскажу вам, как это сверло нужно устанавливать и как просверлить квадратное отверстие.

Для начала давайте вспомним, что такое паз. Паз – это квадратное или прямоугольное отверстие, сделанное в каком-либо материале, чаще всего в дереве. Паз и шип – одно из самых известных соединений с момента появления столярного дела. Практически любое изделие имеет в своей конструкции такое соединение.

Закрепляем держатель втулки

После того, как вы сняли старый патрон, начинайте устанавливать оборудование из набора.

Сначала нужно установить другой патрон, из набора.

• Вернув головку эжектора в утопленную позицию, плавным движением надавите патроном вверх, чтобы конус зафиксировало в шпиндельной бабке. Для этого вставьте конус в отверстие и крутите до тех пор, пока не почувствуете, как ход стал туже. Если патрон выпадет, когда вы уберете руку, повторите это действие еще раз.
• Когда патрон с конусом встанет на место, ударьте по нему один раз молотком. Когда этот шаг будет завершен, патрон должен работать без малейшего постороннего движения. Закрепляем держатель втулки.
• После того, как установите новый патрон, просто наденьте на него держатель втулки и затяните верхнюю ручку. Когда вы выполните этот пункт, отметьте на какой высоте бабки шпинделя крепится держатель. Если закрепить его слишком высоко, то вы просто не сможете вставить сверло в патрон.

Конструктивные особенности и принцип работы квадратных сверл

Для сверления квадратных отверстий применяется специальная насадка для дрели. Эта насадка называется сверлом Уаттса, которая имеет форму треугольника. Главная особенность этой насадки в том, что наконечник в виде треугольника Рёло (назван в Honor основателя) имеет область пересечения трех равных кругов.

Именно за счет специальной треугольной формы наконечника фрезы получается квадратная форма проема в поверхности обрабатываемого материала. Принцип получения такой формы отверстия посредством применения треугольного сверла заключается в следующем:

• Центр треугольника движется по своей траектории, повторяя при этом движения
• Получить такую траекторию удается за счет эллипсоидных дуг в центральной части сверла
• Грани треугольника будут перемещаться по аналогичной траектории, повторяя форму квадрата со скругленными гранями

На основании треугольника Рёло была изготовлена специальная насадка, посредством которой можно просверлить круглое отверстие с закругленными углами. Центральные эллипсоидные дуги треугольника — это есть ось, которая не остается на месте, как в случае с обычным круглым сверлом, а перемещается по соответствующей траектории. Главный недостаток применения таких насадок заключается в том, что получаемое отверстие в виде квадрата имеет закругленные углы. Конструкция сверла Уаттса, в основе которого лежит треугольник Рёло, представлена на фото ниже.

Высверливание проема осуществляется посредством трех боковых частей, которые имеют заточку. Когда сверло начинает двигаться, центральная часть осуществляет вращательное действие, а боковые грани повторяют качательные движения.

Насадка состоит из хвостовой и рабочей части. Хвостовик предназначен для закрепления насадки в патроне инструмента, а рабочая часть осуществляет основную работу — высверливает квадратный проем. Рабочая часть состоит из головки (она же называется долотом) и спирали, как на обычном сверле. Конструктивным элементом сверла также является держатель, который представляет собой оправку. В этой оправке перемещается сверло, тем самым исключая его хаотичное движение. Оправка имеет отверстие, через которое происходит удаление стружки.

Рабочая часть имеет специальные канавки, предназначенные для отвода стружки из зоны реза. Эти канавки также снижают нагрузку на патрон, тем самым повышая эффективность реза, и уменьшая величину инерции. Принцип работы квадратного сверла показан на видео.

Инструменты

Большая часть нужных вам инструментов входит в состав наборов пазовальных насадок. Я лишь добавил втулку, чтобы насадка подходила к моему специфичному сверлильному станку. В наборы обычно входят втулки разных диаметров, для разных сверлильных станков.

• Молоток
• Набор пазовальных насадок
• Патрон с хвостовиком под конус
• Держатель втулки
• Втулка

Сначала вставьте втулку в держатель. Для этого скользящим движением вставьте алюминиевую втулку в большее отверстие держателя. Втулка должна сидеть очень плотно, убедитесь, что она вставлена до упора.

Убираем рабочее место и демонтируем насадку

Теперь у вас есть возможность сверлить пазы. Не забудьте убраться на своем рабочем месте и вернуть на место родной патрон.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Подготавливаем к резанию

Как только держатель и насадка будут правильно установлены, вам нужно будет выбрать скорость сверления в соответствии с материалом.

Лучше всего определять скорость по аналогии со сверлом Форстнера. Существенная разница в использовании пазовальной насадки в том, что при постоянном давлении во время резания она может перегреться (из-за того, что сверло расположено практически вплотную к долоту). Помните, вы не только высверливаете отверстие, вы выдалбливаете углы, поэтому силу нужно прилагать в разумных пределах.

Для выбора скорости дрели даю очень удобную таблицу. Когда вы определитесь с нужной вам скоростью, соответственно отрегулируйте дрель. Перед тем как начать работу, закрепите материал на месте.

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.

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 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