Как сделать квадратное отверстие в трубе

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 17.09.2024

Сверло Уаттса для сверления квадратных отверстий: описание, размеры

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

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.

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:

Снижается инерция сверла.
Уменьшается нагрузка на шпиндель.
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.

Геометрические параметры

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.

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.

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.

Зачем сгибать древесину

Сгибание древесины – один из самых старых методов, издревле используемых для изготовления каноэ, смычков, саней, бочек и так далее. Как делать гнутые деревянные детали?

В то время, когда для строительства передвижных сооружений, таких как колеса для тележек, карет, была в основном древесина, сгибание материала было определяющим процессом.

Можно сказать, что сгибание древесины весьма простой процесс, при наличии необходимых знаний и навыков

Такие деревянные изделия, как деревянные игрушки, ложки, рамы для картин и т.д., также могут быть сделаны с помощью различных способов сгибания древесины.

Сгибание древесины может быть разным, в зависимости от того, какая преследуется цель- нужна ли форма лодки, арки, бочки…

Сверло для квадратных отверстий. Открытия Рело и Уаттса

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.

Блог о электронике

Думаю каждый из вас делал корпус для своей электронной поделки. И при изготовлении корпуса часто возникает одна мерзкая проблема — проделать дырку формой отличной от окружности. Например, квадратную, под LED индикатор.

Я раньше долго мучался, высверливал по контуру, затем шлифовал эти зубчики, матерился по поводу того, что сошлифовал лишнее или запорол параллельность. В общем, на все что касается механообработки материала у меня руки из задницы. И с этим ничего не поделать. Но там где не могут руки должна работать голова. И придумалось простое и эффективное решение.

Итак. Надо профигачить в пластиковом корпусе квадратную дырку.

Для начала разметим отверстие. Делать это лучше по бумажному шаблону — надо как можно четче накернить углы. Делаем это на наружней, лицевой, стороне! Затем углы сверлятся насквозь тонким сверлышком. Тут важно взять сверло потоньше. Чем тоньше тем точнее будет наше отверстие.

Берем линейку и острый скальпель. Можно канцелярский нож или что под рукой. Главное требование — он должен быть очень острым, жестким и чтобы не болтался. Я делаю такие вещи с помощью резака X-Acto

По линейке от дырочки до дырочки, точно по размерам нашего отверстия (ни больше ни меньше, точно так!) делаем прорезы. Чем глубже тем лучше, но можно без фанатизма. Т.к. чем глубже режешь тем больше шанс что сорвется лезвие и мы покоцаем наружную поверхность, а это уже не то — некрасиво. Дырочки тут рулят еще тем, что в них заваливается острие скальпеля и край реза дальше дырки не идет. Разметка тут самый важный этап

. От него зависит получится ли все с первого раза идеально или придется подравнивать.

Прорезал, теперь надо раскромсать внутреннюю поверхность дырки на 4ре части, под андреевский флаг. Это уже чем угодно. Я обычно не церемонюсь — беру тупое сверло, которое уже не жалко. Втыкаю его и как фрезой на больших оборотах прогрызаю его бочиной пластик от угла до угла.

Все, получили внутри четыре кусочка. Теперь надо подцепить их от центра и выломать внутрь

Прорез который мы сделали даст нам слабую точку по которой пластик лопнет и выломается. А отверстия с краев не дадут трещине уйти дальше чем надо.

Видите какой четкий и ровный излом получается?

Раз два три четыре — получили точное прямоугольное отверстие которое не надо ни ровнять, ни шлифовать. Ну может чуть чуть, если с разметкой накосячил — как я сейчас :(.

На проковыривание этой дырки у меня ушло не более 10 минут. Это с уборкой мусора и отвлеканием на фотографирование и поиск то скальпеля, то сверлышка.

При выполнении работ, связанных с ремонтом, прокладкой коммуникаций и другими операциями, возникает необходимость сделать отверстия в трубе. Эту операцию можно выполнить самостоятельно, не прибегая к помощи мастера и не имея специализированного оборудования.

