Сверление квадратных отверстий. Сверло Уаттса. Треугольник Рёло.

О сверле Уаттса и треугольнике Рёло

Для того чтобы понять, как работает сверло Уаттса, нужно выполнить небольшой экскурс в геометрию. Еще в 15 веке математиков заинтересовали интересные свойства плоских фигур с равной толщиной. Наиболее известной такой фигурой является окружность. Другой простой фигурой из данного ряда является скругленный треугольник.

Данная фигура получается так. За основу берется равносторонний треугольник. Затем из каждой вершины треугольника прочерчивается окружность радиусом равным стороне треугольника. В итоге получится новая фигура с дугообразными сторонами (сморите рисунок ниже).

Немного позже ученый Л. Эйлер обратил внимание на интересную траекторию вращения скругленного треугольника. Затем инженер Рело увидел, что при определенном способе вращения фигуры, траектория ее вершин описывает форму очень близкую квадрату. Для этого необходимо производить вращение с некоторым эксцентриситетом. При таком движении лишь во внутренних углах полученного квадрата образуются незначительные скругления. Такой треугольник сегодня известен под названием треугольник Рело.

В начале 20 века английский ученый Уаттс смог изобрести и запатентовать техническое решение, которое бы обеспечило такое движение металлорежущего инструмента, чтобы в итоге в обрабатываемой детали получилось квадратное отверстие. Получившийся в итого инструмент стал носить название сверло Уаттса.

[вопрос к столярам] Как выпилить?

Имеется 25-миллиметровая плита ДСП 150х200 см. Требуется выпилить в ней квадратное отверстие 100х100 см. Отверстие не должно соединяться с внешним краем. Чем и как его проделать?

Из инструментов есть дрель, пила по дереву, пила по металлу и напильники. Купить электролобзик за 700 р. или взять напрокат — не проблема, но пригоден ли он для такой работы?

• Ссылка

• Ссылка

Не знаю, как столяры, а я, в подобной ситуации, обходился дрелью и электролобзиком Но с первого раза аккуратно вряд ли получится

• Показать ответ
• Ссылка

А мелкую циркулярную пилу тут применить нельзя? Высверлить углы, а потом вырезать, ДСП все-таки мягкая

• Показать ответы
• Ссылка

> обходился дрелью и электролобзиком

Просверлить отверстие и из него пилить? Какого диаметра отверстие? Или их несколько штук, и их нужно соединить, поковыряв стамеской?

• Показать ответы
• Ссылка

А подешевле они бывают?

• Показать ответ
• Ссылка

можно попробовать в мастерской заказать разовую работу

• Ссылка

Обычно все углы сверлятся и от туда уже либо пилой либо лобзиком идут от дырки до дырки.

• Показать ответ
• Ссылка

И да, диаметр зависит от пилок, если речь про лобзик. Надо также учитывать, что пилки качаются, правда обычно на лобзиках качение можно отключить. 8-10мм за глаза

• Показать ответ
• Ссылка

Классификация сверл для квадратных отверстий

В современной металлообработке практически весь режущий инструмент, который применяется для получения квадратных отверстий, работает по принципу вращения треугольника Рело. Сверло Уаттса (или как его еще иногда называют сверло Рело) позволяет получить квадратные отверстия различных размеров в металлических деталях различной толщины. Классифицируют данный инструмент по его размерам, материалу изготовления, конструкцией хвостовика.

Сверло Уаттса по металлу обязательно должно быть изготовлено из быстрорежущей стали. Такой инструмент имеет маркировку HSS (High Speed Steel). Для инструмента отечественного производства применяют инструментальную сталь У10 либо легированные стали Х12 и Х12МФ. Твердость инструмента должна иметь значение от 52 до 60 HRC. Квадратное сверло может иметь различный диаметр в зависимости от размера стороны квадрата.

Отметим, что купить сверло Уаттса довольно непросто. Не стоит ожидать, что его можно будет найти в каждом магазине металлорежущего инструмента. Возможно, придется приобретать его на заказ в крупном магазине инструмента или покупать в интернет магазине.

Критерии выбора качественного варианта

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

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

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

Особенности сверления квадратных отверстий в дереве

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

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.

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.

Особенности

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

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

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

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

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

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

Принцип действий и конструкция треугольник Рело

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

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

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

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

Советы по резке

• Предварительно распечатанные чертежи или шаблоны переносим на заготовку с помощью копировальной бумаги.

• Если в конструкции есть сквозные участки – проделываем тонким сверлом стартовые отверстия.
• В отверстие вставляем пилку или полотно лобзика. Свободный конец пилки фиксируем крепежным винтом или зажимом.
• Делаем пропил по намеченной линии, прижимая заготовку к верстаку. Пила двигается либо автоматически (у электрических фигурных лобзиков), либо же вручную.

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.

Рассмотрим эти методы подробнее:

• 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.

Как сделать квадратную дырку в металле

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

Поиск данных по Вашему запросу:

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

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

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

Сверло или фреза?

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

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

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

Читать также: Масса пружинного маятника формула

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

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

(1 – 0,625)f = 0,375f.

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

Ну и конечно только лобзик!

• Ссылка

> Обычно все углы сверлятся и от туда уже либо пилой либо лобзиком идут от дырки до дырки.

И да, диаметр зависит от пилок, если речь про лобзик. Надо также учитывать, что пилки качаются, правда обычно на лобзиках качение можно отключить. 8-10мм за глаза

Спасибо. Но это значит, что на углах отверстие будет чуть больше заданных 100 см?

Кстати, какого размера бывают пилы для ручных лобзиков?

• Ссылка

> Вот что происходит, когда школьникам не преподают уроки труда…

Мы их в кабинете информатики проводили.

• Ссылка

>Просверлить отверстие и из него пилить?

два отверстия

чтобы лезвие влезло

• Ссылка

Я так отверстия под мойку делал в столешнице. берешь сверло с большим диаметром, 10 где-то и делаешь в углах прямоугольника отверстия. Потом электролобзиком идешь по прямой и соединяешь дырки.

• Показать ответ
• Ссылка

Хорошие цены. Но зачем германия для разовой работы? Чтоб потом лежала на полке и занимала место при такой стоимости? Не дом же строить.

• Ссылка

Re: Вот что происходит, когда школьникам не преподают уроки труда…

> Ты может и на токарном станке ни разу не работал?

Вообще-то у меня был выбор, что писать в аттестате: токарь или оператор ПК