Такое приспособление исключает необходимость использования специализированных сверл и дает возможность просверлить квадратное отверстие требуемых параметров. Однако стоит отметить, что один из недостатков этого устройства заключается в том, что зажим шпинделя необходимо менять в зависимости от диаметра используемого сверла, что может занимать дополнительное время и усилия.
Все о сверлах для квадратных отверстий
В то время как многие современные мастера уверенно справляются со сверлением круглых отверстий, далеко не каждый из них способен просверлить квадратное отверстие. Тем не менее, этот процесс не так сложен, как может показаться на первый взгляд, и его можно выполнить как для древесины, так и для металлических изделий. Для успешного выполнения такой задачи необходимо применение специализированных инструментов и оборудования, предназначенных именно для этой цели. Интересно, что работа всех этих инструментов основана на принципах простейших геометрических форм, что делает процесс более доступным.
Особенности
Устройство, предназначенное для сверления квадратных отверстий, больше всего напоминает фрезерный станок, нежели обычную дрель. Тем не менее, мастера, работающие в домашних условиях, часто называют такое устройство сверлильным станком, тогда как производители отзываются о нём как о дрели.
По законам кинематики, которые определяют движение этого устройства, можно заметить, что процесс резки материала происходит исключительно через боковую поверхность, и, в частности, задействованы четыре такие стороны. Данный режим работы характерен для фрез, а не для обычных сверл. Однако одних лишь вращательных движений недостаточно для того, чтобы получить качественное и ровное квадратное отверстие. Важным является то, что фреза должна не только вращаться, но и совершать колебания, из которого следует вращение вокруг своей оси.
Также необходимо учитывать, что вращение и колебание должны происходить в противоположных направлениях, что обеспечивает более эффективное сверление.
Оборудование, используемое для сверления квадратных отверстий, имеет уникальные особенности, которые позволяют эффективно обрабатывать материал. Скорость вращения сверла зависит от характеристик электродрели или другого инструмента, используемого в работе. Тем не менее, стоит помнить, что процесс сверления квадратного отверстия может быть не столь быстрым, что, в свою очередь, приводит к низкой производительности.
Для того чтобы просверлить квадратное отверстие, одного лишь треугольника Рело недостаточно — сверло должно быть оснащено специальными канавками, предназначенными для удаления стружки. В целях этого на рабочей поверхности сверла гравируют три полуэллиптические окружности, которые помогают улучшить процесс резки.
Такой подход снижает момент инерции фрезы, уменьшает нагрузку на шпиндель и увеличивает производительность резания фрезы.
Виды и их устройство
Для получения квадратных отверстий наибольшее распространение получили сверла Ватта. Уникальность их конструкции состоит в том, что в основании таких инструментов лежит не квадрат, а треугольник, известный как треугольник Реуло. Принцип работы дрели заключается в том, что треугольник перемещается по эллиптическим дугам, формируя своими вершинами идеальный квадрат. Единственный недостаток, который может наблюдаться, — это незначительное округление вершин углов квадратной формы. Квадратные отверстия достигаются с помощью четырех эллипсоидных дуг, при этом движение треугольника Реуло выполняется равномерно.
Важно отметить, что треугольник Реуло — это конструкция с уникальными свойствами. Создание квадратных отверстий возможно только благодаря этой специфической форме. При использовании данного инструмента учитывается, что ось, вокруг которой он вращается, должна описывать эллиптические дуги, не находясь в одной точке. Это также подразумевает, что зажимное устройство должно быть грамотно сконструировано, чтобы не препятствовать движению треугольника. Когда треугольник движется корректно, в результате получается идеальный квадрат с лишь 2% поверхности, оставшейся нетронутой благодаря закругленным углам.
Для сверления квадратных отверстий требуется специальное сверло, которое носит название бур Ваттса. Оно имеет треугольную форму, что является одной из ключевых особенностей этого инструмента. Особенность конструкции сверла заключается в том, что его треугольный конец, названный в честь основателя — Рело, имеет режущую поверхность, состоящую из трех равных окружностей.
История появления инструмента
Конструкция дрели Ваттса основывается на треугольнике Реуло. Чтобы получить нужную форму, необходимо начертить равносторонний треугольник и провести три окружности радиусом, равным стороне треугольника, центры которых находятся в вершинах треугольника. В результате получается треугольник с закругленными краями, который, как было установлено немецким инженером Ф. Рело, при определённых вращениях имеет орбиту, максимально близкую к квадрату.
Треугольник Рело:
В 1916 году Ваттс запатентовал свое уникальное устройство, что значительно упростило процесс перемещения сверла для получения квадратных отверстий.
Дрель Ваттса:
Особенности конструкции и применения
Материалы, использующиеся для производства данного инструмента, включают углеродистую и легированную сталь, обладающую твердостью от 52 до 60 HRC. Разные модели сверел могут различаться диаметром, формой хвостовика и использоваться для заготовок с разнообразной толщиной.
Рабочая часть этого инструмента имеет треугольный профиль «Реуло» с тремя специальными углублениями, что облегчает эвакуацию заготовок и снижает момент инерции. В результате уменьшается нагрузка на шпиндель, что, в свою очередь, способствует повышению производительности резания инструмента.
При сверлении квадратного отверстия бур Ваттса формирует квадрат со слегка закругленными углами, имеющих четко параллельные стороны и идеальную геометрию. Площадь, занимаемая углами, составляет не более 2% от общей поверхности заготовки.