Что понадобиться для работы

Просверливание отверстия в трубе возможно выполнить самому при наличии дрели и сверла необходимого диаметра. В продаже существуют небольшие специализированные сверлильные станки, которые помогут сделать отверстия быстро, качественно и безопасно.

Для выполнения работ потребуются следующие инструменты:

Самым важным инструментом является дрель, специально предназначенная для высверливания отверстий при помощи режущего инструмента (сверла). При работе с металлическими изделиями необходимо использовать сверла из высокоуглеродистой стали или специальные сверла с наконечниками. Во время работы не допускается перегрев и почернение режущего инструмента.
Для фиксации труб во время работы нужен фиксирующий инструмент – тиски.
Для незначительно расширения отверстия потребуется напильник, сверло для этой цели не подходит, поскольку закусывает материал, образуя неровный край.
Может потребоваться молоток, если необходимо пробить отверстие малого диаметра или сделать насечку. Для насечки потребуется ручной слесарный инструмент – керн.
Фиксировать сверла в нужном положении во время просверливания возможно с помощью самодельного шаблона из деревянного бруска, который в профиле должен иметь М-образную форму, где центр впадины должен совпадать с осью трубы. Горизонтальная сторона такого бруса должна быть равна внешнему диаметру трубы, а высота должна составлять около 50 мм. Отверстие, просверленное в верхней части в дальнейшем будет использоваться в качестве направляющей. Шаблон можно выполнить сразу с несколькими отверстиями разного диаметра.
Если отсутствует фиксирующий инструмент (тиски) можно изготовить приспособление, объединяющее в себе шаблон и тиски, которое выполняется в виде П-образной струбцины, в верхней части которой располагаются шаблонные отверстия для сверления. Корпус приспособления изготавливается из металлического профиля или из твердой породы дерева. По бокам с двух сторон устанавливается по 2 болта, которые выполняют роль фиксирующего механизма.

Рекомендуем ознакомиться: Как выбрать и установить компенсатор для большей надежности систем из полипропиленовых труб

Особенности работы

При выполнении работ необходимо соблюдать технику безопасности:

Использовать защитные перчатки и очки.
Труба должна быть надежно закреплена.
Менять режущий инструмент во время вращения шпинделя дрели.

Работа имеет свои особенности, которые зависят от материалов, из которого изготовлена труба.

Металлических трубы

Трубы из металла — незаменимый материал при проведении подземных теплотрасс, газопроводов и в сфере строительства.

При выполнении работ по высверливанию отверстия в металлических трубах необходимо выбирать режим работы на малых оборотах.

Периодически нужно очищать сверло от стружки, чтобы избежать заедания.

Это важно! Для продуктивной работы со стальным материалом необходимо использовать смазку — машинное масло, а для медных труб — мыльную эмульсию.

Добиться надежной фиксации трубы помогает установка гайки с каждой стороны изделия между губами тисков.

Чугунные трубы

Чугун — это металл, основным составляющим элементом которого является железо с добавлением углерода. Чугунная труба одно из наиболее распространенных и востребованных изделий, используемых при проведении водоснабжения и канализации.

Существует два вида чугунных труб. У изделий первого вида один из концов оснащен соединителем, а другой конец гладкий. Второй вид — полностью гладкий.

При работе с чугуном следует надевать респиратор, также в помещение должна быть вентиляция. Трубы из чугуна имеют очень твердое каленое покрытие, поэтому в месте сверления его необходимо снять с помощью точила. Во время сверления нельзя перегревать сверло, для чего его необходимо периодически смачивать водой.

Сверление пластиковых труб

При работе с пластиковыми изделиями практические не возникает сложностей. Перед высверливанием необходимо зафиксировать трубу, чтобы избежать ее деформации. Процесс сверления должен проходит на малых оборотах. После выполнения отверстия с помощью ножа или напильника зачистить срез.

Порядок работ

Высверливание отверстий имеет общий порядок, который не зависит от типа трубы и выглядит следующим образом:

Фиксация трубы в месте будущего отверстия.
Разметка.
В центре разметки при помощи керна и молотка сделать насечку (наметить точку сверления). Насечка позволит избежать сдвига сверла во время работы.

Во время сверления рекомендуется использовать брусок, фиксирующий положение сверла. Также во время процесса сверло должно находиться вертикально по отношению к трубе, в противном случае под воздействием поперечных нагрузок оно может сломаться.

Обратите внимание! Перед выполнением отверстия большого диаметра на металлических изделиях необходимо предварительно выполнить отверстие небольшого сечения. Существуют специальные коронки для дрели, которые позволяют сделать отверстие диаметром до 100 мм.

Выполнение отверстия с квадратным сечением

Для получения квадратного отверстия применяются два способа.

Первый требует использование круглого сверла и напильника. Для работы необходимо отметить область выреза и его центр, после чего сначала высверливается отверстия малого диаметра, а затем выполняется вырез по отмеченным границам и с помощью напильника шлифуется до ровного среза.
Второй способ выполняется с помощью специальной насадки, режущая кромка которой выполнена в виде треугольника Рёло. Ось во время сверления не остается на месте, а перемещается по траектории описывающей прямоугольник. Такой инструмент позволяет получить отверстие с ровными и параллельными краями. Площадь необработанных углов при этом составляют 2% от площади выреза.

Перед тем как сделать отверстие в трубе, вам следует ознакомиться с соответствующими методиками, позволяющими решить эту задачу без применения специального оборудования. В этой статье мы расскажем вам о существующих способах, помогающих сделать отверстия в трубах, изготовленных из различных материалов. Вы узнаете как придать отверстию нужную форму, а также впоследствии расточить его.

Инструмент для сверления отверстий

Для того, чтобы выполнить работу, необходимо будет подготовить следующий инструмент:

Для работы с металлическими трубными заготовками помимо указанных выше наименований вам потребуются сверла из высокоуглеродистой стали, а также охлаждающая жидкость. Кроме того, могут использоваться сверла, оснащенные наконечниками из твердых сплавов.

Сверла по металлу

Сразу отметим, что процедура сверления без привлечения специального оборудования достаточно проста. Все, что от вас потребуется – это полная сосредоточенность и обязательное соблюдение соответствующих требований ТБ (техники безопасности).

Керн

Работы подобного вида проводятся, как правило, в гараже или же в специальном подсобном помещении (в домашней мастерской, например). Во избежание травмирования во время сверления отверстий необходимо будет использовать защитные очки и плотные перчатки. Кроме того, обязательно обратите внимание та то, чтобы сверла были достаточно острыми и надежно крепились в патроне сверлильного инструмента.

Одним и тем же сверлом можно сверлить и металл и дерево, только затачивать его нужно под другим углом.

Можно использовать специальные приспособления

Порядок работ

Сверление отверстий в профильной трубе

Перед тем как высверлить отверстие в трубе, следует произвести следующие операции:

В процессе работы дрель должна держаться строго вертикально, иначе под воздействием поперечных нагрузок сверло может просто сломаться. Для точной подгонки отверстия по диаметру вы можете воспользоваться круглым напильником.

Напильник круглый

Для того, чтобы сделать отверстие квадратной формы в трубе сначала проделывается обычное круглое отверстие, которому затем при помощи напильника можно будет придать квадратную форму. Отметим, что этот способ достаточно трудоемок и потребует от вас большой аккуратности при работе с металлом.

При проведении аналогичной операции с пластиковыми или композитными трубами проще всего воспользоваться стальным прутком прямоугольной формы. По мере забивки такого прута в круглое отверстие последнее приобретает квадратную форму, после чего он может быть удален из трубной заготовки. Образовавшиеся при пробивке неровности впоследствии удаляются с помощью обычного напильника.

В пластмассовых трубах отверстия большого диаметра можно вырезать коронкой.

Отверстия в пластиковых трубах

И в заключении обращаем ваше внимание на еще один момент, характерный для операций рассматриваемого нами вида. Поскольку при подготовке отверстия в металле сверло сильно нагревается, то в место сверления следует периодически подливать охлаждающую жидкость (воду или отработанное масло).