Дрель Ваттса зачастую используется в сочетании с другими инструментами. В процессе работы необходимо применять специальный адаптер для шпинделя, который имеет сложную конструкцию и позволяет присоединять инструмент с смещенным центром, что даёт возможность перемещать его по нужной траектории.
Дополнительно, накладные станины могут использоваться для обработки заготовок в домашних условиях. Они фиксируют сверла и соединяются с патронами через адаптер, что позволяет выполнять сверление на токарных и фрезерных станках.
Другие варианты получения квадратных отверстий
Кроме специализированных сверл, для получения квадратных отверстий используются и иные методы. К ним можно отнести:
- Лазерная резка — данный метод обеспечивает максимальную точность получения отверстий с заданной геометрией и используется на станках с числовым программным управлением.
- Чрезвычайно точная обработка отверстий с заданными размерами достигается с помощью станков с ЧПУ, используя пробивку или выемку штампами в массовом производстве.
- Сварка — на заготовках просверливается круглое отверстие с диаметром, совпадающим с диаметром окружности, описанной вокруг квадрата, после чего углы соединяются с помощью сварочного устройства и графитового шаблона марки MPG или EEG.
- Применение пуансона подходит для создания небольших отверстий размером до 70×70 мм.
В домашних условиях квадратное отверстие можно изготовить с помощью зубила и напильника. Процесс начинается с того, что на заготовке наносят разметку в виде квадрата нужного размера. Затем углы квадрата укрепляются сверлом меньшего диаметра, после чего изнутри удаляется излишек материала с помощью грубого сверла. Завершается процесс выравниванием краёв и углов с помощью напильника и стамески. Если же требуется сделать квадратное отверстие в древесине, рекомендуется использовать специализированный набор сверл, который состоит из центрального сверла диаметром от 6 до 18 мм и стамески.
Для сверления квадратных отверстий используется специальное сверло, именуемое буром Ваттса, которое имеет треугольную форму. Ключевой момент заключается в том, что треугольный конец сверла Рело (названного так в честь своего создателя) оборудован режущей поверхностью, состоящей из трех равных окружностей.
Геометрические параметры
- Диаметр в мм,
- Общая длина, в мм,
- Длина рабочей части, в мм,
- Угол заточки, в градусах.
При выборе сверла для квадратных отверстий стоит также уделить внимание хвостовику, который должен быть совместим с осью инструмента или использоваться с набором инструментов для крепления. Процесс сверления квадратных отверстий рекомендуется начинать с предварительной разметки и сверления центра будущего отверстия. Специалисты советуют начинать с низкой скорости, а затем постепенно увеличивать до уровня, указанного в характеристиках станка или инструмента.
Как еще можно выполнить квадратное отверстие
Многих людей интересует вопрос, каким образом можно просверлить квадратное отверстие в случае отсутствия буры Ваттса. В производственном процессе тонкие металлические стенки пробиваются, более толстые детали могут отливаться, свариваться или сверлиться с использованием лазерной или электрической технологии. Кроме того, в торговой сети имеются специализированные наборы перфораторов, предназначенные для создания квадратных отверстий размером до 70×70 мм. В состав наборов входят:
- пунш,
- ограничитель хода,
- направляющее кольцо,
- держатель пуансона.
Перфоратор приводится в действие с помощью гидравлического домкрата.
Другой, более простой, хотя и менее эффективный метод — просверлить отверстие сверлом, диаметр которого равен стороне квадрата, а затем выровнять его края с помощью шлифовальных машинок и напильников. Для тонкого листового металла можно произвести квадратное отверстие следующим образом: Сначала небольшим сверлом просверлите отверстия в углах квадрата, а затем на определённом расстоянии по периметру. После этого оставшиеся участки лишь удаляются, затем обрабатываются, очищаются и, при необходимости, шлифуются и полируются. Однако такой метод лучше использовать, если нет строгих требований к шероховатости и точным параметрам поверхности.
В видеоролике наглядно демонстрируется процесс сверления круглого отверстия в квадратном с помощью буры Ваттса:
Мы призываем тех, кто имел опыт работы с этой бурой, поделиться своим мнением в комментариях к статье. Будем рады узнать, какое оборудование или инструменты использовались, а также какие нюансы были учтены в процессе эксплуатации.
Рабочая зона данного инструмента оборудована специальными канавками для удаления стружки из зоны резки. Эти канавки не только способствуют повышению производительности резания, но и снижают нагрузку на патрон, тем самым уменьшая инерцию во время работы. Работы дрели с квадратным приводом визуализированы в специальном видео.
Иные способы получения квадратных отверстий в металле
Помимо использования буров Ватта, для создания квадратных отверстий в металлических заготовках также применяются следующие методы и технологии:
- Лазерная резка. Это один из самых эффективных способов создания квадратных отверстий в металле с заданными параметрами, при этом достигается высокая точность. Лазерная резка квадратных отверстий осуществляется на сложных и дорогостоящих станках с ЧПУ.
Кроме того, существуют методы использования обычных сверл и напильников:
- На поверхность заготовки наносится разметка в виде квадрата.
- С помощью корончатого сверла по углам квадрата отмечаются центры вспомогательных отверстий.
- Эти центры высверливаются сверлом малого диаметра.
- С использованием большого сверла производится удаление основного объема материала внутри отверстия.
- Углы и поверхности квадратного отверстия обрабатываются напильником для придания им нужной формы.
Рисунок 2: Лазерная резка — самая эффективная технология!