Видео: способы сверления труб

Интересный способ сверления сквозных отверстий в трубах небольшого диаметра показан в видеоматериале:

Если необходимо будет постоянно выполнять отверстия в трубах, то можно сделать кондуктор для сверления отверстий:

Во время выполнения разнообразных ремонтных либо строительных работ, прокладке, монтаже коммуникационных систем, часто возникает необходимость в проделывании отверстий в трубах, сделанных из пластика, металла либо такого материала как чугун. Стоит отметить, что выполнить подобную работу можно даже в домашних условиях, собственноручно, не используя при этом никакого дорогостоящего либо специализированного инструмента.

Выбор инструмента

Для того чтобы просверлить отверстие в поверхности трубы понадобится электрическая дрель, а также сверло соответствующего диаметра. Стоит отметить, что на рынке, для выполнения подобных задач, продается специальное сверлильное оборудование (небольшие станки), которое позволяет даже неопытному пользователю, быстро, эффективно, а самое главное – качественно проделывать отверстия разного диаметра в изделиях, сделанных из разного материала.

Чтобы самостоятельно сделать отверстие в трубе потребуются следующие материалы и инструменты:

электродрель;
набор сверл (для обработки изделий, сделанных из металла, рекомендуется приобретать сверла, при изготовлении которых применялась высокоуглеродистая сталь);
тиски (это приспособление необходимо для надежной, жесткой фиксации);
напильник (этот ручной инструмент может потребоваться в том случае, если возникнет необходимость расширить проделанный ранее вырез);
молоток и керн (применяется для проделывания насечек).

Для фиксации используемого сверла в необходимом для сверления положении, можно воспользоваться специальным самодельным шаблоном. Такой шаблон изготавливается из деревянных брусков. Его профиль, внешне, должен быть М- образной формы, где центр будет полностью совпадать с осью обрабатываемой трубы.

При выполнении работ, трубу нужно надежно зафиксировать на тисках. Кроме того, при использовании электроинструмента, согласно правилам техники безопасности, рекомендуется надевать специальные защитные очки, а также беруши и перчатки.

Сверление металлических труб

Металлические трубы являются незаменимым, часто используемым строительным материалом, который активно применяется при прокладке разнообразных водопроводных систем, монтаже теплотрасс, систем газопровода. Кроме того, они незаменимы при проведении ремонтных и строительных работ.

В металлических изделиях отверстия проделываются при помощи специальных сверл и электродрели. Стоит отметить, что в этом случае, во время выполнения работ, электрическая дрель должна работать на небольших оборотах. Кроме того, в процессе просверливания, сверло периодически нужно очищать от копившейся на его поверхности стружки. В противном случае, при скоплении большого количества стружки, возможно, его заедание.

При сверлении металлических изделий рекомендуется пользоваться смазкой. В этом случае подойдет машинное масло. При работе с трубами, сделанными из меди нужно пользоваться мыльной эмульсией.

Как просверлить отверстие в чугунной трубе

Чугун является металлом, главным компонентом которого выступает железо, в которое был добавлен углерод. Чугунные трубы являются самыми востребованными изделиями, которые активно используются при прокладывании канализационных систем, а также сетей водоснабжения.

Во время обработки чугуна рекомендуется оборудовать помещение надежной системой вентиляции, а также надевать респиратор для защиты органов дыхания. Чугунные трубы оснащены очень прочным каленым покрытием. Поэтому, перед тем как приступить к их просверливанию, это покрытие нужно устранить. Для этого следует воспользоваться обыкновенным точилом и обработать им участок, который планируется сверлить.

Как сделать отверстие в пластиковой трубе

Проще всего поддаются обработке трубы, сделанные из пластика. Перед просверливанием пластиковую трубу необходимо надежно, прочно зафиксировать. Это необходимо для того, чтобы в дальнейшем, при выполнении работ, не деформировать ее. Проделывать отверстие в пластике нужно при помощи электрической дрели, на небольших оборотах. После того, как отверстие будет проделано, его нужно качественно зачистить. Для этого можно воспользоваться напильником либо обычным ножом.

Порядок выполнения работ

Работы, связанные с проделыванием отверстий, выполняются по одному общему порядку, вне зависимости от того, из какого материала была сделана труба (метал, пластик или чугун). Чтобы правильно сделать отверстие необходимо:

Зафиксировать трубу в тисках. Фиксировать ее нужно именно в том месте, где будет просверливаться отверстие.
Нанести разметку.
На сделанной разметке, в ее центре, нужно сделать специальную насечку, которая не позволит сверлу соскальзывать в стороны. Для того чтобы нанести насечку нужно воспользоваться молотком и керном.

При выполнении работ, сверло должно находиться в строго вертикальном положении по отношению к обрабатываемой поверхности. Это обусловлено тем, что в случае воздействия сильной поперечной нагрузки оно может выйти из строя (сломаться).

Чтобы сделать в металлической поверхности отверстие большого диаметра потребуется специальная коронка для электродрели. Однако в качестве альтернативы, в этом случае можно поочередно воспользоваться сверлами разного диаметра.

В некоторых случаях, мастеру может потребоваться отверстие с квадратным сечением. Чтобы на поверхности сделать отверстие квадратной формы, можно воспользоваться обычным сверлом и напильником. Сначала нужно сделать вырез в обрабатываемой поверхности, а потом отшлифовать его напильником.

В качестве альтернативы, для выполнения этой задачи можно также воспользоваться специальной насадкой. У такой насадки режущая кромка имеет вид треугольника Рело. Такое оборудование позволяет пользователю быстро проделать отверстие квадратной формы, с ровными, параллельными по отношению друг к другу краями.

Для сверления квадратных отверстий применяют специальные сверла Уаттса. Они отличаются от обычных инструментов рабочими частями, имеющими особую конструкцию. В ее основе – треугольник Рело.

Изображение №1: треугольник Рело и его свойства

Эта фигура представляет собой пересечение трех равных кругов. Самое важное свойство треугольника Рело заключается в том, что если провести к такому треугольнику пару параллельных опорных прямых, то расстояние между ними будет всегда постоянным. Как видно на рисунке выше, если вращать треугольник Рело по траектории, описываемой 4-мя эллипсоидными дугами, получается квадрат с незначительными скруглениями в углах.

Наработки Рело использовал английский инженер Г. Уаттс. Именно он создал сверло для квадратных отверстий, названное в его честь — сверло Уаттса. Рабочая часть имеет вот такой профиль.

Изображение №2: сверло Уаттса и профиль его рабочей части

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.

Особенности применения сверл для квадратных отверстий

Стандартные сверла Уаттса, предназначенные для сверления квадратных отверстий в металле, изготавливают из стали У8. Закалка производится до получения твердости инструментов в пределах от HRC 52 до HRC 56. В тяжелых условиях эксплуатации используют инструменты из легированной стали Х12. Твердость материала варьируется в пределах от HRC 56 до HRC 60.

Самая важная особенность применения этих сверл для квадратных отверстий на производстве и в быту заключается в необходимости использования дополнительных приспособлений для фиксации инструментов и перемещения рабочих частей по вышеописанной траектории.

Что используют на производстве

Для фиксации сверл для квадратных отверстий в металле на станках используют специальные шпиндели-переходники. Они состоят из:

корпусов;
зубчатых венцов;
переходников под основные шпиндели;
приводных шестерней;
шестерней зацепления;
качающихся втулок.

Изображение №3: сверление квадратного отверстия в металле на станке

Что используют в быту

При использовании дрелей сверла для квадратных отверстий закрепляют при помощи специальных рамок. Их соединяют с патронами карданными передачами. Для этого используют особые переходники, состоящие из:

корпусов;
плавающих хвостовиков;
качающихся колец;
сменных втулок;
опорных шариков;
крепежных винтов.

Изображение №4: принцип получения квадратных отверстий сверлами Уаттса в домашних условиях с применением обычных дрелей

Методы сверления каленой стали

Сверловка каленой стали характеризуется высоким нагревом поверхности заготовки и инструмента, что ведет к быстрому износу последнего. Поэтому во время обработки стараются отвести лишнее тепло или сделать так, чтобы участок, где будет канал, стал более мягким.

Первый способ, который позволяет сделать каленый металл более податливым, основан на использовании кислот. Из подходящих веществ можно указать азотную, хлорную или серную кислоту. Эти жидкости применяют точечно, то есть ими обрабатывают конкретно то место, где в дальнейшем будет отверстие (протравливают участок). Чтобы кислота не вышла за пределы рабочей области из материалов, не подверженных воздействию кислоты (полимеры, краски, парафин), вокруг будущего отверстия организуют что-то наподобие бортика. Отверстие заливают активной жидкостью и выдерживают определенное время. Далее проводят сверление обычным сверлом.

Еще один метод ослабления твердости каленого металла в зоне получения канала основан на прогреве этой зоны до высоких температур. Наилучшим образом с этим справляется сварочный аппарат. В этом случае нужно правильно подобрать силу дуги, чтобы металл не плавился и не деформировался. Когда заготовка в зоне сверления раскалится, можно проделывать отверстие обычным сверлом из быстрорежущей стали.

Самый простой способ, но не самый дешевый, заключается в приобретении специального сверла, рассчитанного на проделывание отверстий в каленом металле. Режущие кромки такого инструмента усилены победитовыми напайками или выполнены из победитовых пластин. В этом случае также желательно применять дополнительное охлаждение рабочей области.

Иные способы получения квадратных отверстий в металле

Кроме обработки заготовок сверлами Уаттса для получения квадратных отверстий в металле используют следующие методы и технологии.

Лазерная резка. Это наиболее эффективный способ получения квадратных отверстий в металле с заданными параметрами. Точность находится на максимальном уровне. Лазерная резка квадратных отверстий производится на сложных и дорогостоящих станках с ЧПУ.
Применение обычных сверл и напильников. Метод выглядит так.
На поверхность заготовки наносят разметку (вычерчивается квадрат).

В углах квадрата при помощи керна намечают центры вспомогательных отверстий.

Фотография №2: лазерная резка — самая эффективная технология!

Что такое коронка по дереву?

Насадка с напылением для обработки фанеры, ДСП, пластика, металла – известное приспособление, называющееся коронка для сверления дерева и других материалов. Выглядит она как чаша с зубцами, расположенными по краю обода. Надевается на специальный патрон для дрели и вращается благодаря электроинструменту. Глубина отверстия может быть разной, от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. От диаметра фрезы зависит количество зубьев на ней: чем крупнее коронка по дереву, тем большее число зубчиков на ней расположено. Типовой набор кольцевой насадки комплектуется элементами:

головкой с режущими зубьями;
хвостовиком;
центральным сверлом.

Для чего нужна коронка по дереву?

Кольцевая насадка на дрель, с помощью которой легко можно просверлить отверстие любого диаметра, широко применяется в ремонтных работах. Хорошо заточенная профессиональная коронка по дереву для подрозетников позволяет получить аккуратные выемки в стенах, гипсокартоне, деревянных сооружениях необходимого размера. Чистый рез с ровной внутренней поверхностью без сколов и заусенец можно сделать с помощью такой насадки. Центровать поверхность перед сверлением нет необходимости, выпиливание происходит быстро и тихо.

Можно ли коронкой по дереву сверлить металл?

Корончатое сверло прекрасно справляется со своей основной задачей – сверлением отверстий. Специалисты подтверждают, что с его помощью возможно обрабатывать не только древесину. Коронка для отверстий в дереве, выполненная из особенных марок стали с напылением, способна обработать более прочные материалы. С ее помощью легко и просто получить отверстие в цветных металлах любой твердости. Планируя работу со сложными материалами, следует выбирать сверло с маркировками HCS, такая коронка по твердому дереву и металлу легко справится с любой задачей.

Коронка по дереву своими руками

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.

Как заточить коронку по дереву?

При активном использовании сверла могут стачиваться и нуждаться в заточке. Вернуть остроту самостоятельно коронке на дрель по дереву можно, но это потребует определенных навыков. Сохранение угла заточки – важный момент, без которого качественно восстановить работоспособность сверла не получится. Корончатые сверла по дереву изготавливаются из мягких металлов, и их можно восстановить с помощью ручных приспособлений и инструментов, для этого применяются:

Болгарка со специальным шлифовальным диском.
Ручная дрель с диском из наждачной бумаги.
Точильный или наждачный станок.

Сверло или фреза?

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.

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.

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.

Читайте также: